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美國(guó)nVerpix公司首席技術(shù)官劉博

　　盡管當(dāng)前OLED已向智能手機(jī)、電視、智能手表等應(yīng)用領(lǐng)域滲透，但是總體來(lái)看，仍然面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)和產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，特別是大屏化應(yīng)用一直困擾OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來(lái)，美國(guó)nVerpix公司一直致力于解決OLED大規(guī)模量產(chǎn)的問(wèn)題，取得了很好的發(fā)展成績(jī)。在2016中國(guó)國(guó)際OLED產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，美國(guó)nVerpix公司首席技術(shù)官劉博以《垂直溝道有機(jī)發(fā)光晶體管--革命性的AMOLED顯示技術(shù)》為主題，分享了以納米碳管為關(guān)鍵材料的器件的最新解決方案。

　　劉博認(rèn)為，盡管OLED相對(duì)LCD有非常多的優(yōu)勢(shì)，包括色域、對(duì)比度、視角、響應(yīng)速度、能耗、超輕超薄，還可以實(shí)現(xiàn)可彎曲、不易破碎，另外還有OLED基本結(jié)構(gòu)比LCD簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但是OLED仍然存在諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，影響OLED的生產(chǎn)成本和良率。

　　“像素是顯示最基本組成部分，而一個(gè)OLED像素中至少需要四個(gè)基本元素，分別是OLED、驅(qū)動(dòng)晶體管、開關(guān)晶體管、存儲(chǔ)電容。驅(qū)動(dòng)晶體管是非常關(guān)鍵的原件，最大的挑戰(zhàn)就是背板問(wèn)題。目前在LCD中廣泛使用的非晶硅TFT技術(shù)無(wú)法驅(qū)動(dòng)OLED，同時(shí)具有低遷移率、偏壓不穩(wěn)定性的特點(diǎn)；而AMOLED驅(qū)動(dòng)晶體管必須為OLED提供持續(xù)穩(wěn)定的電流。盡管低溫多晶硅技術(shù)的電子遷移率高，但是存在均勻性差、造價(jià)昂貴的問(wèn)題。新型金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)非常有前景，但是仍然有不穩(wěn)定性、工藝參數(shù)敏感性高，產(chǎn)品良率低的問(wèn)題。現(xiàn)階段解決方案是增加晶體管數(shù)量進(jìn)行像素補(bǔ)償，但這樣結(jié)構(gòu)就更加復(fù)雜，造成產(chǎn)品良率低下。” 劉博表示。

　　劉博介紹：“當(dāng)其他企業(yè)試圖找到更好的半導(dǎo)體材料，我們公司卻從另外一個(gè)角度攻克這個(gè)難題，解決方案是將溝道層改為水平方向。電流從下面網(wǎng)狀出發(fā)流到漏極，實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)的溝道長(zhǎng)度。由于這種方案的溝道長(zhǎng)度非常短，所以仍然可以實(shí)現(xiàn)非常大的電流承載力。方案放寬了對(duì)溝道層半導(dǎo)體材料流體遷移率的要求，盡管有遷移率低的缺點(diǎn)，但是均勻比較好、非常穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)材料，使得我們可以實(shí)現(xiàn)大電流承載力，同時(shí)具有很好的均勻性和穩(wěn)定性。”

　　“我們利用碳納米管做成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)導(dǎo)電流，讓量子隧穿和載流子熱激發(fā)發(fā)射兩種機(jī)制同時(shí)作用，可以使得我們器件有非常有效的柵極控制效果。” 劉博介紹。

　　劉博表示：“垂直溝道晶體管可以取代傳統(tǒng)OLED。由于垂直溝道晶體管和傳統(tǒng)OLED在結(jié)構(gòu)上有些類似，都是層狀堆疊結(jié)構(gòu)，電流都是沿著垂直方向傳播，兩者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)集成發(fā)光控制器件。垂直溝道有機(jī)發(fā)光晶體管自身是一個(gè)可以發(fā)光結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)控制柵極電壓，無(wú)需水平放置的驅(qū)動(dòng)晶體管，節(jié)省了像素空間，增大像素開口率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)光。垂直發(fā)光晶體管各個(gè)功能層都是透明，柵極可以用透明導(dǎo)電材料ITO來(lái)制作。碳納米管透光率為98%，可以實(shí)現(xiàn)底發(fā)光OLED。”

　　他認(rèn)為：“垂直溝道發(fā)光晶體管整合三個(gè)元素為一個(gè)單獨(dú)器件，整個(gè)像素中除了垂直發(fā)光晶體管之外，只需要一個(gè)開關(guān)晶體管，開口率可以達(dá)到大于/等于75%，像素中OLED實(shí)際亮度可以更低，OLED壽命也可以提高，而且這也是非常簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，可望提高產(chǎn)品良率。現(xiàn)階段只需要4-7個(gè)TFT對(duì)均勻性、穩(wěn)定性進(jìn)行補(bǔ)償。均勻性和穩(wěn)定性是其他晶體管薄弱環(huán)節(jié)，解決這兩點(diǎn)是解決AMOLED的關(guān)鍵。”

　　據(jù)介紹，nVerpix公司還獲得了最佳樣機(jī)的獎(jiǎng)項(xiàng)，主要由韓國(guó)慶熙大學(xué)制作開關(guān)晶體管背板，nVerpix公司制作發(fā)光晶體管結(jié)構(gòu)。

　　劉博最后表示，垂直溝道有機(jī)發(fā)光晶體管是一個(gè)突破現(xiàn)階段技術(shù)問(wèn)題的AMOLED顯示技術(shù)，具有低成本、良率高的特點(diǎn)，可以為市場(chǎng)提供非常具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的OLED顯示產(chǎn)品。同時(shí)，該技術(shù)還可以兼容現(xiàn)有LCD背板產(chǎn)線設(shè)施，提高OLED顯示產(chǎn)品壽命，減少幕簾效應(yīng)。

　　目前，nVerpix公司擁有11項(xiàng)專利，而且正積極申請(qǐng)綜合專利對(duì)自身技術(shù)進(jìn)行全面專利保護(hù)。劉博也相信，該技術(shù)在下一代柔性產(chǎn)品應(yīng)用中也有非常廣泛的前景，主要基于碳納米管是柔性材料，非常方便制作成柔性顯示設(shè)備，也適用于下一代卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝。