以iPhone為代表的智能手機帶來的革新難以給大部分消費者帶來眼前一亮的感覺，因此每一項相關的新技術都受到了更多的關注，其中OLED技術就是代表。在OLED面板領域，三星目前有較大的優(yōu)勢，對于這項越來越成熟的技術，你首先需要了解的可能是OLED面板是如何煉成的。

三星自2007年起便開始量產(chǎn)OLED，并在其3C產(chǎn)品中搭載OLED面板。據(jù)IHS統(tǒng)計，截止至2016年第一季度，全球OLED面板出貨量達到9081萬片，其中三星出貨量8735萬片，市場份額97.7%，而排在第二、三位置的LG和友達光電與三星差距懸殊，兩者的市占率分別為0.9%和0.7%。三星在OLED面板的產(chǎn)能優(yōu)勢據(jù)估計至少會持續(xù)3年。

三星手機搭載OLED面板的十年歷史

OLED面板的基本架構及分類

OLED基本架構是由ITO(氧化銦錫)與電力的正極相連，再加上一個金屬陰極，包成如三明治的結構。整個架構層中包括了：空穴傳輸層、發(fā)光層和電子傳輸層。OLED具備自發(fā)光功能，而LCD自身不發(fā)光，需要背光源支持，即光源來自顯示面板下方。LCD與背光源共同構成LCM，其中LCD一般采用多層級結構，主要由偏光片、玻璃基板、彩色濾光片、透明電極、TFT、液晶等面板材料組成，而背光源主要由光源、導光板、光學用模片、結構件等組成。

按照驅動方式分類，OLED可以分為AMOLED(AcTIveMatrixOLED，主動矩陣OLED，或稱有源矩陣OLED)和PMOLED(PassiveMatrixOLED，被動矩陣OLED，或稱無源矩陣OLED)。其中PMOLED單純的以陰陽極構成矩陣狀，以掃描方式點亮陣列中的像素，每個像素都是操作在脈沖模式下，為瞬間高亮度發(fā)光，優(yōu)點是工藝簡單、成本較低，缺點是不適合應用在大尺寸與高分辨率面板上，不符合發(fā)展趨勢;AMOLED則是采用獨立的TFT去控制每個像素，每個像素皆可以連續(xù)且獨立發(fā)光，優(yōu)點是驅動電壓低，發(fā)光組件壽命長，缺點是工藝復雜，成本不易控制。AMOLED占據(jù)了OLED市場的絕大部分份額，代表著主流的發(fā)展方向，目前市場上所說的OLED產(chǎn)品一般默認是AMOLED。

背板段：LTPS-TFT制作要求高于LCD

由于AMOLED占據(jù)了OLED絕大部分市場份額，因此我們主要闡述AMOLED的制作工藝。無論是AMOLED還是TFT-LCD，其制作過程的第一步是背板段工藝，即制作TFT基板。由于OLED屬于電流驅動器件，對電流的穩(wěn)定性要求很高，而電流的穩(wěn)定性又與電子的遷移率有關，因此LTPS是適合做OLED用TFT的最佳半導體薄膜，一般來說AMOLED均采用LTPS基板搭載TFT。而LCD中由于成本及工藝的原因，采用a-Si的最多(參見圖14)。

值得注意的是，TFT指薄膜晶體管，在LCD中起驅動開關的作用，通過TFT開關控制液晶的電壓大小，進而控制液晶分子的旋轉角度，通過遮光和透光來達到顯示的目的;在OLED中同樣起開關的作用，通過TFT開關控制電流大小進而控制發(fā)光亮度。LCD和OLED在制備TFT陣列中的不同點：1)OLED對TFT需求數(shù)量較多，LCD中一個像素只需要一個TFT，而OLED中至少需要4個TFT;2)OLED對TFT的制備工藝要求極高，同樣是TFT，OLED中的TFT良率要遠低于LCD中的TFT。

背板段工藝主要通過成膜，曝光，蝕刻疊加不同圖形不同材質的膜層以形成LTPS，技術難點在于微米級的工藝精細度以及對于電性指標的極高均一度要求，具體流程見下圖。背板段流程中涉及的設備有：光刻機、濕刻機、干刻機、ICP-干刻機、PVD、CVD、TEOSCVD、HF清洗機、激光晶化機、離子注入機、快速熱退火機等。

前板段：蒸鍍機是核心設備

前板段制程是整個AMOLED工藝中的最重要的環(huán)節(jié)。具體流程為：對LTPS-TFT基板進行不同方式的清洗、干燥之后，送入氮氣環(huán)境中進行降溫，并反轉基板，使膜面朝下。對于處理后的基板，送入5x10—5Mpa的真空室內進行各功能層、發(fā)光層的蒸鍍。蒸鍍之后對AMOLED進行功能性和外觀性的檢測以及偏光片的貼附，最后進入模組段制程。前板段涉及到的主要設備有：基板轉移設備、基板清洗設備、蒸鍍機、張緊機、老化機、固化機等設備。

與蓋板玻璃核心工藝在于“雕”字類似，AMOLED制備工藝的核心在于“蒸”字，也即AMOLED的像素點全部都是蒸鍍到LTPS上的。所謂蒸鍍，就是真空中通過電流加熱，電子束轟擊加熱和激光加熱等方法，使被蒸材料蒸發(fā)成原子或分子，它們隨即以較大的自由程作直線運動，碰撞基片表面而凝結，進而形成薄膜?？梢哉f，蒸鍍是OLED制造工藝的精華部分，而且不僅是發(fā)光材料，金屬電極等等之類也是蒸鍍上去的。

蒸鍍工藝難度極高，需要專用的蒸鍍機才能夠完成。目前業(yè)界公認日本Canon旗下子公司Tokki的技術能力最佳，全球范圍內擁有大規(guī)模量產(chǎn)實際業(yè)績的蒸鍍設備也僅有日本Tokki一家，實際上Tokki基本壟斷了全球蒸鍍機的供應。Tokki公司于1986年由三家公司合并成立，于1993年研制出中小尺寸蒸鍍機，1996年研發(fā)出用于量產(chǎn)的蒸鍍機，2007年被Canon公司收購。

由于Tokki在研發(fā)蒸鍍機上已有約30年的積累，因此技術壁壘很高，一般企業(yè)很難在短時間內趕上。市場調研公司iSuppli表示，由于害怕失去制造優(yōu)勢，日本OLED產(chǎn)業(yè)迄今為止一直不愿意共享制造技術，進而導致：1)OLED工藝標準化程度較低，沒有得到優(yōu)化，需要經(jīng)常改變;2)蒸鍍機價格極貴;3)蒸鍍機產(chǎn)能嚴重不足，供給遠小于需求。據(jù)中國電子報報道：Tokki直到2017年產(chǎn)能的90%已經(jīng)被三星簽約，導致其余面板廠商一“機”難求，形成“僧多肉少”的局面。例如前有京東方與Tokki苦談許久而未獲得明確答復，后有信利斥資519億韓元采購SFA的蒸鍍設備，合作雙方均無大量的OLED生產(chǎn)實績，后續(xù)設備調試和良率爬坡期有多長均需觀望。

模組段

對制作好的AMOLED面板進行模組裝配是產(chǎn)品面向應用的最后一道工序，也是檢測面板品質的最后一道環(huán)節(jié)。AMOLED模組段和LCM模組段相似，但由于LCD需要與背光源進行組裝，且LCD需要貼合彩色濾光片而AMOLED不需要等，總體來看在模組段的工序上AMOLED要比LCM簡單?；玖鞒虨椋菏紫葘γ姘暹M行切割、裂片、清洗和干燥，然后再進行面板的ACF貼附，接著做COG、FOG、TAB的綁定，經(jīng)模組電測之后，涂保護膠并固化，最后完成外引線和驅動板裝配，進行包裝入庫。其中涉及到的設備主要有：清洗機、板材切合機、粒子檢測機、偏光片貼合機、ACF貼附機(貼附異向導電膠膜的機器)、COG邦定機(綁定控制IC的機器)、FOG邦定機(綁定FPC的機器)、OLB邦定機(綁定外引腳TAB的機器)、老化測試機、AOI自動檢測機等等。

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