来源：EEFOCUS
时间：2015-12-23
智能手机和可穿戴设备的下一波浪潮正席卷市场，这些系统将配备全新高清显示屏，在不久的将来显示屏将变得可折叠和弯曲，但目前仍有一些技术挑战需要克服。
毫无疑问，移动显示屏在很多方面具有性，包括苹果和其他设备供应商不断推动突破传统LCD显示屏技术的极限。事实上，索尼已经将LCD显示屏推向新高度，该公司近推出全球首款具备4K超高清分辨率的智能手机。
尽管如此，移动OEM厂商们正转向一种OLED显示技术。三星对OLED投入很大，中国的OEM厂商也开始拥抱该技术。苹果也在Apple
Watch上采用了OLED显示屏，据分析师称，苹果还计划在2017~2018年将iPhone从LCD显示屏转向OLED显示屏。
OLED屏采用一系列轻薄、发光薄膜，让显示屏较LCD屏更亮。同时跟LCD不同，OLED可弯曲。事实上，在接下来的两到三年，OEM厂商希望向智能手机提供基于OLED的可折叠、弯曲和伸展的移动显示屏。
举例说明，未来的OLED显示屏可以像纸一样折叠且便于携带，“你可以展开这种显示屏，然后，手机就变成一台平板了”。应用材料AKT显示业务部CVD&EPG分部总经理和副总裁James Xiao表示。“这种显示屏可以创造很多新的应用和市场机会。”
当然，OEM和显示屏制造商在当前和未来的OLED显示技术上还面临一些挑战。与LCD相比，OLED显示屏更贵且难于制造。事实上，很难生产出具有足够价格竞争力的大尺寸OLED TV。另一方面，小尺寸OLED的制造成本不断下降让它成为汽车和移动应用的理想选择。
问题来了，就是OLED的产能缺陷。现在，三星为其自己的移动产品生产OLED显示屏，同时也贡献30%的OLED产能给其他OEM厂商。另一家公司LG也是同样的战略。
此外，来自中国、日本、台湾和美国的显示屏制造商正加入制造OLED显示屏的行列。但除了LG和三星，其他供应商要达到很好的良率都需要一定的时间。
因此，现在的OLED制造还能支持当前市场上的OLED需求，但它很难支撑即将爆发的来自苹果的大量订单。“现阶段OLED的产能根本满足不了苹果
iPhone的需求”，触摸屏研究机构的首席运营官Jennifer
Colegrove表示。正因如此，苹果要到2017/2018年才能在iPhone上采用OLED显示屏。
相反，OLED利润更高，在整个显示屏市场上正迅速崛起。IHS调查数据显示，OLED显示市场，包括移动和TV，预计在2016年可达到137亿美元，2015年这一数字为129亿美元。
在TV和移动之外，OLED也向其他领域渗透。“通过加强针对新应用的技术开发，我们将努力确保OLED新的增长引擎，如TV、陀螺仪、头戴设备和汽车显示屏”三星显示部门副总裁Chang Hoon Lee如是说。
LCD和OLED是两种不同的技术。LCD需要一个背板，背板上有一些薄膜晶体管（TFT），这些晶体管决定了显示屏的分辨率。
晶体管置于一个玻璃基板上，基板的底部存在背光源。晶体管基板的顶部有一个液晶层、RGB滤光和偏振片。
工作状态下，液晶层施加一个电压，这会影响面板的透光率，同时也改变从背光源到达前端显示屏的光通量。
要产生高分辨率移动LCD的一个大问题是功耗，在过去三年内显示屏的功耗已经翻了两番。为帮助解决功耗问题，JDI公司发明了一种技术，在LCD的RGB像素中又引入了额外的白色子像素，这样可以提高透光率，并将背光功耗降低40%。
JDI和一些其他日本公司也在开发OLED。“OLED很难生产。”JDI发言人称，“OLED每像素需要两到三个晶体管，LCD则只需要一个。OLED量产的产能受到限制”。
跟LCD不同，OLED是两个导体间的一系列有机薄膜，OLED从下到上有这些层组成--阳极、有机层、导电层、一个RGB发光层，以及一个阴极。
“OLED是完全不同的器件”，应用材料显示业务部门首席市场官和主管Max McDaniel表示，“去掉背光源，在玻璃上沉积出红、绿、蓝色OLED材料，通上电流，它自己就可以发光了。”
LCD领域，制造工艺很成熟且便宜。相反，OLED的制造则比较复杂。OLED材料也很贵，尤其是发光层。“另一个挑战是如何生产出有很长寿命的荧光粉，尤其是蓝色OLED材料”。应用材料的James Xiao如是说。
在基本的OLED制造流程中，警惕光在一个基板上制造出来，然后基板被运到OLED工厂的不同制造环节。OLED流程包括三个主要步骤—沉积、图形化和封装。
制造OLED的一个常见做法是真空蒸发法，也称为荫罩式气相沉积。将一个掩膜或板放在OLED基板上，然后RGB发光材料在一个腔室内加热并在基板上凝结。材料是在基板上出现而没有被掩膜覆盖。
“图形化是通过一个精细化金属掩膜蒸发掉OLED材料来完成的”。应用材料的Max McDaniel介绍，“这是一个1:1的物理掩膜，需要覆盖它，用一个物理掩膜生产红色OLED发光材料，如果想生产绿色，要挪到另一个位置，把绿色的 像素线排在旁边，如果要生产蓝色，则又是一个单独的步骤。”
这一过程效率很低。很多关键材料被浪费了。要精密完成发光材料的图形化很难。
因此，显示屏制造商也会采用一些竞争性的工艺，如小尺寸掩膜扫描、喷墨和喷墨打印。每种方法都各有优缺点。
然后，OLED还要经过一个关键的步骤—薄膜封装（TFE）。整个OLED结构都要封装起来。因为OLED不能暴露于水和氧气中，他们也容易被污染源和温度破坏。
有几种方式来封装OLED，如ALD、PECVD、喷墨等。封装的出发点是通过氮化硅薄膜形成多势垒层。
塑料基板比玻璃更具柔性，让显示屏可以弯曲。“开发塑料基板有很大的技术挑战”OLED材料供应商环球显示公司业务开发副总裁Mike Hack表示，“跟封装有关。开发柔性势垒层是个挑战，但问题已经被解决。”
接下来的大事就是要制造能否折叠、弯曲和拉伸的OLED显示屏。为此需要发明新的技术尤其是阻隔薄膜要更具柔性。“接下来的事情就是要让阻隔薄膜在一个相
当严格的曲率半径下能够弯曲”，Hack称，“不仅OLED要实现这点，模块也一样。这是一个带有触摸功能和圆形偏振器的OLED，其中的每一层都要能弯
曲和折叠，又必须得到保护。让整个器件，通过机械阻隔进行保护，又可以折叠，这是非同寻常的。”
还有其他的一些需求。对消费者来说，一个可折叠的OLED显示屏必须能承受至少10万次折叠-打开的周期而不破坏和降低机械性能。
基于所有这些技术挑战，一款真正可折叠的OLED显示屏至少还要两三年才能够出货。
有相当一部分机构正在努力解决这些技术问题。据报道，有两种基本的工艺可生产出真正可折叠的OLED显示屏—直接和间接的。
直接的工艺基于一种roll to roll技术。Fraunhofer就是其中一家厂商，已经开发出了roll to
roll系统可在一个单独的真空空间内制造可折叠的OLED。该系统的一个关键是流程中的封装工艺。通过采用反应式双磁控溅射技术，该系统可沉积多层封装
的壁垒，基于锌锡氧化物层和混合的聚合物夹层。
日本的SEL公司已开发出一种间接的制造工艺。在实验室内，该公司发明了几种OLED，包括集成有一个in-cell触摸传感器的8.67英寸可折叠显示屏。
SEL的间接工艺流畅开始于两个独立的玻璃基板。TFT和OLED都在一个基板上。传感器和色彩过滤在另一个基板上。流程中，两个基板相连接。然后，上下的玻璃部分被移除。后，柔性基板在结构的底部和顶部都连接起来。
也有一些其他的尝试。例如，台湾工研院开发出一种FlexUP技术，通过采用脱粘技术，工研院开发出了一款集成有一个柔性触摸传感器的6英寸可折叠OLED。
显然，业界要密切关注这些这些过程。采用同样的制造方法，业界也可以开发出柔性太阳能电池和可拉伸的LED照明产品。当然，还有大屏幕OLED TV，有一天也将起飞。
