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华星光电陈鼎国:有机发光显示技术的机会和挑战

编辑:zhangyf 2016-09-22 17:21:31 浏览:481  来源:未知

 


华星光电技术有限公司研发中心资深总监陈鼎国

  在22日下午举行的中国平板显示学术大会上,华星光电技术有限公司研发中心资深总监陈鼎国先生为带来了题为《有机发光显示技术的机会和挑战》的报告。

  以下为演讲文字实录:

  各位领导,业界的先进与朋友大家下午好,很荣幸有机会在这边跟大家就有机显示的现况进行报告。

  华星光电是TCL的子公司,TCL电视的销售在全球排第三,中小产品排第五,它有近一半的营收来自海外,是个国际公司。华星光电以效率领先的执行力创下了好的成果,到目前为止有三座厂已经建设完成,正在量产中,在2014年武汉华星也建立了中国第一条六代的LTPS线,做高端的LCD产品,月产量3万。华星光电的行业地位来说,全球电视平板大概占了9%,2015年华星光电在中国6大电视机品牌厂商采购份额中占比23%,连续两年,排名第一。从营业利润这个指数来看的话,华星也是领先同行的;在专利的申请及获得授权方面,华星在国内企业中也都排在前面。

  从全球行动显示面板需求量上来看的话,基本上是一个缓慢成长的趋势,但是其中的智慧手机成长是最大的,从需求的面板面积预估看,这个趋势尤其明显,2022年是现在的近3倍。从技术的需求趋势来看,在中小显示主分为三大块:

  1)Image Quality:画质 如 解析度,对比,颜色,反应速度等

  2)Formfactor: 外形轻薄,窄边框,不容易破,甚至可以折叠等

  3)Eco and User Friendliness:环保,低功耗和使用人因介面相关联 还有健康种种这些对使用者都是很重要的

  我们如果看过去主要的智慧手机的产品尺寸趋势,中国很多厂家大尺寸的智慧手机出货占比也很大,红色的线是三星的OLED。所以苹果最后还是顺着大势方向来走,确保他的营业额。从解析度来看,早期苹果推出320ppi的HD,非常的成功。从促销上它号称是人眼视觉分辨率的极限,虽然实际上并不是。萍果对解析度的提升有非常多功耗顾虑,所以长期不改。OLED早期ppi因为技术的限制,实际的ppi还是比较低的。 但随着工艺的改进,近年的OLED产品的实际ppi可以达到400,用SPR,视觉上可以达到570左右,与LCD最高解析度的WQHD产品同。而且能做在柔性OLED上。同样如果看中国的一些厂家,过去几年在高规低价上面也出了非常多的产品,这些都对两大智慧手机的品牌造成很的的压力。这也是苹果为什么在压力之下做了一个调整,改变了策略朝AMOLED走以挽回颓势的原因之一。

  我们再来看三星,近年业绩也遇见瓶颈。为了确保领导地位,他把已经成熟的玻璃基OLED往中阶及低阶智慧手机区块推,这也是为什么在过去两三年看到他快速地提供OLED屏给其他的品牌厂,包括许多中国品牌。渐渐的从玻璃基的OLED,HD,FHD到WQHD为主。,最近有一些柔性的产品开始提供出来。

  从面板价格看,因为有一些新的中国的LTPS LCD的产线开始出货,造成LCD的价格在下降。三星在策略上,同样把成熟的玻璃基OLED价格压的足以取代相对应的LCD产品。而高清的OLED,最高阶的柔性的OLED维持在最佳获利产品。

  从全球OLED面板的应用来看,大概八成以上都是智慧手机。以柔性OLED的产能来看,当然现在是韩国寡占。但随着新的产能的投入,大概在2018年,中国和日本慢慢的会占一些份额,呈现出一些效果。现在很多公司都计划投入柔性OLED,在未来可以预见中国的份额持续增大。OLED是未来中小企业的趋势,但是目前关键技术及供应链事实上都还掌握在外商的手上,中国在这最高端的投入,事实上刚刚才起步,所以还有很多的挑战需要来克服。我们如果从挑战面来看的话,玻璃基跟现在的局部弯曲的柔性OLED,实际上它里面的结构跟以往材料实际上是有很多不一样的,在未来可折叠的,或者其他柔性的OLED,它的特性种种要求是不一样的,随着不同的产品需求,他需要的材料、工艺、设计也会不一样。我们简单的来看一下柔性OLED的工艺,PI衬底,LTPS TFT,OLED,封装,上面的盖板,然后把它取下,下面也也要盖起来,然后做切割,bonding,然后完成最后的产品。在整个环节当中来看,事实上在每一个环节都有重要的关键要去满足它才能成功。柔性基板需要稳定的一个制程工艺,OLED需要一个高效率、高寿命的一个器件,当然封装保护它是非常非常重要的一个环节。从未来柔性的产品看的话,有很多柔性的部件需要开发,有些东西还没有完全的成熟,当然它整体的一个力学设计也是非常的关键。

  从OLED它的挑战来说,最大的挑战原因之一是因为他这个显示器的驱动是与LCD不一样的。LCD的液晶只是电压驱动的光闸,它的亮度是经由开关TFT控制画素的穿透度得到从背光源透过的光。而自发光的,电流驱动的OLED,除了开关TFT,还要有驱动TFT控制通过EL器件的电流,加上稳定这电流的电路,以得到需要的亮度。 所以OLED画素最少需要两个TFT;现有产品为了得到稳定的特性需要6-7个。这也是现在OLED解析度限制的一大限制。如果从玻璃基OLED和Flexible比的话,若工艺得当,PI基板上的TFT特性和玻璃基板上的TFT可以几乎没有差异。玻璃基OLED的封装,都是以玻璃胶及激光烧结来做;但是柔性就需要用薄膜封装。如果从不同形式的Flexible,它的盖板跟OLED,还有胶,它产生的弯曲度越大,内部的残余应力差越大。折叠它更是一个非常极端的一个情况,如果是内折,它外面是一个拉压力,内面是压应力。如果是外折,则整体的应力分布又非常不同。随着产品定义及需求的不同,使用方式的不同,整个涉及的材料,还有部件,及工艺都可能是不同的。

  我们如果从柔性Array制造工艺来看,PI膜当中有种种要避免的缺陷,如Bubble,包括变形。如果从ELA来看的话,它是均匀度最关键的一个制程。它在扫的时候,雷射光能量分布的均匀度,每一个激光扫描间可能发生的变异都可能造成影像的Mura。它需使用的设备与LTPS LCD 的相当不一样。

  从OLED的器件来看,它是固态有机半导体器件,需要大面积薄膜沉积工艺。制造上,对环境与各种污染非常敏感。OLED图形化工艺,主要是用FMM。它的制造工艺,开孔及线性精度;张网焊接等,如果没做好的话它的画素也不会好。另外,在蒸镀当中,蒸镀机的整个结构设计,包括温度,及其对金属遮罩的种种影响,可能会造成扭曲 及画素质量变差。减少寿命等等现象,所以这也是一个挑战的地方。如果从封装来看的话,玻璃基的封装是用玻璃胶,加激光去烧结固化,这是个成熟的工艺。所有的薄璃基OLED产品都用这个方式。但是柔性OLED不适用,要改用薄膜封装,主要是用有机层及无机层的叠构而成。主要的工艺现在是用CVD来做。另外有其他制程工艺都在开发当中。如果再看触控,它很多东西也需要调整,包括柔性的基材,sensor材料,甚至用的胶,都要能够符合需要的机械的特性。现在有非常多不同的sensor材料,包括从传统的IT0,Carbon Nano-Tube,奈米银,metal mesh等,都是很多厂家重点开发的领域。如果从柔性模组的工艺来看,因为有PI,所以会有激光切割;更重要的是它如何来取下;IC/FPC 的bonding,你要用COF或COG制程,有种种不同的讲究;当然从模组的制程,不同部件的贴合等。

  从取下技术来看,比较主流的一般是LASER取下,它的好处就是较有实绩;另外也有机械式取下,若可行的话,它可能是比较低成本的一个工艺。它尚需验证量产性。保护盖板来说,如果以玻璃基的OLED,它主要的是用表面化学强化的薄璃板来做;但是一旦用到Flexible OLED的话,就必需改为用塑料。它主要的开发重点是在表面机械强度与耐弯折度的优化。这个是还没有完全成熟商品化的领域。

  以华星光电OLED的现状和规划来说, 我们在深圳有一条G4.5的研发线,做基本的玻璃基OLED TV工艺的研发;在武汉  我们已经建了G4.5的研发线,能完整开发柔性OLED所需要的关键技术,包括柔性背板,OLED,封装,及模组种种。新的G6量产线会是在武汉建置。深圳主要是在OLED电视上面的研发,从早期的30.5寸的Glass OLED TV到未来的65寸OLED TV。 中小的OLED,早期的5.5寸HD到最近柔性OLED的开发,未来准备在柔性产品做量产。 以OLED产线的规划,我们现在已经有一条研发线,现在在进机,明年4月就可以有样品产出。

  简单的总结,柔性的OLED在未来快速成长的中小显示产品有一个很大的契机。 但是,OLED跟LCD不同,它有非常多的挑战,必须要踏实地克服才能够达到量产,现在的韩国厂商,为了维持领导的情况,做了非常多的动作在影响供应链或延缓竞争者进入。如果中国将投入数千亿的资源在这新领域,并决心做长期的竞争,那自我供应链的建立是非常重要的成功因素之一。华星抱着坚定的决心投入,迎难而上;也希望在这个领域跟各位同业一起把它做强,做大。 最后感谢我的同仁们在这个上面做的一些贡献。

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