比起傳統的液晶顯示（LCD）屏幕，被業界公認為下一代顯示技術的有機發光二極管（OLED，又被稱為有機電激光顯示）屏幕不僅具有全固態
、輕薄
、主動發光、高畫質、低耗電等優點
，還可以用於嚐試透明、卷軸

、折疊
、曲麵等突破傳統的屏幕形式
，OLED是行業共同關注的未來顯示技術方向，但相對於應用低溫多晶矽技術的中小尺寸OLED屏幕


，應用氧化物技術的大尺寸OLED屏幕在普及中遇到了眾多技術難點
，目前受製於一些關鍵技術、成本及良品率偏低等因素影響
，OLED麵板規模性應用及大尺寸產業化尚有較長一段進程。

 

 

麵板
、有機材料鍍膜及封裝為OLED大屏幕產品量產化的三大指標，由於開發大尺寸設備的瓶頸難以突破，低溫多晶矽（LTPS）麵板製程難以跨越5.5代OLED麵板生產線
，因為這種技術是把紅、綠、lanyoujifaguangtizaibolimianbanshangshuipingzhengdu，youyuzaizhengdushibixuyaoshiyongjinshuzhezhao，zaizuodamianbanshiyouyuzhonglihuizaochengjinshuzhezhaoxiachenjihunsedengwenti，yincibushiheshixiandachicunhegaofenbianlv。jianyuci，feijingxi（a-Si）與氧化物薄膜晶體管（Oxide TFT）麵板成為技術研發的選擇。不過，前者的電子移動速度太慢，會降低OLEDmianbandedongtaixianshifanyingsudu。yinci
，houzheyichengweijishuyanfadeshouxuan，danshiyizhiyilai，zhexiangjishujinzhanhuanman。haozaiyanghuawubomojingtiguanmianbancailiaoyuzhichengyufeijingxixiangjin
，suoyi，bufenfeijingxijiyouzhichengshebeikebeiyanghuawubomojingtiguansuoyanyong。

麵板技術比較表

 

常見的氧化物半導體如氧化銦镓鋅（InGaZnO）
，是一種電子移動率可達10平方厘米（cm2）/VS的新材料，為傳統非晶矽（《1cm2/VS）的數十倍以上。加上非晶（Amorphous）結構可以在大尺寸獲得良好的均勻度

，適合應用在大尺寸麵板，達到高清晰度、低能耗、低漏電的優點，但其可靠度不 佳以及PMOS製造工藝困難一直是亟待改善的技術，前者是量產商品化必須克服的重要關鍵
，後者可用補償電路（CompensaTIon Circuit）加以克服。

 

 

常見的氧化物薄膜晶體管元件結構主要有共平麵（Coplanar）、蝕刻阻障層（Island Stop/Etch Stop Layer，IS/ESL）和背通道蝕刻（Back Channel Etch
，BCE）這三種。共平麵結構製程簡單，但因為氧化物半導體層要攀爬源汲極金屬

，容易導致電特性與接觸問題，且可靠度不 jia。zhiyubeitongdaoshikeheshikezuzhangcengjiegouzaiyuanjiantexingjizhichengliangpinlvshangzejiaojuyoushi
，youqishibeitongdaoshikejiegouxiangrongyubiaozhunfeijingxijiegou，jijujingzhengli。danruokaoliangkekaodu，zeyishikezuzhangcengjiegouzuiweilixiang，yuanyinzhuyaozaiyushikezudangcengkebaohuyuanjiandebeitongdao

，bushouzhichengyingxiangchanshengtexing 差異
，但缺點是複雜的製程導致成品與良品率問題。

常見的氧化物薄膜晶體管元件結構比較表

 

氧yang化hua物wu薄bo膜mo晶jing體ti管guan技ji術shu的de重zhong要yao性xing在zai於yu其qi量liang產chan機ji型xing相xiang容rong於yu現xian有you主zhu流liu技ji術shu非fei晶jing矽gui的de設she備bei，由you於yu氧yang化hua物wu薄bo膜mo晶jing體ti管guan材cai料liao特te性xing對dui光guang與yu熱re會hui導dao致zhi電dian特te性xing的de改gai變bian
，即ji臨lin界jie電dian壓ya偏pian移yi（Threshold Voltage Shift，Vth Shift），甚至可以運用在光感應器（Photo Sensor）shang，suoyiruhegaishanjunyunduyukekaodujiangshiyidananti，zhichengdetiaoxiaoxiangdangkunnanyumingan，zhichengwendingduyaoqiuyexiangduigao。tongguoyushiyanshidechixufenxiyugaijin，yanjiurenyuanzaiyanghuawujishushang，yanfashizhixiandezhengmianOLED的臨界電壓偏移值已經小於0.8伏特。經過麵板可靠度測試
，發現使用壽命預估可超過10年，已經超越傳統非晶矽技術，相當接近於低溫多晶矽技術。

LCD與OLED特性比較表

 

OLED屏幕采用紅、綠
、藍（R、G、B）像素組成，其使用主流的有機材料鍍膜技術——真空蒸鍍注，這種製作方式要平衡每個像素內紅、綠、藍有機發光體的放置量，維持亮度的均勻性
，隨著OLED屏幕尺寸加大，會導致生產良品率下降
，由於藍色有機發光體的壽命短
，為了修複其缺陷，會稍微多蒸鍍一點藍色OLED有機發光體
，但導致的結果是紅
、綠
、藍像素構造中的色彩歪曲現象。除因蒸鍍槽設計緣故，致使蒸鍍技術的生產效率欠佳之外，也麵臨適使用8代OLED麵板生產線的蒸鍍設備的難產窘境。除繼續采用5.5代線生產OLED麵板之外
，也可以改用雷射技術進行有機材料鍍膜
，或采用氧化物麵板和白光OLED搭配彩色濾光片濾出紅、藍

、綠三原色，較接近現行的液晶顯示屏幕製程，即將紅
、綠、藍有機發光體在整片白光OLEDmianbanshangchuizhizhengdu，tongguosecaitichunjishulaibiaoxiansecaixinxi
，dumohouzaitouguokuosanmodachengjunyundemianguangyuan
，zhezhongfangshizaizhengduyoujiwushiyouyubushiyongjinshuzhezhao，suoyibushoumianbanchicunxianzhi，keyijunyunzhengduyoujiwu
，bingqieshitongguochuizhizhengduhong、綠
、藍(lan)有(you)機(ji)發(fa)光(guang)體(ti)進(jin)行(xing)色(se)彩(cai)提(ti)升(sheng)的(de)構(gou)造(zao)，所(suo)以(yi)藍(lan)色(se)有(you)機(ji)發(fa)光(guang)體(ti)的(de)壽(shou)命(ming)問(wen)題(ti)得(de)到(dao)了(le)很(hen)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)，雖(sui)然(ran)其(qi)色(se)彩(cai)表(biao)現(xian)相(xiang)對(dui)較(jiao)差(cha)且(qie)耗(hao)電(dian)
，但(dan)良(liang)品(pin)率(lv)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)，易(yi)於(yu)量(liang)產(chan)。

常見全彩OLED技術比較表

 

常見全彩OLED技術主要包含紅、綠
、藍像素並置法（RGB-SBS
，Side-By-Side）以及白光OLED+彩色濾光片（White OLED+Color Filter）技術。紅
、綠
、藍像素並置法由紅
、綠、藍像素分別發光所組成，不僅能獲得較佳的色彩飽和度，還能省電，但大尺寸蒸鍍（EvaporaTIon）不易

，需要持續開發。

 

雖然製程相對較難的精細金屬遮罩（Fine Metal Mask，FMM，也叫精細金屬掩膜板）像素技術的色彩表現較佳、省電
，但立刻就會遇到大尺寸化的挑戰
，包括挑戰精細金屬遮罩與無混色（Color Mixing）需求，以及挑戰溫度超過1000℃以上的金屬蒸鍍製程。研究人員嚴格地執行製程控製，有效率地回饋製程參數，並且搭配精細分片（Fine Divided Sheet，FDS）技術後，終於成功開發出不混色技術，達成前端氧化物薄膜晶體管與後端OLED皆可全板（Full Sheet）製作的裏程碑。

 

 

自從串級式（Tandem）OLED結構被發表後，高效率白光OLED已經逐步成真
，並且隨著材料與元件的技術演進

，白光OLED技術已到達照明領域與顯示器領域上可被接受的水準。然而，相較於采用紅、綠
、藍像素並置法的OLED的廣色域與高色純度
，白光OLED元件卻難以望其項背。除此之外，組成白光元件至少需要10層膜以上，在長時間下，每一片OLED元件上的膜的厚度均一性也是金屬蒸鍍設備上亟待解決的一大問題。

 

 

近幾年來，除材料演進外

，OLED元件技術的提升是整個OLED產chan業ye成cheng功gong的de一yi大da關guan鍵jian。元yuan件jian首shou重zhong光guang學xue厚hou度du設she計ji，最zui佳jia化hua後hou的de光guang學xue厚hou度du能neng讓rang有you機ji發fa光guang材cai料liao所suo發fa出chu的de顏yan色se與yu發fa光guang效xiao率lv達da到dao最zui佳jia化hua，同tong時shi根gen據ju產chan品pin的de屬shu性xing規gui劃hua出chu上shang或huo下xia發fa光guang元yuan件jian與yu強qiang或huo弱ruo共gong振zhen腔qiang（Cavity）。OLED元件在設計上使用多層傳輸層與新型藍色發光材料，因此，在弱共振腔的下發光元件上獲得高效率與好的藍色色度表現，在CIE1931色座標下會呈現出83%色域的表現，並且在元件發光效率上由於多傳輸層的應用，顯著提升熒光發光層材料三重態能階（Triplet State）上的能量回收
，因此提升了元件的效能。另外，OLED元件搭載OLED像素補償電路專利技術（OLED Engine），可有效改善氧化物薄膜晶體管及OLED的臨界電壓偏移所導致的亮度不均勻。

 

為實現更輕薄與低成本的OLED屏幕，要用可量產型的薄膜封裝技術取代傳統的玻璃封裝技術。OLED屏幕是結合上下麵板組合而成的，在傳統工藝方麵，上麵板普遍采用玻璃封裝
，然而兼具重量輕、可實現薄型化及低成本的薄膜封裝技術是大勢所趨。由於低溫多晶矽麵板的製程溫度高達600℃，玻璃麵板的耐高溫性不佳，因此，OLED玻璃麵板耐熱性受技術束縛。為提高低溫多晶矽麵板製程的良品率，縮短OLED屏幕的量產時間，OLED玻璃麵板企業生產出適用於低溫多晶矽高溫製程的荷花玻璃（Lotus Glass），這種玻璃麵板具有零雜質、高平坦度及耐熱穩定性的特點，以供應部分現有的4.5、5.5代OLED麵板生產線製造。

 

目前，有機光電子學在材料、功效
、壽命、彩色化
、大尺寸、柔性化
、封裝和生產工藝等方麵尚有一係列理論
、技術和工藝問題亟待解決，這些環節上存在的不足都相當程度地製約了有機光電功能材料與技術在產業化方向的發展。其中
，OLED技術要達到大規模的應用，取決於材料
、設計和製備工藝等的全麵進步
，還需要對材料和器件結構進行創新
，以提高功效

、增加穩定性和降低成本。

 

注：真空蒸鍍——在真空環境下將有機材料放在坩鍋中加熱，使之蒸發並在覆蓋有掩膜板（MASK）的玻璃基板上沉積成膜的技術，是目前最成熟
，也是目前被量產的小尺寸有源驅動（AMOLED）產品基本都采用的有機成膜技術
，但精細金屬遮罩像素技術存在掩膜板與玻璃基板的對位精度要求高
、掩膜板因重力及熱膨脹容易變形
、材料利用率低等問題。