應(yīng)用材料與顯示技術(shù)革命

隨著高分辨率、OLED及觸摸技術(shù)的迅猛發(fā)展，顯示行業(yè)已進入高端顯示時代。為滿足消費者對高分辨率、高性能、低功耗，并具有價格優(yōu)勢的觸摸屏的需求，該行業(yè)亟需新的工藝和設(shè)備投入生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)付出了巨大的努力才取得如今的成就，克服了均勻性、雜質(zhì)問題、工藝溫度和薄膜集成等重大難題，為市場帶來了令人嘆為觀止的新型顯示。應(yīng)用材料公司始終走在這一研發(fā)領(lǐng)域的前沿，推出了一整套先進LTPS PECVD、MO PECVD、a-Si PECVD的產(chǎn)品組合，以及觸控、彩色濾光片和陣列PVD設(shè)備，在降低成本的同時使得顯示更大、更薄、更明亮。

本期名企有約，OFweek光電顯示網(wǎng)帶您走進應(yīng)用材料的"顯示世界"，領(lǐng)略他們對顯示技術(shù)的解讀。

我們對于液晶顯示(LCD) 屏已是耳熟能詳，它自1995年問世以來引發(fā)了三次技術(shù)"浪潮"：筆記本電腦、純平顯示器以及后來的大屏幕電視?，F(xiàn)在，我們即將迎來第四次浪潮：移動革命--一個具備無與倫比屏幕色彩、清晰度和亮度的時代。然而，這些屏幕背后的技術(shù)才是真正的神奇所在。

移動設(shè)備的顯示技術(shù)創(chuàng)新

人們對于未來移動設(shè)備有著諸多期待：更高分辨率、更低功耗、更薄、更輕，同時具備觸控能力。即將出現(xiàn)的新技術(shù)能夠達到這些要求，其關(guān)鍵在于制造這些顯示所使用的材料。

顯示最關(guān)鍵的部分是開啟和關(guān)閉彩色像素的薄膜晶體管 (TFT) 陣列。這些位于"背板"上的晶體管 (見圖2)傳統(tǒng)上是以非晶硅 (a-Si) 薄膜制成的。然而，為制造出分辨率更高、開關(guān)速度更快、性能更高的顯示，必須以更先進的材料取代非晶硅薄膜，這些材料具 備"更高的電子遷移率"，即電子以更快的速度通過晶體管。

得益于較高的電子遷移率，諸如金屬氧化物 (MO) 和低溫多晶硅 (LTPS) 等新型材料正在取代非晶硅，用于制造業(yè)內(nèi)兩種主要屏幕：液晶顯示(LCD)和有機發(fā)光二極管 (OLED) 顯示。

這些新型材料均能打造可達到具體要求的高分辨率屏幕。例如，MO技術(shù)能以低于LTPS薄膜的成本實現(xiàn)大屏幕液晶電視和平板電腦所需要的刷新率。然而，對于需要較高像素密度 (250ppi以上) 的視網(wǎng)膜屏智能手機，仍然需要采用LTPS。如今用LTPS薄膜生產(chǎn)的OLED顯示可以滿足市場對畫質(zhì)更鮮活、對比度更高、機體更薄、重量更輕顯示的需求。OLED技術(shù)主要用于較小的移動設(shè)備屏幕，目前尚不具備生產(chǎn)大屏幕的成本優(yōu)勢。

金屬氧化物（MO）技術(shù)

電子遷移率比非晶硅最多高10倍的主要金屬氧化物薄膜是銦鎵鋅氧化物 (IGZO)。憑借更高的電子遷移率，IGZO可以為高清和3D電視屏幕帶來最高480Hz的刷新率，并且支持更小的晶體管，從而實現(xiàn)更小的像素、更高的屏幕分辨率和更長的電池壽命。制造金屬氧化物晶體管所需要的不僅僅是制造非晶硅晶體管所使用的等離子體增強型化學(xué)氣相沉積 (PECVD) 技術(shù)。IGZO薄膜以物理氣相沉積 (PVD) 工藝沉積，并通過以PECVD工藝沉積的SiO2介質(zhì)膜層加以保護，避免發(fā)生可能使金屬性能下降的氫污染。

低溫多晶硅（LTPS）技術(shù)

LTPS晶體管的制造比非晶硅和金屬氧化物晶體管都要復(fù)雜，需要額外的步驟和工藝。雖然這樣會增加成本，但LTPS的電子遷移率最高可達到如今基于金屬氧化物技術(shù)屏幕的10倍，而且具有更高的分辨率和像素密度，是OLED移動設(shè)備、超清電視以及視網(wǎng)膜屏智能手機和平板電腦的最佳解決方案。更大規(guī)模LTPS PECVD設(shè)備的引進將促使主要面板制造商把LTPS技術(shù)轉(zhuǎn)移到更大的基板上，從而降低這類顯示的成本。

有機發(fā)光二極管（OLED）

與采用背光的薄膜晶體管液晶顯示不同，OLED顯示的每個像素都能直接發(fā)光。這會提高OLED的能效并使其更薄。但業(yè)界尚未能以消費者可以接受的成本生產(chǎn)出大屏幕OLED。如今的OLED智能手機和平板電腦都采用LTPS驅(qū)動的背板。將來，隨著金屬氧化物薄膜晶體管穩(wěn)定性的不斷提高，金屬氧化物技術(shù)有望在大屏幕OLED電視和顯示器中得到普及。

　　觸控技術(shù)

觸摸屏技術(shù)相對較新，但已深入到眾多應(yīng)用當中。PVD技術(shù)是用來沉積超薄導(dǎo)電、絕緣和光學(xué)增透薄膜層的方法。現(xiàn)今多數(shù)高級顯示都在使用兩種主要觸摸屏技術(shù)：投射電容式觸控技術(shù)和內(nèi)嵌式觸控面板。以內(nèi)嵌式技術(shù)生產(chǎn)的屏幕使用一塊更薄、更堅固的保護玻璃，而這種保護玻璃的生產(chǎn)步驟較少。這類顯示使得更薄、分辨率更高的設(shè)備成為可能，并提供更佳的視覺體驗。

關(guān)于應(yīng)用材料

美國應(yīng)用材料公司（Applied Materials,Inc.）是世界一流的半導(dǎo)體制造設(shè)備廠商，而其麾下的AKT 顯示事業(yè)部（AKT Display Group）則是平板顯示器（FPD）制造設(shè)備的龍頭供應(yīng)商。迄今為止，在全世界范圍已有超過1100 臺量產(chǎn)設(shè)備交付使用的業(yè)績。其中化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備與用于彩色濾光片的濺射設(shè)備幾乎在所有主要薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）的工廠中予以采用。