近年來，OLED電視由于外形輕薄，無需背光，并能呈現生動的色彩和高對比度，因而備受市場矚目。盡管如此，液晶電視仍然是其強勁的競爭對手，并不斷推出超高清及量子點等創新技術。而OLED電視的制造成本更是高達液晶電視的10倍以上，導致目前OLED電視的普及率仍較低。因此，只有降低生產成本，才能使OLED電視的價格更為親民，被更多人所接受。OLED電視成本高昂的主要原因是良品率較低。OLED電視制造商面臨的挑戰還包括高性價比、高質量的AMOLED背板，因為這項關鍵技術與電視面板的壽命直接相關。薄膜封裝可以延長OLED電視的壽命，提高畫質表現，降低總體成本。
OLED發展道路及挑戰
今年，液晶電視和OLED電視之爭出現了明顯轉變，液晶電視增長動能顯著，創新技術層出不窮，實現更鮮艷的色彩和畫質。一種名為“量子點”的納米級微粒能使液晶電視屏幕擁有與OLED電視相媲美的色域。這種技術通過使用量子點在更寬的頻率范圍內重新發射LED背光，從而實現更鮮明的畫質。液晶電視屏幕的對比度也在不斷提高以提高畫質，全陣列背光可靈活的局部調暗背光，給予夜間或其它黑暗圖像以更深的黑色展現。
目前，提高OLED電視普及率的主要障礙仍在于高昂的成本，因此必須解決關鍵工藝和良率方面的挑戰，從而提高OLED電視的成本效益。根據研究機構NPD Display Search最近發布的《AMOLED工藝路線圖報告》，55”OLED電視面板的制造成本高達相同尺寸液晶電視面板的10倍。
OLED器件結構及降低制造成本的挑戰
許多制造技術的主要目標是實現背板和OLED發射層的均勻性和性能的穩定性。薄膜封裝（TFE）工藝旨在以關鍵阻隔膜層保護支持柔性OLED顯示器。
為了在基本OLED電路中驅動AMOLED像素，每個子像素至少需要兩個薄膜晶體管(TFT)和一個電容器電路，才能提供OLED發光材料所需的電流。如今，因電子遷移率較高（約50-100cm/V-s），低溫多晶硅（LTPS）成為驅動背板的最佳技術。然而，由于半導體層存在均勻性和可靠性的問題，如果不加入額外的補償電路，會導致驅動背板穩定性欠佳。OLED的像素亮度由電流直接控制，TFT電流的輕微變化就可能導致像素亮度的差異。因此，TFT性能只要稍有不均勻的情況，就可能帶來嚴重的圖像質量問題。
低溫多晶硅技術（LTPS）憑借較高的電子遷移率，是目前用于驅動AMOLED器件的最佳解決方案。使用金屬氧化物(MOx)替代LTPS有望通過簡化像素電路設計，減少掩模工序，降低昂貴設備投入，整體提高TFT的均勻性，從而降低整體生產成本。
為了在AMOLED背板中使用氧化物TFT，必須確保TFT的高遷移率和均勻性。電子遷移率則取決于使用PVD濺射技術進行的氧化物沉積效果。為了有效驅動240Hz以上的OLED電視，電子遷移率應大于30cm/v-s。目前其閾值電壓漂移（約為2V，并顯著高于LTPSTFT）高于LTPS材料，而目標是在帶補償的情況下，閾值電壓漂移降至0.1V或1.0V。
沉積高品質的SiOx可降低界面相互滲透并減少氫含量，從而提高柵極的絕緣效果。通過改善蝕刻停止層的性能，則能在一體化過程中（源極/漏極，蝕刻）及之后給予IGZO膜層的保護。此外，通過將鈍化材料替代為氧化鋁，能夠提高濕氣阻隔。此外，微粒也是一個重要挑戰，亞微米級以下的微粒會嚴重影響氧化物TFT的良率。部分小于1微米的微粒會產生屏幕黑點之類的缺陷。
PVD：擴大LTPS薄膜以適應于更大尺寸的玻璃基板
應用材料公司的AKT–PiVot DTPVD（物理氣相沉積）濺射系統可用于非晶硅、LTPS或MOx背板的生產，幫助面板廠商打造出下一代超高分辨率顯示器和更大尺寸的面板，同時降低制造成本。AKT-PiVotDTPVD濺射系統采用應用材料公司的專利旋轉靶技術，可沉積出高度均勻、質量一致、低缺陷的氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅(IZO)、氮化鈦(TiNx)、鈦、鉬鎢(MoW)、鉬及鋁等材料，用于互連、像素電極、與LTPS薄膜集成為鈍化層或與IGZO、氧化鋁集成為有源層，以及在更大尺寸基板上與MOx集成為鈍化層。
為了確保a-IGZO TFT顯示器件的品質，必須對電氣穩定性進行評估。偏置溫度應力（BTS）研究顯示，在相似AMOLED應力條件下，a-IGZOTFT的閾值電壓漂移（ΔVth，約為0.2V）比a-Si：HTFT(>1.8V)小得多，因而具有穩定的電氣特性。
應用材料公司的新型PECVD薄膜可賦予MOx晶體管卓越的介電層界面，其絕緣膜質量出眾，可最大限度地減少氫氣雜質，從而優化產品性能。AKT-PECVD系統可在最大9平方米的玻璃板上均勻沉積出高質量氧化硅（SiOx）薄膜，這對提高良率、降低成本尤為重要。MOxTFT面板要求低缺陷的無氫SiOx電介質材料。IGZO有源層和柵極絕緣體之間的接觸是影響TFT穩定性的關鍵，并要求低缺陷、無氫的界面。應用材料公司通過不斷改進技術，成功在AKT-55KSPECVD系統的成膜腔體中實現了這些需求。
薄膜封裝
OLED器件容易受到水分和氧氣等環境因素的影響。微粒則是另一個影響品質的重要因素，因其會導致屏幕暗點和分層等問題。有效的封裝對防止AMOLED材料受到水分和微粒影響至關重要，從而制造出更堅硬、更輕薄的柔性AMOLED顯示器。可以說，封裝的效果直接影響到AMOLED器件的壽命和照明性能。
阻隔層可用于阻擋水和氧的滲透，緩沖層則可釋放堆疊膜應力，并覆蓋在上游工藝中產生的不理想顆粒。實驗結果顯示，WVTR阻隔層的性能表現十分理想，具有極高的光透射率（400納米大于90％）和優異的沉積速率。SiCN緩沖層則表現出極高的光透射率（400納米大于90％）和低應力。
樣品已通過器件壽命試驗（7層SiN/SiCN）以及10萬次1英寸直徑的彎曲試驗。在沒有高應力點的情況下，緩沖層能實現出色的顆粒覆蓋，不留任何空隙或擴散通道。
總結
應用材料公司提供先進的TFT背板和TFE制造解決方案，幫助面板廠商打造出經濟實惠的OLED電視。MOx背板有望簡化像素電路的設計，減少掩模工序和對昂貴設備的需求，同時提高整體TFT的均勻性。作為顯示設備制造商，應用材料公司通過對薄膜均勻性和微粒的有效控制，提高面板生產的成本效益，從而改進設備的整體良率和穩定性。TFE不僅提高了OLED電視的壽命，同時也推動著柔性OLED顯示設備的發展，帶來卓越的阻隔保護，并有望通過消除玻璃封裝工序而降低制造成本。應用材料公司的顯示設備制造解決方案有助于降低生產成本，從而推動OLED電視的進一步普及。
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