1、新一代顯示技術及管理新一代顯示技術及管理高級研修班高級研修班工信部工信部 目錄2pAMOLEDAMOLED現狀及發展趨勢現狀及發展趨勢pOLEDOLED技術及產業化技術及產業化pAMOLEDAMOLED產業發展思考產業發展思考AMOLED現狀及發展趨勢p AMOLED原理及優勢p AMOLED市場現狀p AMOLED 產業現狀p AMOLED未來發展及挑戰19631987199019971963年，Pope蒽單晶體1987年，Kodak，C.W.Tang 小分子雙層結構OLED器件1990年，劍橋大學高分子OLED器件，并于1992年成立CDT19361936年，Destrian發現有機電致現

2、象1997年Forrest發現磷光電致發光現象日本Pioneer首次將OLED商品化20042004年研制成功中國大陸第一款全彩OLED屏AUO首次將AMOLED用于BenQ手機主屏2007200820102007年三星開始量產AMOLED產品SONY推出11” OLED TV產品C.W.Tang2008年國內首條PMOLED量產線在昆山建立SONY和SMD分別展示27”和31”OLED TV2009年LG量產15”OLED TV2010年三星建立G5.5 AMOLED量產線三星展出世界上首款透明筆記本原型機 三星發布首款AMOLED屏的3D手機20112011年國內首款12”AMOLED T

3、V成功點亮三星手機Galaxy 系列大賣，4個月銷量突破1000萬臺AUO展出32”OLED TV2012年LG和SMD分別展出了55”OLED TVAMOLED發展歷程AMOLED基本原理AMOLED是將OLED像素淀積或集成在TFT陣列上，通過TFT陣列來控制流入每個OLED像素的電流大小，從而決定每個像素點發光強度的顯示技術。其中，OLED像素包括陰極、有機發光層及陽極層的堆疊，TFT背板由TFT陣列層和基板組成。AMOLED的優勢 真彩色 超輕 超薄 低功耗 快速響應 超寬視角 高對比 指標指標AMLCDAMOLEDAMOLED產品的相對優勢產品的相對優勢發光方式發光方式被動發光被動發

4、光自主發光自主發光無需背光源，色彩鮮艷，對比度高無需背光源，色彩鮮艷，對比度高器件結構器件結構復雜復雜簡單簡單全固態結構，結構簡單，成本低全固態結構，結構簡單，成本低視角視角受限制受限制接近接近180度度寬視角，側視畫面色彩不失真寬視角，側視畫面色彩不失真響應時間響應時間10-3秒秒10-6秒秒更適合動態顯示，無拖尾現象更適合動態顯示，無拖尾現象溫度范圍溫度范圍-20600C-40800C高低溫性能優越，適應各種特殊環境高低溫性能優越，適應各種特殊環境LCDAMOLED與與LCD相比，相比，AMOLED的結構相對簡單，這的結構相對簡單，這決定了決定了AMOLED先天具有優異的性能和低廉先天具有

5、優異的性能和低廉的成本。如果工藝成熟，其成本優勢將會的成本。如果工藝成熟，其成本優勢將會很快顯露出來。很快顯露出來。AMLCD = 背光源背光源 (Backlight) + TFT 背板背板 + 液晶盒液晶盒 (Cell)AMOLED = TFT 背板背板 + OLED器件器件a-Si TFT-Si TFTLTPS TFTOxideSiOGSPCMIC/MILCELASLS晶粒大小晶粒大小N/A1020 nm0.41.0 m數數m數百數百m0.51m(調整困難調整困難)23.5 m(調整容易調整容易)N/A單晶單晶載流子遷移載流子遷移率（率（cm2/Vs）0.51.01520(n), 20(p

6、)60(n), 60(p)110(n), 50(p)185(n), 80(p)Gen.10取決于取決于PECVD設設備備Gen.4Gen.4Gen.4量產量產Gen.5以上較以上較難難Gen.4量產量產Gen.5.5可能可能Gen.4開發中開發中開發中開發中主要應用公主要應用公司司LCD廠商廠商SMD, LGDLGD, SMD, AUOSMD, CMELSharpSMD, SONY, TMD, LGD, AUO等等SMDLGD, SMDCorning等等優點優點大尺寸，成大尺寸，成本低，工藝本低，工藝簡單，均勻簡單，均勻性好性好大尺寸，成大尺寸，成本低本低大尺寸，成大尺寸，成本低，工藝本低，工

7、藝簡單，重復簡單，重復性好性好晶粒尺寸可晶粒尺寸可調調工藝成熟，穩工藝成熟，穩定性好定性好結晶化尺寸可結晶化尺寸可控控室溫工藝，室溫工藝，穩定性優越，穩定性優越，大面積一致大面積一致性好性好遷移率高、均遷移率高、均勻性好勻性好不需要補償電不需要補償電路路問題點問題點TFT Stability (Vth漂移漂移), Mobility低低重復性，重復性，TACT Time大尺寸玻璃大尺寸玻璃基板扭折問基板扭折問題，題，Ion/Mobility低低金屬殘留，金屬殘留，漏電流高，漏電流高，晶粒尺寸不晶粒尺寸不均勻均勻均勻性均勻性大尺寸困難，大尺寸困難，受到設備限制受到設備限制均勻性，均勻性，MuraM

8、obility低，低，工藝穩定性工藝穩定性差差大尺寸基板困大尺寸基板困難難開發方向開發方向補償電路，補償電路，驅動設計驅動設計工藝優化工藝優化工藝優化工藝優化去除金屬殘去除金屬殘留技術開發留技術開發設備開發，補設備開發，補償電路償電路SLS Mask優優化化Auto focus工藝優化工藝優化Tiling技術優技術優化化AMOLED樣品樣品/產品產品Samsung 40”2004Sony 27”2007LG 15”2009CMEL 7”2008Sony 11”2007Samsung 14”2007Samsung 19”2009Samsung 2.4”2007 W=3m mm遷移率遷移率(cm2

9、/Vs)電流電流(m mA)多晶硅多晶硅100.015.0非晶硅非晶硅0.70.1需要大尺寸需要大尺寸TFT (幾百微米幾百微米)載流子遷移率低：載流子遷移率低：每個像素的驅動電流要每個像素的驅動電流要求大約為求大約為10 A，對于實際，對于實際TFT尺寸來說，尺寸來說，驅動驅動OLED需要需要TFT遷移率大于遷移率大于20 cm2/Vs可靠性差：可靠性差：閾值電壓漂移，需要補償電路閾值電壓漂移，需要補償電路AMLCD工作時工作時TFT負荷約為負荷約為0.10.2%，而，而AMOLED工作時為工作時為100%，因此對閾值電壓，因此對閾值電壓 漂移程度要求高的多。漂移程度要求高的多。 特點：特點

10、：- 載流子遷移率高載流子遷移率高(50100cm2/Vs，TFT特性優異，可以制作特性優異，可以制作P型器件，型器件，有希望集成驅動電路有希望集成驅動電路問題：問題：- 晶界導致非均勻性，閾值電壓和載流子晶界導致非均勻性，閾值電壓和載流子遷移率的差異導致遷移率的差異導致OLED電流的差異，易產電流的差異，易產生顯示生顯示mura , 工藝復雜，大尺寸困難。工藝復雜，大尺寸困難。CMOS TFT 主要特點：遷移率較高主要特點：遷移率較高1030cm2/Vs,1030cm2/Vs,能夠用濺射法制造，工藝簡單（類似能夠用濺射法制造，工藝簡單（類似a-Sia-Si），可以使用低溫工藝條件，容），可以

11、使用低溫工藝條件，容易實現大面積生產易實現大面積生產。主要問題點：有源層對水氧敏感，主要問題點：有源層對水氧敏感，制造工藝再現性差，制造工藝再現性差，TFTTFT的重復性的重復性及穩定性需提高。及穩定性需提高。氧化物半導體氧化物半導體TFT背板背板p OLED原理及優勢p AMOLED市場現狀p AMOLED 產業現狀p AMOLED未來發展及挑戰中小尺寸FPD市場中小尺寸FPD市場中小尺寸FPD市場Display Search預測AMOLED電視2012年起步，約11萬臺，2014年后將快速增長，2018年達到1800萬臺，年均增長率達到105%。大尺寸AMOLED出貨量預測數據來源：Dis

12、play Search 2012 Q2p OLED原理及優勢p AMOLED市場現狀p AMOLED 產業現狀p AMOLED未來發展及挑戰全球AMOLED產業化現狀目前，全球已有AMOLED量產線10條，在建的7條，僅SMD能大批量供應AMOLED，產業主要集中在東亞地區，中國具備一定競爭潛力國家國家/ /地區地區廠商廠商產線產線世代世代基板尺寸基板尺寸(mm)(mm)產能產能(K/(K/月月) )量產時間量產時間OLEDOLED技術技術TFTTFT背板技術背板技術韓國三星移動顯示(SMD)A1-14.5G730920272007 Q3FMMLTPS(ELA)韓國三星移動顯示(SMD)A1-

13、24.5G730920142009 Q2韓國三星移動顯示(SMD)A1-34.5G730920482010 Q2韓國三星移動顯示(SMD)A2-15.5G13001500242011.Q2FMM LTPS(ELA)韓國三星移動顯示(SMD)A2-25.5G13001500322011 Q4韓國韓國LGDE24.5G73092082011 Q2FMMLTPS(ELA)日本日本索尼-3G 6007205TBDFMMLTPS中國臺灣臺灣友達(AUO)L3D Linkou AMOLED 3.5G6207507 2012.Q4FMMLTPS中國臺灣臺灣友達(AUO)L4B AMOLED4.5G73092

14、030TBDFMMLTPS中國臺灣臺灣新奇美(CMI)TPO Hinschu 13.5G620750-TBDFMMLTPS中國大陸京東方(BOE)Erdos5.5G1300150054K2013.Q4FMMLTPS中國大陸(Visionox)kunshan5.5G1300150030K2014.Q3FMMLTPS中國大陸(Visionox)kunshan2.5G400500Pilot2010.Q2 FMMLTPS中國大陸上海天馬(Tianma)shanghai4.5G730920Pilot2011.Q1FMMLTPS中國大陸上海天馬(Tianma)Xiamen5.5G1300150030201

15、3.Q1FMMLTPSp OLED原理及優勢p AMOLED市場現狀p AMOLED 產業現狀p AMOLED未來發展及挑戰中小尺寸產品發展方向來源:Intel-IDF2012 針對SmartPhone，2535cm查看距離，300ppi已達人眼感知極限2012年年 300ppi 2013年年 400500ppi中小尺寸產品發展方向Sumsung中小尺寸 AMOLED尺寸尺寸 inch4.84.654.55.297.75.55像素像素720*1280720*1280720*1280800*12801280*800720*1280ppi306316326286197267亮度亮度cd/m2300

16、350350300300300IMID 2012 Sansung 中小尺寸AMOLED LG 55” DemoSMD 55” DemoSONY 11” XEL-1LG 15” OLED TVLG 31” DemoSMD 40” DemoSONY 21”, 27” Demo (CES2009)AUO 32” Demo (FPDI 2011)20”30”40”20072008大尺寸，超薄，高對比大尺寸，超薄，高對比& &高色域高色域(CES 2012)200920112012大尺寸產品發展方向Samsung 55 in OLED TV IMID 2012 Sansung OLED TV CR 15

17、0k:1NTSC 124%Thickness 1.6mm Weight 3.5kg Structure LTPS+RGB Lighting Type Bottom Emission IMID 2012 LGD OLED TV CR 100k:1ATSC 118%Thickness 1.6mm Weight 3.5kg Structure WOLED+CF(RGBW) Oxide IGZO Lighting Type Bottom Emission LGD 55 in OLED TV 三星 Vs LG 55”OLED TVp 三星的大尺寸技術方案：LTPS TFT + SMS RGB蒸鍍；p L

18、G的大尺寸技術方案：Oxide TFT + White OLED/CF大尺寸TFT背板技術：LTPS(ELA)1. 補償電路；2. Coherent公司研制VYPER系列激光器，光束長度達750mm，可以支持G5.5生產線；3. SMD與設備廠商合作，正在進行可應用于G8.5 的ELA設備開發，但尚未對外發布。激光束拼接工藝控制困難，需大功率激光器；TFT特性一致性較差，Mura控制比較困難 ；工藝復雜（811 mask），設備成本高、運行成本高。大尺寸應用主要問題點：開發方向&進展：大尺寸TFT背板技術：氧化物改進工藝和設計，改進Oxide 半導體組成結構，提升TFT可靠性，包括穩定性和重復

19、性等；導入Etch Stop Layer (ESL) ，保護Oxide 薄膜，但多一道MASK；繼續研究與a-Si TFT結構相同的Back Channel Etch (BCE)結構，以減少MASKTFT穩定性；工藝性差，氧化物半導體化學敏感，S/D 刻蝕時，易受損；對水、氧和UV光等敏感。大尺寸應用主要問題點：開發方向&進展：精細金屬蔭罩激光熱轉印噴薄打印白光+彩膜原理示意圖圖形最小線寬約15m25m1020m約2.5m最大解析度200250 PPI300400 PPI200 PPI300400 PPI開口率3050%7080%5060%6070%材料利用率1020%2030%8090%60

20、80%優點已量產，設備成熟可用于大尺寸高解析度可用于大尺寸設備成本較低可用于大尺寸CF技術成熟缺點大尺寸困難增加轉印板成本配套設備不成熟材料受限設備精度要求高目前還不成熟透過率問題量產技術不成熟目前研發公司已量產技術SMD, Sony CDT, Seiko-EpsonLGD大尺寸技術挑戰： OLED技術方案柔性顯示 p全球OLED顯示市場穩步提升，年復合增長率預計達到30%以上，其中AMOLED在中小尺寸市場得到快速提升；p中小尺寸AMOLED成功量產，已開始大量出貨，發展方向為更大尺寸、高分辨率和柔性；p大尺寸AMOLED應用初現端倪，SMD和LG分別推出55英寸OLED TV樣品，發展方向

21、為大尺寸、超薄、高對比度和高色域；p大尺寸AMOLED技術挑戰，目前主要技術方向為LGD的Oxide TFT + White OLED CF 及SMD的LTPS + SMS技術，但目前均處于試產階段，最終方案取決于研發進展。OLED技術及產業化：發展歷程20012001，北京成立19961996，清華大學開始OLED研究2008201220062006， OLED產業化基地落戶江蘇昆山2008，中國大陸第一條OLED大規模生產線投產2012，在昆山的支持下，籌建AMOLED生產線2010，建成我國第一條AMOLED中試線建設2006， OLED產業遇到低谷2000左右，全球OLED技術處于起步

22、期：PMOLED量產線建設2005.052006.072007.092008.012008.10量產線籌備組和工程部相繼成立產業面臨低谷，逆勢而為首選設備商“雪上加霜”元旦設備合同簽訂8月設備搬入，10月底產品進入市場2011全球市場占有率第二，實現盈利單線運營效率最高，在全球率先實現盈利：全球PMOLED出貨排名2011年出貨量為全球PMOLED市場的24%，居全球第二。來源: DisplaySearch 2011Q4AMOLED顯示屏技術開發基礎 20102010年年5 5月建成中國大陸第一條月建成中國大陸第一條AMOLEDAMOLED中試生產線，中試生產線，20102010年年底完成全套

23、年年底完成全套AMOLEDAMOLED工藝技術開發。工藝技術開發。AMOLED顯示屏技術開發基礎2011.092011.103.5”全彩全彩AMOLED圖像顯示圖像顯示7.6”全彩全彩AMOLED圖像顯示圖像顯示2011.1112”全彩全彩AMOLED圖像顯示圖像顯示2011.042.8”全彩全彩AMOLED圖像顯示圖像顯示2011年開發年開發4款款AMOLED產品產品規劃建設5.5代AMOLED量產線5.5代生產線月投片量3萬片，年產AMOLED產品1億支（以4英寸產品計算）產品將主要應用于智能手機、平板電腦、超級本等消費類電子產品，以及工業儀器儀表、醫療器械等特殊應用領域，占據全球10-2

24、0%市場份額2012年規劃建設一條5.5代AMOLED量產線，預計2014年投產產學研合作機制項目技術創新模式演變研 發 成 果 就 是 產 品 ，沒有成果轉化的過程。專業化、職業化、國際化團隊：知識產權截至2012年7月共申請專利412件，包括發明專利324件（國內284件、國外40件），其中198件專利已獲授權清華大學、有機發光項目清華大學、有機發光項目2012年年2月月14日，獲頒國日，獲頒國家技術發明一等獎！家技術發明一等獎！清華大學研究OLED技術十五年，公司創業十周年十年磨一劍，榮獲國家發明一等獎2011年12月18日溫家寶總理視察溫家寶總理視察李克強副總理視察 2012年年5月月

25、22日，李克強副總理視察日，李克強副總理視察OLED產業發展思考顯示器：國家戰略性產業n 平板顯示產業是跨電子、信息、新材料、節能領域的產業。n產業帶動力強，對國民經濟貢獻大。行業產業拉動系數房地產業2.2汽車產業2.64平板顯示產業4制造裝備技術微電子技術光電子技術半導體工程技術化學材料技術新型平板顯示技術臺灣地區“兩兆雙星” 兩兆：半導體、顯示器； 雙星：數碼技術、生物科技韓國三星以顯示產業為主業 歷史上重點發展CRT、TFT-LCD，下一步重點是OLED。第一代CRT（顯像管）第二代LCD ( 液晶）新一代OLED（有機發光）真空器件體積大抗震性差流動的液晶相需要背光源工作溫度范圍窄全固

26、態半導體薄膜器件可實現柔性顯示工作溫度范圍寬抗震性好-48-顯示技術發展歷程第一代、第二代顯示：缺乏自主核心技術OLED：跨越式發展的機遇和挑戰我國顯示產業發展歷程1978年引進首條彩色CRT生產線，1987年成為生產大國。CRT2000年引進首條TFT-LCD生產線；2005年開始建設5代TFT-LCD線；2009年開始建設8代以上生產線。TFT-LCD1960年日本誕生第一臺彩色CRT電視機。1991年日本TFT-LCD制作PC，并開始建設TFT-LCD生產線。OLED1997年日本開始批量生產PMOLED。2008年公司批量生產PMOLED產品。我國顯示產業發展歷程1978年引進首條彩色CRT生產線，1987年成為生產大國。CRT2000年引進首條TFT-LCD生產線；2005年開