友達利用改良畫素設計,成功突破主動式矩陣有機發光二極體(AMOLED)面板的精細金屬遮罩(Fine Metal Shadow Mask)製程中,金屬遮罩的開口位置與沉積成膜的薄膜電晶體(TFT)畫素位置錯開,導致解析度無法提升的技術桎梏,開發出解析度高達443ppi的5吋AMOLED面板。
友達總經理彭双浪表示,智慧型手機螢幕朝更高解析度發展已是大勢所趨,因此該公司加緊推出解析度超越傳統中小尺寸TFT液晶顯示器(LCD)的AMOLED面板,強化市場競爭力。
據了解,儘管精細金屬遮罩製程技術,能開發出高解析度的AMOLED面板,但製程難度高,讓不少面板廠望而卻步;近期友達則已挾改良畫素設計成功克服金屬遮罩製程的技術難題,開發出5吋高解析度AMOLED面板。
拓墣產業研究所光電產業中心資深經理柏德葳指出,友達改良畫素設計類似於三星(Samsung)的PenTile專利技術,皆係改善金屬遮罩因熱脹冷縮造成的偏位誤差,以提高AMOLED面板的解析度。
據悉,由於OLED發光材料須被加熱成氣體分子,再沉積於一片TFT基板上,並冷卻成數層奈米級厚度的薄膜;然而金屬遮罩和玻璃基板均會熱脹冷縮,因此金屬遮罩的開口位置難與要被沉積成膜的TFT畫素位置對準,導致在成膜過程中,產生不同材料混色的問題。
柏德葳舉例,以解析度達440ppi的OLED面板為例,相當於每吋要塞進紅綠藍(RGB)畫素各四百四十個畫素,換言之,總共要塞進一千三百二十個子畫素。而對於金屬遮罩而言,熱脹冷縮造成的偏位誤差約一至二個畫素的範圍;也因此,三星藉由自行研發的PenTile技術,提高容許偏位誤差的範圍,擺脫AMOLED材料混色的弊病,以提高生產良率與產品可靠度。
此外,金屬遮罩製程須在高度真空的環境下進行,故設備的真空腔內亦會有雜質粉塵汙染的問題;在後段封裝製程方面,能否100%封裝,不讓水氣和氧氣滲透進去,亦考驗各面板廠的功力。
柏德葳提到,金屬遮罩製程的真空腔內雜質粉塵汙染問題,通常係來自成膜過程中,被加熱的OLED分子附著在光罩、真空腔設備的腔壁、擋板,及前一道製程中已附著在玻璃基板其他地方等;此外,當4.5代線以上玻璃基板送入成膜之前,要先對切或四切成3.5代基板大小才能進行成膜,在對切裂片過程中亦會造成粒子汙染,若是人工載入玻璃基板,也會有外界粒子跑進去的風險。有鑑於此,目前大多數面板廠僅少量投產AMOLED面板,以降低上述風險。