智慧型手機的持續同質化,以及可穿戴設備的興起,讓柔性顯示成為當前顯示領域最受關注的技術之一。但是,柔性顯示要真正獲得突破,還需要在設備、材料、工藝等方面進行突破,其中薄膜封裝技術就是難點之一。去年4月,曾有媒體披露了三星延遲推出柔性顯示屏的原因,主要是其購買專利的Vitex公司的封裝技術不甚理想。在今年SEMICON China期間,應用材料公司平板顯示CVD產品事業部總經理肖勁松向《中國電子報》等媒體介紹了應用材料用於柔性OLED顯示的薄膜封裝技術,即全CVD膜系解決方案。
因為OLED器件遇水、遇氧後會失效,所以柔性顯示的重要技術環節就是用一系列薄膜把OLED器件封裝起來,不受周圍水氣和氧氣的侵蝕。2011年美國Vitex系統公司創造性地用一層氧化鋁、一層有機緩衝層的多層膜結構,保證了水氣和氧氣幾乎沒有可能侵蝕OLED器件。而應用材料公司則全部用CVD實現薄膜封裝。「我們希望跟業界一起使用全CVD的膜層,也就是用氮化矽來做阻水層,中間用CVD做一層緩衝層,整個工藝全部用CVD來做。這是應用材料對薄膜封裝提出的技術方案。」肖勁松表示。
這聽上去在技術原理上並沒有太大改變,但還是有了不少設計和工藝上的改良。肖勁松告訴記者,柔性OLED薄膜封裝的技術挑戰主要有3點:為了保證OLED器件壽命,阻水層要有高可靠性高柔性;為了去除暗點,整個膜系製備過程要減少顆粒;為了保證良率和出片率,多層膜系的邊緣要有高精度的階梯覆蓋。而應用材料的OLED薄膜封裝技術涵蓋了上述技術的要求。
「我們有一個更加出色的氮化矽膜系,阻水性是業界最好的。另外我們採用光學對準來做掩膜板的精度對準,這樣會保證比較高的出片率。」肖勁松說。而從整個薄膜封裝層的性能看,在階梯覆蓋方面,應用材料方案有非包裹特性,這樣在鍍下一層阻水層的時候表面非常平坦,不會導致阻水絕緣層的膜層斷裂,同時也沒有高應力聚集點,能儘可能減少膜層彎曲過程中的開裂問題。「在顆粒覆蓋方面,我們在真正鍍完阻水層之後,整個緩衝層是非常柔軟的膜,顆粒周圍沒有空隙,避免了溼氣的滲透,同時沒有高應力的聚集點,避免開裂的問題。」肖勁松介紹說,「最後在薄膜整合方面,我們的方案是鍍完阻水層之後,在表面增加了新的膜層,通過增加界面層達到應力匹配,同時也使得整個膜層避免了界面散射,透光率更好。」該方案的透光率可以從最初70%%提升到85%%以上,達到薄膜封裝膜系高透光率的要求。
據介紹,應用材料的薄膜封裝技術在工藝上也改進了傳統膜系所採用的一直在線的串行工藝。「傳統膜系工藝如果中間有一個真空系統宕機,整個生產線都要停下來。我們採用的是並行工藝,基本上所有的膜系都可以在一個真空系統裡完成,這些真空系統可以是並行的排列,整個生產線的開機率會有很大提升,同時單機工藝也易於實現比較高的良品率。」肖勁松表示。
不過,肖勁松也告訴《中國電子報》記者,應用材料公司推出的這一最新膜系設計主要還是針對固定角度的彎曲或柔性顯示屏的,未來要做到可彎曲乃至可摺疊,可能還需研發出一些新的技術。「比如,我們希望在具有更好或者相同阻水性的情況下膜層能做得更薄、更耐撓曲,有一些技術研發正在進行中。」他說。