首页 > 应用 > 显示光电
[导读] 据韩媒报道,三星电子今年第二季度的营业利润可能会再创新高,达116亿美元,这一数字将帮助三星超越苹果登顶全球第一。更为恐怖的是,三星Q2营业利润甚至比Facebook、亚马逊、Netflix和谷歌四家巨头营业利润之和还要高,这四家公司今年第一季营业利润总和只有111.5亿美元。

 据韩媒报道,三星电子今年第二季度的营业利润可能会再创新高,达116亿美元,这一数字将帮助三星超越苹果登顶全球第一。更为恐怖的是,三星Q2营业利润甚至比Facebook、亚马逊、Netflix和谷歌四家巨头营业利润之和还要高,这四家公司今年第一季营业利润总和只有111.5亿美元。

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/opto/201708/734969.htm

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

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。

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。

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。

(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)

然而除了把灯泡“蒸”出来 还可以选择“印”出来

上面提到的这种高端大气上档次的“蒸镀”法,主要应用于RGB三色排列的典型OLED屏幕。三星的诸多OLED电视产品都是基于这种方法蒸出来的,效果很不错,三原色都非常纯粹,但成本非常高昂。这类蒸镀所用的技术叫FMM,精细金属掩模板,就是蒸镀的时候为了区分像素,盖个掩膜,所以怎么对齐,以及掩膜材料本身都会成为技术难点。

实际上,人类为了控制成本,OLED电视不止上述一种,有一类蓝光+色变换层:这种方案只需要蒸镀蓝光OLED元件,经过变换层将光转为RGB三色,这类技术受到色彩转换器开发难度的限制,并未被大规模采用。

还有一类OLED电视是白光+三种彩色滤光片,原理上和LCD液晶面板有些类似,以白色为背光,再加彩色滤光片——这种方式在成本上显然就低了很多,LG就曾以这种方案生产OLED电视,白光OLED+彩色滤光片也一度被认为是OLED进一步实现低成本的方案。只不过加上滤光片,透光率光色纯度都更成问题,所以亮度、对比度、色彩、节能表现理论上都不及RGB OLED。至于还有像是LG的WRGB OLED(四个子像素)之类,这里就不再做细致的讨论了。

松下认为,最后这一种方法存在画质上的缩水,成本也不见得多低,还是RGB OLED靠谱。但是FMM蒸镀成本又很高,那该怎么办呢?所以他们在2013年的CES展会上,展示了一种采用自主研发“印刷”工艺的、而且据他们自己说是当时全球最大4K OLED电视(56寸)。

其实“印刷”技术不算新鲜,LCD液晶屏广泛应用这种技术,像LCD所用的彩色滤光片,RGB三种颜色色块就是犹如喷墨打印机一样印刷上去的。只需要确定RGB三个次像素之间的点距,就可以开始印刷啦:松下针对OLED的印刷技术是直接在大尺寸的玻璃基板上涂色,相比FMM蒸镀,不需要高温真空环境,制造工艺要求低不少,成本也自然就更低了。

这种工艺实际上也并非尽善尽美,尤其蓝色材料效率与寿命是个大问题。这也是在很多人看来,为什么松下的这类电视会有偏黄的原因所在。当年的CES展会上,就有人提出过这个问题。

日本的许多企业似乎有意这种技术。三菱化学就在开发“印刷方式”生产OLED面板的新材料,虽然最早也要等到2017才会进入量产,当前三菱化学已经向日本国内外的面板厂商提供样品。据说他们的“印刷”方式相比“蒸镀”,可将材料费控制在1/10,这无疑是生产成品的大幅降低——而且此前并没有微米单位的细微分涂技术,三菱化学开发出了能被薄薄地准确涂在狭小面积上的新材料。

想想OLED电视的成本真正能降下来,还有点小激动呢。

索尼的改良:把蒸镀与印刷结合起来

其实FMM蒸镀和印刷(或者叫湿法制备)并非这道工序中的唯二解决方案,还有激光转印这样的方案(虽然也需要蒸镀)。不过印刷是当前最具诱惑力的一种技术,因为成本低、效率高,也是未来生产柔性OLED最理想的技术。

索尼瞅准了这一点,不过显然也已经发觉了蓝色发光材料的问题。所以索尼想到了将蒸镀和印刷结合起来的方案,红绿蓝三色发光材料也就有了上图这种比较奇特的立体排列造型。

简单说来,就是先将蓝色涂料涂上形成通用层,再将红绿两种颜色先印刷、再蒸镀连接,按照上面这样的设计制造能够保证蓝色材料的寿命和发光效率。所以同在CES 2013展上,索尼同样也发布了全球最大OLED电视(貌似相比松下还在前面多加了个first的单词)。

据说采用这种工艺达成的索尼电视,完全不存在偏色的问题,甚至在观感上,能够超过成本更高、只采用蒸镀的三星、LG一类韩系电视厂商。松下和索尼早在2012年时就在TFT部分有合作,所以两者同推印刷OLED电视,而且同是全球最大尺寸,看起来也就不奇怪了。

随我们上述提到三菱化学这类日系厂商的努力,单有机成膜技术这一块,或许能随着印刷技术在墨水材料、印刷设备和工艺控制等方面的进一步改善而随之降低成本。即便当前OLED电视产品的价格还是颇高,毕竟有机成膜并非OLED制造中的唯一部分,比如封装也在其中起着至关重要的作用,这就是另外的篇章了。

人类设想中,已经放到原型产品层面的OLED产品,起码已经在展台上出现了可卷曲、如纸一样轻薄的屏幕产品,这便是可观的屏幕技术未来。值得一提的是,本文提到的有机成膜技术,只不过是OLED工艺改良发展中的一部分罢了。未来我们有机会还可详解更多技术细节,比如松下将OLED结构中的阴极改用透明材料,研制出了称为“顶部发光”的技术,这自然就提高了发光效率;索尼则将TFT部分移至OLED底部,再添加了微腔结构,RGB三色之间有不同的波长,利用阴极/阳极上的反射膜加强每种颜色的光,随后通过彩色滤光片进一步提高色彩纯度等等,这就是索尼的“超级顶部发光结构”。

虽然OLED被广泛认为是下一代显示技术,但就目前来讲其并非完美无缺,技术成熟度与LCD相比还有太多太多需要改善的问题。OLED电视之所以那么贵,也就不难理解了。

换一批

延伸阅读

[显示光电] 韩国禁售OLED设备幻想破灭!京东方已签下1亿OLED设备大单

韩国禁售OLED设备幻想破灭!京东方已签下1亿OLED设备大单

Liser公司宣布,公司与京东方签署了一份合同,将向京东方供应171.25亿韩元(约1亿元)的OLED设备。 ......

关键字:京东方 OLED OLED屏幕技术

[消费类电子新闻] 距离发布会还有一周,三星Galaxy 10已提前开放预订!

距离发布会还有一周,三星Galaxy 10已提前开放预订!

现在的手机销售模式开始改变了,手机发布前都开启预定,近日小米提前开启了小米9的预定,而三星也提前发布会一周,开启了Galaxy S10系列智能手机! ......

关键字:三星 Galaxy 10 5G

[消费类电子新闻] 三星S10系列手机命名确认:S10e、S10、S10+

三星S10系列手机命名确认:S10e、S10、S10+

三星新一代旗舰手机Galaxy S10系列即将发布,现在手机命名也已揭晓,分别是S10e、S10、S10+。 ......

关键字:三星S10 S10e S10+

[智能硬件] 配置强势!零售商揭秘三星S10系列硬件参数

配置强势!零售商揭秘三星S10系列硬件参数

很快就有外媒从零售商那里获得了三星S10系列的硬件配置信息,用一个词来形容,那就是很强势,我们来看看零售商披露的三星S10系列硬件配置情况。 ......

关键字:三星 S10 硬件

[单片机新闻] 远未达目标,中国想5年内实现70%芯片自给率太难!

远未达目标,中国想5年内实现70%芯片自给率太难!

中国的IC产量占其2018年1550亿美元IC市场的15.3%,高于2013年前的12.6%。此外,IC Insights预测这一份额将从2018年增加5.2个百分点,在2023年达到20.5%。......

关键字:芯片 IC 三星 英特尔

[显示光电] 三星公布可折叠手机相关文档,苹果的可卷曲iPhone脚步也近了?

三星公布可折叠手机相关文档,苹果的可卷曲iPhone脚步也近了?

三星在其官方微信公众号“三星开发者”中发布了关于旗下可折叠屏幕手机的《三星折叠屏初体验|写给开发者的设计指南》和《三星折叠屏|仿真测试方法》两篇文章,以指导开发者为折叠屏手机开发体验更好的App。......

关键字:三星 苹果 iPhone 可折叠手机

[消费类电子新闻] 华为三星暗中争夺5G可折叠手机“全球第一”名号,这次花落谁家?

华为三星暗中争夺5G可折叠手机“全球第一”名号,这次花落谁家?

三星和华为在暗中争夺5G可折叠手机的“全球第一”名号,这次第一可能要花落三星家了! ......

关键字:华为 三星 5G可折叠手机

[显示光电] 8K电视不好推广,三星向夏普、LG等竞争对手寻求帮助

8K电视不好推广,三星向夏普、LG等竞争对手寻求帮助

三星还为其8K电视升级了相关技术,通过人工智能的方式将4K内容的画质质量升级到8K,以尽快解决内容的为题。......

关键字:三星 夏普 LG

[显示光电] 一台设备卖7.7亿,京东方和三星都排队买!

一台设备卖7.7亿,京东方和三星都排队买!

OLED屏的良品率的关键也在于蒸镀设备的准确度。当然蒸镀设备有很多厂家,如韩国SNU,Tokki。但是佳能的Tokki的蒸镀设备能够把OLED有机发光材料精准地蒸镀到基板上,并且蒸镀误差控制在5微米以内,相当于头发直径的1%,用数据成为了行......

关键字:OLED 显示屏 京东方 三星

[消费类电子新闻] 仅次于三星苹果,2018年华为成为全球第三大芯片买家!

仅次于三星苹果,2018年华为成为全球第三大芯片买家!

近年来华为智能手机市场规模快速增长,其对芯片的需求也水涨船高,去年华为芯片采购剧增45%,成为三星苹果之后的全球第三大芯片买家。 ......

关键字:三星 苹果 华为 芯片

[消费类电子新闻] 德国发布手机辐射测试榜单:三星表现最好!

德国发布手机辐射测试榜单:三星表现最好!

手机成了人们生活必不可少的一部分,而手机辐射仍然被一些人担忧,到底哪些手机辐射高,哪些手机辐射低呢?德国发布了一份辐射榜单,让我们一起看一下。 ......

关键字:手机辐射 三星 小米

我 要 评 论

网友评论

芯闻号

热门文章

热门关键词

技术子站

更多

项目外包

更多

推荐博客