近期蘋果宣布使用三星OLED屏幕和三星宣布制造出全球首部可伸展的AMOLED屏幕、以及國內各大面板制造廠商遍地開花建造OLED生產線等等,行業OLED產品的飛速發展,注定今年會是OLED顯示技術發展不平凡的一年。
從iPhone從問世至今一直在用LCD液晶屏。而OLED屏幕在手機產品中被我們熟知,還要從2010年三星GalaxyS系列手機產品開始說起。那時OLED屏幕相比LCD屏幕,有更廣的色域,更高的對比度。起初OLED屏幕在手機產品中的應用,起初一直有過于艷麗、亮度低、偏色,甚至顆粒感強的惡名。不過從去年GalaxyS6開始,三星的OLED屏幕,在色準、亮度等方面,完全有了與主流LCD一較高下的能力,同時色域、對比度仍保持絕對優勢。加上從結構上來看,OLED屏幕更利于做薄和做成柔性、曲面結構。這也不難理解為什么目前面板屏幕制造和手機生產商大力發展OLED的原因。
相對手機屏幕使用OLED技術的不同,在大屏的電視、顯示器領域,采用OLED面板的產品價格仍舊居高不下,這與OLED面板的技術難度、良率低,導致成本更高有莫大關聯。OLED屏幕在手機行業取代LCD屏幕似乎是個趨勢,但在大屏幕市場,似乎還得費更多功夫。
蒸鍍在OLED制造工藝中應用,它的好壞直接影響到OLED屏幕顯示,另外,目前主要蒸鍍關鍵技術和設備掌握在日本廠家手中(據了解,OLED屏制造的代表——三星,它使用的蒸鍍機就是佳能旗下的子公司——CanonTokki。),且市場蒸鍍設備也不多,這也是OLED屏幕成本高的一個重要原因。
什么是OLED顯示技術的蒸鍍?——真空蒸鍍
這里蒸鍍就是真空中通過電流加熱,電子束轟擊加熱和激光加熱等方法,使被蒸材料蒸發成原子或分子,它們隨即以較大的自由程作直線運動,碰撞基片表面而凝結,形成薄膜。
真空蒸鍍在OLED顯示技術的應用和實現概述
主要應用于RGB(紅綠藍)三色排列的典型OLED屏幕。我們所知蒸鍍是OLED制造工藝的精華部分,而且不僅是發光材料,金屬電極等等之類也是這么蒸上去的。但實際操作還是非常復雜的,比如如何控制像素區域,像素要怎么對齊,還有控制蒸上去的薄膜厚度,什么前處理、蒸鍍室的真空度等。
從OLED顯示特性,我們知道它與LCD顯示相比不同,其中一個重要區別就是OLED的自發光特性。就好比OLED屏擁有一個個會自己發光的紅綠藍 “燈泡”組成。我們可以通俗的比喻,通過蒸鍍機把OLED屏幕每個像素“燈泡”蒸在ITO玻璃基板上。
OLED典型結構是在ITO玻璃上制作一層幾十納米厚的發光材料——也就是人們通常所說OLED屏幕像素自發光材料,發光層上方有一層金屬電極,電極加電壓,發光層產生光輻射;從陰陽兩級分別注入電子和空穴,被注入的電子和空穴在有機層傳輸,并在發光層復合,激發發光層分子產生單態激子,單態激子輻射衰減發光。
當然了,具體到整塊面板,結構也就復雜很多,包括次像素間需要隔離柱、絕緣層之類。AMOLED則還有TFTbackplane這種控制每個像素開關的東西。
因此,我們通俗比喻蒸鍍過程,就是真空腔室內,把ITO玻璃基板放置在可加熱的旋轉樣品托架上,然后放把火在下面燒坩堝(當然不是真的放把火),你看到的發光材料—紅綠藍三色燈泡(當然不是真的燈泡)就這么蒸上去了。
了解蒸鍍在OLED的工藝流程中的環節
OLED按驅動方式主要分為:被動方式—PMOLED和主動方式—AMOLED。其中PMOLED結構相比AMOLED簡單,在工藝流程大體相似,主要是PMOLED沒有像AMOLED在屏幕中加裝TFT和電容層。如下通過參考PMOLED工藝流程圖了解OLED生產的蒸鍍環節。
可折疊伸展式AMOLED蒸鍍難點
AMOLED之所以受到重視,除了擁有自發光的特性以及鮮艷色彩之外,它可做成可撓曲的折疊伸展屏幕也是一個重要特點。但研究機構或是業界人士,都認為設備和技術是搶進AMOLED的廠商最容易碰到的問題,設備投資金額太大,回收不易;技術方面,主要是蒸鍍與封裝。
在蒸鍍過程中,目前最廣泛被使用的方式為精細金屬光罩(FineMetalMask),主要問題就是FMM在大尺寸時會有彎曲下垂的問題,且畫素有所限制。在高解析度狀況下,目前則多使用Pentile解決光罩限制。
根據Displaysearch研究,綜觀目前5.5代線以及8代線,垂直掃描光罩(VerticalScanningMak)將是重要指標,韓國廠商正與設備商如火如荼進行中。垂直掃描在大尺寸面板蒸鍍時可避開變形問題,而且不用切割是優勢,但這個方法仍不完美,未來大尺寸的蒸鍍應該還是要使用雷射或Injeck技術,韓廠當然不會錯過研發機會,但真正可量產的時間仍不明。
(審核編輯: 林靜)
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