垂直沉積方法：三星8.5代OLED還沒找到路嗎

    9月份，據(jù)THE ELEC報(bào)道，三星正在為其8.5代線OLED面板廠，尋求采用“垂直沉積方法”的OLED蒸鍍工藝。

    作為全球第一大的OLED面板供應(yīng)商，三星在OLED 6代線的沉積作業(yè)上應(yīng)當(dāng)擁有充分的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。即便如此，三星還是在8.5代OLED線上遇到了這一新的問題。這說明，大尺寸OLED蒸鍍沉積工藝難度不小，且三星8.5代OLED線的量產(chǎn)，可能還需要更長(zhǎng)時(shí)間的等待。

    重心下垂與水平沉積法制備

    外媒報(bào)道稱，三星之所以要嘗試垂直沉積法，是因?yàn)槠浒l(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的、廣泛使用的“水平沉積”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應(yīng)該是一張很大、擁有數(shù)千萬到數(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”“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題，值得進(jìn)一步觀察。

    為何是8.5代線出現(xiàn)“重心下垂”

    FMM板的應(yīng)用具有極其漫長(zhǎng)的歷史。僅僅是在顯示行業(yè)而言，這一歷史就長(zhǎng)達(dá)百年——包括CRT電視的熒光屏上的熒光粉像素區(qū)域的形成，都是使用這一“原始而生命力澎湃”的技術(shù)。

    同時(shí)，F(xiàn)MM板本身具有一定的厚度和剛性——不是隨便一塊板子，就會(huì)在水平方向出現(xiàn)不可接受的“重力形變”。但是，8.5代線上，F(xiàn)MM板的尺寸高達(dá)2200x2500mm，面積顯著要比6 代（1500x1850mm）基板大很多。越大的平板，越容易出現(xiàn)水平姿態(tài)的重力變形。

    同時(shí)，6代線OLED面板主要面向中小尺寸切割需求；8.5代線很可能要兼顧15英寸到75英寸的切割尺寸。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蒸鍍的像素顆粒也會(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”蒸鍍方案的。即其蒸鍍過程實(shí)際是切割之后的四分之一大小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，都用過四分之一、二分之一切割后蒸鍍沉積的方案。

    但是，目前的韓國主流6代線已經(jīng)克服“整體蒸鍍技術(shù)”，在效率上獲得大幅提升；LG的8.5代線也已經(jīng)采用整幅蒸鍍技術(shù)，獲得了更高的生產(chǎn)效率，并能夠采用混切等方式高效率的制造更大的大尺寸OLED面板。

    由此可見，在8.5代技術(shù)上，LG的蒸鍍沉積工藝依然領(lǐng)先三星一些。這也是韓國企業(yè)在彩電等大尺寸顯示下一代面板線上的“最”核心優(yōu)勢(shì)之一。

    解決重心下垂，垂直沉積法到底“好不好”

    無論像素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)是不可回避的問題。這一點(diǎn)決定了OLED像素蒸鍍沉積的成功率。

    對(duì)此，業(yè)內(nèi)也有多種技術(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)方向就能解決問題，而又不帶來新問題，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。

    從LCD液晶面板到OLED面板的升級(jí)過程看，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”。從設(shè)備和工藝流程體系看，LCD上的TFT中間品，與OLED顯示的TFT中間品，是相同的“產(chǎn)品”。兩種顯示技術(shù)的區(qū)別就是“TFT玻璃基板中間層是液晶材料像素點(diǎn)，還是OLED材料像素點(diǎn)”。

    可以說OLED顯示繼承了LCD顯示至少7成的成熟技術(shù)和設(shè)備。剩下部分的核心區(qū)別就在于蒸鍍沉積環(huán)節(jié)。由此可見大尺寸OLED面板線建設(shè)中，三星的“FMM重心下垂”問題，其實(shí)是一個(gè)下一代OLED彩電面板必須面對(duì)的“核心性”問題。

    所以，三星面臨的解決“FMM水平重心下垂問題”的探討，對(duì)于我國本土OLED顯示企業(yè)，尤其是致力于將蒸鍍技術(shù)應(yīng)用在大尺寸化顯示領(lǐng)域的企業(yè)是具有相當(dāng)“啟發(fā)性”的。對(duì)于相關(guān)工藝、技術(shù)和材料的探索，有必要提前布局，形成自己的專利技術(shù)保護(hù)。

    蒸鍍還是印刷，依然是OLED TV的大問題

    對(duì)于OLED顯示中，OLED像素點(diǎn)的形成，除了傳統(tǒng)的真空蒸鍍沉積工藝外，近10年來，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：1.OLED大尺寸蒸鍍的困難被繞過去，而印刷行業(yè)從來不畏懼大尺寸化生產(chǎn)；2.蒸鍍工藝OLED材料的浪費(fèi)比更高的問題也得到了有效解決；3.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)有的問題：首要的是OLED油墨的配方問題。印刷過程中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”——用行業(yè)內(nèi)的比喻就是“只剩下墨，而沒有油（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程的控制和“噴墨印刷噴嘴”的精度與壽命問題，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”：如果僅僅是采用半幅8.5代線蒸鍍這種折中方案，8.5代線的OLED面板制造已經(jīng)可以稱為“比較成熟”的技術(shù)。

    但是，從效率角度考慮，就會(huì)出現(xiàn)三星這種，整幅8.5代線蒸鍍，對(duì)抗FMM重心下垂，需要更好方案的問題。而未來，大尺寸電視占主角的市場(chǎng)，還需要OLED突破10.5/11代線制造——那么大的基板，整幅蒸鍍顯然FMM形變控制與蒸鍍均勻性難度更高。

    綜上所述，三星的“垂直蒸鍍”其體現(xiàn)的是OLED大尺寸化制造走向普及過程中，必須考慮的“效率優(yōu)先”問題。后者也可能是未來印刷OLED最大的優(yōu)勢(shì)所在。而如果大尺寸OLED不能建立制造效率優(yōu)勢(shì)，其在與液晶的競(jìng)爭(zhēng)中就很難持續(xù)“討好”。