LTPS和OLED(关于苹果提出AMOLED的LTPO技术,我们是这么看的……)

为了提高分辨率,增加了TFT电子迁移率并使电容器变小,但又不能使得沟道电阻延迟了电信号的处理。通常每个像素具有一个晶体管,但OLED每个像素具有多个晶体管,因此电容器的尺寸不可避免地要更小。 LTPS和氧化物的电子迁移率是传统非晶硅的约100倍。而氧化物又比LTPS的电子迁移率更低。随着电子迁移率和沟道迁移率的增加,如果加速电信号处理,则可以实现高分辨率。 由于氧化物需要类似于非晶硅的掩模工艺步骤,使得制造成本低。而LTPS的价格是氧化物和非晶硅的两倍,这制造起来很昂贵。 但是,LTPS在商业市场中比氧化物更受欢迎。这是因为TFT均匀性优异,技术完整性高。 鉴于这些特点,Apple似乎已经获得了LTPO技术,该技术提高了将新氧化物技术应用于OLED的性能。

定义

LTPO 英文全称为 Low Temperature Polycrystalline Oxide,中文名字叫低温多晶氧化物。目前OLED小尺寸的主要两大背板技术是LTPS和IGZO,而LTPO是一种新型背板技术,它结合了这两种技术的优点,以低生产成本实现更高的电荷迁移率,稳定性和可扩展性。

LTPO被推出的原因是因为LTPS技术难以应用于大尺寸基板,但氧化物易于制造大尺寸面板。有可能不仅在第6代而且在第8代或更大世代中制造足够小的OLED面板。 LTPS材料由于中小尺寸OLED面板中的高性能而未被优化的事实也被认为是LTPO开发的背景。尽管投资成本高,但LTPS被认为是最适合移动OLED的背板技术,但电子迁移率太高,功耗也很高。 出于这个原因,LTPO有望成为一种技术,通过将LTPS优势与适合低功耗的氧化物IGZO相结合,优化OLED用于移动应用。

来源:京东方科技集团专利文件

但是现有LTPO工艺中,需要在LTPS层之上形成Oxide层,而Oxide工艺中涉及多步热处理以及退火等工艺,这样会导致LTPS-TFT的ILD(Inter Layer Dielectric,层间介质)层中的氢会在后续热处理中进入Oxide中,影响Oxide-TFT的晶体管特性,Oxide层中的氢和氧可能会在后续热处理中进入LTPS中影响LTPS-TFT的晶体管特性。因此,现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

竞争技术剖析

目前被认为应用于OLED的基板技术主要包括LTPS、IGZO、硅基、LTPO以及刚刚韩国首尔延世大学推出的二硫化钼晶体管。

LTPS是目前最为成熟应用于OLED的背板技术,也是目前的OLED量产背板技术。目前主要的企业有三星、京东方、维信诺、天马、和辉、华星、LGD、友达、JOLED、JDI、夏普。

而IGZO目前也是仅次于LTPS被推进OLED的技术,目前主要公司有夏普、华佳彩、柔宇。CEC涉足的也是IGZO,但是目前并未公开表示做AMOLED。

至于硅基OLED,实际上跟上面的背板技术不存在太大竞争关系,因为硅基OLED主要是应用于高PPI的AR/VR近眼显示,当然成本价格也比这些玻璃基板的价格高太多。目前主要有Kopin,云南北方奥雷德光电科技、京东方,索尼,eMagin和MicroOLED、视涯科技。

而LTPO和二硫化钼目前只能说是理论上应用于OLED,可以归类于未来背板技术。

LTPO被认为是未来技术主要是因为:一方面,现在的氧化物IGZO具有底栅结构,其在半导体膜下面形成栅电极。底栅通过在半导体膜下面形成栅电极,绝缘膜,沟道层,源极和漏极而形成TFT。由于掩模工艺数量少,很容易制造,但是由于每个阵列的结构特性而产生寄生电容,导致较低的电流速率。

另一方面,LTPS具有顶栅结构,其栅电极位于最上位置,因此具有高电荷迁移率。寄生电容也大大减少。而LTPO使用氧化物材料形成LTPS TFT结构,从而增加电荷迁移率并减少工艺数量。它也可以应用于大型面板。

二硫化钼晶体管因为它不仅很容易弯曲,而且由于它们只有一个原子厚度,还能让电子很快地贯穿,因此是透明的。正是因为既可以容易弯曲有透明,所以更完美适用于柔性OLED显示器。而LTPS、非晶硅这些材料“相当坚硬且易碎”,虽然可以被弯曲,但不能重复多次。

目前企业布局情况

根据OLEDindustry了解到,目前真正推出的这一块的应当是苹果公司,因为最初就是由苹果公司提出来,不过据OLEDindustry发现,京东方也申请了相关LTPO专利,当然目前整个产业都没有看到实质性的产品出来。不过据韩媒体报道苹果以其掌握的LTPO技术为基础,正与LGD与三星显示器(Samsung Display)开发新的氧化物技术。

不过目前参与的几方并没有透露相关细节,不过据OLEDindustry查阅资料发现,除了三星LG,目前真正将LTPS和IGZO都在做量产的只有夏普。如果苹果真的要要推动LTPO的背板技术,基于此再加上一直以来跟富士康的多年深厚合作友谊,或许是不错选择。

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