应用材料与显示技术革命

随着高分辨率、OLED及触摸技术的迅猛发展，显示行业已进入高端显示时代。为满足消费者对高分辨率、高性能、低功耗，并具有价格优势的触摸屏的需求，该行业亟需新的工艺和设备投入生产。业内付出了巨大的努力才取得如今的成就，克服了均匀性、杂质问题、工艺温度和薄膜集成等重大难题，为市场带来了令人叹为观止的新型显示。应用材料公司始终走在这一研发领域的前沿，推出了一整套先进LTPS PECVD、MO PECVD、a-Si PECVD的产品组合，以及触控、彩色滤光片和阵列PVD设备，在降低成本的同时使得显示更大、更薄、更明亮。

本期名企有约，OFweek光电显示网带您走进应用材料的"显示世界"，领略他们对显示技术的解读。

我们对于液晶显示(LCD) 屏已是耳熟能详，它自1995年问世以来引发了三次技术"浪潮"：笔记本电脑、纯平显示器以及后来的大屏幕电视。现在，我们即将迎来第四次浪潮：移动革命--一个具备无与伦比屏幕色彩、清晰度和亮度的时代。然而，这些屏幕背后的技术才是真正的神奇所在。

移动设备的显示技术创新

人们对于未来移动设备有着诸多期待：更高分辨率、更低功耗、更薄、更轻，同时具备触控能力。即将出现的新技术能够达到这些要求，其关键在于制造这些显示所使用的材料。

显示最关键的部分是开启和关闭彩色像素的薄膜晶体管 (TFT) 阵列。这些位于"背板"上的晶体管 (见图2)传统上是以非晶硅 (a-Si) 薄膜制成的。然而，为制造出分辨率更高、开关速度更快、性能更高的显示，必须以更先进的材料取代非晶硅薄膜，这些材料具 备"更高的电子迁移率"，即电子以更快的速度通过晶体管。

得益于较高的电子迁移率，诸如金属氧化物 (MO) 和低温多晶硅 (LTPS) 等新型材料正在取代非晶硅，用于制造业内两种主要屏幕：液晶显示(LCD)和有机发光二极管 (OLED) 显示。

这些新型材料均能打造可达到具体要求的高分辨率屏幕。例如，MO技术能以低于LTPS薄膜的成本实现大屏幕液晶电视和平板电脑所需要的刷新率。然而，对于需要较高像素密度 (250ppi以上) 的视网膜屏智能手机，仍然需要采用LTPS。如今用LTPS薄膜生产的OLED显示可以满足市场对画质更鲜活、对比度更高、机体更薄、重量更轻显示的需求。OLED技术主要用于较小的移动设备屏幕，目前尚不具备生产大屏幕的成本优势。

金属氧化物（MO）技术

电子迁移率比非晶硅最多高10倍的主要金属氧化物薄膜是铟镓锌氧化物 (IGZO)。凭借更高的电子迁移率，IGZO可以为高清和3D电视屏幕带来最高480Hz的刷新率，并且支持更小的晶体管，从而实现更小的像素、更高的屏幕分辨率和更长的电池寿命。制造金属氧化物晶体管所需要的不仅仅是制造非晶硅晶体管所使用的等离子体增强型化学气相沉积 (PECVD) 技术。IGZO薄膜以物理气相沉积 (PVD) 工艺沉积，并通过以PECVD工艺沉积的SiO2介质膜层加以保护，避免发生可能使金属性能下降的氢污染。

低温多晶硅（LTPS）技术

LTPS晶体管的制造比非晶硅和金属氧化物晶体管都要复杂，需要额外的步骤和工艺。虽然这样会增加成本，但LTPS的电子迁移率最高可达到如今基于金属氧化物技术屏幕的10倍，而且具有更高的分辨率和像素密度，是OLED移动设备、超清电视以及视网膜屏智能手机和平板电脑的最佳解决方案。更大规模LTPS PECVD设备的引进将促使主要面板制造商把LTPS技术转移到更大的基板上，从而降低这类显示的成本。

有机发光二极管（OLED）

与采用背光的薄膜晶体管液晶显示不同，OLED显示的每个像素都能直接发光。这会提高OLED的能效并使其更薄。但业界尚未能以消费者可以接受的成本生产出大屏幕OLED。如今的OLED智能手机和平板电脑都采用LTPS驱动的背板。将来，随着金属氧化物薄膜晶体管稳定性的不断提高，金属氧化物技术有望在大屏幕OLED电视和显示器中得到普及。

　　触控技术

触摸屏技术相对较新，但已深入到众多应用当中。PVD技术是用来沉积超薄导电、绝缘和光学增透薄膜层的方法。现今多数高级显示都在使用两种主要触摸屏技术：投射电容式触控技术和内嵌式触控面板。以内嵌式技术生产的屏幕使用一块更薄、更坚固的保护玻璃，而这种保护玻璃的生产步骤较少。这类显示使得更薄、分辨率更高的设备成为可能，并提供更佳的视觉体验。

关于应用材料

美国应用材料公司（Applied Materials,Inc.）是世界一流的半导体制造设备厂商，而其麾下的AKT 显示事业部（AKT Display Group）则是平板显示器（FPD）制造设备的龙头供应商。迄今为止，在全世界范围已有超过1100 台量产设备交付使用的业绩。其中化学气相沉积（CVD）设备与用于彩色滤光片的溅射设备几乎在所有主要薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）的工厂中予以采用。