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oled水氧阻隔測試設備

發布時間:2022-11-26 09:35:37

⑴ 請教OLED空穴注入層的問題

有機電激發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)。有機發光顯示技術由非常薄的有機材料塗層和玻璃基板構成。當有電荷通過時這些有機材料就會發光。OLED發光的顏色取決於有機發光層的材料,故廠商可由改變發光層的材料而得到所需之顏色。有源陣列有機發光顯示屏具有內置的電子電路系統因此每個像素都由一個對應的電路獨立驅動。OLED具備有構造簡單、自發光不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用於撓曲性面板、使用溫度范圍廣等優點,技術提供了瀏覽照片和視頻的最佳方式而且對相機的設計造成的限制較少。 OLED,即有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode),又稱為有機電激光顯示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。因為具備輕薄、省電等特性,因此從二00三年開始,這種顯示設備在MP三播放器上得到了廣泛應用,而對於同屬數碼類產品的DC與手機,此前只是在一些展會上展示過採用OLED屏幕的工程樣品,還並未走入實際應用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優勢。 概述: OLED顯示技術與傳統的LCD顯示方式不同,無需背光燈,採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄,可視角度更大,並且能夠顯著節省電能。 目前在OLED的二大技術體系中,低分子OLED技術為日本掌握,而高分子的PLEDLG手機的所謂OEL就是這個體系,技術及專利則由英國的科技公司CDT掌握,兩者相比PLED產品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化,不久前三星就發布了陸55三0色的手機用OLED。 不過,雖然將來技術更優秀的OLED會取代TFT等LCD,但有機發光顯示技術還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前採用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X三三9就採用了二5陸色的OLED,至於OEL則主要被LG採用在其CU吧一吧0 吧二吧0上我們都有見到。 為了形像說明OLED構造,可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包,發光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣,也有主動式和被動式之分。被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下,OLED單元後有一個薄膜晶體管(TFT),發光單元在TFT驅動下點亮。被動式的OLED比較省電,但主動式的OLED顯示性能更佳。 結構,原理: OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:空穴傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合,產生光亮,依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色,構成基本色彩。OLED的特性是自己發光,不像TFT LCD需要背光,因此可視度和亮度均高,其次是電壓需求低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為 二一世紀最具前途的產品之一。 有機發光二極體的發光原理和無機發光二極體相似。當元件受到直流電(Direct Current;DC)所衍生的順向偏壓時,外加之電壓能量將驅動電子(Electron)與空穴(Hole)分別由陰極與陽極注入元件,當兩者在傳導中相遇、結合,即形成所謂的電子-空穴復合(Electron-Hole Capture)。而當化學分子受到外來能量激發後,若電子自旋(Electron Spin)和基態電子成對,則為單重態(Singlet),其所釋放的光為所謂的熒光(Fluorescence);反之,若激發態電子和基態電子自旋不成對且平行,則稱為三重態(Triplet),其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。 當電子的狀態位置由激態高能階回到穩態低能階時,其能量將分別以光子(Light Emission)或熱能(Heat Dissipation)的方式放出,其中光子的部分可被利用當作顯示功能;然有機熒光材料在室溫下並無法觀測到三重態的磷光,故PM-OLED元件發光效率之理論極限值僅二5%。 PM-OLED發光原理是利用材料能階差,將釋放出來的能量轉換成光子,所以我們可以選擇適當的材料當作發光層或是在發光層中摻雜染料以得到我們所需要的發光顏色。此外,一般電子與電洞的結合反應均在數十納秒(ns)內,故PM-OLED的應答速度非常快。 P.S.:PM-OLEM的典型結構。典型的PM-OLED由玻璃基板、 ITO(indium tin oxide;銦錫氧化物)陽極(Anode)、有機發光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成,其中,薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發光層包夾其中,當電壓注入陽極的空穴(Hole)與陰極來的電子(Electron)在有機發光層結合時,激發有機材料而發光。 而目前發光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結構,除玻璃基板、陰陽電極與有機發光層外,尚需製作空穴注入層(Hole Inject Layer;HIL)、空穴傳輸層(Hole Transport Layer;HTL)、電子傳輸層(Electron Transport Layer;ETL)與電子注入層(Electron Inject Layer;EIL)等結構,且各傳輸層與電極之間需設置絕緣層,因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相對提高,製作過程亦變得復雜。 由於有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感,製作完成後,需經過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數層有機薄膜組成,然有機薄膜層厚度約僅一,000~一,500A°(0.一0~0.一5 um),整個顯示板(Panel)在封裝加乾燥劑(Desiccant)後總厚度不及二00um(二mm),具輕薄之優勢。 有機發光材料的選用 有機材料的特性深深地影響元件之光電特性表現。在陽極材料的選擇上,材料本身必需是具高功函數(High work function)與可透光性,所以具有四.5eV-5.三eV的高功函數、性質穩定且透光的ITO透明導電膜,便被廣泛應用於陽極。在陰極部分,為了增加元件的發光效率,電子與電洞的注入通常需要低功函數(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬,或低功函數的復合金屬來製作陰極(例如:Mg-Ag鎂銀)。 適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞電洞,所以有機發光二極體的電子傳輸層和電洞傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來製作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩定且電子傳輸性佳,一般通常採用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而電洞傳輸層的材料屬於一種芳香胺螢光化合物,如TPD、TDATA等有機材料。 有機發光層的材料須具備固態下有較強螢光、載子傳輸性能好、熱穩定性和化學穩定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性,一般有機發光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所採用的材料相同,例如Alq被廣泛用於綠光,Balq和DPVBi則被廣泛應用於藍光。 一般而言,OLED可按發光材料分為兩種:小分子OLED和高分子OLED(也可稱為PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現在器件的制備工藝不同:小分子器件主要採用真空熱蒸發工藝,高分子器件則採用旋轉塗覆或噴塗印刷工藝。小分子材料廠商主要有:Eastman、Kodak、出光興產、東洋INK製造、三菱化學等;高分子材料廠商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學等。目前國際上與OLED有關的專利已經超過一四00份,其中最基本的專利有三項。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有,高分子OLED的專利由英國的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美國的Uniax公司擁有。 關鍵工藝 一、氧化銦錫(ITO)基板前處理 (一) ITO表面平整度:ITO目前已廣泛應用在商業化的顯示器面板製造,其具有高透射率、低電阻率及高功函數等優點。一般而言,利用射頻濺鍍法(RF sputtering)所製造的ITO,易受工藝控制因素不良而導致表面不平整,進而產生表面的尖端物質或突起物。另外高溫鍛燒及再結晶的過程亦會產生表面約一0 ~ 三0nm的突起層。這些不平整層的細粒之間所形成的路徑會提供空穴直接射向陰極的機會,而這些錯綜復雜的路徑會使漏電流增加。一般有三個方法可以解決這表面層的影響?U一是增加空穴注入層及空穴傳輸層的厚度以降低漏電流,此方法多用於PLED及空穴層較厚的OLED(~二00nm)。二是將ITO玻璃再處理,使表面光滑。三是使用其它鍍膜方法使表面平整度更好。 (二) ITO功函數的增加:當空穴由ITO注入HIL時,過大的位能差會產生蕭基能障,使得空穴不易注入,因此如何降低ITO / HIL介面的位能差則成為ITO前處理的重點。一般我們使用O二-Plasma方式增加ITO中氧原子的飽和度,以達到增加功函數之目的。ITO經O二-Plasma處理後功函數可由原先之四.吧eV提升至5.二eV,與HIL的功函數已非常接近。 加入輔助電極,由於OLED為電流驅動組件,當外部線路過長或過細時,於外部電路將會造成嚴重之電壓梯度,使真正落於OLED組件之電壓下降,導致面板發光強度減少。由於ITO電阻過大(一0 ohm / square),易造成不必要之外部功率消耗,增加一輔助電極以降低電壓梯度成了增加發光效率、減少驅動電壓的快捷方式。鉻(Cr:Chromium)金屬是最常被用作輔助電極的材料,它具有對環境因子穩定性佳及對蝕刻液有較大的選擇性等優點。然而它的電阻值在膜層為一00nm時為二 ohm / square,在某些應用時仍屬過大,因此在相同厚度時擁有較低電阻值的鋁(Al:Aluminum)金屬(0.二 ohm / square)則成為輔助電極另一較佳選擇。但是,鋁金屬的高活性也使其有信賴性方面之問題因此,多疊層之輔助金屬則被提出,如:Cr / Al / Cr或Mo / Al / Mo,然而此類工藝增加復雜度及成本,故輔助電極材料的選擇成為OLED工藝中的重點之一。 二、陰極工藝 在高解析的OLED面板中,將細微的陰極與陰極之間隔離,一般所用的方法為蘑菇構型法(Mushroom structure approach),此工藝類似印刷技術的負光阻顯影技術。在負光阻顯影過程中,許多工藝上的變異因子會影響陰極的品質及良率。例如,體電阻、介電常數、高解析度、高Tg、低臨界維度(CD)的損失以及與ITO或其它有機層適當的黏著介面等。 三、封裝 ⑴ 吸水材料:一般OLED的生命周期易受周圍水氣與氧氣所影響而降低。水氣來源主要分為兩種:一是經由外在環境滲透進入組件內,另一種是在OLED工藝中被每一層物質所吸收的水氣。為了減少水氣進入組件或排除由工藝中所吸附的水氣,一般最常使用的物質為吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化學吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動的水分子,以達到去除組件內水氣的目的。 ⑵ 工藝及設備開發:封裝工藝之流程如圖四所示,為了將Desiccant置於蓋板及順利將蓋板與基板黏合,需在真空環境或將腔體充入不活潑氣體下進行,例如氮氣。值得注意的是,如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成本以及減少封裝時間以達最佳量產速率,已儼然成為封裝工藝及設備技術發展的三大主要目標

⑵ 口罩選擇什麼樣的面料好

口罩按照材質劃分,可分為無紡布口罩、紗布口罩、活性炭口罩,材質的不同與防護過濾效果是無關的,真正有關的是口罩的結構設計是否合理,口罩與臉型的貼合程度等等。
無紡布口罩:一種為表面由純棉脫脂紗布或針織面料製成,中間夾有各種無紡布;另一種直接由無紡布縫制。過濾效果好,透氣稍差,最新品種為表面和背面為無紡布材料,中間為過濾紙,從而使無紡布口罩過濾作用更上一個等級。
紗布口罩用稀疏的棉布經過縫紉加工而成主要用於含有低濃度有害氣體和蒸氣的作業環境。濾毒盒內僅裝吸附劑或吸著劑。

⑶ oled屏幕氧化後是什麼樣

大概率變紫
可能是因為手機受到強烈震盪或擠壓後,有可能會造成元器件的虛焊,短路,屏幕局部損壞或排線座虛接。建議去進行詳細的檢測維修OLED屏幕氧化的最大原因就是跌落,也就是不小心摔著手機,很多人的手機都是摔了之後拿起來一看出現了一個小點;除了跌落還有的就是擠壓,部分人不小心擠壓到手機,當時並沒有注意到,過段時間後才發現屏幕已氧化,出現了小點,所以在日常使用時要注意。OLED發光層的多數有機物質對於大氣中的污染物、氧氣以及水汽都十分敏感。在含有水汽的環境中容易發生電化學腐蝕,影響OLED器件的使用壽命。所以需要將這些發光材料進行封裝,常見的封裝工藝是封裝框膠結合乾燥劑,即在封裝蓋板的特定位置蝕刻一定深度的凹槽,將(乾燥片)吸水片貼覆於所述凹槽中,並在有效顯示區之外噴塗一圈UV固化膠。而受到跌落撞擊、擠壓可能會破壞UV固化膠,導致發光材料與空氣接觸,出現氧化的現象。

⑷ 水氧對oled失效影響

內部oled器件失效。由於OLED有機材料對水和氧氣敏感,遇水或遇氧容易發生反應從而導致內部oled器件失效。而OLED就是自發光顯示屏,稱為有機電致發光顯示技術,是UIVOLED技術的一種。

⑸ 有機發光二極體(OLED)

有機發光二極體又稱為有機電激光顯示(Organic Light-Emitting Diode,OLED),由美籍華裔教授鄧青雲在實驗室中發現,由此展開了對OLED的研究。OLED顯示技術具有自發光的特性,採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光,而且OLED顯示屏幕可視角度大,並且能夠節省電能。
OLED顯示技術具有自發光的特性,採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光,而且OLED顯示屏幕可視角度大,並且能夠節省電能,從2003年開始這種顯示設備在MP3播放器上得到了應用。
以OLED使用的有機發光材料來看,一是以染料及顏料為材料的小分子器件系統,另一則以共軛性高分子為材料的高分子器件系統。同時由於有機電致發光器件具有發光二極體整流與發光的特性,因此小分子有機電致發光器件亦被稱為OLED(Organic Light Emitting Diode),高分子有機電致發光器件則被稱為PLED (Polymer Light-emitting Diode)。小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋,但以現有技術發展來看,如作為監視器的信賴性上,及電氣特性、生產安定性上來看,小分子OLED處於領先地位,當前投入量產的OLED組件,全是使用小分子有機發光材料。

結構
OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO),與電力之正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括了:空穴傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時,正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合,產生光亮,依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色,構成基本色彩。OLED的特性是自己發光,不像TFT LCD需要背光,因此可視度和亮度均高,其次是電壓需求低且省電效率高,加上反應快、重量輕、厚度薄,構造簡單,成本低等,被視為 21世紀最具前途的產品之一。
有機發光二極體的發光原理和無機發光二極體相似。當元件受到直流電(Direct Current;DC)所衍生的順向偏壓時,外加之電壓能量將驅動電子(Electron)與空穴(Hole)分別由陰極與陽極注入元件,當兩者在傳導中相遇、結合,即形成所謂的電子-空穴復合(Electron-Hole Capture)。而當化學分子受到外來能量激發後,若電子自旋(Electron Spin)和基態電子成對,則為單重態(Singlet),其所釋放的光為所謂的熒光(Fluorescence);反之,若激發態電子和基態電子自旋不成對且平行,則稱為三重態(Triplet),其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。
當電子的狀態位置由激態高能階回到穩態低能階時,其能量將分別以光子(Light Emission)或熱能(Heat Dissipation)的方式放出,其中光子的部分可被利用當做顯示功能;然有機熒光材料在室溫下並無法觀測到三重態的磷光,故PM-OLED元件發光效率之理論極限值僅25%。
PM-OLED發光原理是利用材料能階差,將釋放出來的能量轉換成光子,所以我們可以選擇適當的材料當做發光層或是在發光層中摻雜染料以得到我們所需要的發光顏色。此外,一般電子與電洞的結合反應均在數十納秒(ns)內,故PM-OLED的應答速度非常快。

S.:PM-OLED的典型結構。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;銦錫氧化物)陽極(Anode)、有機發光層(Emitting Material Layer)與陰極(Cathode)等所組成,其中,薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發光層包夾其中,當電壓注入陽極的空穴(Hole)與陰極來的電子(Electron)在有機發光層結合時,激發有機材料而發光。
而發光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結構,除玻璃基板、陰陽電極與有機發光層外,尚需製作空穴注入層(Hole Inject Layer;HIL)、空穴傳輸層(Hole Transport Layer;HTL)、電子傳輸層(Electron Transport Layer;ETL)與電子注入層(Electron Inject Layer;EIL)等結構,且各傳輸層與電極之間需設置絕緣層,因此熱蒸鍍(Evaporate)加工難度相對提高,製作過程亦變得復雜。
由於有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感,製作完成後,需經過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數層有機薄膜組成,然有機薄膜層厚度約僅1,000~1,500A°(0.10~0.15 um),整個顯示板(Panel)在封裝加乾燥劑(Desiccant)後總厚度不及200um(0.2mm),具輕薄之優勢。

材料
有機材料的特性深深地影響元件之光電特性表現。在陽極材料的選擇上,材料本身必需是具高功函數(High work function)與可透光性,所以具有4.5eV-5.3eV的高功函數、性質穩定且透光的ITO透明導電膜,便被廣泛應用於陽極。在陰極部分,為了增加元件的發光效率,電子與電洞的注入通常需要低功函數(Low work function)的Ag、Al、Ca、In、Li與Mg等金屬,或低功函數的復合金屬來製作陰極(例如:Mg-Ag鎂銀)。
適合傳遞電子的有機材料不一定適合傳遞空穴,所以有機發光二極體的電子傳輸層和空穴傳輸層必須選用不同的有機材料。目前最常被用來製作電子傳輸層的材料必須制膜安定性高、熱穩定且電子傳輸性佳,一般通常採用螢光染料化合物。如Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、OXD、BBOT等。而空穴傳輸層的材料屬於一種芳香胺螢光化合物,如TPD、TDATA等有機材料。
有機發光層的材料須具備固態下有較強螢光、載子傳輸性能好、熱穩定性和化學穩定性佳、量子效率高且能夠真空蒸鍍的特性,一般有機發光層的材料使用通常與電子傳輸層或電洞傳輸層所採用的材料相同,例如Alq被廣泛用於綠光,Balq和DPVBi則被廣泛應用於藍光。
一般而言,OLED可按發光材料分為兩種:小分子OLED和高分子OLED(也可稱為PLED)。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現在器件的制備工藝不同:小分子器件主要採用真空熱蒸發工藝,高分子器件則採用旋轉塗覆或噴塗印刷工藝。小分子材料廠商主要有:Eastman、Kodak、出光興產、東洋INK製造、三菱化學等;高分子材料廠商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化學等。國際上與OLED有關的專利已經超過1400份,其中最基本的專利有三項。小分子OLED的基本專利由美國Kodak公司擁有,高分子OLED的專利由英國的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美國的Uniax公司擁有。

工藝

氧化銦錫(ITO)基板前處理

(1)ITO表面平整度:ITO已廣泛應用在商業化的顯示器面板製造,其具有高透射率、低電阻率及高功函數等優點。一般而言,利用射頻濺鍍法(RF sputtering)所製造的ITO,易受工藝控制因素不良而導致表面不平整,進而產生表面的尖端物質或突起物。另外高溫鍛燒及再結晶的過程亦會產生表面約10 ~ 30nm的突起層。這些不平整層的細粒之間所形成的路徑會提供空穴直接射向陰極的機會,而這些錯綜復雜的路徑會使漏電流增加。一般有三個方法可以解決這表面層的影響?U一是增加空穴注入層及空穴傳輸層的厚度以降低漏電流,此方法多用於PLED及空穴層較厚的OLED(~200nm)。二是將ITO玻璃再處理,使表面光滑。三是使用其它鍍膜方法使表面平整度更好。

(2)ITO功函數的增加:當空穴由ITO注入HIL時,過大的位能差會產生蕭基能障,使得空穴不易注入,因此如何降低ITO / HIL介面的位能差則成為ITO前處理的重點。一般我們使用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的飽和度,以達到增加功函數之目的。ITO經O2-Plasma處理後功函數可由原先之4.8eV提升至5.2eV,與HIL的功函數已非常接近。
加入輔助電極,由於OLED為電流驅動組件,當外部線路過長或過細時,於外部電路將會造成嚴重之電壓梯度,使真正落於OLED組件之電壓下降,導致面板發光強度減少。由於ITO電阻過大(10 ohm / square),易造成不必要之外部功率消耗,增加一輔助電極以降低電壓梯度成了增加發光效率、減少驅動電壓的快捷方式。鉻(Cr:Chromium)金屬是最常被用作輔助電極的材料,它具有對環境因子穩定性佳及對蝕刻液有較大的選擇性等優點。然而它的電阻值在膜層為100nm時為2 ohm / square,在某些應用時仍屬過大,因此在相同厚度時擁有較低電阻值的鋁(Al:Aluminum)金屬(0.2 ohm / square)則成為輔助電極另一較佳選擇。但是,鋁金屬的高活性也使其有信賴性方面之問題因此,多疊層之輔助金屬則被提出,如:Cr / Al / Cr或Mo / Al / Mo,然而此類工藝增加復雜度及成本,故輔助電極材料的選擇成為OLED工藝中的重點之一。

陰極工藝
在高解析的OLED面板中,將細微的陰極與陰極之間隔離,一般所用的方法為蘑菇構型法(Mushroom structure approach),此工藝類似印刷技術的負光阻顯影技術。在負光阻顯影過程中,許多工藝上的變異因子會影響陰極的品質及良率。例如,體電阻、介電常數、高解析度、高Tg、低臨界維度(CD)的損失以及與ITO或其它有機層適當的黏著介面等。

封裝
⑴吸水材料:一般OLED的生命周期易受周圍水氣與氧氣所影響而降低。水氣來源主要分為兩種:一是經由外在環境滲透進入組件內,另一種是在OLED工藝中被每一層物質所吸收的水氣。為了減少水氣進入組件或排除由工藝中所吸附的水氣,一般最常使用的物質為吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化學吸附或物理吸附的方式捕捉自由移動的水分子,以達到去除組件內水氣的目的。
⑵工藝及設備開發:封裝工藝之流程,為了將Desiccant置於蓋板及順利將蓋板與基板黏合,需在真空環境或將腔體充入不活潑氣體下進行,例如氮氣。值得注意的是,如何讓蓋板與基板這兩部分工藝銜接更有效率、減少封裝工藝成本以及減少封裝時間以達最佳量產速率,已儼然成為封裝工藝及設備技術發展的3大主要目標。

彩色化技術
顯示器全彩色是檢驗顯示器是否在市場上具有競爭力的重要標志,因此許多全彩色化技術也應用到了OLED顯示器上,按面板的類型通常有下面三種:RGB像素獨立發光,光色轉換(Color Conversion)和彩色濾光膜(Color Filter)。

RGB象素獨立發光
利用發光材料獨立發光是目前採用最多的彩色模式。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD象素對位技術,首先制備紅、綠、藍三基色發光中心,然後調節三種顏色組合的混色比,產生真彩色,使三色OLED元件獨立發光構成一個像素。該項技術的關鍵在於提高發光材料的色純度和發光效率,同時金屬蔭罩刻蝕技術也至關重要。
有機小分子發光材料AlQ3是很好的綠光發光小分子材料,它的綠光色純度,發光效率和穩定性都很好。但OLED最好的紅光發光小分子材料的發光效率只有31mW,壽命1萬小時,藍色發光小分子材料的發展也是很慢和很困難的。有機小分子發光材料面臨的最大瓶頸在於紅色和藍色材料的純度、效率與壽命。但人們通過給主體發光材料摻雜,已得到了色純度、發光效率和穩定性都比較好的藍光和紅光。
高分子發光材料的優點是可以通過化學修飾調節其發光波長,現已得到了從藍到綠到紅的覆蓋整個可見光范圍的各種顏色,但其壽命只有小分子發光材料的十分之一,所以對高分子聚合物,發光材料的發光效率和壽命都有待提高。不斷地開發出性能優良的發光材料應該是材料開發工作者的一項艱巨而長期的課題。
隨著OLED顯示器的彩色化、高解析度和大面積化,金屬蔭罩刻蝕技術直接影響著顯示板畫面的質量,所以對金屬蔭罩圖形尺寸精度及定位精度提出了更加苛刻的要求。

光色轉換光色轉換是以藍光OLED結合光色轉換
膜陣列,首先制備發藍光OLED的器件,然後利用其藍光激發光色轉換材料得到紅光和綠光,從而獲得全彩色。該項技術的關鍵在於提高光色轉換材料的色純度及效率。這種技術不需要金屬蔭罩對位技術,只需蒸鍍藍光OLED元件,是未來大尺寸全彩色OLED顯示器極具潛力的全彩色化技術之一。但它的缺點是光色轉換材料容易吸收環境中的藍光,造成圖像對比度下降,同時光導也會造成畫面質量降低的問題。掌握此技術的日本出光興產公司已生產出10英寸的OLED顯示器。

彩色濾光膜
此種技術是利用白光OLED結合彩色濾光膜,首先制備發白光OLED的器件,然後通過彩色濾光膜得到三基色,再組合三基色實現彩色顯示。該項技術的關鍵在於獲得高效率和高純度的白光。它的製作過程不需要金屬蔭罩對位技術,可採用成熟的液晶顯示器LCD的彩色濾光膜製作技術。所以是未來大尺寸全彩色OLED顯示器具有潛力的全彩色化技術之一,但採用此技術使透過彩色濾光膜所造成光損失高達三分之二。日本TDK公司和美國Kodak公司採用這種方法製作OLED顯示器。
RGB像素獨立發光,光色轉換和彩色濾光膜三種製造OLED顯示器全彩色化技術,各有優缺點。可根據工藝結構及有機材料決定。

驅動方式
OLED的驅動方式分為主動式驅動(有源驅動)和被動式驅動(無源驅動)。

無源驅動(PM OLED)
其分為靜態驅動電路和動態驅動電路。
⑴靜態驅動方式:在靜態驅動的有機發光顯示器件上,一般各有機電致發光像素的陰極是連在一起引出的,各像素的陽極是分立引出的,這就是共陰的連接方式。若要一個像素發光只要讓恆流源的電壓與陰極的電壓之差大於像素發光值的前提下,像素將在恆流源的驅動下發光,若要一個像素不發光就將它的陽極接在一個負電壓上,就可將它反向截止。但是在圖像變化比較多時可能出現交叉效應,為了避免我們必須採用交流的形式。靜態驅動電路一般用於段式顯示屏的驅動上。
⑵動態驅動方式:在動態驅動的有機發光顯示器件上人們把像素的兩個電極做成了矩陣型結構,即水平一組顯示像素的同一性質的電極是共用的,縱向一組顯示像素的相同性質的另一電極是共用的。如果像素可分為N行和M列,就可有N個行電極和M個列電極。行和列分別對應發光像素的兩個電極。即陰極和陽極。在實際電路驅動的過程中,要逐行點亮或者要逐列點亮像素,通常採用逐行掃描的方式,行掃描,列電極為數據電極。實現方式是:循環地給每行電極施加脈沖,同時所有列電極給出該行像素的驅動電流脈沖,從而實現一行所有像素的顯示。該行不再同一行或同一列的像素就加上反向電壓使其不顯示,以避免「交叉效應」,這種掃描是逐行順序進行的,掃描所有行所需時間叫做幀周期。
在一幀中每一行的選擇時間是均等的。假設一幀的掃描行數為N,掃描一幀的時間為1,那麼一行所佔有的選擇時間為一幀時間的1/N該值被稱為占空比系數。在同等電流下,掃描行數增多將使占空比下降,從而引起有機電致發光像素上的電流注入在一幀中的有效下降,降低了顯示質量。因此隨著顯示像素的增多,為了保證顯示質量,就需要適度地提高驅動電流或採用雙屏電極機構以提高占空比系數。
除了由於電極的公用形成交叉效應外,有機電致發光顯示屏中正負電荷載流子復合形成發光的機理使任何兩個發光像素,只要組成它們結構的任何一種功能膜是直接連接在一起的,那兩個發光像素之間就可能有相互串擾的現象,即一個像素發光,另一個像素也可能發出微弱的光。這種現象主要是因為有機功能薄膜厚度均勻性差,薄膜的橫向絕緣性差造成的。從驅動的角度,為了減緩這種不利的串擾,採取反向截至法也是一行之有效的方法。
帶灰度控制的顯示:顯示器的灰度等級是指黑白圖像由黑色到白色之間的亮度層次。灰度等級越多,圖像從黑到白的層次就越豐富,細節也就越清晰。灰度對於圖像顯示和彩色化都是一個非常重要的指標。一般用於有灰度顯示的屏多為點陣顯示屏,其驅動也多為動態驅動,實現灰度控制的幾種方法有:控製法、空間灰度調制、時間灰度調制。
二、有源驅動(AM OLED)
有源驅動的每個像素配備具有開關功能的低溫多晶硅薄膜晶體管(LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT),而且每個像素配備一個電荷存儲電容,外圍驅動電路和顯示陣列整個系統集成在同一玻璃基板上。與LCD相同的TFT結構,無法用於OLED。這是因為LCD採用電壓驅動,而OLED卻依賴電流驅動,其亮度與電流量成正比,因此除了進行ON/OFF切換動作的選址TFT之外,還需要能讓足夠電流通過的導通阻抗較低的小型驅動TFT。
有源驅動屬於靜態驅動方式,具有存儲效應,可進行100%負載驅動,這種驅動不受掃描電極數的限制,可以對各像素獨立進行選擇性調節。
有源驅動無占空比問題,驅動不受掃描電極數的限制,易於實現高亮度和高解析度。
有源驅動由於可以對亮度的紅色和藍色像素獨立進行灰度調節驅動,這更有利於OLED彩色化實現。
有源矩陣的驅動電路藏於顯示屏內,更易於實現集成度和小型化。另外由於解決了外圍驅動電路與屏的連接問題,這在一定程度上提高了成品率和可靠性。
三、兩者比較
被動式 主動式
瞬間高高密度發光(動態驅動/有選擇性) 連續發光(穩態驅動)
面板外附加IC晶元 TFT驅動電路設計/內藏薄膜型驅動IC
線逐步式掃描 線逐步式抹寫數據
階調控制容易 在TFT基板上形成有機EL畫像素
低成本/高電壓驅動 低電壓驅動/低耗電能/高成本
設計變更容易、交貨期短(製造簡單) 發光組件壽命長(製程復雜)
簡單式矩陣驅動+OLED LTPS TFT+OLED

⑹ 國產十五家主要半導體設備廠商介紹

前些天,我國本土半導體設備傳來好消息,中微半導體設備(上海)有限公司自主研製的5nm等離子體刻蝕機經台積電驗證,性能優良,將用於全球首條5nm製程生產線。刻蝕機是晶元製造的關鍵裝備之一,中微突破關鍵核心技術,讓「中國製造」躋身刻蝕機國際第一梯隊。

近年來,我國大陸半導體設備企業一直在努力追趕國際先進腳步。在多種設備領域有一定突破,除了上述中微半導體的5nm等離子體刻蝕機之外,有越來越多的產品可應用於14nm、7nm製程。

但是,國內設備與國外先進設備相比仍有較大差距,主要表現在兩方面:一是有一定競爭力的產品在領先製程上的差距;二是部分產品完全沒有競爭能力或尚未布局,比如國內光刻機落後許多代際,僅能達到90nm的光刻要求,國內探針台也處於研發階段,尚未實現銷售收入。

那麼,在國家的扶持下,經過這么多年的發展,我國本土半導體設備各個細分領域的發展情況如何呢?相關企業都有哪些?發展到了什麼程度呢?下面就來梳理一下。

北方華創

北方華創由七星電子和北方微電子戰略重組而成。七星甴子主營清洗機、氧化爐、 氣體質量控制器(MFC)等半導體裝備及精密甴子元器件等業務,此外七星甴子還是國內真空設備、 新能源鋰甴裝備重要供應商。北方微甴子主營刻蝕設備(Etch)、物理氣相沉積設備(PVD)、化學氣相沉積設備(CVD)三類設備。

2010 年 3 月,七星甴子在深交所上市。 2016 年 8 月,七星甴子與北方微甴子實現戰略重組,成為中國規模最大、產品體系最豐富、涉及領域最廣的高端半導體工藝設備供應商,開成功引迚國家集成甴路產業基金(大基金)等戰略投資者,實現了產業與資本的融合。 公司實際控制人是北京甴控,隸屬於國資委。

2017 年 2 月,七星甴子正式更名為北方華創 科技 集團股仹有限公司,完成了內部整合,推出全新品牉「北方華創」,開形成了半導體裝備、真空裝備、新能源鋰甴裝備和高精密甴子元器件四大業務板塊加集團總部的「4+1」經營管理模式。

北方華創的半導體裝備亊業群主要包括刻蝕機、 PVD、 CVD、氧化爐、擴散爐、清洗機及質量流量控制器(MFC)等 7 大類半導體設備及零部件,面向集成甴路、先進封裝等 8 個應用領域,涵蓋了半導體生產前段工藝製程中的除光刻機外的大部分兲鍵裝備。 客戶包括中芯國際、華力微甴子、長江存儲等國內一線半導體製造企業,以及長甴 科技 、 晶斱 科技 、華天 科技 等半導體封裝廠商。

重組之後,北方華創業績快速增長。2017 年實現營業收入 22.23 億元,同比增長37.01%,歸母凈利潤 1.26 億元,同比增長 35.21%。 根據公司 2018 年半年報業績快報,2018 年上半年公司實現營業收入13.95 億元,同比增長 33.44%, 歸母凈利潤 1.19 億元,同比增長 125.44%。 隨著下游晶圓廠投資加速, 公司半導體設備等覎模持續擴張。

長川 科技

長川 科技 是國內集成電路封裝測試、晶圓製造及晶元設計環節測試設備主要供應商。 半導體測試設備主要包括分選機、 測試機和探針台三大類。自2008年4月成立以來,該公司率先實現了半導體測試設備(分選機和測試機) 的國產化, 並獲得國內外眾多一流集成電路企業的使用和認可。

該公司於 2012 年 2 月承擔並完成國家「十二五」規劃重大專項「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」中的高端封裝設備與材料應用工程項目,並於 2015 年 3 月獲得國家集成電路產業基金投資。

該公司的測試機和分選機在核心性能指標上已達到國內領先、接近國外先進水平,同時售價低於國外同類型號產品,具備較高的性價比優勢。 公司產品已進入國內主流封測企業, 如天水華天、 長電 科技 、 杭州士蘭微、 通富微電等。 2017 年,該公司對外積極開拓市場, 設立台灣辦事處,拓展台灣市場。

2013~2017年,長川 科技 營收實現了由 4,341 萬元到 1.80 億元的跨越,復合增速達39.75%。 2017 年,歸屬母公司凈利潤由992萬元增長至 5,025 萬元, 復合增速達31.48%。

中微半導體

中微半導體成立於 2004 年,是一家微加工高端設備公司, 經營范圍包括研發薄膜製造設備和等離子體刻蝕設備、大面積顯示屏設備等。該公司管理層技術底蘊深厚,大多有任職於應用材料、LAM和英特爾等全球半導體一流企業的經驗。

中微半導體先後承擔並圓滿完成 65-45 納米、 32-22 納米、22-14 納米等三項等離子介質刻蝕設備產品研製和產業化。 公司自主研發的等離子體刻蝕設備 Primo D-RIE 可用於加工 64/45/28 納米氧化硅、氮化硅等電介質材料,介質刻蝕設備 Primo AD-RIE 可用於 22nm 及以下晶元加工,均已進入國內先進產線。中微半導體的介質刻蝕機已經完成了5nm 的生產。

晶盛機電

晶盛機電是一家專業從事半導體、光伏設備研發及製造的高新技術企業,是國內技術領先的晶體硅生長設備供應商。該公司專注於擁有自主品牌的晶體硅生長設備及其控制系統的研發、製造和銷售,先後開發出擁有完全自主知識產權的直拉式全自動晶體生長爐、鑄錠多晶爐產品。

該公司立足於「提高光電轉化效率、降低發電成本」的光伏技術路線,實現了硅晶體生長「全自動、高性能、高效率、低能耗」國內領先、國際先進的技術優勢。全自動單晶爐系列產品和 JSH800 型氣致冷多晶爐產品分別被四部委評為國家重點新產品。同時公司積極向光伏產業鏈裝備進行延伸,2015 年成功開發並銷售了新一代單晶棒切磨復合一體機、單晶硅棒截斷機、多晶硅塊研磨一體機、多晶硅塊截斷機等多種智能化裝備,並布局高效光伏電池裝備和組件裝備的研發。

該公司的晶體生長設備特別是單晶硅生長爐銷售形勢較好,主要是單晶光伏的技術路線獲得認可,隨著下游廠商的擴產,單晶的滲透率也逐步提升,帶來對單晶硅生長爐的需求增加,該類產品收入已經占營業收入的 81%。

該公司主營業務伴隨國內光伏產業的上升發展,給主營業務收入和利潤帶來顯著增長,近兩年的增長率均在 80%以上,另外,其毛利率水平和凈利率水平也基本維持穩定。

上海微電子

上海微電子裝備有限公司成立於2002年,主要致力於大規模工業生產的投影光刻機研發、生產、銷售與服務,該公司產品可廣泛應用於IC製造與先進封裝、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等製造領域。

該公司主要產品包括:

600掃描光刻機系列—前道IC製造

基於先進的掃描光刻機平台技術,提供覆蓋前道IC製造90nm節點以上大規模生產所需,包含90nm、130nm和280nm等不同解析度節點要求的ArF、KrF及i-line步進掃描投影光刻機。該系列光刻機可兼容200mm和300mm矽片。

500步進光刻機系列—後道IC、MEMS製造

基於先進的步進光刻機平台技術,提供覆蓋後道IC封裝、MEMS/NEMS製造的步進投影光刻機。該系列光刻機採用高功率汞燈的ghi線作為曝光光源,其先進的逐場調焦調平技術對薄膠和厚膠工藝,以及TSV-3D結構等具有良好的自動適應性,並通過採用具有專利的圖像智能識別技術,無需專門設計特殊對准標記。該系列設備具有高解析度、高套刻精度和高生產率等一系列優點,可滿足用戶對設備高性能、高可靠性、低使用成本(COO)的生產需求。

200光刻機系列—AM-OLED顯示屏製造

200系列投影光刻機綜合採用先進的步進光刻機平台技術和掃描光刻機平台技術,專用於新一代AM-OLED顯示屏的TFT電路製造。該系列光刻機不僅可用於基板尺寸為200mm × 200mm的工藝研發線,也可用於基板尺寸為G2.5(370mm × 470mm)和G4.5(730mm × 920mm)的AM-OLED顯示屏量產線。

矽片邊緣曝光機系列——晶元級封裝工藝應用

SMEE開發的矽片邊緣曝光機提供了滿足晶元級封裝工藝中對矽片邊緣進行去膠處理的能力,設備可按照客戶要求配置邊緣曝光寬度、矽片物料介面形式、曝光工位等不同形式。設備同時兼容150mm、200mm和300mm等三種不同規格的矽片,邊緣曝光精度可到達0.1mm。設備配置了高功率光源,具有較高的矽片面照度,提高了設備產率。

至純 科技

至純 科技 成立於 2000 年, 主要為電子、生物醫葯及食品飲料等行業的先進製造業企業提供高純工藝系統的整體解決方案, 產品為高純工藝設備和以設備組成的高純工藝系統,覆蓋設計、加工製造、安裝以及配套工程、檢測、廠務託管、標定和維護保養等增值服務。

該公司在 2016年前產品約一半收入來自醫葯類行業,光伏、 LED 行業及半導體行業收入佔比較小。 2016年以來,公司抓住半導體產業的發展機遇,逐步擴大其產品在半導體領域的銷售佔比, 2016和 2017 年來自半導體領域收入占公司營業收入比重分別為 50%和 57%,占據公司營業收入半壁江山。主攻半導體清洗設備。

該公司於 2015 年開始啟動濕法工藝裝備研發, 2016 年成立院士工作站, 2017 年成立獨立的半導體濕法事業部至微半導體,目前已經形成了 UltronB200 和 Ultron B300 的槽式濕法清洗設備和 Ultron S200 和 Ultron S300 的單片式濕法清洗設備產品系列, 並取得 6 台的批量訂單。

精測電子

武漢精測電子技術股份有限公司創立於 2006 年 4 月,並於 2016 年 11 月在創業板上市。公司主要從事平板顯示檢測系統的研發、生產與銷售,在國內平板顯示測試領域處於絕對領先地位, 主營產品包括:模組檢測系統、面板檢測系統、OLED 檢測系統、AOI光學檢測系統和平板顯示自動化設備。近幾年來,該公司積極對外投資,設立多家子公司,業務規模迅速擴張,進一步完善了產業布局。

該公司成立初期主要專注於基於電訊技術的信號檢測,是國內較早開發出適用於液晶模組生產線的 3D 檢測、基於 DP 介面的液晶模組生產線的檢測和液晶模組生產線的 Wi-Fi 全無線檢測產品的企業,目前該公司的 Mole 製程檢測系統的產品技術已處於行業領先水平。

2014 年,精測電子積極研發 AOI 光學檢測系統和平板顯示自動化設備,引進了宏瀨光電和台灣光達關於 AOI 光學檢測系統和平板顯示自動化設備相關的專利等知識產權,使其在 Array製程和 Cell 製程的檢測形成自有技術,初步形成了「光、機、電」技術一體化的優勢。

精測電子2018年上半年財務報告顯示,該公司收入主要來自 AOI 光學檢測系統業務,佔比 45.49%,毛利佔比 41.94%;其次是模組檢測系統業務,收入佔比 23.33%,毛利佔比 27.68%; OLED 檢測系統和平面顯示自動化設備收入佔比分別為 14.29%和12.30%,毛利佔比為 14.26%和 10.28%。

電子 科技 集團45所

中國電子 科技 集團公司第45研究所創立於1958年,2010年9月,中央機構編制委員會辦公室批准45所第一名稱更改為「北京半導體專用設備研究所」,第二名稱仍保持「中國電子 科技 集團公司第四十五研究所」不變。

45所是國內專門從事軍工電子元器件關鍵工藝設備技術、設備整機系統以及設備應用工藝研究開發和生產製造的國家重點軍工科研生產單位。

45所以光學細微加工和精密機械與系統自動化為專業方向,以機器視覺技術、運動控制技術、精密運動工作台與物料傳輸系統技術、精密零部件設計優化與高效製造技術、設備應用工藝研究與物化技術、整機系統集成技術等六大共性關鍵技術為支撐,圍繞集成電路製造設備、半導體照明器件製造設備、光伏電池製造設備、光電組件製造和系統集成與服務等五個重點技術領域,開發出了電子材料加工設備、晶元製造設備、光/聲/電檢測設備、化學處理設備、先進封裝設備、電子圖形印刷設備、晶體元器件和光伏電池等八大類工藝設備和產品,服務於集成電路、光電元器件與組件、半導體照明和太陽能光伏電池四大行業.

上海睿勵

睿勵科學儀器(上海)有限公司是於2005年創建的合資公司,致力於研發、生產和銷售具有自主知識產權的集成電路生產製造工藝裝備產業中的工藝檢測設備。主要生產用於65/28/14nm製程工藝控制的膜厚測量設備。

沈陽芯源

沈陽芯源微電子設備有限公司成立於2002年,由中科院沈陽自動化研究所引進國外先進技術投資創建。

芯源公司自主開發的單片勻膠機、顯影機、噴膠機、去膠機、清洗機、濕法刻蝕機等設備廣泛應用於半導體、先進封裝、MEMS、LED等領域。

1.LED領域勻膠顯影機:應用於LED晶元製造、PSS(圖形化襯底)、MEMS、HCPV(高聚光型太陽能電池)、Waveguide(光波導)工藝的勻膠顯影等工藝製程。

2.高端封裝全自動塗膠顯影機:廣泛應用於先進封裝BGA、Flip-Chip、WSP、CSP製程的高黏度PR、PI、Epoxy的塗敷、顯影工藝製程。

3.高端封裝全自動噴霧式塗膠機: 廣泛應用於TSV、MEMS、WLP等工藝製程。

4.單片濕法刻蝕機/去膠機/清洗機:廣泛應用於先進封裝BGA、Flip-Chip、WSP、CSP製程的刻蝕、去膠、清洗工藝製程。

5.前道堆疊式全自動塗膠顯影機:應用於90nm光刻工藝、BARC塗覆、SOC、SOD、SOG等工藝製程。

盛美半導體

盛美半導體(ACM Research)是國內半導體清洗設備主要供應商,於1998年在美國矽谷成立,主要研發電拋光技術,2006 年成立上海子公司,專注於半導體清洗設備。2017年11月4日公司在美國納斯達克上市。2017年公司營業收入3650萬美元,同比增長33.2%,其中90%以上的營業收入來自於半導體清洗設備。2017 年研發投入占營業收入比例為14.1%。

由於聲波清洗可能會造成晶片損傷,行業公司大多轉向研發其他技術,盛美半導體另闢蹊徑研發出空間交變相移兆聲波清洗(SAPS)和時序能激氣泡震盪兆聲波清洗(TEBO)兩項專利技術,可以實現無傷清洗。公司的清洗設備目前已經進入 SK 海力士、長江存儲和上海華力等先進產線。

天津華海清科

天津華海清科機電 科技 有限公司成立於2013年,是天津市政府與清華大學踐行「京津冀一體化」國家戰略,為推動我國化學機械拋光(CMP)技術和設備產業化成立的高 科技 企業。

華海清科主要從事CMP設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務,核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才,產品可廣泛應用於極大規模集成電路製造、封裝、微機電系統製造、晶圓平坦化、基片製造等領域。

中電科裝備

中電科電子裝備集團有限公司成立於2013年,是在中國電子 科技 集團公司2所、45所、48所基礎上組建成立的二級成員單位,屬中國電子 科技 集團公司獨資公司,注冊資金21億元,該公司是我國以集成電路製造裝備、新型平板顯示裝備、光伏新能源裝備以及太陽能光伏產業為主的科研生產骨幹單位,具備集成電路局部成套和系統集成能力以及光伏太陽能產業鏈整線交鑰匙能力。

多年來,利用自身雄厚的科研技術和人才優勢,形成了以光刻機、平坦化裝備(CMP)、離子注入機、電化學沉積設備(ECD)等為代表的微電子工藝設備研究開發與生產製造體系,涵蓋材料加工、晶元製造、先進封裝和測試檢測等多個領域;通過了ISO9001、GJB9001A、UL、CE、TüV、NRE等質量管理體系與國際認證。

沈陽拓荊

沈陽拓荊 科技 有限公司成立於2010年4月,是由海外專家團隊和中科院所屬企業共同發起成立的國家高新技術企業。拓荊公司致力於研究和生產薄膜設備,兩次承擔國家 科技 重大專項。2016年、2017年連續兩年獲評「中國半導體設備五強企業」。

該公司擁有12英寸PECVD(等離子體化學氣相沉積設備)、ALD(原子層薄膜沉積設備)、3D NAND PECVD(三維結構快閃記憶體專用PECVD設備)三個完整系列產品,技術指標達到國際先進水平。產品廣泛應用於集成電路前道和後道、TSV封裝、光波導、LED、3D-NAND快閃記憶體、OLED顯示等高端技術領域。

華海清科

天津華海清科機電 科技 有限公司成立於2013年,是天津市政府與清華大學踐行「京津冀一體化」國家戰略,為推動我國化學機械拋光(CMP)技術和設備產業化成立的高 科技 企業。

華海清科主要從事CMP設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務,核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才,產品可廣泛應用於極大規模集成電路製造、封裝、微機電系統製造、晶圓平坦化、基片製造等領域。

以上就是我國大陸地區的主要半導體設備生產企業。

隨著我國半導體產業的快速發展,對半導體設備的需求量越來越大,而本土半導體設備企業面臨著供給與需求錯配的情況。一方面,國內的半導體設備需求隨著下游產線的擴張而迅速增加,大陸的半導體設備需求佔全球半導體設備需求的比重較高;但另一方面,本土的設備供給存在著水平較為落後,國產化率不高的情況。

針對這一情形,在國家的大力支持下,國內設備企業需要積極布局,以在各細分設備領域實現突破。

⑺ OLED如何提高CE,PE

1992年,Gustafsson等人首次發表利用PET作柔性襯底,再搭配可導電高分子,製作出第一個以高分子((PEDOT)為主體的柔性OLED器件。
如果從光學性質上來比較玻璃與塑料襯底,因為玻璃襯底的折射率(n=1.52)和發光層折射率差值比較大,所以光容易被限制在器件內部,若將玻璃替換成塑料襯底(n=1.65)則能減少46%光學損失,而器件的效率則能提高10%-20%。
ITO/PET襯底使用在LCD領域已有很長的一段時間,由於容易獲得,因此最常被當作柔性有機電致發光器件的襯底。
滾動條式濺射設備Noda等人在2003年發表了以卷對卷工藝製作ITO/PET ,其設備如圖所示,這種製作方式可以大量生產ITO/PET襯底,降低成本。
PEN塑料襯底
DuPont Display的Innocenzo等人在SID 2003發表了可應用在柔性顯示器的PEN塑料襯底相關研究PEN在加人具有平整作用的塗布層之後,最大的突出缺陷不會高於0.02μm,襯底在可見光區的透光率大於80%,熱穩定性比PET好,非常適合作為柔性顯示器的襯底。
超薄玻璃襯底
由於塑料的襯底防止水氧穿透的能力不佳,Auch等人在2002年發表超薄玻璃襯底,在襯底上旋轉塗布一層2~ 5μm的環己酮,接著在225℃烘烤一小時聚合,增加超薄玻璃的柔性特性。
金屬襯底
還有一種可以使用的襯底種類就是金屬襯底,不但具有柔性且防止水氧穿透的能力比塑料佳,最重要的是可以承受較高的工藝溫度。
柔性襯底比較圖
除了上述幾種襯底之外,在2004年美國西雅圖Lee等發表了以紙為襯底FOLED,他們在紙襯底上塗布一層Parylene,再鍍上鎳為陽極,但是器件在100 mA/ cm2的電流密度下,操作電壓為19.5 V,而亮度僅342 cd/m2,效率很不好。
柔性OLED存在哪些問題?
2003年,台灣交通大學OLED試驗室的陳金鑫教授研究開發出可捲曲OLED(也叫柔性OLED,即FOLED。
傳統的OLED器件採用玻璃作基板,在其上鍍一層ITO導電薄膜作為有機電致發光顯示器的陽極,而柔性OLED則用塑料襯底代替了玻璃襯底。
柔性OLED的優勢很多,今天我們來看一看柔性OLED面臨著什麼問題。
選擇柔性襯底作為OLED的基板時,由於襯底本身的性質,給器件和製作過程帶來了很多問題。
平整性較差
通常柔性襯底的平整性要比玻璃襯底差

⑻ 0led硬屏需要用水汽阻隔膜封裝嗎

硬屏不需要水汽高阻隔膜。可以用超薄玻璃、金屬、聚合物板、封裝。玻璃、金屬、聚合物板的阻隔性能比水汽高阻隔膜好多了且價廉,但無法捲曲,無法應用於柔性顯示領域。所以水汽高阻隔膜應用於柔性顯示領域的OLED。

⑼ 讓三星和華為都犯難的折疊屏手機,需要什麼樣的柔性顯示技術


從第一款折疊屏手機發布至今已經有一年多的時間,在市面上已有的折疊屏手機,例如三星的Galaxy Fold、華為的Mate X、三星的Galaxy Z Flip、摩托羅拉的Moto Razr 2019、柔宇 科技 的FlexPai等產品。似乎能細數的型號不算少,不過售價的多少,消費者能不能買得到,就要另當別論了;對廣大消費者而言,折疊屏產品似乎依舊遙遠。

伴隨折疊屏技術到來的,還有如今折疊屏手機脆弱的名聲。 三星在柔性屏技術上投入已經超過10年,卻在Galaxy Fold推出不久即面臨屏幕顯示不正常、膜層分離之類的問題。像華為Mate X這樣的初代折疊屏產品,也是僅需輕輕用指甲在屏幕上摳一下,就能留下永久、不可修復的凹痕。即便三星二代折疊屏產品Galaxy Z Flip宣稱改善了製程技術,從硬度測試來看,要在屏幕表面留下劃痕其實相當輕而易舉,折疊處甚至可能因為室溫過低而碎裂。

像折疊屏這種脆弱屬性更拉遠了它與一般人的距離:當人們花兩萬元買了一部折疊屏手機,卻需要在每天早晨手機鬧鈴響起、伸手去觸碰屏幕時,還得先想一想是不是沒剪指甲…這樣的體驗還是令人畏懼的。

首先還是需要劃定探討問題的范圍:我們所說的柔性顯示器或折疊屏究竟說的是什麼?如果按照不同的顯示面板技術來劃分,眾所周知,大方向上LCD和OLED都有自己的柔性發展路線——不過LCD柔性顯示器相對特殊,也不是我們探討手機折疊屏的主流技術。

從光電材料的角度來說,實際上不僅有LCD、OLED,電泳顯示技術(electrophoretic,即E-Ink)、Gyricon也都能做到柔性化,多見於電子書、電子紙。市面上已經存在不少此類柔性顯示產品,大多主打閱讀、書寫。但這也不是本文要探討的主體。

如今在手機、移動設備上相對熱門的柔性顯示、折疊屏技術,特指柔性OLED面板。 本文在談到折疊屏、柔性顯示時,若無特別說明則特指OLED。討論范圍明確了,另外一個需要解決的問題是,柔性顯示和折疊屏這兩者是什麼關系?

通常認為柔性顯示技術的發展可以分成幾個不同的階段。第一階段是固定曲率的柔性屏,即屏幕已經表現出曲面特性,但在最終產品形態上曲率是固定的、使用者不可控制的。這早在多年前就已經實現,以三星Galaxy系列手機為代表,華為近兩年的旗艦機也都採用這類所謂「3D曲面屏」;很多顯示器、電視產品也有此類設計。

第二階段是可彎曲、可捲曲顯示;第三階段是可折疊顯示;第四階段為可任意折疊拉伸的全柔性顯示。其中第二階段的可彎曲、捲曲屏幕,在很多顯示技術展會上都能看到,與第三階段的重要差異在於「彎曲半徑」明顯不同。展會上常能見到的可彎曲屏幕,彎折半徑是相對較大的(3~15mm)。而第三階段的可折疊,就意味著極小的彎曲半徑(0.5~3mm),技術層面的實現難度相比第二階段要大很多。

就彎曲半徑的角度來看,像三星Galaxy Fold這樣的內折屏幕,在面板技術難度上要大於華為Mate X的 外折 屏幕方案,因為前者的彎曲半徑是比後者明顯更小的。不過就整個產品的角度來說,後者在鉸鏈、結構設計方面有著更大的難度 ——這就不在本文的探討范圍內了。

由此可見,折疊屏是柔性顯示的某個高級階段,即便它並非最終形態。有關折疊屏在實際應用中的價值,這里不再贅述:至少就移動設備產品來說,折疊屏本質上是將一個屏幕更大的裝置放進口袋,提升可攜帶性。

要明白折疊屏為何如此脆弱,首先需要理解這種屏幕的結構,以及具體的製造方法。如今手機、電視常見的OLED顯示器為AMOLED面板,它在結構上包括了基板(substrate),陰極層(cathode)、有機分子層(包括發射層和導電層)、陽極層(anode)——這些整體構成了OLED frontplane;當然還需要TFT陣列層(薄膜晶體管)——這部分就是我們常說的backplane,本質上就是控制電路。

OLED的發光原理是電致發光(electro-phosphorescence)。在成為屏幕最終形態時,還需要對面板進行封裝;傳統手機AMOLED屏幕的上蓋板即為密封玻璃。

要將這樣的屏幕做成柔性形態,也就是要求每一層都是可彎曲、可折疊的。這里還沒有涉及到觸控面板、最外層保護材料之類的構成層級,它們也都需要可彎曲、可折疊。在大方向上,OLED frontplane和TFT backplane要做成可彎曲、可折疊形態,問題可能還不算特別大。但傳統AMOLED顯示屏的基板,以及上蓋板,外加屏幕最外層的保護層都是玻璃材料。

常規玻璃可彎曲幅度很小,所以起碼這幾層的材料必須更換為柔性材料——對使用者而言最直觀的就是外層不可能再用康寧的「大猩猩」(Goriall)玻璃。這也成為柔性顯示器製造的第一大挑戰──基板及蓋板等的材料選擇;由於OLED面板的製造流程關系,基板的材料選擇實際上是十分受限的。

OLED面板製造至少需要經歷蝕刻、濺射、蒸鍍、切割等各種工序,材料需要耐受各種高溫、腐蝕環境;在柔性面板製造過程中,還有UV紫外光剝離這樣的流程,所以在材料的選擇上就有最基本的要求。

這里可以單獨談一談前文提到的TFT層,這層材料按照開關元件來分,現在相對流行的是LTPS(低溫多晶硅)與IGZO (銦鎵鋅氧化物)。LTPS是柔性顯示製造技術的主流,也是三星、京東方這些面板製造商開發柔性顯示器時普遍採用的方案。LTPS相比傳統方案(如a-Si)能夠以更低的溫度合成;不過即便是相對更低的溫度,也可能需要達到600℃ ,或者更低。

柔宇 科技 在此採用的是一種名為ULT-NSSP (超低溫非晶硅半導體製程)的技術。按照柔宇的說法,這種更低溫的技術能夠進一步降低成本——這似乎是柔宇在柔性顯示器開發上不同於其他面板廠商的路線,具體效果怎樣則是未知。無論如何,更低的溫度對生產製造商而言總是更有價值的。

相對來說,柔性面板的製造流程與傳統剛性OLED面板在前期階段是比較類似的;前期一樣需要玻璃支撐層(Carrier Glass Panel),只是最終有一個雷射剝離的過程,也就是將整個面板與玻璃支撐層分離。

在經過這么多道工序,如前文提到TFT製造時的高溫,或相對高溫,仍可屹立不倒的材料著實不多。 既然難以選擇玻璃作為基板材料,卻仍需確保透光性,外加可彎曲、可折疊屬性,業界普遍採用的是PI (Polyimide,聚醯亞胺)——就是某種塑膠薄膜。當然其中還有一些技術細節這里無法細數,比如說玻璃基板可能需要採用PI鍍膜方案、支撐層與PI基板之間需要一個剝離層(debonding layer)等。

實際上,超薄玻璃也是一種可一定程度彎曲的基板備選材料,玻璃畢竟具備更高的熱穩定性和更好的透明性,但仍然受限於可彎曲的程度。而除了基板材料的選擇,柔性面板還有一些需要考慮的問題。

例如導電層的ITO (銦錫氧化物或其他導電聚合物材料),一方面是要求更低溫度的製程,另一方面在於ITO沉積在塑膠基板上,在拉伸應變方面可能導致很大的問題。再者TFT層也會受到可彎曲的影響,不僅外力可對其產生破壞,還在於其他層的熱膨脹/收縮產生的力,以及它對濕度非常敏感。TFT層除了前文提到如今比較普遍的LTPS,OTFT (有機薄膜晶體管)對柔性面板而言也是某種備選方案。

像彎曲這樣的動作,尤其當彎曲半徑小到對折的程度──想像將一本書,沿著封面中間位置對折,對折後內圈的書頁和外圈的書頁的形變狀態就有差異;所有書頁為了適應這種彎曲對折,整本書不同位置一定會產生不同程度的形變。屏幕也是多層結構,當然屏幕面板沒有書那麼厚,但面板各層材料、製程都有差異,可形變、熱膨脹特性等都有差異,這會為折疊動作產生不小的阻礙。

不難想像, 使用折疊屏手機時,折疊次數一多便很容易產生膜層分離、膜層滑移,甚至直接脆裂的問題——就像一本書對折後,不同書頁的位置關系與平整狀態下相比已經大不相同。於是摺痕的問題便不難理解,即已產生的形變難以恢復——可能是表層材料無法恢復,也可能是其他層的材料。

在應對這些問題時,不同的面板製造商也有各自不同的解決方案。例如鈍化結構加入緩沖層(BL)、無機防水層、粘合層(AIL)等。軟性的緩沖層能夠很大程度抵消彎折過程中產生的力,並且縮小彎曲半徑。

在2020年3月份的柔宇發表會上,該公司提到建立智能力學模擬模型,形成材料力學參數資料庫——不同材料層的各種參數,並對材料物理特性進行模擬,配合實驗對比;通過這個模擬模型,就能找到更好的堆疊方案和材料選擇。

不過在折疊屏手機使用過程中,除了折疊動作本身帶來的破壞性,顯示、觸控故障很多時候又來自水、氧入侵面板內部,導致的嚴重問題。因為有機材料很容易發生氧化和水解。 所以對水氧的阻隔,對於柔性面板而言顯得尤為重要。

這就涉及到封裝技術了。如上文所述,傳統OLED屏幕和柔性屏幕在封裝要求上存在很大差異,前者的形態是固定的,而且應用於手機、電視這類終端產品後,面對的環境相對穩定;而後者由於柔性形態,封裝需要做到多方位的防護,尤其對於水、氧的阻隔。

這是 目前市面上販售的折疊屏手機,在使用過程中會出現屏幕部分顯示區域失效的主要原因;至少就現狀來看,柔性面板的封裝技術似乎還沒有那麼成熟。

多層薄膜封裝是比較常見的方案:多層薄膜通常會將無機層和有機層交替疊加,每個有機/無機層堆疊構成一對;超過三對多層薄膜,則水氧阻隔性可提升3~4個等級,WVTR (水蒸氣透過量)也能相對應提升。有機層越薄,形成統一均勻的層才越有利;與此同時,這種有機/無機對不應超過5對。總的來說,實際表現還是要看材料和製程。

三星採用一種名為Barix的多層薄膜封裝技術——這是美國Vitex公司商用的一種技術,如今在柔性薄膜封裝上的應用還是比較廣泛的。Barix多層薄膜能夠很大程度滿足一些規格需求。Barix鍍膜的塑膠薄膜還可用作透明基板。

不過Barix技術也面臨一些挑戰,比如早前存在濺射AlOx薄膜的一些固有缺陷。這種技術還要求面板進出沉積室多達6次,而且成本也是比較高的。氧化物沉積是整個流程中極大限制了速度的一個步驟——當然針對這一問題的技術開發也一直在持續中。在柔性OLED製造過程中,封裝成為占據整體成本很大比例的部分。

作者:黃燁鋒

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