柔性O(shè)LED，作為半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，越來越受到市場關(guān)注。
咨詢公司DSCC的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前終端市場已發(fā)布的5G手機(jī)中，約83%的手機(jī)采用了OLED屏幕，而折疊屏手機(jī)已經(jīng)成為華為等主要終端廠商5G旗艦機(jī)型的首選。
從顯示面板端來看，柔性顯示面板出貨量也呈上升趨勢。2019年，中國AMOLED面板廠出貨約5600萬片，同比增長133.5%，全球出貨量占比為12％，其中京東方位列全球第二，在國內(nèi)市場，京東方柔性產(chǎn)品出貨量高達(dá)86.7%，保持了行業(yè)領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。
2020年，隨著國家對“新基建”戰(zhàn)略的實(shí)施推進(jìn)，我國的5G商用化和物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)也將提速，作為交互端口的智能手機(jī)也將在人們的日常生活中變得不可或缺，在一線大廠的帶動下，柔性O(shè)LED產(chǎn)品或?qū)CD和剛性O(shè)LED智能手機(jī)市場展開全面滲透。
那么，柔性O(shè)LED為何備受青睞？它有哪些應(yīng)用優(yōu)勢，其制備工藝流程又是怎樣的，本文將做詳解。
01 柔性顯示的應(yīng)用優(yōu)勢
柔性顯示是指使用柔性基板制備成超薄、超輕、可彎曲產(chǎn)品的顯示技術(shù)?；谌嵝燥@示技術(shù)，手機(jī)可以戴在手腕上、平板電腦可以折成小本放進(jìn)口袋，電視也可以像畫軸一樣自由舒卷。
AMOLED（有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管）是一種基于有機(jī)材料的自發(fā)光顯示器件，主要由基板、TFT驅(qū)動陣列和OLED發(fā)光器件（金屬陰極+有機(jī)發(fā)光層+陽極）組成，具有超薄、響應(yīng)速度快、寬視角、高對比度等特點(diǎn)，非常適合柔性顯示。
當(dāng)AMOLED使用聚合物塑料或金屬箔片等柔性基板材料時，具有較強(qiáng)的抗彎曲能力，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)彎曲顯示，甚至折疊顯示，在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備和車載等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
根據(jù)柔性顯示技術(shù)發(fā)展，柔性產(chǎn)品形態(tài)一般經(jīng)歷三個發(fā)展階段：即可彎曲（Bendable）、可折疊（Foldable）和可卷曲（Rollable）。
而近幾年，柔性智能手機(jī)的發(fā)展也基本是這三個階段：
1、柔性可彎曲：實(shí)際上已經(jīng)應(yīng)用到雙弧邊全面屏手機(jī)中。但這種設(shè)計(jì)的目的是為提高屏占比，并未給用戶帶來“可柔”的樂趣。
2、柔性可折疊：它將柔性智能手機(jī)帶入一個新的發(fā)展階段。2019年2月，華為在世界移動通信大會上推出它的首款5G柔性折疊手機(jī)Mate X，這款手機(jī)搭載了京東方8英寸柔性屏幕，沿固定鉸鏈可折疊，使智能手機(jī)兼具平板電腦的特性。這正是柔性折疊技術(shù)賦予智能移動終端的意義：一機(jī)多用，便于攜帶。
3、柔性可卷曲：屏幕可任意卷曲，將顛覆智能終端的固有形態(tài)，打破智能手機(jī)、平板電腦、筆記本、顯示器等產(chǎn)品間的邊界。
2018年，央視頻道的《加油！向未來》節(jié)目中，有一期內(nèi)容專門針對柔性屏設(shè)計(jì)了非?？量痰膶?shí)驗(yàn)條件：1mm半徑卷軸手動卷屏、100℃沸水煮、4噸液壓機(jī)重壓。
但這款由京東方成都柔性6代線提供的5.99英寸的柔性屏幕竟然十分頑強(qiáng)，被“虐”之后完好無損，仍然能正常顯示，讓人嘆為觀止。
雖然，針對柔性卷曲，僅僅是個科普試驗(yàn)，但是對于柔性卷曲的未來應(yīng)用已經(jīng)十分引人入勝。柔性卷曲，國產(chǎn)柔性屏幕的品質(zhì)已經(jīng)具備，但是柔性卷曲智能終端的面世，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。
02 柔性O(shè)LED顯示器件生產(chǎn)工藝
柔性O(shè)LED器件的結(jié)構(gòu)主要有背板（BP）和有機(jī)發(fā)光層（EL）兩部分，對應(yīng)工藝分為三部分，一部分是背板技術(shù)，一部分是EL技術(shù)，最后一部分是封裝，如下圖示。
背板部分，目前柔性AMOLED通常采用LTPS（低溫多晶硅）背板。
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?；灞砻娴钠秸?、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。
03 展望
從上述柔性O(shè)LED的制備工藝可以看出，柔性O(shè)LED工藝比LCD更加復(fù)雜，尤其是高良率的核心蒸鍍工藝，目前仍然主要掌握在韓國廠商手中。
在過去很長一段時間，韓國廠商憑借產(chǎn)能和良率優(yōu)勢，在柔性O(shè)LED市場中具備壟斷優(yōu)勢。
然而，隨著中國大陸地區(qū)投建的11條柔性產(chǎn)線陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，柔性O(shè)LED在全球的市場格局必然會被打破。目前，京東方在成都和綿陽的柔性6代線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其中成都柔性6代線的生產(chǎn)良率已經(jīng)達(dá)到業(yè)內(nèi)較高水平，國產(chǎn)柔性屏幕的競爭力在穩(wěn)步提升。
隨著柔性工藝的成熟，國產(chǎn)柔性屏幕的生產(chǎn)良率會進(jìn)一步提升，在全球市場競爭中或有機(jī)會實(shí)現(xiàn)彎道超車。
