硅基OLED微显示器件结构

硅(si)是一种重要的半导体集成电路材料,但由于硅是间接带隙材料,发光效率低,为了在硅片上实现光电集成,在过去的几十年,人们开展了大量硅基发光材料和器件的研究工作,如在硅衬底上集成II-V族发光材料,或者制作多孔硅等。近年来,在硅衬底上制作OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管),为硅基光电集成开辟了一条新道路。而且,硅基OLED可利用成熟的CMOS技术,可在单个芯片上集成密度高且复杂的电路,从而提供了单芯片显示系统(SOC, System On Chip)的解决方案。

硅基OLED微显示器件区别于常规利用非晶硅、 微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管为背板的 AMOLED器件，它以单晶硅芯片为基底，像素尺寸为传统显示器件的1/10，精细度远远高于传统器件。 单晶硅芯片采用现有成熟的集成电路CMOS工艺， 不但实现了显示屏像素的有源寻址矩阵，还在硅芯片上实现了如SRAM存储器、T-CON等多种功能的驱动控制电路，大大减少了器件的外部连线，增加了可靠性，实现了轻量化。 

与传统的AMOLED显示技术相比，OLED微显示技术有以下突出特点：

1) 基底芯片采用成 熟的集成电路工艺，可通过集成电路代工厂制造，制造良率更是大大高于目前主流的LTPS 技术。

2)采用单晶硅， 迁移率高、 性能稳定， 寿命高于AMOLED显示器。 

3)200mm×200mm的OLED 蒸镀封装设备就可满足制造要求(与8英寸晶圆尺寸兼容)，而不像AMOLED需要追求高世代产 线。

4) OLED微显示器体积小，非常便于携带，并且其依借小身材提供的近眼显示效果可以 与大尺寸AMOLED显示器相媲美。 

与其他微显示技术相比，OLED微显示技术亦具有不少优点： 

1 ) 低功耗， 比LCD功耗 小20%，电池重量可以更轻。

2) 工作温度宽，LCD不能在极端温度如-20℃下工作，必须额外加热元件，而在高温下又必须使用冷却系统，所有这些解决方案都会增加整个显示器的重量、 体积和功耗。而OLED为全固态器件，不需要加热和冷却就可以工作在-46℃~+70℃的温度范 围内。

3 ) 高对比度，LCD使用内置背光源，其对比度为1000:1，而OLED微显示器的对比度可 以达到10,000:1。

4) 响应速度快，OLED像素更新所需时间小于1μs，而LCD的更新时间通常为10~15ms，相差了1,000到1,500倍，OLED的显示画面更流畅从而减小视疲劳。

所以以上特点就使得 硅基OLED显示屏将是下一代VR的主要显示方案。

硅基OLED是将半导体和OLED结合的一种显示技术，具有高亮度、高对比度、高PPI、高集成度、低响应时间及低功耗等等特性，特别适合AR/VR等近眼设备。如与移动通讯网络、卫星定位等系统联在一起则可在任何地方、任 何时间获得精确的图像信息，这在国防、航空、航天乃至单兵作战等军事应用上具有非常重 要的军事价值。硅基AMOLED微显示器能够为便携式计算机、无线互联网浏览器、便携式DVD、 游戏平台及可戴式计算机等移动信息产品提供高画质的视频显示。头盔显示器将是21世纪数字化战场下一代步兵的得力工具， 是实现单兵作战系统中军事信息化的重要 组成部分。硅基AMOLED头盔显示器可用于海、陆、空三军军械的战场装备，基于虚拟现实军 事训练、战事模拟训练等。

硅基OLED工艺流程：

来源：Display技术