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美國nVerpix公司首席技術官劉博

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

　　劉博認為，盡管OLED相對LCD有非常多的優(yōu)勢，包括色域、對比度、視角、響應速度、能耗、超輕超薄，還可以實現(xiàn)可彎曲、不易破碎，另外還有OLED基本結(jié)構(gòu)比LCD簡單的優(yōu)勢，但是OLED仍然存在諸多技術挑戰(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OLED像素中至少需要四個基本元素，分別是OLED、驅(qū)動晶體管、開關晶體管、存儲電容。驅(qū)動晶體管是非常關鍵的原件，最大的挑戰(zhàn)就是背板問題。目前在LCD中廣泛使用的非晶硅TFT技術無法驅(qū)動OLED，同時具有低遷移率、偏壓不穩(wěn)定性的特點；而AMOLED驅(qū)動晶體管必須為OLED提供持續(xù)穩(wěn)定的電流。盡管低溫多晶硅技術的電子遷移率高，但是存在均勻性差、造價昂貴的問題。新型金屬氧化物半導體技術非常有前景，但是仍然有不穩(wěn)定性、工藝參數(shù)敏感性高，產(chǎn)品良率低的問題?，F(xiàn)階段解決方案是增加晶體管數(shù)量進行像素補償，但這樣結(jié)構(gòu)就更加復雜，造成產(chǎn)品良率低下。” 劉博表示。

　　劉博介紹：“當其他企業(yè)試圖找到更好的半導體材料，我們公司卻從另外一個角度攻克這個難題，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，實現(xiàn)亞微米級的溝道長度。由于這種方案的溝道長度非常短，所以仍然可以實現(xiàn)非常大的電流承載力。方案放寬了對溝道層半導體材料流體遷移率的要求，盡管有遷移率低的缺點，但是均勻比較好、非常穩(wěn)定的優(yōu)點材料，使得我們可以實現(xiàn)大電流承載力，同時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)，通過導電流，讓量子隧穿和載流子熱激發(fā)發(fā)射兩種機制同時作用，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，形成一個集成發(fā)光控制器件。垂直溝道有機發(fā)光晶體管自身是一個可以發(fā)光結(jié)構(gòu)，可以通過控制柵極電壓，無需水平放置的驅(qū)動晶體管，節(jié)省了像素空間，增大像素開口率，同時實現(xiàn)均勻發(fā)光。垂直發(fā)光晶體管各個功能層都是透明，柵極可以用透明導電材料ITO來制作。碳納米管透光率為98%，可以實現(xiàn)底發(fā)光OLED。”

　　他認為：“垂直溝道發(fā)光晶體管整合三個元素為一個單獨器件，整個像素中除了垂直發(fā)光晶體管之外，只需要一個開關晶體管，開口率可以達到大于/等于75%，像素中OLED實際亮度可以更低，OLED壽命也可以提高，而且這也是非常簡單的電路設計，可望提高產(chǎn)品良率?，F(xiàn)階段只需要4-7個TFT對均勻性、穩(wěn)定性進行補償。均勻性和穩(wěn)定性是其他晶體管薄弱環(huán)節(jié)，解決這兩點是解決AMOLED的關鍵。”

　　據(jù)介紹，nVerpix公司還獲得了最佳樣機的獎項，主要由韓國慶熙大學制作開關晶體管背板，nVerpix公司制作發(fā)光晶體管結(jié)構(gòu)。

　　劉博最后表示，垂直溝道有機發(fā)光晶體管是一個突破現(xiàn)階段技術問題的AMOLED顯示技術，具有低成本、良率高的特點，可以為市場提供非常具有市場競爭力的OLED顯示產(chǎn)品。同時，該技術還可以兼容現(xiàn)有LCD背板產(chǎn)線設施，提高OLED顯示產(chǎn)品壽命，減少幕簾效應。

　　目前，nVerpix公司擁有11項專利，而且正積極申請綜合專利對自身技術進行全面專利保護。劉博也相信，該技術在下一代柔性產(chǎn)品應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備，也適用于下一代卷對卷生產(chǎn)工藝。