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高威:Micro-LED显示的氧化物技术进展

  高威:Micro-LED显示的氧化物技术进展12月12日,由中国光学光电子行业协会液晶分会、中国半导体照明/LED产业与应用联盟、中国电子材料行业协会、南京平板显示行业协会、台湾显示器产业联合总会五家行业协会联合主办,南京经济技术开发区管理委员会、中国半导体行业协会、中国光学光电子行业协会发光二极管显示应用分会、南京华东电子信息科技股份有限公司、国家平板显示工程技术研究中心共同协办,华夏幸福基业股份有限公司战略合作,上海舜联文化传播有限公司承办的“2019第三届中国(国际)Micro-LED显示高峰论坛”在中国南京隆重召开。

  各位行业的前辈、各位同仁,▼▲大家下午好。我是南京中电熊猫平板显示科技有限公司的高威。今天很荣幸由我来给大家带来南京中电熊猫关于金属氧化物的进展,以及在Micro-LED方面的一些进展。我的题目是应用于Micro-LED显示的氧化物技术进展。

  我的报告大概主要是有以下三个方面。第1个部分就是介绍一下我们关于Micro-LED技术的进展,和我们对于背板性的要求,还有我们氧化物的和Micro-LED加在一起的,我们的产品的一个构想。第2部分,主要是介绍我们现在氧化物背板技术的一个进展,还有我们Micro-LED技术的目前的一个现状。第3部分主要是我们关于因为Micro-LED显示技术的氧化物背板技术的一个技术规划。

  下面从第1部分开始。今天已经听很多专家说过了,大家可能都会说,与现在主流的显示技术相比,Micro-LED显示技术,◇▲=○▼=△▲柔性尺寸还有色域,还有响应时间、寿命、功耗等方面都有着一个巨大的优势。例如它的尺寸比较小的,大家很多人也都提到了,它尺寸比较小,500万彩票它的背板的控制区间可以放很多的其他的传感器,那么作为一些智慧应用,那么还有说我们现在的全面屏,他在其他的技术方面也表现比较出色。那么,Micro-LED由于它这些技术特点,被誉为我们的终极的显示技术,那也是我们现在的显示的一个全能选手。作为全能选手,我们对于背板的需求,这方面我们大概罗列了一些,把我们现在需要的显示终端也列了4类,关于中大尺寸调高分辨率的显示器和还有电视为代表;以中小尺寸的手机为代表;剩下两个是我们的一些柔性显示,还有透明显示。我也把现在主流的一些背板技术,在这些要求方面的一些表现也进行了简单的对比。

  首先看到迁移率方面,除了比手机、中小尺寸上对迁移率要求比较高之外,其他的其实对要目前的迁移率大概是10左右都可以满足Micro-LED的显示需求,对于超大的高分辨率的机位,它对于低迟豫有要求,还有我们寄生电阻就属于化学方面的要求,这边要求会比较高。那么对于我们的Micro-LED的显示器件的稳定性,背板的稳定性要求比较高,要求它对电流或者是电压偏压下面中整个TFT的表现。根据我们的模拟,它的偏移电流大概要小于5%,那么它的电压偏移要大概要小于0.5伏。对于功耗方面,我们也是对于我们的其他的三种显示,柔性,还有手机,还有透明的话,都会有一个比较高的要求。对于柔性显示和透明显示来说,我们低温、低工艺制程,还有分别对低工艺制程的低温的工艺制程,主要是因为材料一些方面的限制,还有我们的一些机械性能的方面,也有些要求。

  那么通过对右侧的几种主流的背板显示技术的比较,我们可以看出。金属氧化物的技术不足,在均匀性还有迟滞,还有电性能,还有我们的当然是配合我们一些金属背板的技术,还有寄生电组,还有稳定性方面,都表现的非常好。虽然在迁移率方面,在手机应用方面有一点点的不足,那么实际上他的迁移率目前还在不断的提高。我们在这方面也做了相关方面的研究。★◇▽▼•从这里面聊下来,看我们氧化物,氧化物的背板技术,其实也可以算作是我们显示的一个全能选手,氧化物消耗技术的话到底有哪些的特点?主要是有以下几个方面给大家介绍一下。首先从迁移率方面,那么根据不同的结构,它迁移率不一样,但目前现在以量产的技术来说,主要是非晶的氧化物背板技术,现在迁移率大概到7~20之间,那么它还在不断的提升,或者是有其他的结构的迁移率可以达到50甚至80以上。然后的还有一个特点,就是它的漏电流极低,达到10的负15次方。那么他在氧化物它由于它是一个非静态的,它作为半导体它可以低温成膜。对于我们柔性显示是非常的友好。那么然后材料本身它也是透明的,那么它器件做的也比较小,★△◁◁▽▼那么可以作为也是它用在我们透明显示和Micro-LED搭配,应该对我们透明显示上面。◆▼然后它的表面的均匀性也是非常的好。

  下面给大家介绍一下我们关于Micro-LED和我们的氧化物技术结合,■□我们中电熊猫关于产品开发方面的一些构想。首先超高分辨率的大尺寸的显示器,☆△◆▲■主要是考虑到我们氧化物背板技术的这一个高的均一性,再加上高迁移率以及我们Micro-LED的高色域。第2个方面就是一些专业显示,还有我们的电竞这方面对于画质要求比较高,比如高刷新率还有高对比度,我们目前的氧化物在TFT-LCD方面也是取得了很大的进展。

  下面这两个方面,其实今天有很多嘉宾也都谈到了,关于柔性显示,还有透明显示两方面,也是我们Micro-LED有今天的优势,那么我们氧化物技术也有,这方面的话也有一个先天的优势,这两个结合在一起,对于柔性显示还有我们透明显示都是一个非常不错的选择。那么第2部分主要是介绍一下我们现在中电熊猫关于氧化物背板技术以及Micro-LED显示技术的一些进展。那么刚刚我们合作伙伴的成立,陈总也介绍过了,我们共同开发的一些成果,那么在这里面我就不多做说明,我这边主要是介绍一下我们关于Micro-LED技术开发,还有我们氧化物背板技术开发的两个平台。这两个平台首先第1个是我们的Micro-LED的实验线月建成的。主要是包含了从LED的外延,一直到曝光,到我们微型化的主要的工艺和工艺设备。第2个包含还备有一体一台,用于除去外延的蓝宝石衬底的激光设备,那么还配有我们自己自主研发的转移设备,还有一系列Micro-LED的评价系统,我们现在主要是蓝光和绿光的Micro-LED。

  现在的器件尺寸是从3~20微米,那么图上我们可以看出来,其实我们也做了一些其他的其他尺寸的Micro-LED,这个边主要是作为我们LED特性的基础研究来做的。那么,还有一方面关于我们的转移技术的话,首先是我们现在转移投入大概3.3寸,这个转移头是可以重复的使用。我们现在也成功开发了低温的基板制程,那么上面的那个图也是我们开发的一个3.3寸的显示器的原型上面,虽然现在还不多,但是整个路线验证来说,是没有什么问题的。那么第2个平台就是我们的氧化物开发的一个平台,就是4.5的中式线月正式运行的这条线,包含了我们TFT-LCD制造的array、cell,还有主要的工艺设备,还有一些检测和评价设备,它是一条全自动的实验线,基本上的尺寸就和普通的4.5是一样的。那么,作为我们这条线,主要是作为我们公司氧化物背板技术,那么就是由我们的新技术和新材料,还有我们器件结构的开发的一个平台,主要是具备我们目前最先进的氧化物技术,还有我们同对板技术。我们在这个上面做了许多,比如说我们32寸的8k的一些产品,还有一些我们其他的特制的客户需求的一些产品

  。那么我们他现在主要就是在我们氧化物、背板、技术、分辨率,还有结构方面的优化,还有一些方面做了很多的提高,现在的话我们把我们的迁移率,已经提高到15以上。那么我们现在也在进行一些新型的TFT结构的验证,这两个工作是同时展开。那么第三方面主要是介绍一下我们关于氧化和背板技术的未来规划。这条是我们的氧化物背板技术的一个规划图,从这个图上我们可以看出,首先是从我们迁移率和我们是从2015年的3月开始,我们量产我们的的产品。当时是有的是引用的夏普的技术,当时的一个情况,△▪️▲□△当时的时候我们大概的迁移率大概是7的样子。经过我们不断努力的,我们现在迁移率到今年的上半年,已经成功达到了15以上。那么第2个就是结构方面,结构方面最初的就ESL结构,集成电路比较大,然后整个TFT尺寸也比较大,功耗比较高,我们通过我们对结构的一个优化,在基础上成功开发了我们不同类型的两个BCE结构的器件,那么,这个结构的器件已经在今年正式的投入了量产。为了满足后面的关于电流线驱动,背板的需求,我们现在也展开了器件结构的一些开发。我们的关于未来的一个规划,我们预计是在2021年的时候,可能可以把我们的迁移率从现在15以上在翻一番,大概是达到30。

  那么成功的开发出我们应用在Micro-LED或者其他显示上面的电流驱动的背板技术。为了达到我们的规划的目标,我们大概从以下几个方面来进行一些改进。大家都知道,氧化物工艺特别难做,我们从产线建立一直到爬坡到量产到最后稳定,也走了一段非常辛苦的路。这主要是因为我们养护的材料它对光比较敏感,对电流也敏感,对一些温湿度也是敏感,那么它有很多的电压的偏移。关于提高稳定性方面,我们主要是在引进我们新的工艺,还有我们新的磨损结构方面来进行改善。

  这方面主要是采用了一些比如等离子体处理。最后,我们一个新的保护层的材料的引入,还有新工艺的引入,比如说对于等离子处理方面,主要是对于材料的界面进行处理。材料界面处理主要是利用我们不同气体的不同的成分流量的控制,还有我们的功率来对界面消除一些氧空位缺陷,那么达到去除氢离子的杂质的目的,来提高我们器件的是稳定性,那么延长器件寿命。这个也是我们对于行业评估的一些结果,我们希望把器件的稳定性提高之后,可以用在我们一些航空、航海或者是太空方面极限条件下,满足这些方面的一些显示需求。第二方面就是迁移率。刚刚也给大家介绍过了,目前的金属氧化物,迁移率的话还在不断提升,我们现在达到了15,后面还要从更高的迁移率方向去努力。●

  主要努力的几个方向,首先当然是我们在现有的范围内,对它的一个组分进行一些调整。然后再采用一些新的结构,再加入一些新的元素,通过这些方面的改善,来进行一些我提我们迁移率的提高和稳定性的提高,因为大家也知道平衡是比较难做的,有的时候迁移率上去,◇•■★▼但实际上工艺的复杂程度会更高一些。当然这方面我们也是通过自主研发和和与外部的合作相结合的形式来展开的。还有一个方面主要是降低我们的一个TFT的尺寸,同时也是降低我们的器件的功耗。这方面主要是我们从通过我们来,我们来优化我们的器件结构,那么从我们最初的ESL结构,还有一些比较高的集成电容,通过我们的BCE结构、BT结构,目前就是可以提高我们的稳定性,还有降低我们的成本。

  然后针对于我们电流型驱动的背板,也要展开相关的一些研究。那么通过这些方面的改善,希望我们搭配我们3.3~20微米的LED,可以把我们一堆产品扩大化,做一些更高分辨率或者是更多选择范围的一些产品,也希望通过我们现在的Micro-LED技术方面的一些研发和进步,搭配我们氧化物背板的技术,希望能够尽早实现我们Micro-LED显示器的量产,那么也为我们Micro-LED显示量产化做出我们中电熊猫自己的贡献。

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