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柔性屏幕终将是显示技术的大势所趋

导读: 随着更先进的制造设备和材料工程技术的发展,可弯曲、可折叠以及曲面显示在电子产品中的应用日益丰富,为电子产品制造商带来了丰厚的获利机会。

  随着更先进的制造设备和材料工程技术的发展,可弯曲、可折叠以及曲面显示在电子产品中的应用日益丰富,为电子产品制造商带来了丰厚的获利机会。

  很多人都曾经希望自己的移动设备有一块能轻松折叠放进口袋里的大屏幕,应用材料公司最近的一次调查显示,多达五分之四的人曾有过这样的想法。

  正是出于这一迫切需求,未来几年内柔性曲面显示设备市场预计将强劲增长。据行业研究机构Touch Display Research的市场分析师预测,2023年柔性和曲面显示器将占据全球显示设备市场16% 的份额,而2013年仅为1%。IHS iSuppli公司预测,柔性显示器的全球出货量将从2013年的320万台攀升至2020年的7.92亿台。

  在这一趋势下,移动设备厂商已纷纷推出曲面显示设备,如三星的Galaxy Edge 就以其优美的弧形边缘而著称。那么这些柔性、可弯曲等新型显示屏幕的背后究竟需要哪些技术,同时支持足够的分辨率、画质和耐用性?更重要的是,这些技术的成本如何,是否能为显示器和终端设备制造商提供可观的利润?

  材料成为关键因素

  材料在柔性显示技术的发展中扮演着重要角色,让其出现于越来越多的移动设备、电视机及电子广告牌等应用中。对于材料而言,一大技术挑战是在舍弃玻璃封装、让显示器可弯曲或折叠的同时,不牺牲薄膜晶体管(TFT)背板的操作性能和信赖性。

  例如,当显示屏被弯曲时,保持滤色片和TFT背板之间所需的间距十分困难。在这方面,有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示技术具有光明的应用前景,因为原先保护有机材料免受湿气和空气影响的玻璃封装材料可由多层薄膜所替代。

  但值得注意的是,这并非材料方面的唯一挑战。无论是否是柔性显示器,任何OLED显示设备,尤其是大尺寸屏幕,在进入批量生产前必须解决以下这些挑战:电致发光(EL)蒸发现象及其对有机材料寿命的影响;低沉积速率;因缺陷导致的低良率问题;以及蒸镀技术的可扩展性,这会直接影响显示器批量生产的成本。

  柔性OLED显示器的早期应用都倾向于使用分层工艺在柔性薄膜上制造晶体管背板。首先,薄膜被弱键合到玻璃基板上,并通过典型的OLED加工工序而形成晶体管。当OLED加工完成后,含有晶体管背板的薄膜将被从玻璃基板上剥离或移除掉,从而制成柔性显示器。

  然而,这种剥离工艺十分复杂,且非常昂贵。因此,如果没有进一步的技术突破,其在大规模生产中的应用仍值得商榷。

  薄膜封装(TFE)

  许多显示制造技术的基本目标是实现TFT背板和OLED发射层的均匀性和性能稳定性。多层薄膜的有效封装对防止因水分和颗粒造成的AMOLED显示屏的老化十分重要(见图1)。封装会直接影响到AMOLED器件的寿命和照明性能。

  图1 OLED设备故障形成机制

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