OLED蒸鍍工藝下的高世代線難題 OLED大尺寸技術(shù)將革新

近日，面板產(chǎn)業(yè)界傳出消息稱，原來糾結(jié)于OLED蒸鍍工藝和OLED印刷工藝的兩塊陣營，都同時(shí)看上了無FMM的高開口率光刻技術(shù)，來替代FMM模塊和印刷控制模塊。

目前由于印刷OLED的量產(chǎn)工藝仍然卡在印刷控制模塊上，所以行業(yè)量產(chǎn)OLED面板產(chǎn)線，除日本JOLED外，全部都是采用蒸鍍工藝。而這些OLED面板廠商里，除了掌握成熟工藝參數(shù)模型的三星顯示和LGD外，其它OLED面板產(chǎn)線遲遲無法盈利的很大一部分原因，都是因?yàn)镺LED的有機(jī)發(fā)光層需要通過蒸鍍工藝來實(shí)現(xiàn)，蒸鍍環(huán)節(jié)所帶來的生產(chǎn)效率、良率遲遲沒法突破有關(guān)。 ?

OLED蒸鍍工藝下的高世代線難題

蒸鍍工藝屬于一種介于網(wǎng)板印刷和低壓低溫傳輸鍍的綜合工藝，因此同時(shí)兼有網(wǎng)板印刷的低開口率、低功能純凈率，以低壓低溫傳輸鍍的鍍層疏松、性能穩(wěn)定差等行業(yè)共性缺點(diǎn)，因此OLED的成膜與老化工藝，幾乎占據(jù)了OLED量產(chǎn)的大部分行業(yè)資源。 ? 而且現(xiàn)有的蒸鍍工藝都離不開FMM這塊掩模板，為了防止子像素（SubPixel）之間出現(xiàn)混色現(xiàn)象，以及FMM掩模板本身的強(qiáng)度需要，F(xiàn)MM各個(gè)像素成型孔間需要保留較大的間隙，導(dǎo)致現(xiàn)在的OLED各個(gè)像素中實(shí)際發(fā)光的部分（開口率）較小，限制了OLED的發(fā)光亮度和使用壽命。 ? FMM掩模板還有個(gè)致命的難題是，制造FMM的關(guān)鍵材料Invar合金僅有日本日立金屬（HitachiMetals）一家企業(yè)生產(chǎn)，而且還不能大面積拼接，為了避免蒸鍍期間FMM變形，目前6代產(chǎn)線已經(jīng)差不多是FMM的極限尺寸。 ? 因此想要往8代以上的產(chǎn)線擴(kuò)展這種工藝，要么采用LGD的白光OLED+RGB濾色片方案，要么只能把8代基板分切成FMM的極限尺寸范圍內(nèi)再進(jìn)行蒸鍍，只能省下部分背板制程成本，8代產(chǎn)線對(duì)于蒸鍍環(huán)節(jié)的產(chǎn)能和良率改善沒有任何幫助。 ? 同時(shí)，F(xiàn)MM掩模板的使用周期也很短，當(dāng)FMM掩膜板在蒸鍍過程鍍上了較厚的OLED發(fā)光物后，為了防止這些鍍層脫落，以及鍍層累積帶來的FMM像素過孔面積減少超過公差值，不同的OLED面板產(chǎn)線都得根據(jù)自己的蒸鍍工藝，制定出蒸鍍多少片產(chǎn)品后，就需要停機(jī)拆卸掉FMM掩模板來進(jìn)行清洗，由于清洗工藝要用到大量的化工溶劑，不但會(huì)浪費(fèi)大量的OLED發(fā)光材料，而且還在環(huán)境排放上造成巨大的資源投入。 ? 為了解決這個(gè)行業(yè)難題，OLED產(chǎn)業(yè)鏈廠商一直在尋找各種不同的解決方案，其中借鑒目前面板行業(yè)工藝最相近，量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)最豐富的RGB彩色濾光膜制程，來改進(jìn)OLED發(fā)光層的制作，是行業(yè)認(rèn)為最容易實(shí)現(xiàn)的方式。 ?

OLED大尺寸技術(shù)革新：無FMM的高開口率光刻技術(shù)

OLED發(fā)光層和RGB彩色濾光膜一樣，都是制作精準(zhǔn)的子像素尺寸，并且有防子像素串色機(jī)制，同時(shí)也都是高分子材料，只要引入合適光引發(fā)劑，或者研發(fā)出非接觸式刻蝕工藝，就能完美解決OLED發(fā)光層的子像素制作難題。 ? 光刻或其它非接觸式蝕刻技術(shù)同時(shí)在精度上與FMM掩模板工藝相比，完全提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)別，像素開口率最高可達(dá)90以上，遠(yuǎn)高于現(xiàn)在開口率30不到FMM掩模板工藝。對(duì)于OLED發(fā)光層來講，開口率的提高就意味著發(fā)光亮度的增加，也意味著同樣的亮度下，驅(qū)動(dòng)電源的功率可以大幅降低，從而極大地提升了OLED發(fā)光層的工作時(shí)長，讓整個(gè)器件的使用壽命得到了極大的提升。 ? 而且光刻或其它非接觸式蝕刻技術(shù)還有個(gè)最大的特點(diǎn)，就是不再限制OLED面板的基板尺寸，一旦該工藝突破，完全可以兼容現(xiàn)在的8代至11代面板產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)真正的大規(guī)模量產(chǎn)。 ? 因此光刻或其它非接觸式蝕刻技術(shù)在OLED發(fā)光層上的應(yīng)用，不但解決了OLED發(fā)光層制作工序的產(chǎn)能、良率難題，也解決了OLED面板產(chǎn)線升級(jí)難題，還對(duì)OLED發(fā)光層的性能進(jìn)行了優(yōu)化，其功能性遠(yuǎn)高于現(xiàn)在的FMM掩模板工藝。 ? 隨著行業(yè)里各路人馬顯神通，這種工藝近期還真取得了突破，日本顯示器公司（JDI）于5月13日官網(wǎng)宣布稱，在世界上首次建立了以無掩膜蒸鍍與光刻相結(jié)合方式形成像素的“eLEAP”量產(chǎn)技術(shù)。eLEAP克服了OLED和液晶顯示屏的弱點(diǎn)，有望為顯示設(shè)備帶來革命性飛躍。JDI還宣布稱將于本年度開始樣品供貨，之后會(huì)有計(jì)劃分階段地增加供貨數(shù)量。 ? JDI發(fā)明“eLEAP”一詞，其解釋為“environment positive（環(huán)境積極）”、“Lithography with maskless deposition（無掩模沉積光刻）”、“Extremelong life, low power，and high luminance（超長壽命、省電、高亮度）”、“Any shape Patterning（任意形狀圖案）”，而且JDI正對(duì)其進(jìn)行專利申請(qǐng)。 ?

? JDI表示已經(jīng)確立了該工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)，在保持現(xiàn)有FMM-OLED的超薄輕量、高對(duì)比度、高速響應(yīng)特征的同時(shí)，還解決了壽命老化問題，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了高孔徑比、高峰值亮度和高清晰度。 ? 事實(shí)上據(jù)美國供應(yīng)商表示，這種JDI雖然走通光刻OLED發(fā)光層制作工藝流程，但是目前看來在量產(chǎn)成本和量產(chǎn)性上仍有一些不足的地方。韓國的供應(yīng)商也表示，如果按照J(rèn)DI這種制作流程，仍然還是采用鍍膜工藝，幾乎每制作一種顏色，都需要封裝一次，并且對(duì)封裝層進(jìn)行拋光后清潔后才可以進(jìn)入到下一套工序，這種頻繁進(jìn)出蒸鍍機(jī)的工藝流程，對(duì)真正量產(chǎn)時(shí)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品良率是不是有幫助，生產(chǎn)成本能不能覆蓋其性能提升帶來的綜合效益，仍有待評(píng)估，但至少給了行業(yè)一條較為清晰的工藝路線，就是發(fā)光層是可以通過光刻工藝來實(shí)現(xiàn)的。 ? 實(shí)際上，OLED面板企業(yè)和OLED材料界更多的還是聚焦于更新OLED的材料配方，找到真正可以完全復(fù)現(xiàn)RGB彩色濾光膜量產(chǎn)工藝的OLED發(fā)光材料，那么就完全能夠使用包括噴墨打印、各種旋轉(zhuǎn)涂布、噴淋涂布、狹縫刮涂、轉(zhuǎn)印、自流平等極低成本的成膜技術(shù)，再通過光刻、等離子蝕刻等經(jīng)濟(jì)的精密圖形加工方式，來大批量低成本的生產(chǎn)OLED顯示器件。 ?

全球面板廠商，共克OLED蒸鍍技術(shù)

不過，事實(shí)上業(yè)界對(duì)于OLED發(fā)光材料的包覆技術(shù)也早有突破，但在如何處理包覆蛋白質(zhì)材料與外界的環(huán)境兼容性方面，仍有一定的難度。 ? 而且高分子材料領(lǐng)域任何一種分子結(jié)構(gòu)的變化，要在全電化環(huán)境下做出系統(tǒng)性的測(cè)試，也并不是一家兩家研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室就能完成，還需要聯(lián)合裝備設(shè)備商、材料商、面板制造商、系統(tǒng)集成商一起來聯(lián)合攻克才行，畢竟能像蘋果這種公司，有能力整合全行業(yè)的實(shí)驗(yàn)室為自己的團(tuán)隊(duì)使用，還有自己獨(dú)特的顯示方案系統(tǒng)平臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)制定能力的企業(yè)，行業(yè)里還能有所建樹，可能就只有特斯拉和微軟了。 ? 不過至少目前的狀況來講，全球面板廠商一起上陣來攻克OLED蒸鍍技術(shù)的趨勢(shì)，對(duì)于提振大多數(shù)遲遲不能盈利OLED面板廠商和相關(guān)投資方信心，還是有著極大的幫助。 ? 至于未來真的有沒有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)OLED顯示技術(shù)替代現(xiàn)有的LCD顯示技術(shù)，還得看OLED發(fā)光材料配方廠商有沒有信心，其實(shí)對(duì)于面板制造行業(yè)來講，大部分量產(chǎn)技術(shù)都已經(jīng)十分成熟，除了理解能力足夠的工程師隊(duì)伍齊備外，還可以優(yōu)化的空間實(shí)在太小了。 ?

編輯：黃飛

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