產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)公司都有信息在說(shuō),三星顯示和LG顯示著手8代蒸鍍機(jī)開(kāi)發(fā),將研究新一代IT用8.5代OLED蒸鍍技術(shù)(IT用OLED是指適用于平板電腦和筆記本電腦等IT產(chǎn)品的OLED)。
SDC是聯(lián)手日本ULVAC進(jìn)行8.5代蒸鍍機(jī)開(kāi)發(fā),LGD則是聯(lián)手韓國(guó)Sunic system進(jìn)行開(kāi)發(fā),而日本DNP也已著手8.5代FMM(Fine Metal Mask)的開(kāi)發(fā)。
SDC為中小尺寸OLED市占率第一的公司,而DNP是獨(dú)供其FMM的廠家,LGD也是中小尺寸OLED主流生產(chǎn)商。
而這些引領(lǐng)全球中小尺寸OLED產(chǎn)業(yè)的廠家著手8.5代OLED開(kāi)發(fā),意味著其商用逐漸可視化。
此趨勢(shì)主要來(lái)自于中小尺寸OLED市場(chǎng)的擴(kuò)大。
此前中小尺寸OLED的增長(zhǎng)主要來(lái)自于手機(jī)應(yīng)用,但隨著手機(jī)市場(chǎng)逐漸趨于飽和,手機(jī)市場(chǎng)的OLED滲透率逐步擴(kuò)大。
面板業(yè)界將目光轉(zhuǎn)向了平板和筆記本電腦市場(chǎng)。
平板和筆記本電腦現(xiàn)主要以LCD為主力,尺寸在10~17英寸,有望成為超越手機(jī)應(yīng)用的更大市場(chǎng)。
但關(guān)鍵在于量產(chǎn)能力和價(jià)格。
雖OLED在色域、應(yīng)答速度、設(shè)計(jì)等方面比LCD更具優(yōu)勢(shì),但良率和價(jià)格是個(gè)大缺點(diǎn)。
為了更具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格,需要切換到8代以上線實(shí)現(xiàn)大批量供應(yīng)。
8.5代線玻璃基板大小為2200*2500mm,而6代線是1500*1850mm。
基板越大,一次可制造出的面板數(shù)量就越多,可節(jié)省制造時(shí)間和成本。
業(yè)界推測(cè)8.5代OLED面板量產(chǎn)約在2023~2024年,截至今年完成8代OLED制造設(shè)備和材料后,2023年開(kāi)始正式跨入量產(chǎn)。
8.5代OLED轉(zhuǎn)換對(duì)標(biāo)的是平板、筆記本電腦和顯示器等IT產(chǎn)品應(yīng)用,將會(huì)加速LCD市場(chǎng)萎縮和OLED市場(chǎng)擴(kuò)大。
大世代的蒸鍍方案花落哪家?
迄今為止,OLED智能手機(jī)等主要使用第6代(1500x1850mm)半切式(G6H)水平蒸鍍技術(shù)。
因此,雖然有觀點(diǎn)認(rèn)為8.5代全切式垂直蒸鍍機(jī)在經(jīng)濟(jì)性方面會(huì)更好,但在設(shè)備開(kāi)發(fā)方面并不容易。
但為了應(yīng)對(duì)不確定性,水平蒸鍍技術(shù)也很有可能同時(shí)開(kāi)發(fā)。
? ? ? 根據(jù)韓媒Thelec報(bào)道,三星顯示最近要求日本Canon Tokki確保開(kāi)發(fā)2臺(tái)IT用8.5代OLED半切(G8.5H)水平方式蒸鍍機(jī)所需的Slot。(Slot是在簽訂購(gòu)買(mǎi)意向書(shū) (LOI)和正式訂單 (PO) 之前的口頭請(qǐng)求)
業(yè)界也對(duì)三星顯示的“確保Slot”要求表示:“這意味著將研究IT用8.5代OLED蒸鍍技術(shù)?!?/p>
“另?yè)?jù)報(bào)道,Canon Tokki一直在正式訂貨時(shí)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和供應(yīng)設(shè)備的立場(chǎng),而不是與三星顯示共同開(kāi)發(fā)蒸鍍機(jī)。因?yàn)椋绻蛘翦儥C(jī)第一大廠商Canon Tokki與三星顯示共同開(kāi)發(fā)設(shè)備的話,今后向其他面板廠商銷(xiāo)售設(shè)備時(shí),合同內(nèi)容中可能會(huì)包含成為絆腳石的條款。Canon Tokki如果想向LG顯示以及京東方等中國(guó)面板廠商銷(xiāo)售8.5代OLED蒸鍍機(jī),最好不受特定面板廠商的約束?!?/p>
水平蒸鍍的痛點(diǎn):重心下垂
三星之所以要嘗試垂直蒸鍍,是因?yàn)槠浒l(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的、廣泛使用的“水平蒸鍍”作業(yè)方法中,8.5代線上高精度精細(xì)金屬掩模(FMM)出現(xiàn)了不可接受的“重心下垂”。
如果通俗的解釋就是,F(xiàn)MM是一張很大、擁有數(shù)千萬(wàn)到數(shù)億(如果面向大量中小尺寸8K屏幕,可能高達(dá)十億)量級(jí)網(wǎng)眼的超精細(xì)、高精度、高平整度、高清潔度的“金屬網(wǎng)”。
而這樣一張F(tuán)MM網(wǎng),在8.5代線這么大的長(zhǎng)寬尺度上,水平放置,由于重力的影響,產(chǎn)生了“平整度問(wèn)題”,即出現(xiàn)了中心點(diǎn)附近的弧度彎曲。
FMM在OLED面板制造過(guò)程中的價(jià)值主要是“形成像素點(diǎn)”、“保持像素點(diǎn)分辨率PPI”、“保證像素點(diǎn)的良率”。
其中,良率指標(biāo)主要包括“沉積性狀的完整”。而沉積性狀中,最大的問(wèn)題是“厚度均勻性”。
一旦,F(xiàn)MM板出現(xiàn)重力變形,顯然整張玻璃基板上的OLED蒸鍍沉積厚度和性狀就會(huì)出現(xiàn)“不一致”的現(xiàn)象。
如果FMM從水平位置變成垂直位置,這種“超薄平板中心凹陷”的重力效應(yīng)就基本會(huì)消失——但是,媒體報(bào)道也指出“業(yè)內(nèi)沒(méi)有垂直沉積的經(jīng)驗(yàn)可循”。
垂直沉積方式,是不是面臨更多的材料、設(shè)備和OLED凝華力學(xué)變化等諸多方面的新問(wèn)題,值得進(jìn)一步觀察。
為什么會(huì)出現(xiàn)“重心下垂”
6代線OLED面板主要面向中小尺寸(目前已有的產(chǎn)品在16寸以下)切割需求;而8.5代線很可能要兼顧15英寸到75英寸的切割尺寸。
從LCD液晶面板到OLED面板的升級(jí)過(guò)程看,行業(yè)面臨的核心技術(shù)就是“均勻的、高可靠的OLED像素沉積”。
無(wú)論像素PPI是多少,基板尺寸多大,F(xiàn)MM的首要的應(yīng)用流程需求就是“高度光潔平整”,這一點(diǎn)是不可回避的問(wèn)題。
而這一點(diǎn)決定了OLED像素蒸鍍沉積的成功率。
在更多面向大尺寸切割的時(shí)候,F(xiàn)MM對(duì)應(yīng)于最終產(chǎn)品切割邊角料部分的“非像素孔隙”的具有更強(qiáng)支撐力結(jié)構(gòu)的部分占比就會(huì)減少。
同時(shí),在大尺寸應(yīng)用中,OLED蒸鍍的像素開(kāi)口也會(huì)更大,F(xiàn)MM板每一個(gè)網(wǎng)眼的跨度也會(huì)增加。
這些因素進(jìn)一步導(dǎo)致8.5代線上OLED蒸鍍用FMM在水平方向上可能出現(xiàn)的重力變形概率增加。
但是,困難再多,都不如“實(shí)踐”來(lái)的最直接:即已經(jīng)實(shí)現(xiàn)8.5代線量產(chǎn)OLED大尺寸面板的LG是怎么做沉積過(guò)程的呢?
早期時(shí)候,LG的8.5代線是采用“四分之一“蒸鍍方案(G8.5Q)的:即其蒸鍍過(guò)程實(shí)際是切割之后的1/4大小8.5代線玻璃基板。
甚至最早的4.5代線OLED面板線,為了降低蒸鍍沉積工藝難度,都用過(guò)四分之一、二分之一切割后蒸鍍沉積的方案。
但是,目前業(yè)界主流6代線已經(jīng)采用”二分之一“蒸鍍方案(G6H),在效率上獲得大幅提升。
不過(guò),業(yè)內(nèi)也還有多種技術(shù)方案探討。
比如,最直接的是增加FMM基板自身的“剛性”;再例如,蒸鍍平臺(tái)增加對(duì)抗重力形變的“預(yù)應(yīng)力、預(yù)結(jié)構(gòu)”等調(diào)節(jié)技術(shù)。
而三星嘗試的“垂直蒸鍍沉積”則是一項(xiàng)可能在成本上最友好的“優(yōu)化流程”方案。
畢竟如果轉(zhuǎn)換一個(gè)方向就能解決問(wèn)題,而又不帶來(lái)新問(wèn)題,比增加FMM剛性或者增加其它技術(shù)手段,要直接和簡(jiǎn)潔的多。
在大尺寸OLED面板線建設(shè)中,三星的“FMM重心下垂”問(wèn)題,其實(shí)是一個(gè)下一代OLED面板必須面對(duì)的“核心性”問(wèn)題。
解決重心下垂,垂直沉積法到底好不好?
與半切式水平蒸鍍機(jī)相比,全切式垂直蒸鍍機(jī)可以減輕 FMM 中心區(qū)域因重量而下垂的現(xiàn)象,因?yàn)閷/G/B OLED 有機(jī)物蒸鍍所需的精細(xì)金屬掩模版 (FMM) 垂直于地面。
此外,全切式垂直蒸鍍?cè)诒∧?a target="_blank">晶體管(TFT)工藝后,基板未進(jìn)行半切的狀態(tài)下蒸鍍有機(jī)物,使整個(gè)過(guò)程可以縮短。 但是垂直蒸鍍的量產(chǎn)性尚未得到驗(yàn)證。
多年來(lái)一直從事蒸鍍?cè)O(shè)備研究韓國(guó)業(yè)界相關(guān)人士稱(chēng)“垂直蒸鍍方式很久以來(lái)就被判定為是不能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的技術(shù)”,并稱(chēng)“美國(guó)設(shè)備廠商Applied Materials在幾年前幾乎無(wú)償?shù)貙⒋怪闭翦冊(cè)O(shè)備轉(zhuǎn)讓給了JDI。
但是我在2019年的新聞中看到,JDI在2019年2季度業(yè)績(jī)發(fā)布中,首次公布了OLED量產(chǎn),稱(chēng)“作為全球首個(gè)垂直蒸鍍方式,本月將開(kāi)始正式量產(chǎn)?!?/p>
該技術(shù)采用韓國(guó)KPS的Mask拉伸機(jī)和PIMS的Open Mask(OMM)以及6代(1500mm x 1850mm) Half Cut的蒸鍍方式。JDI稱(chēng)“垂直方式蒸鍍?cè)O(shè)備相比目前的水平方式蒸鍍?cè)O(shè)備,設(shè)備所占面積減少30%?!比缬行袠I(yè)信息全面的研究員,是否可以留言該信息的確定性?
在垂直蒸鍍中,需要更高的溫度才能將氣化的有機(jī)物輸送到一邊,然后蒸鍍?cè)诓AЩ迳稀?/p>
當(dāng)熱量過(guò)多時(shí),有機(jī)物特性可能會(huì)發(fā)生變化。
另外,確保重復(fù)蒸鍍2米以上的8.5代玻璃基板的蒸鍍工藝,并在無(wú)損傷的情況下移動(dòng)的物流技術(shù)也并非易事。
雖然三星顯示向佳能Tokki邀請(qǐng)確保8.5代半切式水平蒸鍍Slot,但據(jù)悉,在公司內(nèi)部,開(kāi)發(fā)8.5代全切式垂直蒸鍍機(jī)仍是首選。
Ulvac正在去年在三星顯示工廠附近確保的研究開(kāi)發(fā)空間內(nèi),開(kāi)發(fā)垂直式蒸鍍機(jī)。
蒸鍍還是印刷?
對(duì)于OLED發(fā)光像素點(diǎn)的形成工藝,除了傳統(tǒng)的真空蒸鍍沉積工藝外,近10年來(lái),業(yè)內(nèi)也在探索采用印刷技術(shù)工藝,例如激光熱轉(zhuǎn)印、噴墨印刷、卷對(duì)卷印刷等技術(shù)的“像素形成方案”。理論角度看,印刷OLED顯示的主要優(yōu)勢(shì)很明確:
OLED大尺寸蒸鍍的困難被繞過(guò)去,而印刷行業(yè)從來(lái)不畏懼大尺寸化生產(chǎn);
蒸鍍工藝OLED材料的浪費(fèi)比更高的問(wèn)題也得到了有效解決;
相比蒸鍍工藝,任何可能的印刷工藝都具有更短的流程、更快的速度。
當(dāng)然,印刷工藝也面臨一些獨(dú)有的問(wèn)題:最首要的是OLED油墨的配方問(wèn)題。
印刷過(guò)程中OLED必然涉及到油墨、墨水化,尤其是現(xiàn)在主流的噴墨印刷技術(shù),更是必須采用OLED油墨化材料配方。
而在OLED顯示工作時(shí),這些配方添加物,必然要求絕大部分“自然蒸發(fā)掉”,“只剩下墨,而沒(méi)有油(水)的殘留”。
目前行業(yè)還缺乏高效率、低成本、高可靠性的油墨配方。
另一方面,印刷設(shè)備的研發(fā),尤其是高精度印刷過(guò)程的控制和“噴墨印刷噴嘴”的精度與壽命問(wèn)題,也是重要的難點(diǎn)。
這方面,行業(yè)的技術(shù)積累也有待進(jìn)一步提高。
而目前,OLED顯示行業(yè)投資蒸鍍產(chǎn)品線占據(jù)主導(dǎo)的原因就在于“4.5-6代線上,蒸鍍OLED技術(shù)已經(jīng)高度成熟和普及”。
但是,從效率角度考慮,就會(huì)出現(xiàn)這種四分之一or二分之一8.5代線蒸鍍,對(duì)抗FMM重心下垂,需要更好方案的問(wèn)題。
綜上所述,“垂直蒸鍍”其體現(xiàn)的是OLED大尺寸化制造走向普及過(guò)程中,必須考慮的“效率優(yōu)先”問(wèn)題。
這也可能是未來(lái)印刷OLED最大的優(yōu)勢(shì)所在。
評(píng)論
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