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01 柔性O(shè)LED屏幕的優(yōu)勢
柔性智能手機(jī)的發(fā)展基本是這三個階段:
· 柔性O(shè)LED屏幕:可以自發(fā)光,通過自發(fā)光可以實(shí)現(xiàn)極佳的圖像質(zhì)量,顯色自然且沒有藍(lán)光的危害;屏幕可以靈活運(yùn)用,可彎曲、折疊;柔性輕薄、不發(fā)熱、手感舒適,符合手機(jī)發(fā)展需求。
· 柔性O(shè)LED曲面屏:曲面屏手機(jī)屏幕側(cè)邊彎曲的弧度設(shè)計(jì),大大提高了手機(jī)屏幕的屏占比,增大了可視角度。與直面屏相比,曲面屏的視覺效果、握持度和操作性都更好。
· 柔性O(shè)LED折疊屏:折疊屏手機(jī)是智能手機(jī)新的發(fā)展形態(tài),使手機(jī)也能擁有平板的特性;兼具辦公和通訊娛樂功能,可享受大屏體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用;開合方便,易于攜帶。
02 柔性O(shè)LED面板主要工藝流程
1、ITO基板預(yù)處理
ITO作為陽極,通常是制作TFT背板的過程中已經(jīng)成膜完畢。基板表面的平整度、清潔度都會影響有機(jī)薄膜材料的生長情況和OLED性能,因此必須對ITO表面進(jìn)行嚴(yán)格清洗。
2、EL成膜
經(jīng)過ITO基板預(yù)處理后制備OLED材料包括有機(jī)小分子、高分子聚合物、金屬及合金等。大部分有機(jī)小分子薄膜通過真空熱蒸鍍來制備,可溶性有機(jī)小分子和聚合物薄膜可通過更為簡單、快速和低成本的溶液法制備,先后開發(fā)出了旋涂法、噴墨打印、激光轉(zhuǎn)印等技術(shù)。金屬及合金薄膜通常采用真空熱蒸鍍來制備。下面重點(diǎn)介紹真空熱蒸鍍和噴墨打印兩種工藝。
(1)真空熱蒸鍍 :指在真空中通過電流加熱、電子束轟擊和激光加熱等方式,使被蒸鍍材料蒸發(fā)成原子或分子,它們隨即以較大的自由程作直線運(yùn)動,碰撞基片表面而凝結(jié)形成薄膜。蒸鍍成膜的具體位置由Fine Metal Mask(FMM,即高精細(xì)金屬掩模板)來進(jìn)行控制。
蒸鍍工藝對真空度、成膜厚度、FMM對位以及物料傳輸過程中的雜質(zhì)控制有嚴(yán)格要求。目前蒸鍍工藝在各種EL成膜方式中設(shè)備、技術(shù)成熟度最高,它可以用來制備注入層、傳輸層、發(fā)光層和陰極材料。它的缺點(diǎn)是成膜速度慢、有機(jī)材料利用率低、大尺寸成膜均勻性不佳。因此蒸鍍工藝主要用于中小尺寸的OLED器件制備。
(2)噴墨打印 :指預(yù)先將各種不同的有機(jī)功能層材料制成墨水灌裝到墨盒,利用計(jì)算機(jī)將圖形信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,并控制噴嘴的移動和墨滴的擠出,墨滴噴射到相應(yīng)位置形成所需圖案,從而實(shí)現(xiàn)精確、定量、定位沉積,完成最終的印制品。噴墨打印可用于制備空穴傳輸層、發(fā)光層以及陰極材料,其他膜層仍需借助蒸鍍工藝完成,全膜層噴墨打印技術(shù)正在研發(fā)中。與蒸鍍相比,噴墨打印工藝簡單,大幅提升材料利用率,適用于制備大尺寸OLED器件。未來,隨著打印技術(shù)的成熟和大規(guī)模應(yīng)用,OLED的制造成本可大幅度降低。
噴墨打印相關(guān)技術(shù)中,高分子聚合物墨水的研制最為重要,因?yàn)閲姵鲆旱蔚木鶆蛐灾饕Q于墨水的物理特性。目前由于墨水配方和打印工藝不夠穩(wěn)定,容易造成EL性能、均勻性和信賴性不佳,這是噴墨打印急需解決的技術(shù)難題。
3、封裝工藝
為防止水氧和灰塵進(jìn)入OLED顯示器件內(nèi)部而導(dǎo)致其壽命和性能下降,發(fā)展OLED封裝工藝很有必要。目前常見的封裝技術(shù)為玻璃或金屬蓋板封裝,以及薄膜封裝。
(1)傳統(tǒng)的蓋板封裝:是在充滿惰性氣體的環(huán)境下,用紫外光固化膠將OLED玻璃和玻璃蓋板或金屬蓋板粘接,從而將夾在蓋板、基板間的有機(jī)層和電極密封,隔絕外界的水氧與灰塵。蓋板封裝的缺點(diǎn)是金屬蓋板易翹曲變形,而玻璃蓋板易碎,且不適合發(fā)展柔性O(shè)LED技術(shù)。
(2)薄膜封裝:通過沉積一定厚度的薄膜保護(hù)層來替代蓋板封裝,是目前主流的OLED封裝工藝。薄膜封裝包括無機(jī)薄膜封裝、有機(jī)薄膜封裝以及有機(jī)/無機(jī)層交疊的復(fù)合封裝等。薄膜封裝通常依靠PECVD(離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積,即借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離,在局部形成等離子體,而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng),很容易發(fā)生反應(yīng),在基片上沉積出所期望的薄膜)方式實(shí)現(xiàn),但隨著柔性O(shè)LED的興起與輕薄化的要求,對封裝層的厚度也要求越來越薄。在較小的厚度下實(shí)現(xiàn)良好的致密度,從而獲得優(yōu)秀的水氧阻隔性能,這對工藝技術(shù)要求很高。目前行業(yè)內(nèi)在檢討采用ALD(原子層沉積,即一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法,類似于普通的化學(xué)沉積)工藝達(dá)到上述效果。
雖然,以上一些柔性O(shè)LED屏幕技術(shù),僅僅是個科普試驗(yàn),但是對于柔性屏的未來應(yīng)用已經(jīng)十分引人入勝。國產(chǎn)柔性屏幕的品質(zhì)已經(jīng)具備,但是柔性屏智能終端的面世,還需要整個產(chǎn)業(yè)的努力,如電池、PCB、保護(hù)玻璃等部件都需要實(shí)現(xiàn)柔性化。
要點(diǎn)
· 2021年,OLED顯示屏有望占到智能手機(jī)顯示屏的40%,這將使OLED成為智能手機(jī)顯示屏的主流。LTPS TFT LCD占比將從2020年的37.7%下降到2021年的31.4%,a-Si TFT LCD占比將從2020年的33%下降到2021年的28.7%。
· 蘋果已經(jīng)在Apple Watch中使用了LTPO背板的OLED。從2021年開始,蘋果可能會要求三星顯示和樂金顯示等iPhone OLED面板廠商提供LTPO背板的OLED面板。
· Omdia預(yù)測,從2024年起,采用LTPO背板的柔性O(shè)LED將超過采用LTPS背板的柔性O(shè)LED。
另一方面,三星顯示從2020年開始量產(chǎn)LTPO背板的柔性O(shè)LED。LTPO,或HOP(hybrid oxide polysilicon),在光刻工藝上需要更多的步驟,這將影響良率和產(chǎn)量;因此生產(chǎn)成本較高。不過,LTPO可以將OLED顯示屏的功耗降低15-20%。
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