背板、触控工艺与材料介绍

背板、触控工艺与材料介绍内部资料严禁外传目录CONTENTS1柔性背板技术概述和发展历史3柔性基板衬底技术2柔性TFT技术和电路基础5触控工艺与材料简介4背板工艺与材料简介Part1柔性背板技术概述和发展历史OLED背板产品发展历史Part2柔性TFT技术和电路基础本征SiN型SiP型Si5价元素（P）掺杂，变成n-type3价元素（B）掺杂，变成p-type

ni2=n*p1.1半导体材料基础TFT（本质是MOS管)根据其导电特性，可以分为N-type和P-type两种类型（根据其0偏压下的导通状态，可以分为增强型MOS和耗尽型MOS）。NMOSPMOS结构示意图电气符号导通方式NMOS导电沟道由电子构成，其电学特性为高电平导通，低电平截止PMOS导电沟道由空穴构成，其电学特性为高电平截止，低电平导通1.2TFT的分类GateSourceDrainGSD截止区亚阈值区饱和区线性区Vgs(V)Ids(A)G饱和区Vds(V)Ids(A)线性区截止区VgsID-VGID-VD截止区，此时无沟道形成亚阈值区，沟道未完成形成饱和区，沟道形成，一端夹断线性区，沟道形成，无夹断1.3TFT的表征及特征参数_IDVD输出特性曲线TFT的几个重要参数：1、阈值电压（Vth）；2、迁移率（Mobility）；3、亚阈值摆幅（S.S.）；4、漏电流（Ioff）。1业界常将Vd=0.1V，Id=W/L*10-9对应的电压规定为Vth阈值电压(Vth)制程中，将导纳对应的最大值作为计算Mobility的条件0制程中，Id提升一个数量级所需电压称为SS制程中，将TFT完全关断的Id电流作为Ioff234迁移率(Mobility)亚阈值摆幅(SS)漏电流(Ioff)Vth表征TFT的开关性能，若Vth异常，将导致TFT不能正常开关Mobility表征TFT的导通性能，Mobility越大，导通性能越好,如a-Si，Poly、IGZOSS表征TFT的开关速度，SS越小，开关速度越快，性能越好Ioff越小，电位保持能力越强，电路越稳定PTFTVgslg(Ids)Vth0gmax10-9IonIoff1.4TFT的表征及特征参数2T1C5T1C6T1C7T1C基本驱动电路：T1驱动薄膜晶体管（DTFT）T2开关薄膜晶体管（STFT）Cst存储电容构成Vth抓取电路，对Vth进行补偿，补偿降低DTFT的Vth的影响；缺点：OLED电流受DTFTVth的影响，Mura严重。增加DTFT的Gate复位，使得每一次Data写入均可以抓取一次Vth，补偿效果更佳。缺点：无法对OLED的阳极进行复位，OLED存在偷亮风险。在OLED阳极增加了一个开关TFT，对OLED阳极进行复位，消除偷亮风险，增加亮暗态对比度增加OLED寿命；缺点：结构复杂，专利保护。1.57T1C电路基础Part3柔性基板衬底技术市售典型的柔性显示产品iPhone12将玻璃基板换成可弯曲、折叠，甚至卷曲的基板，就可以实现柔性显示.display2.2柔性显示聚酰亚胺Polyimide，PI一类具有酰亚胺重复单元的聚合物具有适用温度广、耐化学腐蚀、高强度、高绝缘等优点按颜色区分，主要有黄色(AmberPI)，透明(ClearPI)，和黑色等种类PCPAPETPENPI塑胶材料的金字塔顶端LCD增透膜TFT基板火箭涂层2.2PI基板加热固化N2液体涂布、固化柔性薄膜PAAPI含氮五元杂环芳环分子链刚性大分子内与分子间作用力强高热稳定性高力学性能二酐二胺NMP2.3PIVarnishSpecification规格要求材料示例KanekaAA-49RemarkItemUnitPhysicalSolvent--NMPNMPNMP相比DMAc溶剂，稳定性更好SolutionviscositycP1500-7500(23oC)7000考虑设备能力和成膜质量可控粘度不能过大Solidscontentwt%10-2012.2过低耗费更多溶剂,过高增加过滤负担Densityg/cm31.0-1.21.07供参考Watercontentwt%<10.2材料稳定性

(NMP极易吸水)ParticleCountsea/g<10(>=0.5um)2异物越少，成膜后缺陷越少Storage-20±5oCMonth>=1212低温保存，以延长存放期限5±5oCMonth>=6623±5oCMonth>=11使用前需要解冻CapacityT/Month>=30120t4G645K产能，月使用量大约30t2.3PIVarnish1.玻璃清洗去除异物、有机污染等2.PI液体材料涂布通过狭缝涂布，在玻璃上行成PI湿膜3.真空干燥大量溶剂抽走，PI膜定型4.高温固化高温亚胺化，PI膜稳定形成在玻璃上PI制作的工艺流程示意图2.4CoatingSystemPart4背板工艺与材料3.1不同产品光罩数产品常用光罩数量优点缺点单源漏极产品9~11工艺简单常用于低阶产品双源漏极产品11~13面内压降低工艺较复杂屏内摄像头12~14屏占比高工艺较复杂屏下摄像头15~18全面屏工艺复杂LTPO15~18功耗低，漏电低工艺复杂LayerThicknessPI1PI10μmBarrier1SiO26000Åa-Si15ÅPI2PI6μmBarrier2SiO25000Å3LBufferSiNx500ÅSiO23000ÅPolyPoly-Si450ÅGI1SiO21300ÅGE1Mo2500ÅGI2SiNx1300ÅGE2Mo2500ÅILDSiOx3000ÅSiNx2000ÅSD1Ti/Al/Ti(Top)800/6000/500ÅPLN1Organic干膜1.5μmANOITO/Ag/ITO(Top)150/1100/100ÅPDLOrganic干膜1.5μmPSOrganic干膜1.5μmPolyGE1GE2CNTDH2SD1ANOPDLPSPLN1PEP2PEP3PEP4PEP5PEP6PEP7PEP8PEP9PEP10PEP1PEP11ODHBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1PDLPLN1ILDGI1GE2PSGI2GE1ActiveAreaBendingAreaANOSD1Poly3.1AMOLEDArray基板的膜层结构Process结构设备作用参数Clean/CLN去除Glass表面的ParticleEUVDetergentDIWPI1PIFLCPI衬底10μm，OVEN450℃30minPreCLN/Bake/CLN/DHG去除PI1固化后的Particle；烘烤防止PI吸水进CVD450℃15minBarrier1SiOx+a-SiCVD层间水氧阻隔层；a-Si增加无机/有机界面Peelingforce6000ÅSiOx(N2OSiH4)+15Åa-Si(SiH4+H2)PI2PIFLCPI衬底6μm，OVEN450℃30minPreCLN/Bake/CLN/DHG去除PI2固化后的Particle；烘烤防止PI吸水进CVD450℃15minBarrier2SiOxCVD水氧阻隔层，阻挡水汽侵入TFT器件5000AN2OSiH41stPIBarrier1Depo2ndPIPre-CLN/Pre-BakePre-CLN/Pre-BakeUnpackingInitialCLNBarrier2DepoBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1Glass3.3Array基板的工艺制程_PIProcessProcess结构设备作用参数Clean/PreClean去除ParticleEUVDetergentDIW3LayerSiNxCVD阻挡来自玻璃中杂质离子500ÅN2NH3SiH4SiOxCVD缓冲层，保温3000ÅN2OSiH4a-SiCVD有源层450ÅArSiH4De-hydro./DHG降低非晶硅膜的氢含量，防止ELA时因为硅膜温度骤升导致氢原子冲出造成硅膜破洞450℃，30minPre-ELAclean/HFC去除Particle，在a-Si表面形成SiOx，有利于ELAHF，O3清洗ELA/ELAa-Si激光晶化形成Poly-Si（Poly）OEDPolyPHO/PHTPattenPolyDry/DRYEtchCl2/CF4+O2EPDmodeStripper/STR去除光刻胶PR3LDepoELAPolyPHOPolySTRPolyDRYHFCCLNPreCLNDe-HydrogenBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP1PolyGE1PVDGE1PHOGE1STRGE1DRYPRECLNHFCCLNGI1DepoP+DOPINGProcess结构设备作用参数Pre-GIclean/HFC除去Poly表面氧化层，平坦Poly表面突起；形成致密SiOx，改善Poly与GI1界面HF、O3

GI1DepoSiOxCVD与Poly-Si应力匹配好

，台阶覆盖性好1300ÅTEOSO2Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUVDetergentDIWGE1DepoMoPVDGate层Mo2500ÅGE1PHT/PHTGate图形，形成栅极图案GE1Dry/DETGate干刻，形成栅极,电容下基板,Scan走线等SF6+O2(1ststep);Cl2+O2(2ndstep)Stripper/STRPR去除P+Doping/IMP重掺杂，形成源(Source)漏(Drain)两极B11_34KeV_1E15(Selfalign)BufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1GI1GE1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP2GE1GE2PVDGE2PHOGE2STRGE2DRYPRECLNPRECLNGI2DepoProcess结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUVDetergentDIWGI2DepoSiNxCVD高介电常数(K=7±0.5)，增大GE1&GE2之间电容，Hsource，修补TFT缺陷，改善电性1300ÅN2SiH4NH3Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUVDetergentDIWGE2DepoMoPVDGate2层Mo2500ÅGE2PHT/PHTGate2图形，形成电容上基板及部分走线图案GE2Dry/DETGate2干刻，形成电容上基板及部分走线(VI走线)SF6+O2(1ststep);Cl2+O2(2ndstep)Stripper/STRPR去除BufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1GI1GE2GI2GE1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP3GE2Process结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUV/Detergent/DIWILDDepoSiOxCVD应力改善3000Å，SiH4/N2OSiNxCVDHSource的补充，用于修补TFT沟道缺陷，改善电性2000Å，N2/SiH4/NH3活化+氢化/DHG将植入的B离子的活化，补氢450℃，60minPre-Clean/PreClean去除ParticleEUV/Detergent/DIWCNTPHT/PHT形成CNT过孔及DH1图案CNTDry/DETILD过孔干刻，连接GE1&GE2&Poly与SDStripper/STRPR去除CNTAnneal/DHG改善SS350℃，30minBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1ILDGI1GE2GI2GE1PolyCNTPHOCNTSTRCNTDRYPRECLNILDDepoActiv.&Hydro.CNTAnneal3.3Array基板的工艺制程_PEP4CNTProcess结构设备作用参数DH2PHO/PHTBending挖槽区露出形成台阶，AA区保护DH2Dry/DET形成Bending区挖槽SF6+C2HF5+Ar/CF4+O2DH2Stripper/STRPR去除DH2PHODH2STRDH2DRYDH1DH2ODHBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1ILDGI1GE2GI2GE1PolyDH1DH23.3Array基板的工艺制程_PEP5DH2Process结构设备作用参数ODHPHO/PHT在PadBending区DH挖孔处填充有机材料ODH

Curing/OVEN有机材料固化(curing)280℃，60minODHPHOODHCuringDH1DH2ODHBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1ILDGI1GE2GI2GE1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP6ODHSD1PVDSD1PHOSD1DrySD1STRPre-CLNSD1AnnealProcess结构设备作用参数HFCClean/PDC去除Particle，去除ILD过孔内氧化层HFCleanSD1DepoTopTiPVD夹层结构，预防Alhillock的发生800ÅAlPVD电导率较高6000ÅBottomTiPVD夹层结构，防止Al与Poly互溶导致接触阻抗增大500ÅSD1PHO/PHO形成Vdd&Vdata图案SD1Dry/DET形成Vdd&Vdata；GOA各信号线;其他各信号线及跨接走线Main：BCl3+Cl3AT：CF4+O2(避免铝腐)Stripper/STR卡

Q-time，避免铝腐蚀

SD1Anneal/ANN降低SD接触电阻280℃，60minN2SD1TEG/TEG确认TFT电性Bending区SD走线设计及实物图AA区SD走线设计及实物图BufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1ILDGI1GE2GI2GE1SD1PolyVdataVDD3.3Array基板的工艺制程_PEP7SD1Process结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUV/Detergent/DIWPLNPHOorganicPHT平坦化作用，隔离TFT与Pixel，防止电场互相干扰1.5μmPLNCuring/OVN固化(curing)250℃，60minPLNAshing/DET清除PLNHole中残余PLN，降低接触电阻PLNAshPLNPHOPLNCuringBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1PLN1ILDGI1GE2GI2GE1SD1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP8PLN1ANOPVDANOPHOITOWETANOSTRPre-CLNAgWETITOWETProcess结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUVDetergentDIWANODepoTITOPVD夹层结构，光透过率高，功函数与EL材料匹配150ÅAgPVD电导率较高，反射率高1400ÅBITOPVD夹层结构，提高与底部膜层附着力150ÅANOPHO/PHO形成阳极图案TITOWEI/WEI蚀刻表层TITOAgWET/WET蚀刻Ag，主要成分：HNO3/H3PO4/CH3COOHSpary+Spary+Dip模式BITOWEI/WEI蚀刻底层BITOStripper/STR去除光阻BufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1PLN1ILDGI1GE2GI2GE1ANOSD1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP9ANOPDLPHOPDLCuringProcess结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUV/Detergent/DIWPDLPHOorganicPHT蒸镀开口区域1.5μmPDLCuring/OVN固化(curing)250℃，60minPDLBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1PDLPLN1ILDGI1GE2GI2GE1ANOSD1Poly3.3Array基板的工艺制程_PEP10/11PDL/PSPSAshPSPHOPSCuringProcess结构设备作用参数Pre-Clean/PreClean去除ParticleEUV/Detergent/DIWPSPHOorganicPHT支撑FMM，防止刮伤1.5μmPSCuring/OVN固化(curing)250℃，60minAshing/DET清除PDLHole中残余Organic，降低接触电阻PSPSBufferBarrier2a-SiPI2Barrier1PI1PDLPLN1ILDGI1GE2PSGI2GE1ANOSD1PolyPart5触控工艺与材料简介约翰逊发明首块触摸屏塞缪尔发明首个电阻屏多伦多大学开发首款多点触控IBM推出首款触屏手机苹果发布Newton手机触控由传统触控向OnCell和InCell发展苹果推出具有触控功能IPhone惠普发布HP-1504.1触控技术发展史1965202119701983198219932007分类电阻式电容式光学式超声波式清晰度较好好一般较好透光率/%72~85≥85≥93≥92反应速度中中高高中防刮擦局部刮擦仍能使用怕敲击不怕刮擦不怕刮擦使用寿命/万次≥3500≥5000传感器损坏概率高≥5000多点触控无法支持可支持可支持可支持制作成本低中中高缺点寿命低触控物需具导电性易误触易误触从原理上，触控技术可分成四类，分别是电阻式、电容式、光学式、超声波式，下表为不同触控技术性能对比：4.2触控技术分类_原理线性度灵敏度精准度抖动度报点率信噪比黑色为实际划线轨迹，红色为触控报点轨迹，ΔE为线性度结果。用以评价实际触控位置路径与触控响应路径的一致性

红色为触控报点轨迹，主要确认是否存在断线异常用以评价触控产品在触摸时的反应特性Reprotrate：定义是每秒钟由触控芯片向处理器上报的触控点位数用以评价触控性能的优劣，报点率越高，单位时间内触控报点次数越多，划线时线条更细腻SNR：Signal-NoiseRatio，单位为分贝（dB），SNR=10lg⁡(Ps/Pn)、SNR=20lg⁡(Vs/Vn)用以评价触控性能的抗干扰能力，与线性度、灵敏度等划线性能均相关4.3触控技术关键指标dSC电极基板介质C--手指感应电容d--手指与电极的距离S--手指与电极的重叠面积K--手指与电极之间的介电常数平行板电容基本原理两金属板相互靠近时，在相对表面分别带上等量的异种电荷；平行板电容器两极板间充满同一种介质时，电容C与极板的重叠面积S、极板相对距离d的关系为K电容屏等效为平行板电容器C∝K∙Sd平行板电容器特点Q∝C∙U4.4平行板电容器基本原理自容式工作原理侦测每个感应单元（Uni