硅基OLED器件结构如下图,包括驱动背板和OLED器件两部分: 驱动背板:采用CMOS工艺制备,形成像素电路、行列驱动电路等。不同于传统的底发射OLED,硅基OLED微显示器采用顶部发光方式。CMOS电路上方为像素图案导电层,作为OLED器件阳极,而阴极采用透明金属。硅基OLED的顶发射相对于底发射OLED具有许多优势:1)顶发射发出的光不经过玻璃衬底传播,因而减少了波导损耗,因此其发光效率高于底发射OLED; 2)发光层制作于不透明的单晶硅基底上,其像素驱动电路比底发射集成了更多晶体管,从而增强驱动电路性能,提高显示分辨率;3)硅基OLED的顶发射通常比底发射具有更窄的发光光谱和更好的色度。 OLED器件:阳极上方为完整的有机发光OLED器件,包括两边的绝缘层以及中间的电子转移层、有机发射层和空穴转移层,并在顶电极上制备薄膜封裝层对发光器件进行保护。其中,有机发光器件属于载流子注入式发光,从阳极和阴极注入的空穴和电子在有机物中复合,从而形成发光。
微显示技术迭发展路径与分类,及针对Micro OLED的迭代方向
传统的OLED面板因采用精细金属掩膜版和RGB三色独立蒸镀工艺,使得纱窗效应明显。 原因:传统OLED方案是将红绿蓝三种颜色的发光材料蒸发至气态→气体金属材料通过精密金属掩 膜版上特定位置的开孔→三色材料依次被蒸镀到玻璃背板上→独立调节单色子像素的发光强度并混 合成彩色光→在此工艺中,掩膜版网格的痕迹会被留在屏幕上,所以屏幕不完全被发光材料覆盖。 在较大尺寸的显示场景下,人眼距离屏幕较远,即使PPI较小,人眼也无法分辨出具体的像素。但对于 XR,人们是在非常近的距离看一块非常大的屏幕,故人眼能分辨出画面中具体的像素点及其像素点之 间的间隔,观看效果如隔着一层纱窗,即为“纱窗效应”。而Micro OLED使用W-OLED的W-RGB 技术方案能有效规避纱窗效应。
Micro OLED制造工艺流程与难点
硅基OLED制造工艺复杂,不同工序侧重的工艺重点和需要克服的难点也不尽相同: 阳极制造工艺:阳极制作工艺的优劣对于提升产品亮度及良品率具有非常重要的意义。而硅基OLED微型显示器像素点尺寸及像素间距较小,这对于显示器像素点的制作工艺有很高的要求。 蒸镀工艺:有机发光材料镀膜是影响显示器产品性能的关键工序。蒸镀工艺过程中,有机发光材料的选择、蒸镀膜厚、结构的搭配直接决定了硅基OLED产品的亮度、色域、画面的均匀性等性能指标。 薄膜封装工艺:有机材料在大气环境中遇水容易失效,产品屏体密封效果决定产品可靠性以及产品品质。所以如何根据材料的特性,设计高效、低缺陷、高密度的薄膜密封技术,从而对OLED微型显示器进行有效密封,是制备硅基OLED微型显示器的关键问题。
Micro OLED产业链概况
上游原材料包括硅基板、金属材料、有机发光材料、封装材料、光刻显影材料、彩色滤光层等,其中有机发光材料最为关键,受制于精细化工的技术工艺目前主要由日韩厂商占主导。制造设备主要涉及蒸镀、光刻、显影/刻蚀、薄膜沉积设备等;检测设备主要用于生产过程中的显示、触控、光学、信号、电性能等各种功能的检测环节,目标是提升整体良率水平。 中游面板制造欧美日韩等国先发优势较强,但随着行业景气度提升,国内企业亦开始布局消费级Micro OLED面板技术。下游应用主要包括AR/VR,智能穿戴设备,相机制造,医疗器械,工业器械及其他领域,当前市场对Micro OLED主要聚焦在AR/VR设备上。
精选报告来源:【未来智库】