柔性OLED屏幕的未來應用優勢與生產工藝

發布時間:2021-06-04發布部門:市場部

01 柔性OLED屏幕的優勢


柔性智能手機的發展基本是這三個階段:


  • 柔性OLED屏幕:可以自發光,通過自發光可以實現極佳的圖像質量,顯色自然且沒有藍光的危害;屏幕可以靈活運用,可彎曲、折疊;柔性輕薄、不發熱、手感舒適,符合手機發展需求。

  • 柔性OLED曲面屏:曲面屏手機屏幕側邊彎曲的弧度設計,大大提高了手機屏幕的屏占比,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OLED折疊屏:折疊屏手機是智能手機新的發展形態,使手機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,實現一機多用;開合方便,易于攜帶。



02 柔性OLED面板主要工藝流程


1、ITO基板預處理


ITO作為陽極,通常是制作TFT背板的過程中已經成膜完畢?;灞砻娴钠秸?、清潔度都會影響有機薄膜材料的生長情況和OLED性能,因此必須對ITO表面進行嚴格清洗。


2、EL成膜


經過ITO基板預處理后制備OLED材料包括有機小分子、高分子聚合物、金屬及合金等。大部分有機小分子薄膜通過真空熱蒸鍍來制備,可溶性有機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,先后開發出了旋涂法、噴墨打印、激光轉印等技術。金屬及合金薄膜通常采用真空熱蒸鍍來制備。下面重點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。蒸鍍成膜的具體位置由Fine Metal Mask(FMM,即高精細金屬掩模板)來進行控制。


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控制有嚴格要求。目前蒸鍍工藝在各種EL成膜方式中設備、技術成熟度最高,它可以用來制備注入層、傳輸層、發光層和陰極材料。它的缺點是成膜速度慢、有機材料利用率低、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 :指預先將各種不同的有機功能層材料制成墨水灌裝到墨盒,利用計算機將圖形信息轉化為數字信號,并控制噴嘴的移動和墨滴的擠出,墨滴噴射到相應位置形成所需圖案,從而實現精確、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正在研發中。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,隨著打印技術的成熟和大規模應用,OLED的制造成本可大幅度降低。


噴墨打印相關技術中,高分子聚合物墨水的研制最為重要,因為噴出液滴的均勻性主要取決于墨水的物理特性。目前由于墨水配方和打印工藝不夠穩定,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難題。


3、封裝工藝


為防止水氧和灰塵進入OLED顯示器件內部而導致其壽命和性能下降,發展OLED封裝工藝很有必要。目前常見的封裝技術為玻璃或金屬蓋板封裝,以及薄膜封裝。


(1)傳統的蓋板封裝:是在充滿惰性氣體的環境下,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、基板間的有機層和電極密封,隔絕外界的水氧與灰塵。蓋板封裝的缺點是金屬蓋板易翹曲變形,而玻璃蓋板易碎,且不適合發展柔性OLED技術。


(2)薄膜封裝:通過沉積一定厚度的薄膜保護層來替代蓋板封裝,是目前主流的OLED封裝工藝。薄膜封裝包括無機薄膜封裝、有機薄膜封裝以及有機/無機層交疊的復合封裝等。薄膜封裝通常依靠PECVD(離子體增強化學氣相沉積,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,而等離子體化學活性很強,很容易發生反應,在基片上沉積出所期望的薄膜)方式實現,但隨著柔性OLED的興起與輕薄化的要求,對封裝層的厚度也要求越來越薄。在較小的厚度下實現良好的致密度,從而獲得優秀的水氧阻隔性能,這對工藝技術要求很高。目前行業內在檢討采用ALD(原子層沉積,即一種可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法,類似于普通的化學沉積)工藝達到上述效果。


雖然,以上一些柔性OLED屏幕技術,僅僅是個科普試驗,但是對于柔性屏的未來應用已經十分引人入勝。國產柔性屏幕的品質已經具備,但是柔性屏智能終端的面世,還需要整個產業的努力,如電池、PCB、保護玻璃等部件都需要實現柔性化。


要 點:


2021年,OLED顯示屏有望占到智能手機顯示屏的40%,這將使OLED成為智能手機顯示屏的主流。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。有關機構預測,從2024年起,采用LTPO背板的柔性OLED將超過采用LTPS背板的柔性OLED。



另一方面,三星顯示從2020年開始量產LTPO背板的柔性OLED。LTPO,或HOP(hybrid oxide polysilicon),在光刻工藝上需要更多的步驟,這將影響良率和產量;因此生產成本較高。不過,LTPO可以將OLED顯示屏的功耗降低15-20%。



來源:模切之家、柔性電子世界,侵刪

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