2024.12.17| Blog|, |
  • 应用材料公司(Applied Materials, AMAT)一直致力于研发一种用于生产下一代OLED的新型设备和解决方案。OLED面板厂日本显示器公司(Japan Display)和维信诺(Visionox)已在宣传这项技术,并即将进入量产阶段。
  • 应用材料公司最近公开了其名为MAX OLED的新解决方案,并宣布市场领导者三星显示(Samsung Display)正在引入一套Alpha系统以评估该技术。
  • 如果成功,应用材料公司有望主导显示设备的市场份额,并且根据我们对于每一个工厂的设备支出的预估,在前段设备市场业务机会中预计有10倍的增长空间。

目前在制造智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表和汽车等应用中的OLED是使用精密金属掩膜(FMM)真空蒸镀(VTE)系统的。尽管应用材料公司尚未公布其解决方案的价格,但FMM VTE设备在8.7代线每7.5k产能并且是Tandem结构的情况下,设备资本支出最少近5亿美金,而如果是按照15k产能的情况下,设备资本支出高达至少10亿美金。并且这些巨大的设备非常占据空间,面板厂必须准备足够的厂房空间才能够安装这些设备,如果应对未来新的技术升级,也会影响产能扩张的速度。此外,FMM限制了可生产的最大尺寸。这些超薄的精密金属掩膜存在下垂、几何变形和锥形孔洞等内在问题,导致OLED像素和开口率较小。如果使用光刻技术,这些问题会得到改善。随着FMM尺寸的增大,这个问题会变得更加严重。由于面板制造商希望使用高世代线并生产更大尺寸的面板,FMM尺寸可能会影响高世代线的良率。此外,FMM本身也非常昂贵,制造过程繁琐且耗时,需要定期清洁,还可能导致交叉污染,从而影响良品率。同时,FMM要求非常精确的定位,这不仅增加了制程的成本,还可能影响产出。

是否有改善的方法?

这是为什么应用材料公司布局开发MAX OLED,该方法无需FMM和蒸镀设备。此外,这种方法可以显著改善OLED性能,单位面积OLED材料量较早前技术可高出一倍以上,最多可将亮度提升3倍,寿命延长多达5倍,同时将功耗降低30%以上(见下图)。该方法还可以将分辨率提升2.5倍,达到每平方英寸约2000 PPI,使基于玻璃基的OLED具备成本效益,从而能够有效进入目前非常昂贵的硅基OLED或MicroLED技术满足的AR/VR市场。目前JDI的eLEAP技术和维信诺的ViP技术都依赖于应用材料的MAX OLED设备解决方案。

应用材料的MAX OLED技术带来的OLED性能提升

那么,什么是MAX OLED?与传统的FMM VTE系统通过FMM向上蒸镀OLED材料不同,MAX OLED运用专门设计的无掩膜工艺单独沉积和封装每个像素。在每个像素被封装后,通过光刻技术进行图案化,利用光刻的精度保持精细OLED材料的纯度,同时降低串扰并改善双层堆叠结构(Tandem)的良品率。在第一个像素图案化后,接着沉积第二种像素,封装并图案化,然后是第三种像素。等到整个堆叠结构的沉积和图案化完成后,再进行传统的封装工艺,以保护整个堆叠结构。

那么,什么是MAX OLED?与传统的FMM VTE系统通过FMM向上蒸镀OLED材料不同,MAX OLED运用专门设计的无掩膜工艺单独沉积和封装每个像素。在每个像素被封装后,通过光刻技术进行图案化,利用光刻的精度保持精细OLED材料的纯度,同时降低串扰并改善双层堆叠结构(Tandem)的良品率。在第一个像素图案化后,接着沉积第二种像素,封装并图案化,然后是第三种像素。等到整个堆叠结构的沉积和图案化完成后,再进行传统的封装工艺,以保护整个堆叠结构。

虽然维信诺(Visionox)和日本显示器(JDI)预计将成为率先商业化MAX OLED技术的公司,但与OLED市场领先面板厂三星显示(SDC)的合作至关重要。三星显示是第一家在FMM技术上获得商业成功的公司,目前仍在RGB OLED领域保持最高的市场份额。凭借雄厚的财力,三星显示能够比竞争对手更快地扩展产能,并充分实现MAX OLED技术的潜力,从1英寸的AR/VR显示器扩展到更大尺寸的OLED电视,并在单一工厂内完成。这项技术首次让OLED制造商能够在单一工厂内瞄准所有应用,并实现最佳性能和质量,从而确保最大化的产能利用率。截至目前,OLED制造商还未享有这种优势,通常每个工厂仅专注于一到两个应用领域,并且面临需求的季节性波动。一旦这种技术得到掌握并成功实现大规模生产,显示行业的资本支出可能会迎来激增,从而使性能更优的OLED显示屏在多个应用领域中占据更多市场份额。除了性能提升外,由于资本支出的降低、去除了FMM相关成本和提高了材料利用率,其成本也应会相应降低。

应用材料公司集团副总裁兼显示和柔性技术事业部总经理谢思源博士(Dr. Brian Shieh)说道:“消费电子行业渴望一项可将OLED技术应用于每年售出的数亿台平板电脑,个人电脑和电视机的新突破。”应用材料公司相信,他们已经实现了这一突破,并做好准备迎接未来显示设备领域的主导地位的机遇。

*作者
Ross Young
Ross.Young@DisplaySupplyChain.com