苹果评估下一代OLED用HMO技术,溅射工艺成优先方案
据业内人士11月2日透露,苹果公司正在考虑将溅射作为下一代有机发光二极管(OLED)面板高迁移率氧化物(HMO)技术的首选沉积方法。由于溅射能够利用现有生产设备,并具备成本优势,苹果将其视为原子层沉积(ALD)之外更具经济性的方案。不过,最终量产工艺尚未确定,三星显示器和LG显示器仍在同步测试两种技术路线。
HMO技术正被考虑用于未来MacBook、iMac等信息技术产品的高分辨率OLED显示屏。目前,高端OLED面板主要采用低温多晶硅氧化物(LTPO)技术,将硅与氧化物半导体结合使用。如果HMO的性能和可靠性得到显著提升,部分硅工艺有望被氧化物技术取代,从而简化制造流程,并降低面板生产成本。
HMO的目标是提升薄膜晶体管(TFT)的性能。TFT负责控制OLED显示屏中各个像素的开启、关闭和亮度,其电子迁移率直接影响面板驱动能力。传统氧化物TFT的电子迁移率通常约为10平方厘米/伏秒,而HMO希望将这一指标提升至30至50平方厘米/伏秒。更高的电子迁移率意味着器件能够提供更大的驱动电流,因此更适合高分辨率、高刷新率显示产品。
溅射与原子层沉积均可用于形成TFT的半导体薄膜层,但两者在成本和控制精度方面各有侧重。溅射通过等离子体将固体材料中的原子轰击出来,再沉积到基板表面,其优势是可以复用现有OLED产线设备,减少新增资本支出。不过,若要同时实现高电子迁移率和高可靠性,仍需进一步优化材料成分与薄膜结构。
原子层沉积则利用气态前驱体逐层形成薄膜,能够更精确地控制厚度和成分,有利于保障器件的电性能与稳定性。该工艺的不足在于设备价格和原材料成本较高。对于需要控制大尺寸面板制造成本的IT产品而言,这也是苹果及面板厂商持续评估溅射方案的重要原因。
据悉,三星显示器正在开发基于溅射的HMO技术,同时评估原子层沉积工艺,重点研究能否在大尺寸基板上实现苹果要求的电子迁移率和可靠性。在委托三星显示器评估该技术应用于第八代大面积制造工艺的可行性之前,苹果已在其位于台湾的研发中心对HMO相关技术进行了评估。
LG显示器则在第六代中小尺寸OLED生产线上开发基于溅射的HMO技术,并同步开展原子层沉积研究。该公司去年曾发布一款采用原子层沉积制造氧化物TFT的OLED原型,电子迁移率达到约40平方厘米/伏秒,已进入HMO目标区间。不过,考虑到新增设备投资,LG显示器据报仍倾向于利用现有溅射设备推进技术开发。
对于HMO而言,实验室阶段的性能指标并不等于量产表现。即使器件在制造初期达到目标,其电性能也可能在后续多道工序中发生变化,或在受热、光照后出现波动。因此,成品面板能否长期保持高电子迁移率和稳定性,是两种沉积路线共同面临的核心挑战。三星显示器和LG显示器正在分别测试不同工艺的性能与可靠性。
一位业内人士表示,两家面板厂商均在优先发展溅射技术,同时保留原子层沉积研究。后者在研究阶段已证明性能优势,但成本因素使溅射仍是进一步测试的重点。未来苹果选择何种量产方案,将取决于HMO在大尺寸基板上的性能表现、长期可靠性以及整体制造成本,而不仅是单项技术指标。