結(jié)構(gòu)與工藝-華星6月23日

內(nèi)部資料嚴(yán)禁外傳EL結(jié)構(gòu)與工藝目錄CONTENTS1EL器件結(jié)構(gòu)23EL蒸鍍工藝EL蒸鍍設(shè)備4新技術(shù)說明Part1EL器件結(jié)構(gòu)HITLHTLFLRFLGFLBEML-REML-GEML-BITO/Ag/ITOEICLMETLEILCathodeCPLLiFTFEEL膜層結(jié)構(gòu)EL能級結(jié)構(gòu)[載流子注入型發(fā)光]載流子注入→載流子遷移→載流子復(fù)合&激子形成→激子擴(kuò)散&遷移→輻射躍遷發(fā)光。[EL器件結(jié)構(gòu)]單層器件、雙層器件、三層器件及多層器件、疊層串式器件。⊕⊙⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊕⊙⊕⊙⊕HOMO&LUMO能級(“臺階”)注入勢壘?

驅(qū)動電壓EL結(jié)構(gòu)EL發(fā)光材料壽命缺陷未克服S0(HOMO軌道)重原子效應(yīng)加速系間跨越吸收能量如熒光材料：發(fā)射熒光反之轉(zhuǎn)化為熱能如磷光材料：發(fā)射磷光反之轉(zhuǎn)化為熱能占比25%占比75%S1(LOMO軌道)T1

三重態(tài)藍(lán)光仍使用熒光材料芘類材料硼氮類材料[1]IVL曲線(伏安特性)[2]效率曲線[3]LT曲線[4]VoltageShift曲線功耗產(chǎn)品壽命IdVdIdVd[5]EL光譜[6]光譜&角度455626528白點(diǎn)080080080品味WADiPhoneXSMax光譜iPhoneXSMax多角度光譜EL性能參數(shù)-產(chǎn)品導(dǎo)向ProcessFlow制程HOW?ELProcessFlow8Part2EL蒸鍍設(shè)備ARoute7.5KBRoute7.5KTMMSPTLLTMPTTMMSTMMSTMMSTMMSMSPTPTMSMSMSMS1234567891012345678910示意圖TMMSMSTMMSMSTMMSG6HG4.5H200X200蒸鍍設(shè)備-Layout按照功能進(jìn)行分類，設(shè)備可分為蒸發(fā)源系統(tǒng)、對位系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)及其軟件控制系統(tǒng)。SourceSystemAlignerSystemTransferSystemVacuumSystem產(chǎn)品PPI器件效率和壽命材料利用率

Uptime產(chǎn)品PPI產(chǎn)品良率

Uptime器件效率和壽命設(shè)備穩(wěn)定性

Uptime設(shè)備穩(wěn)定性產(chǎn)品良率節(jié)拍蒸鍍設(shè)備–功能模塊真空蒸鍍設(shè)備的功能需要四大系統(tǒng)的各子功能模塊配合完成。蒸鍍真空設(shè)備真空系統(tǒng)蒸發(fā)源系統(tǒng)泵體腔體加熱絲坩堝控制蒸鍍速度速率控制單元膜厚監(jiān)控單元對位系統(tǒng)視覺模塊對位模塊?主要應(yīng)用Pump為Dry和CryoPump，創(chuàng)造真空環(huán)境?真空載體；物流載體?進(jìn)行加熱，在真空環(huán)境下使得EL材料氣化(低溫,高溫

Heater)?材料載體

(有機(jī),無機(jī)

Crucible根據(jù)溫度和物性而變化)?控制蒸發(fā)速率?監(jiān)控成膜過程的蒸發(fā)速率?將TFT基板的子像素單元和OLEDFMM子像素開口準(zhǔn)確對位?識別TFTMark，F(xiàn)MMMark角度板(ACP)?控制EL材料真空蒸鍍時的成膜有效范圍軟件控制系統(tǒng)物流系統(tǒng)蒸鍍設(shè)備–功能分配CryoPumpDryPumpExhaustGasPN2IonGaugeLowVac.GaugeATMSwitchDryPump:

LowVac.,ATM~10-1PaCryoPump:HighVac.,10-1~10-5PaVac.Chamber腔體真空示意圖

CryoPumpRunHighVac.RangeCSOTSpec.＜9.9*10-5Pain12Hrs.LowVac.RangeDryPumpRunSourceHeatingStart,CSOTSpec:＜9.9*10-3Pain60minsUltimatePressure

蒸鍍設(shè)備–真空系統(tǒng)SRCGlass點(diǎn)源線源面源材料利用率低TS距離大Uniformity好結(jié)構(gòu)簡單材料利用率高TS距離小Uniformity好穩(wěn)定性好材料利用率高TS距離小Uniformity好熱穩(wěn)定性差結(jié)構(gòu)復(fù)雜蒸鍍關(guān)鍵技術(shù)：蒸發(fā)源蒸鍍設(shè)備–蒸發(fā)源系統(tǒng)根據(jù)工程溫度和材料采用不同的Heater和Crucible材質(zhì)有機(jī)物無機(jī)物Heater?Point:SheathHeater?Linear:SheathHeater?≤1000℃:Ta(鉭)Wire?≥1000℃:TaSheetorWSheetCrucible?Point:Ti(鈦)?Linear:Ti?Sublimation:Graphite?Melting:

PBNorAlN蒸鍍設(shè)備–蒸發(fā)源MaskLinearSourceThicknessSensor(QCM)

DepositionMonitor

PIDControllerControlPC

PowerSupplyProcessChamberSourceSystemTemperatureControllerAlignerSystem蒸鍍設(shè)備加熱系統(tǒng)通過功率輸出調(diào)節(jié)溫度控制有機(jī)材料的蒸發(fā)速度膜厚監(jiān)控，利用石英晶振片的特性進(jìn)行監(jiān)控膜厚

長時間加熱之后蒸鍍設(shè)備–蒸發(fā)源控制同一種材料兩個SRC共蒸兩種不同材料兩個SRC共蒸一種材料蒸鍍?nèi)N不同材料共蒸ACP用法適用膜層理論上任意單層膜FLG比較厚的單層膜HTLFLRCPL共蒸摻雜膜層EML-REML-GFL與MEL合并腔體EML-BEICL/METL(ETL:LiQ)角度板(ACP):控制EL材料蒸氣的蒸發(fā)角度。蒸鍍設(shè)備–角度板Items對位系統(tǒng)SchemeCamera6ea(2eaforrough-align4eaforfine-align)AlignmentAccuracy(Spec.)FMM≤±2umCMM≤±10umAlignment

Accuracy(Test)關(guān)鍵技術(shù)：高精度對位系統(tǒng)蒸鍍設(shè)備–對位系統(tǒng)TFT基板和OLEDMask的Align設(shè)備H/WS/W及Line運(yùn)營

1)S/WUpgrade:AlignPosition自動補(bǔ)正ProcessFMMAligner反復(fù)Test結(jié)果提高GlassHolder和TouchPlate的平坦度

(±≤100um)提高反復(fù)性和精密性(Backlash最小化

)AlignPosition未適用自動補(bǔ)正

AlignPosition適用自動補(bǔ)正

FineAlign前完成之前Glass的FineAlign

利用Position補(bǔ)正Glass

LoadingPosition

最小化Align移動量提高Align精度2)GlassA/B片分離運(yùn)營?投入分離運(yùn)營也要縮小AlignMark間距離，使移動量減少，提高精度

蒸鍍設(shè)備–對位系統(tǒng)19Part3EL蒸鍍工藝主要項(xiàng)目:膜厚確保,蒸鍍速率控制,無（濺料/堵孔/材料裂解）,穩(wěn)定的EL電光特性及壽命表現(xiàn)。蒸鍍工程膜厚確保蒸鍍速率控制UniformityTarget膜厚維持Heat-up條件PID&PowerRanger濺料,堵孔,材料裂解InnerPlateTopPower設(shè)定光電特性,壽命電光特性壽命監(jiān)控?通過變更NozzleSize/間距，確保膜厚Uniformity?適用AutoToolingFactor/KeyGlass量測等維持Target設(shè)定厚度?利用穩(wěn)定的Rate-up條件，5小時之內(nèi)完成Rate穩(wěn)定化?通過優(yōu)化PID和PowerRange維持TargetRate溫度

?使用InnerPlate，防止EL材料噴濺

?通過提高TopPower防止發(fā)生EL材料堵孔?通過PT調(diào)節(jié)，摻雜均勻性優(yōu)化，角度限制板調(diào)整和器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化達(dá)到電光特性?利用TEGGlass監(jiān)控>200HRSLongRun各時間段的EL壽命水平ACP/InnerPlate優(yōu)化?防止蒸發(fā)源溫度過高超過OLED材料分解溫度無蒸鍍工藝確保膜厚Uniformity和穩(wěn)定性由以下3個條件進(jìn)行優(yōu)化。1.Nozzle修正有機(jī)材料EL材料蒸氣Flux低的部分變更NozzleSize，確保膜厚Uniformity通過采用InnerPlate和改變開口率(ApertureRatio)防止因材料減少而發(fā)生EL材料蒸氣Flux不均勻現(xiàn)象有機(jī)材料有機(jī)材料2.采用InnerPlate3.坩堝溫度分布差異最小化Reflector設(shè)置在相對溫度低的部分，

防止有機(jī)物殘量集中在一塊兒蒸鍍工藝–Uniformity實(shí)施根據(jù)SensorLife減少而自動補(bǔ)正厚度4-1.Sensor使用量增加膜厚減少Sensor隨著膜厚附著增加導(dǎo)致Sensor的感應(yīng)下降，膜厚變薄有機(jī)膜厚無機(jī)膜膜厚UniformityGlassToGlass膜厚偏差UniformityGlassToGlass膜厚偏差<±2%@500A↓<

±1.5%@500A↑<±3%<±3%@100A↑<±3%@100A↑10?SensorSRCGlass4-2.隨著Sensor使用量增加實(shí)施自動膜厚補(bǔ)正Target膜厚???SensorLife01234隨著時間的經(jīng)過厚度變少???SensorLife01234UCLLCL<膜厚未補(bǔ)正><膜厚自動補(bǔ)正>?膜厚Uniformity管理Spec.通過自動膜厚補(bǔ)正維持一定的特性壽命蒸鍍工藝–Target膜厚維持通過調(diào)整TopPower和角度限制板導(dǎo)出工程最適點(diǎn)。5.CloggingFree確保TopPower工程條件下連續(xù)進(jìn)行144hrs時需要調(diào)整成不發(fā)生Clogging通過調(diào)節(jié)角度限制板Shadow和Homogeneity會變更,Co-Dep.Layer需要導(dǎo)出Shadow和電光特性兩者都滿足的最適點(diǎn)6.根據(jù)角度限制板導(dǎo)出Shadow和Homogeneity的最適點(diǎn)TopHeaterBottomHeaterNozzleCloggingMaterialTop工程溫度變化時發(fā)生CloggingMaskGlass角度限制板大:Shadow↓,Homogeneity↓角度限制板小:Shadow↑,Homogeneity↑Flux角度限制板Source蒸鍍工藝–避免異常保證整個Run過程中Rate,Temp,真空度變化趨勢。2019/08/0506:002019/08/08PIDTestHeatUpOut-gassingDataFrom:EL廠Td1%300℃蒸鍍工藝–制程數(shù)據(jù)分析RunNum.IDDescriptionOp.V(V)J(mA/cm2)cd/ACIExCIEyEffi./CIEyLifetime@50mA/cm2(hrs)LTTEGIDRDG4.5RDG4.5BRef3.9310.05.90.1370.051115.075/LightOn(P1)TEG01BRef3.8410.05.50.1400.046118.73/JanRun(P2)TEG04BRef3.8510.04.90.1390.04998.50.16/0.40/TEG07BRef3.9210.07.50.1360.056134.10.58/0.634-1/1-16FebRun(DVT1-1)TEG01BRef3.9410.05.10.1410.044115.3~5min2-1/4-1/10-1/12-1TEG04BRef3.8310.07.20.1350.055131.31.2/1.0/1.0/1.12-1/4-1/8-1/10-1MarRun(3月Run)TEG02BRef3.7910.06.70.1340.057117.6114.0/84.0/104.0/66.01-16/4-1/10-1/7-16TEG08BRef3.7510.06.20.1360.053117.1105.0/110.0/145.0/75.04-1/10-1/1-16/7-16AprRun(DVT1-2)TEG01BRef3.7810.06.80.1340.058117.680.0/64.0/97.2/114.0/70.04-1/6-1/10-1/1-16/7-16TEG09BRef3.7810.06.80.1340.056121.2140.0/155.0/175.0/116.04-1/10-1/1-16/7-16RP1TEG30BRef3.8110.07.60.1330.058129.983.0/97.0/114.0/67.04-1/10-1/1-16/7-16TEG33BRef3.7910.07.90.1330.060131.3102.0/112.0/122.0/86.04-1/10-1/1-16/7-16RP4TEG59BRef3.7710.07.50.1320.061123.891.0/92.8/98.5/105.06-1/8-1/5-16/9-16TEG71BRef3.78107.30.1310.064114.1112/135/170/804-1/10-1/1-16/7-16TEGRefV~3.8V;Effi(BI)>120面板開發(fā)處/EL開發(fā)部/2019.6.14ProcessSpecSpec蒸鍍工藝–電光特性監(jiān)控TEGTarget>140hrs@J10RP4TEGLT>80hrs(平均~95hrs)

(換算J10LT按照~5倍計(jì)算)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求蒸鍍工藝–Lifetime監(jiān)控Part4新技術(shù)說明OLED新技術(shù)_WhyCathodePatterned?將攝像頭屏下集成，實(shí)現(xiàn)屏幕“真全面顯示”;目前競社技術(shù)方案：CUP區(qū)域降低PPI(SDC/天馬/BOE)；CSOT技術(shù)路線:柔性基底，不降低PPI，透過率需持續(xù)提升，CPT可進(jìn)一步提升Panel透過率，完善屏下成像效果和匹配NIR應(yīng)用需求。OLED新技術(shù)_WhyCathodePatterned?OLED膜層結(jié)構(gòu)中的陰極會阻礙外部光線的透過，影響屏下感光元件采集外部光信號。為了提升屏下感光元件的成像效果，可以通過對陰極圖案化來增強(qiáng)外部光信號的透過。CathodeArrayRGBCathodeArrayRGBCameraCamera……NormalOLEDOLEDwithCPT…………………………陰極圖案化示意圖：OLED新技術(shù)_陰極圖案化技術(shù)方案目前陰極圖案化技術(shù)的解決方案為：在蒸鍍ETL:LiQ之后和Cathode之前，在特定區(qū)域通過FMM蒸鍍一層陰極圖案化材料（CPM）

抑制該區(qū)域Cathode的沉積。變更前ETL:LiQYb/Ag:MgCPLTFECPLTFE變更后ETL:LiQCPM(FMM)Yb/Ag:MgELProcessFlow：CPLTFE變更后ETL:LiQCPM(Cover)Yb/Ag:MgCUP顯示盲孔不顯示OLED新技術(shù)_陰極圖案化技術(shù)方案陰極圖案化示意圖：ETL:LiQCPMCathodePattern前Pattern后OLED新技術(shù)_陰極圖案化技術(shù)方案HTLCUP顯示ETL:LiQRGBCathodeCPMCPMHTL盲孔不顯示ETL:LiQRGBCPMCPMCPMCPMCPMCPMCPM厚度大于50?時可確保較好Pattern效果（單膜透過率>99%）厚度為100/120/150?時，器件在400-1000nm透過較高且基本無差別CPM-0?CPM-50?CPM-80?CPM-100?CPM-120?CPM-150?器件結(jié)構(gòu):Glass/CPM(0/50/80/100/120/150?)/Cathode（Yb/Ag:Mg10/120:12?）OLED新技術(shù)_陰極圖案化技術(shù)能力評估條件GlassCPM(?)CPM-MaskYb/Ag:Mg(?)R(Ω/□)①√0None10/120:128.1②√100None10/120:12NA③√100R-FMM（W2，開口率~32%）10/120:1213.8CPM本身無導(dǎo)電性，整面陰極Pattern后電阻無窮大，表明陰極無法在CPM上穩(wěn)定成膜FMM對陰極Pattern后，電阻增大70%（8.1Ω/□→13.8Ω/□）①③OLED新技術(shù)_陰極圖案化技術(shù)能力評估OLED新技術(shù)_CPTSWOT分析有助于實(shí)現(xiàn)CUP技術(shù)量產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)屏幕的全面顯示；Opportunity透過率：能夠有效提升CUP區(qū)域的透過率量產(chǎn)性：制程工藝簡單；StrengthCPM材料在制程端仍存在部分問題，需要解決；CPT技術(shù)對Panel的光學(xué)影響還需全面評估ThreatCPM材料價格昂貴，會增加生產(chǎn)成本；增加一個蒸鍍腔體和一套Mask,對CPM進(jìn)行蒸鍍；WeaknessMicrolensOLED新技術(shù)_WhyMicrolens?OLED屏體上不同的功能膜層結(jié)構(gòu)會造成出光損失，光損失會影響屏體亮度及功耗。為了減少這些光損失，可以通過光提取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來增加出光。OLEDMODOLED發(fā)光層光學(xué)損失①光波導(dǎo)損失（WaveguideMode）②表面等離體極化效應(yīng)損失（SPPMode）模組膜層光學(xué)損失①偏光片：偏振光過濾導(dǎo)致的光損失②其他膠材及膜層：透過率損失OLED屏體結(jié)構(gòu)及出光損失示意圖MetalMetalSPPModeWaveguideModeOLED自發(fā)光線偏振線偏振光OLED新技術(shù)_WhyMicrolens?Microlens技術(shù)作為一種極具量產(chǎn)性的光提取技術(shù)，可以突破材料與器件結(jié)構(gòu)出光提升的瓶頸。通過圖案陣列的界面上存在膜層材料折射率差異，改變器件原有的出光線路及全反射臨界角，實(shí)現(xiàn)正向出光提升，降低屏體功耗。正向出光提升MicrolensPattern折射率NormalOLEDOLEDwithMLP亮度視角衰減OLED新技術(shù)_WhyMicrolens?CSOT現(xiàn)狀MLP技術(shù)PAS膜層整面平坦。當(dāng)前膜層無Lens結(jié)構(gòu)時，無光線匯聚效果。Lens為PDL開口，制程相對簡單，量產(chǎn)性高。

n2<n1時，即光從光密介質(zhì)（高n值）射向光疏介質(zhì)（低n值）時，出射光偏離法線方向，當(dāng)θ1≥臨界角時，光線發(fā)生全反射，實(shí)現(xiàn)匯聚光線效果。TFEDOTPDL法線θ1n2n1LensHNLTFEDOTPDLOLED新技術(shù)_Microlens技術(shù)方案Mask2(Insulator)Mask1

(Metal1)Mask3(Metal2)InsulatorTFEDOTMASK4(PAS)MASK4(LENS)MODMicrolensIJP……目前MLP技術(shù)的解決方案為①PEP.1：替換DOTMask4(PAS)為Mask4(LENS)，增加AA區(qū)域LENS圖案。

②PEP.2：使用IinkjetPrinting設(shè)備打印高折射率材料將LENS結(jié)構(gòu)填充平坦化。Highn(ZrOx)ANDPDLPDLCVD2CVD1IJP1OCOCPOL/PSACG/PSAMetalMetal①M(fèi)icroLensPattern(MLP)+DOTDOTANDPDLPDLCVD2CVD1IJP1CG/PSACFDOTPLPHighn(ZrOx)BMBMMetalMetal②MLP+DOT+PLP(>-50?)③MLP+DOT+PLP+CUPANDB-PDLCVD2CVD1IJP1CG/PSACFDOTPLPHighn(ZrOx)BMBMMetalHoleHoleCUP④MLP+DOT+PLP+CUP+UTFE1)(>-10?)ANDB-PDLCVDALDCG/PSACFDOTPLPHighn(ZrOx)BMBMMetalHoleHoleCUPUTFE1)UltraTFEOLED新技術(shù)_Microlens未來發(fā)展Microlens技術(shù)未來除了發(fā)展自身對屏體出光性能的提升外，還將與其他OLED新技術(shù)融合發(fā)展。OLED新技術(shù)_MicrolensSWOT分析低功耗技術(shù)增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品EL性能提升；實(shí)現(xiàn)多技術(shù)融合；MLP技術(shù)國內(nèi)首家量產(chǎn)化；Opportunity功耗：正向出光亮度提升；屏體功耗降低；量產(chǎn)性：與DOT制程兼容性高，制程工藝簡單；多樣性：可根據(jù)設(shè)計(jì)需求實(shí)現(xiàn)單色或分區(qū)正向出光提升；Strength高折射率Ink材料性能不達(dá)標(biāo)及量產(chǎn)設(shè)備匹配性問題；高折層流平，Mura及溢流風(fēng)險(xiǎn)；光學(xué)品味超規(guī)風(fēng)險(xiǎn)；模組制程風(fēng)險(xiǎn)；競社提前布局MLP相關(guān)專利，侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)；Threat大視角亮度衰減；屏體厚度增加；DF產(chǎn)品彎折性能減弱；新增膜層材料及購買設(shè)備屏體成本增加；WeaknessMicrolensOLED新技術(shù)_Microlens技術(shù)發(fā)展2017年相關(guān)專利三星Note20U上市MLP技術(shù)首次量產(chǎn)2019年設(shè)備＆技術(shù)2020年2021年三星S21U上市鞏固MLP技術(shù)地位趨勢：MLP技術(shù)融合Pol-less技術(shù)SAMSUNGWQHDLTPO（自適應(yīng)刷新率→低功耗）MLP（出光效率↑10%→低功耗）WQHDLTPOMLP當(dāng)前市場OLED產(chǎn)品主要特點(diǎn)向著低功耗發(fā)展，對EL出光效率提出更高要求。S社已經(jīng)在2020年8月發(fā)布的Note20U產(chǎn)品上首次量產(chǎn)Microlens結(jié)構(gòu)，國內(nèi)面板廠商均有跟進(jìn)對于Microlens結(jié)構(gòu)的開發(fā)。ItemS9Note9S10+Note10