随着智慧家庭客厅娱乐、商业赛事直播等需求的增长,超大尺寸、高分辨率及高刷新率的显示屏备受各大厂商的关注,半导体显示性能的提升面临一场革新,其中背板的阵列驱动是核心技术之一。
凭借多年技术积累,京东方已在氧化物半导体显示技术领域取得重要突破,攻克了铜(Cu)易扩散、易氧化和易钻刻等业界难题,在业内率先实现了铜互连堆叠结构的量产,及高刷新率、高分辨率、低功耗氧化物显示技术集成,打破了国外垄断,在行业内持续推出低功耗、超窄边、500Hz+电竞显示屏、超大尺寸 8K Oxide 120Hz、可变频刷新率显示等一系列高端技术和产品。同时在高迁移率30+cm2/Vs 氧化物技术研发方面也有很大突破,为后续高端产品的性能提升奠定了技术基础。
京东方13.3英寸氧化物 Full In Cell UHD超窄边框显示屏
氧化物半导体显示技术具备迁移率高、关态电流低、制程工艺简单、可大尺寸化等优点,能够满足未来产品高品质提升和降低能耗的双重需求,已成为技术和市场发展的必然趋势。然而,在氧化物技术产业化应用上,传统的氧化物薄膜微结构在偏压应力、光照、大电流下器件性能衰减等不稳定性问题,以及铜工艺与氧化物工艺匹配问题,是亟待半导体显示业界解决的普遍难题。
京东方创造性研发出铜扩散阻挡技术,提出独有的氮氧平衡理论、界面修复理论,同时产学研联合,在材料、器件结构和原理上均实现了突破,解决了氧化物半导体显示技术的量产难题,在国内率先实现量产。同时集成栅驱动电路嵌入阵列基板、触控驱动的集成化技术、高透过率的薄膜光学模型等,既实现了产品性能提升,又实现了从传统非晶硅TFT向氧化物导体显示的技术升级。开拓了一条低碳、绿色的产业和产品升级路线。
京东方新型氧化物半导体显示技术的“硬核”创新,主要体现在以下四个方面:
材料及器件新突破
京东方通过设计独有的铜互连叠层布线氧化物新型堆叠结构,攻克了Cu易扩散、易氧化和易钻刻等业界难题。掌握了自主高量产性的Cu缓冲层技术,在业内率先实现铜互连堆叠结构的氧化物量产,并在京东方合肥、重庆、南京、成都等六条量产线实现规模化量产。
独创性的理论新突破
京东方率先提出氮氧平衡理论和界面修复理论,实现了氧化物特性和良率可控。通过氧化物器件中的氮氧缺陷(DNO)控制和有源层界面刻蚀修复技术,解决了由于沟道界面氧空位(Vo)缺陷和掺杂缺陷引起的Vth负偏问题,亮点不良发生率大幅降低。
显示性能全面提升
京东方创新性地提出了栅极驱动电路集成模型,首次使用直流去噪模式,功耗降低15% ,信赖性提升400%,并引入整体复位信号,解决了GOA末行失效问题。在量产产品中首次提出并应用TFT散热设计,GOA寿命提升一倍以上,实现了全尺寸氧化物产品覆盖。
功能集成业内领先
设计高透叠层模型和高透动态补偿柱状隔垫物方案、开发源极驱动信号多路转化技术(MUX)、氧化物触控集成(Oxide Full In Cell)技术和智能同步驱动(Smart Sync Driving)充电补偿方案,实现了高刷新率、高分辨率氧化物显示技术集成,在业内率先实现了110英寸8K 120Hz氧化物GOA量产。
京东方 110英寸 Oxide 8K 120Hz 显示屏
基于强大的技术创新力赋能,京东方在半导体氧化物显示技术在量产产品形态上的分布,从手机产品到超大的110英寸的电视产品,从10 Hz的低频驱动产品到500Hz+的高频驱动产品,从非触屏到集成度更高的Full In Cell触屏技术,基本实现了主流市场产品的全覆盖,引领了全球半导体显示行业的发展。
京东方 27英寸氧化物 FHD 500Hz+显示屏
未来,京东方将秉承“屏之物联”创新之路,不断提升半导体显示性能,大力推进氧化物技术搭配低频驱动技术的普及应用,赋能绿色经济,不断提升显示产品的能效,持续为用户推出更美、更节能的显示产品,引领显示产业为节能减排和“碳达峰”做出重要贡献。