关于MicroOLED结构与工艺流程、产业链以及与AMOLED区别分析

Micro OLED又称硅基OLED、OLEDoS（OLED on Silicon），属于有机发光二极管显示技术的一种。Micro OLED以单晶硅片为衬底，相比传统OLED所使用的玻璃基板，单晶硅背板具有更高的载流子迁移率，因此Micro OLED可以制备更小的像素尺寸（通常在6~15微米，约为传统显示器件的1/10），实现显示像素微小化、精细化。

Micro OLED是无机半导体材料与有机OLED材料结合，生产流程是将OLED发光模块沉积至单晶硅衬底构成完整显示模组。其器件结构由驱动背板和OLED前端两部分组成：

► 驱动背板：Micro OLED不同于传统OLED的外置驱动芯片，通过CMOS工艺将驱动芯片包含的不同功能模块（包括时序控制模块、行列驱动电路、电源管理模块等）和TFT像素阵列电路集成至单晶硅芯片上，减少器件外部连接线，实现轻量化及精细化显示。

► OLED前端：OLED发光模块主要包含像素阳极层、有机发光层、阴极层、彩色滤光层；阳极层和阴极层构成完整回路用于通电；有机发光层包含空穴注入/传输层、发光层、电子传输/注入层，在外电场作用下，空穴和电子相向运动形成激子，激子经过弛豫、扩散等过程发出光；彩色滤光层用于将白光过滤成三原色，并最终调配出任意颜色。

Micro OLED器件的制作流程主要分为五个部分：（1）硅基背板制造：IC设计厂商负责设计芯片，面板厂商负责设计像素电路，最后一并交于晶圆代工厂进行集成制造；（2）有机发光器件制作：首先将金属阳极层制备于基板上，接着依次完成空穴注入/传输层、发光层、电子传输/注入层的蒸镀过程，最后制作透明阴电极；（3）薄膜封装：利用PECVD或者ALD工艺在发光模块上制备致密薄膜，避免其与空气中的水氧接触而变质；（4）彩色化与封装：通过涂胶、曝光、显影等步骤制作Micro OLED需要的R、G、B三原色图形，并与玻璃盖贴合完成封装；（5）模组工艺：将完成上述流程的器件切片、测试并与显示系统绑定形成模组。

OLED驱动方式可分为被动矩阵驱动（PM）和主动矩阵驱动（AM），相比于被动驱动，主动驱动方式通过TFT电路精确控制每个像素的发光强度，可以产生更高的显示分辨率和更高的灰度等级。Micro OLED属于主动矩阵驱动OLED的一种，但与传统AMOLED在部分制作工艺上有所不同，带来了一定的制造壁垒。

背板及像素电路

传统AMOLED的基板一般采用玻璃材质，在上面刻画TFT像素电路，由面板厂商自行设计生产；Micro OLED的基板采用单晶硅，在上面刻画像素电路和驱动IC所含功能模块，由面板厂商、芯片设计厂商分别设计像素电路和驱动功能电路，并交由芯片制造厂商完成最终制造，由于背板集成度更高，整体工艺难度较大，开发效率较低。

发光及彩色化方案

传统AMOLED普遍采用RGB三色独立发光方案。此种方案利用精密金属掩模板（FMM）和CCD像素对位技术，将红、绿、蓝三种不同颜色的发光材料依次蒸镀于玻璃背板上，独立调节每个单色子像素的发光强度，三色混合后便可发出彩色光。经典的子像素排列方案为并列，后衍生出各类排列如PenTile排列、钻石排列、Delta排列等。

FMM的开孔决定子像素，开孔间距直接决定了子像素的间距和密度，WOLED是目前硅基OLED主流。若要实现Micro OLED的RGB发光方案，需要极高尺寸精度的FMM和具备超精确定位的蒸镀机作为基础。对比可实现RGB材料直接蒸镀的传统AMOLED FMM规格和Micro OLED FMM设计规格，可以发现从多个指标来看，两者差距均接近一个数量级，表明AMOLED通用的FMM无法满足Micro OLED的技术要求。目前市面上可适用RGB的Micro OLED FMM和蒸镀设备较少，因此其主流发光方案暂为WOLED+CF（白光+彩色滤光片）。

Micro OLED的彩色滤光片将白光过滤成RGB三色光，并通过改变不同光的透射强度即可混合成彩色光。制备滤光片时，需先在玻璃上制备黑色矩阵，用于隔离三原色、避免产生杂色光；RGB三基色材料按一定图案排列，并与背板上的子像素电路位置一一对应，厂商需具备高精度制造工艺和对位能力，典型的子像素排列方式有并列式、马赛克式、三角形式等。

由于彩色滤光片会降低光的透过率，亮度成为WOLED的主要缺陷，各大面板厂商亦在探索其他路径的Micro OLED发光方案。当前已有部分厂商成功实现突破：eMagin提出直接图案化技术，不需要FMM便可直接在硅基背板上单独图案化RGB三基色材料，摆脱彩色滤光片实现独立发光；Hunet Plus通过与Sunic System联合研究，开发出可用于Micro OLED的超高清掩模板（UHM），可实现2000ppi至8000ppi的超高分辨率，Sunic System也相应开发出可实现超精确对准的RGB Micro OLED蒸镀机。

封装及模组工艺

Micro OLED通常采用薄膜封装结构：完成发光模块蒸镀后，在OLED器件上沉积多层有机及无机薄膜，达到封装效果。有机膜层分子无法整齐排列，阻隔效果较差，无机膜层分子虽阻隔效果较好，但由于膨胀或收缩会自行剥离，故无机膜层和OLED器件之间需存在有机膜层作为缓冲层。完成薄膜封装后的器件将与彩色滤光片通过UV固化胶贴合，彩色滤光片的玻璃基板可起到盖板作用，形成封闭空间，从而最终完成封装工艺。

传统AMOLED器件在完成封装后，需先经过切片、清洗、干燥等基础流程，接着进行面板点亮测试，测试通过后依次与ACF导电胶膜、驱动IC、FPC进行贴合绑定，随后进行模组老化与点亮测试，通过后与外引线和驱动板装配，最终包装入库。Micro OLED器件由于不需要外接驱动芯片，在基础流程完成后直接与PCB电路板贴合、涂保护胶烘烤成品，接着进行模组老化和光电性能检测，最终筛选出合格商品、包装入库。

面板检测工艺

面板生产包含阵列（Array）→成盒（Cell）→模组（Module）三大制程，而检测工艺贯穿生产全过程，对面板的光学、信号、电性能等各种功能进行检测，从而保证各段生产制程的可靠性和稳定性，提升良品率。对于传统OLED器件，主要检测项目包括Array制程光学、电性能检测和Cell/Module制程光学、平整度、老化、触控检测。

对于Micro OLED等新型显示器件，由于其具有更高的解析度、刷新率、信号传输速度，检测设备需具有更高的技术性能、集成度和检测效率；且由于其采用硅基工艺，检测设备商逐渐向显示晶圆及芯片段等中后道检测领域拓展。