平板显示

薄膜封装技术渐趋成熟,加快柔性AMOLED实用化步伐

作者:陈炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2015-10-26 09:21我要评论

将AMOLED制备在柔性基板上,实现柔性显示,被认为是显示技术发展的一个重要方向。但就目前条件来说,柔性显示走向产业化仍然面临诸多挑战,包括在低温下如何制备具有高性能和高可靠性的薄膜晶体管,如何制备柔性电极等,还有就是薄膜封装技术(TFE)的成熟。由于AMOLED对空气中的水汽很敏感,水汽的存在是影响AMOLED器件寿命的主要因素,因此薄膜封装的产量对于柔性AMOLED的实用化具有现实意义。通过设备与工艺的改进,突破技术难点成为业界最关注的议题之一。

柔性显示重要性进一步凸显

就今年的市场竞争情况来看,液晶电视相对AMOLED电视似乎更具优势,除成本价格因素之外,TFT-LCD方面的新技术也是不穷涌现,比如量子点技术(通过使用量子点在更宽的频率范围内重新发射LED背光,从而实现更鲜明的画质)使液晶电视屏幕拥有了可与AMOLED电视相媲美的色域;液晶电视屏幕的对比度在不断提高,全阵列背光可灵活的局部调暗背光,给予夜间或其他黑暗图像以更深的黑色展现。

受此影响,现在人们对于AMOLED技术的发展空间更多地着眼于柔性显示之上了。“AMOLED具有的柔性显示能力是TFT-LCD无法比的。相对于玻璃的易碎性,柔性AMOLED采用的基板是塑料或者金属薄片,从本质上消除了玻璃易碎的问题,同时赋予终端厂商产品设计时更大的发挥空间。此外,超薄塑料或金属薄片显示基板使OLED显示器件具有超薄和质轻的特性,让手机、壁挂式电视等产品变得更小、更轻。”应用材料公司CVD产品事业部副总裁兼总经理肖劲松指出。

薄膜封装解决AMOLED寿命问题

然而,就目前工艺技术条件来看,柔性AMOLED器件虽然在材料寿命、驱动、亮度、彩色化和柔性等方面均有较大进步,但产业化进程仍然滞后,原因主要在于器件的寿命问题和高效率问题未能彻底解决。

对此,肖劲松认为:“AMOLED面临的重要挑战是减少水蒸气和氧气向器件内部的渗透。因为大部分塑料衬底都没有足够能力充分阻挡外界杂质液体和气体的侵入,OLED器件所用的金属阴极一般是铝、镁、钙等、活泼金属,非常容易与渗透进来的水汽发生反应,影响电荷的注入。另外,渗透进来的水和氧还会与有机材料发生化学反应,这些反应都会引起器件性能的下降。与玻璃的性质相比,市售的塑料衬底材料对水汽和氧气的隔离及对器件防老化的保护作用不够理想,无法满足在视频亮度下连续工作超过10000小时的市售显示器寿命的要求。另外塑料衬底的平整性通常比玻璃衬底的差,衬底表面的突起会给膜层结构带来缺陷,损坏器件。并且,大部分柔性衬底的熔点都很低,即使在较低温度下,塑料在尺寸上也不稳定,从而使其很难精确地整齐排列组成OLED器件的多层结构。因此,研究能与玻璃材料相匹敌的高度阻绝水气与氧气的封装技术,对于提高器件的效率,延长器件的寿命具有重要意义。”

目前,AMOLED封装技术大致包括metal CAN封装技术、Glass封装技术、薄膜封装技术及Hybrid封装技术等几种,其中薄膜封装技术不仅在诉求轻与薄的大尺寸AMOLED领域受到关注,更被誉为 次世代显示技术的软性OLED与OLED照明领域上必备的技术。推动薄膜封装技术的成熟,对AMOLED提高良品率、降低成本、延长器件寿命具有重要作用。

肖劲松进一步指出:“相对来说,非可挠OLED显示器件可以采用玻璃盖板等材料,只需在器件边缝处采用薄膜封装,而柔性显示却不能如此处理,进行薄膜封装技术的量产开发也就更具意义了。”

TFE膜系设备走向单机化

如何加快薄膜封装产量技术走向成熟呢?近日,应用材料公司发布了两款面向薄膜封装的设备:AKT-40K TFE PECVD和AKT-20K TFE PECVD。其中,AKT-40K主要面向高解析度、轻薄型电视,AKT-20K则针对移动设备的柔性OLED显示屏幕的批量生产。新设备的最大特色在于能提供极低透水和透氧性的扩散阻挡薄膜,能够在100℃以下的环境中沉积,解决OLED材料暴露于外部环境中易降解的问题。此外,该系统采用独特的视觉对准技术,保证了精准的掩膜定位和沉积,使显示设备制造商能减少光刻和蚀刻工序,从而降低生产成本。

根据肖劲松的介绍,应用材料还在进行下一代柔性OLED解决方案——AKT单机全TFE膜系的产品开发。下一代产品可以在同一个团簇型真空沉积设备中完成所有TFF工艺,单机并行工序可以提升开机率和灵活性,利用自动掩膜交换和掩膜板储存室进行掩膜沉积提高效率,可以生产出更薄和更耐挠曲的TFE膜系。

“有效沉积薄膜封装阻隔层,可替代设备前方的刚性绝缘玻璃,保护敏感性极高的OLED器件,这对帮助显示器制造商开发适用于新一代消费电子产品的可弯曲的和曲面显示屏具有重要意义。”肖劲松说。


责任编辑:陈炳欣
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