23 11月 2017 10:00

23 11月 2017 10:00

柔性OLED面板的制造工艺更加复杂:

1. Preparing the carrier glass <准备载运用玻片> 

2. Making the polyimide (PI) substrate on the carrier glass <将聚酰亚胺(PI)基板装于载玻片上> 

3. LTPS TFT patterning (as a backplane) <LTPS TFT数组(作为背板)>

4. Fine Metal Mask (FMM) pixel pattern through evaporation <通过蒸镀产生精细金属掩模(FMM)像素图案>

5. Cathode patterning through evaporation <通过蒸镀进行阴极图案化> 

6. Thin film encapsulation <薄膜封装> 

7. Y-OCTA (touch sensor pattern on the thin film encapsulation layer) patterning

<Y-OCTA(薄膜封装层上的触摸传感器涂层)涂层> 

8. Laser lift-off (LLO) to cut into panel <激光剥离(LLO)切割面板> 

9. OLED driver IC bonding, especially on chip-on-film (COF) or chip-on-plastic (COP)

<OLED驱动芯片贴合,特别是覆晶薄膜(COF)或塑料芯片(COP)> 

10. OLED polarizer and cover lens lamination (with the sub-process of cover glass tempering, cutting, thermal formation, and deco film lamination)

<OLED偏光片和保护玻璃贴合(包括保护玻璃强化,切割,热成型和deco膜层压)

 

虽然刚性OLED和柔性OLED制造工艺都需10个步骤,但是其中有着至关重要的不同,如PI基板和载体玻璃,封装方法,切割和触摸传感器涂层。

IHS Markit表示这些差异对于面板制造商,甚至已经成功造出刚性AMOLED的厂商来说都是具有挑战性的。换言之,柔性AMOLED的稳定性和良品率都将受到这些独特工序的影响而不能保证。

以下我们列出了刚性OLED和柔性OLED制造工艺所分别遭遇的几项挑战并予以说明

关键设备


刚性AMOLED的关键设备是用于有机材料蒸镀和LTPS背板退火。对于柔性AMOLED来说,该设备当然是重要的,但另一个关键设备是用于薄膜封装(TFE)。由于柔性特质,它需要TFE来阻止外部水分和空气中微尘污染。TFE设备的成熟设备供应商有限。购买和处理该设备对新面板厂来说是一个挑战。

 

基板


刚性AMOLED使用平板玻璃基板,但柔性AMOLED使用聚酰亚胺基板。差异在于透光率,薄膜,柔性面板需要额外的玻璃载体以便在通过LLO(激光剥离) 处理后移去。

 

背板


为了驱动AMOLED,需要一个TFT背板。尽管目前的AMOLED制造商都是经验丰富的TFT液晶显示器厂商,但是过程的变化以及背板阵列过程的微妙差异也带来了挑战。刚性AMOLED和柔性AMOLED都需要一个LTPS背板。对于背板来说,挑战在于电子迁移率透射率和具有柔性特性的处理。

 

发光层


有机发光层是另一个瓶颈,它采用红色和绿色磷光。正如我们在《OLED显示市场追踪报告(OLED Display Market Tracker)》中所分析的那样,各种有机发光材料的使用寿命和处理对面板厂商来说是一个难题。发光效率也是关键。

 

彩色涂层


目前,FMM(精细金属掩模蒸镀)是彩色涂层最成熟的方法。蒸镀设备制造商对于柔性AMOLED工厂的巨额投资扮演一个不可或缺的角色。量产AMOLED需要大量的蒸镀机台且价格昂贵。它们可以由5-10个真空集群工具组成,通过芯片传输腔体连接,长度可能超过100米。

佳能Tokki是三星首选的AMOLED设备供应商,因为它拥有目前最大的用户群,然而其他有八家以上公司也在提供蒸镀设备。许多设备公司正在制造或开发AMOLED蒸镀技术。其中一些公司更侧重于通过一般的掩膜来实行白色OLED蒸镀,一些公司采用RGB精细金属掩模(FMM),有些则两种方式皆有。这些公司包括佳能Tokki,ULVAC,YAS,SFA,Sunic,SNU,Invenia,Jusung工程公司,以及一些在美国设计的FPD真空沉积设备制造商等。

在RGB AMOLED中,传统的方法是使用FMM对子像素进行蒸镀涂层。掩膜被用几次就需进行清洁。此外,原始有机材料则需要定期补充。真空室和使用的有机材料需要相当大量的清洁和维护。为了保持机器以高效率运行,可能将真空室直接设计在整套蒸镀机器设备当中。例如,以红色发光有机材料工序为例,整套蒸镀机器设备当中可能有同时安装了两个红色发光有机材料的沉积室,以便一个可以进行维护,而另一个可以仍然运行生产。这使得整套蒸镀机器设备利用率始终保持在相对较高的水平并符合生产循环时间的要求。因此,这些机器变得非常大。一座Half Gen 6工厂的蒸镀生产线就将超过100米长。而且设备价格也相当高昂。面板制造商购买的蒸镀生产线数量将取决于机器的产量和工厂产能。对于一座每月生产3万片基板的Half Gen 6工厂来说,所需的蒸镀机台为2-4个蒸镀设备。

 

封装


刚性AMOLED使用平板玻璃,有时也使用TFE(薄膜封装)。然而,对于柔性AMOLED面板来说,TFE是唯一符合柔性特质的材料。TFE是一个关键的工艺,必须考虑多个方面,包括WVTR,耐温性,柔韧性和成本。

 

触控面板


触控面板和保护玻璃是生产柔性AMOLED面板的另一个挑战。整个触摸屏行业已被Apple的in-cell大趋势所改变,因此嵌入式触控技术得到普及。而由于柔性显示的流行,触摸屏行业或将再次发生变化。在刚性OLED面板中,触控面板结构既可on-cell也可以in-cell。而柔性OLED面板,它的触摸屏结构是从塑料膜上的触摸传感器面板(TSP)演变到偏光器上的TSP,IHS Markit 认为最终将变成Y‑OCTA,也就是以on-cell的方式直接在TFE上制作TSP。

此外,苹果已经申请了多项嵌入式触控解决方案专利。除了LCD外,这些解决方案还有望应用于未来柔性AMOLED技术。虽然面板厂商有他们首选的on-cell触摸传感器位置,但Apple可能会在2017年采用自己的技术,将触摸传感器放置在偏光板端。虽然Apple的方式不同,但我们看到三星显示坚持使用Y OCTA on-cell方式。换句话说,柔性AMOLED触控具备多种解决方案,包括塑料G1F,AP1F,film-on-cell,TFE-on-cell (Y‑OCTA)等。每个解决方案具有不同的工艺,触摸传感器涂层,厚度,透光率和柔韧性。因此,柔性显示的触控技术是另一个重要的方面,它由AMOLED面板制造商决定而不是触摸屏或保护玻璃制造商决定。

 

保护玻璃


每个移动设备都需要一个保护玻璃。对于刚性AMOLED来说,它像温和的钢化玻璃般较为简单。但是对于柔性AMOLED来说,它必须具有可弯曲外形的柔韧性。因此,它必须同时具备强度,厚度,透光率和柔韧性。

IHS Markit表示, 以上便是柔性OLED制造工艺所分别遭遇的几项挑战, 对于许多中国国内的柔性AMOLED 面板厂而言, 建厂之后方是挑战的开始, 尤其这些要素 (如关键设备,保护玻璃,触控面板, 封装,彩色涂层,发光层,背板,基板,关键设备等)都必须一一克服方能达到顺利量产, 而量产之后则会面临来自韩国较为成熟的柔性AMOLED 成本竞争,可谓任重而道远。但同时,过去在液晶以及刚性AMOLED 生产所累积的经验将是不可或缺的。

 
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