柔性OLED屏幕的未来发展优势与生产工艺

 01 柔性OLED屏幕的优势

柔性智能手机的发展基本是这三个阶段：

· 柔性OLED屏幕：可以自发光，通过自发光可以实现极佳的图像质量，显色自然且没有蓝光的危害；屏幕可以灵活运用，可弯曲、折叠；柔性轻薄、不发热、手感舒适，符合手机发展需求。

· 柔性OLED曲面屏：曲面屏手机屏幕侧边弯曲的弧度设计，大大提高了手机屏幕的屏占比，增大了可视角度。与直面屏相比，曲面屏的视觉效果、握持度和操作性都更好。

· 柔性OLED折叠屏：折叠屏手机是智能手机新的发展形态，使手机也能拥有平板的特性；兼具办公和通讯娱乐功能，可享受大屏体验，实现一机多用；开合方便，易于携带。

02 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。

虽然，以上一些柔性OLED屏幕技术，仅仅是个科普试验，但是对于柔性屏的未来应用已经十分引人入胜。国产柔性屏幕的品质已经具备，但是柔性屏智能终端的面世，还需要整个产业的努力，如电池、PCB、保护玻璃等部件都需要实现柔性化。

要点

· 2021年，OLED显示屏有望占到智能手机显示屏的40%，这将使OLED成为智能手机显示屏的主流。LTPS TFT LCD占比将从2020年的37.7%下降到2021年的31.4%，a-Si TFT LCD占比将从2020年的33%下降到2021年的28.7%。

· 苹果已经在Apple Watch中使用了LTPO背板的OLED。从2021年开始，苹果可能会要求三星显示和乐金显示等iPhone OLED面板厂商提供LTPO背板的OLED面板。

· Omdia预测，从2024年起，采用LTPO背板的柔性OLED将超过采用LTPS背板的柔性OLED。

另一方面，三星显示从2020年开始量产LTPO背板的柔性OLED。LTPO，或HOP（hybrid oxide polysilicon)，在光刻工艺上需要更多的步骤，这将影响良率和产量；因此生产成本较高。不过，LTPO可以将OLED显示屏的功耗降低15-20%。

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