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日期:2016-04-07 12:21:08作者:欧阳洋葱来源:爱活网

【新技术研习社】论韩厂与日厂在降低OLED成本方面的技术差异

上个月月初,台湾DigiTimes消息称,按照苹果在台湾供应链的消息源所述,苹果1-2年后推出的iPhone,可能会采用5.8寸的OLED屏幕。也就是2017年或者2018年的iPhone可能就会用上OLED屏幕了。

如果你对显示屏还有那么点了解的话,一定知道iPhone从问世至今一直在用LCD液晶屏。而OLED屏幕在手机产品上的明星化,实际是从2010年三星的Galaxy S一代开始的。OLED屏幕相比LCD屏,色域更广,对比度更是不知比LCD高到哪里去了。

但同时OLED屏幕在手机产品中的应用,起初一直有过于艳丽、亮度低、偏色,甚至颗粒感强的恶名。不过从去年Galaxy S6开始,三星的OLED屏幕,在色准、亮度等方面,完全有了与主流LCD一较高下的能力,同时色域、对比度仍保持绝对优势。加上从结构上来看,OLED屏幕更利于做薄和做成柔性、曲面结构,也就不难理解苹果未来着眼OLED屏幕的决定。

为什么韩系和日系厂造的OLED电视显示效果有差别?OLED电视平民化还要多久?

然而在大屏的电视、显示器领域,采用OLED面板的产品价格仍旧居高不下,这与OLED面板的技术难度、良率低,导致成本更高有莫大关联。OLED屏幕在手机行业取代LCD屏幕似乎是个趋势,但在大屏幕市场,似乎还得费老大一番功夫。

好在为OLED做努力的企业还是不少的,从工艺上下功夫,是OLED未来杀出重围的出路。这次我们为期望了解OLED更多技术细节的同学,准备了长篇的内容,简单谈谈OLED制造工艺中的一个组成部分:蒸镀。以及如松下这样的厂商如何在这部分工艺中做出进一步节省成本的努力,还有索尼是如何改良这个步骤的。

你知道吗?OLED屏幕每个像素“灯泡”都是蒸上去的

延续我们文首提到的那则相关iPhone 8可能采用OLED屏幕的传言。韩国媒体ET News上个月月末提到,在新款iPhone上,三星可能会成为苹果第一大OLED面板供应商,随后是LG、夏普等等,三星在这其中可能占到5-8成的订单份额。

这则消息还提到,LG可能无缘成为第二大供应商,原因是LG的蒸镀装置数量不足,所以OLED面板产量无法满足苹果需要。意思大致也就是,三星的蒸镀机很足量——三星的蒸镀机当然不是他们自己造的,其再上一级供应商乃是Canon Tokki——没错,这是佳能旗下的子公司。所以或许在未来的iPhone 8中,Canon Tokki的蒸镀机将扮演至关重要的角色。

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那么究竟什么是蒸镀?这得从OLED的结构讲起。如上图所示,典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料——也就是人们通常所说OLED屏幕像素自发光材料,发光层上方有一层金属电极,电极加电压,发光层产生光辐射;从阴阳两级分别注入电子和空穴,被注入的电子和空穴在有机层传输,并在发光层复合,激发发光层分子产生单态激子,单态激子辐射衰减发光。

这解释得有些复杂了,不过大致上就是你看到的红绿蓝三个次像素会自己发光就对了。当然了,具体到整块面板,结构也就复杂很多,包括次像素间需要隔离柱、绝缘层之类。AMOLED则还有TFT backplane这种控制每个像素开关的东西。

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这种复杂的结构,靠人手用小刀去微雕是不可能的。如果将这些结构付诸实现,就是制造工艺的问题了。OLED的制造工艺涉及到ITO玻璃洗净、光刻处理之类的东西,都需要很高科技、我们一般人没见过的技术去搞定,总之就是通过光刻就能在基板上形成电极图案、ITO图案、隔离柱图案等等——你可以假想成是有小人用小刀刻上去的……

随后的工艺部分,在OLED面板的制造上才显得至关重要,即蒸镀。真空腔室内,把ITO玻璃基板放置在可加热的旋转样品托架上,然后放把火在下面烧坩埚(当然不是真的放把火),你看到的发光材料就这么蒸上去了。是的,红绿蓝三色灯泡(当然不是真的灯泡)就这么蒸上去了。

说得高大上一点,蒸镀就是真空中通过电流加热,电子束轰击加热和激光加热等方法,使被蒸材料蒸发成原子或分子,它们随即以较大的自由程作直线运动,碰撞基片表面而凝结,形成薄膜。

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可以说,蒸镀是OLED制造工艺的精华部分,而且不仅是发光材料,金属电极等等之类也是这么蒸上去的。虽然我们把蒸镀说得跟蒸馒头一样,但实际操作还是非常复杂的,比如如何控制像素区域,像素要怎么对齐,还有控制蒸上去的薄膜厚度,什么前处理、蒸镀室的真空度等,都不是我们一般人可以参透的。除了蒸镀之外,随后还有点胶、封装、老化、切割、测试等等过程。

实际上,蒸镀也的确是OLED屏幕成本高的一个重要原因,于是LG买不到太多蒸镀机,自然就搞不定iPhone 8的订单。而即便是Canon Tokki,要消化三星那么多订单,本身也就不是很容易的事情。

为什么韩系和日系厂造的OLED电视显示效果有差别?OLED电视平民化还要多久?
(这是PMOLED的典型工艺流程,PMOLED也属于OLED,但结构比AMOLED简单,没有TFT)


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