柔性OLED应用优势及制备工艺流程

01 柔性显示的应用优势

       柔性显示是指使用柔性基板制备成超薄、超轻、可弯曲产品的显示技术。基于柔性显示技术，手机可以戴在手腕上、平板电脑可以折成小本放进口袋，电视也可以像画轴一样自由舒卷。

        AMOLED（有源矩阵有机发光二极管）是一种基于有机材料的自发光显示器件，主要由基板、TFT驱动阵列和OLED发光器件（金属阴极+有机发光层+阳极）组成，具有超薄、响应速度快、宽视角、高对比度等特点，非常适合柔性显示。

       当AMOLED使用聚合物塑料或金属箔片等柔性基板材料时，具有较强的抗弯曲能力，可实现动态弯曲显示，甚至折叠显示，在智能手机、可穿戴设备和车载等领域具有广阔的应用前景。

       根据柔性显示技术发展，柔性产品形态一般经历三个发展阶段：即可弯曲（Bendable）、可折叠（Foldable）和可卷曲（Rollable）。

       而近几年，柔性智能手机的发展也基本是这三个阶段：

       1、柔性可弯曲：实际上已经应用到双弧边全面屏手机中。但这种设计的目的是为提高屏占比，并未给用户带来“可柔”的乐趣。

       2、柔性可折叠：它将柔性智能手机带入一个新的发展阶段。2019年2月，华为在世界移动通信大会上推出它的首款5G柔性折叠手机Mate X，这款手机搭载了京东方8英寸柔性屏幕，沿固定铰链可折叠，使智能手机兼具平板电脑的特性。这正是柔性折叠技术赋予智能移动终端的意义：一机多用，便于携带。

        3、柔性可卷曲：屏幕可任意卷曲，将颠覆智能终端的固有形态，打破智能手机、平板电脑、笔记本、显示器等产品间的边界。

02 柔性OLED显示器件生产工艺

      柔性OLED器件的结构主要有背板（BP）和有机发光层（EL）两部分，对应工艺分为三部分，一部分是背板技术，一部分是EL技术，最后一部分是封装，如下图示。

       背板部分，目前柔性AMOLED通常采用LTPS（低温多晶硅）背板。

柔性OLED面板主要工艺流程

1、ITO基板预处理 

       ITO作为阳极，通常是制作TFT背板的过程中已经成膜完毕。基板表面的平整度、清洁度都会影响有机薄膜材料的生长情况和OLED性能，因此必须对ITO表面进行严格清洗。 

2、EL成膜

       经过ITO基板预处理后制备OLED材料包括有机小分子、高分子聚合物、金属及合金等。大部分有机小分子薄膜通过真空热蒸镀来制备，可溶性有机小分子和聚合物薄膜可通过更为简单、快速和低成本的溶液法制备，先后开发出了旋涂法、喷墨打印、激光转印等技术。金属及合金薄膜通常采用真空热蒸镀来制备。下面重点介绍真空热蒸镀和喷墨打印两种工艺。

     （1）真空热蒸镀 ：指在真空中通过电流加热、电子束轰击和激光加热等方式，使被蒸镀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。蒸镀成膜的具体位置由Fine Metal Mask（FMM，即高精细金属掩模板）来进行控制。

       蒸镀工艺对真空度、成膜厚度、FMM对位以及物料传输过程中的杂质控制有严格要求。目前蒸镀工艺在各种EL成膜方式中设备、技术成熟度最高，它可以用来制备注入层、传输层、发光层和阴极材料。它的缺点是成膜速度慢、有机材料利用率低、大尺寸成膜均匀性不佳。因此蒸镀工艺主要用于中小尺寸的OLED器件制备。

     （2）喷墨打印 ：指预先将各种不同的有机功能层材料制成墨水灌装到墨盒，利用计算机将图形信息转化为数字信号，并控制喷嘴的移动和墨滴的挤出，墨滴喷射到相应位置形成所需图案，从而实现精确、定量、定位沉积，完成最终的印制品。喷墨打印可用于制备空穴传输层、发光层以及阴极材料，其他膜层仍需借助蒸镀工艺完成，全膜层喷墨打印技术正在研发中。与蒸镀相比，喷墨打印工艺简单，大幅提升材料利用率，适用于制备大尺寸OLED器件。 未来，随着打印技术的成熟和大规模应用，OLED的制造成本可大幅度降低。

       喷墨打印相关技术中，高分子聚合物墨水的研制最为重要，因为喷出液滴的均匀性主要取决于墨水的物理特性。目前由于墨水配方和打印工艺不够稳定，容易造成EL性能、均匀性和信赖性不佳，这是喷墨打印急需解决的技术难题。

3、封装工艺 

       为防止水氧和灰尘进入OLED显示器件内部而导致其寿命和性能下降，发展OLED封装工艺很有必要。目前常见的封装技术为玻璃或金属盖板封装，以及薄膜封装。

      （1）传统的盖板封装：是在充满惰性气体的环境下，用紫外光固化胶将OLED玻璃和玻璃盖板或金属盖板粘接，从而将夹在盖板、基板间的有机层和电极密封，隔绝外界的水氧与灰尘。盖板封装的缺点是金属盖板易翘曲变形，而玻璃盖板易碎，且不适合发展柔性OLED技术。

     （2）薄膜封装：通过沉积一定厚度的薄膜保护层来替代盖板封装，是目前主流的OLED封装工艺。薄膜封装包括无机薄膜封装、有机薄膜封装以及有机/无机层交叠的复合封装等。薄膜封装通常依靠PECVD（离子体增强化学气相沉积，即借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜）方式实现，但随着柔性OLED的兴起与轻薄化的要求，对封装层的厚度也要求越来越薄。在较小的厚度下实现良好的致密度，从而获得优秀的水氧阻隔性能，这对工艺技术要求很高。目前行业内在检讨采用ALD（原子层沉积，即一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，类似于普通的化学沉积）工艺达到上述效果。

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