美国应用材料公司预测:OLED将持续朝大尺寸方向发展

美国应用材料公司预测:OLED将持续朝大尺寸方向发展
2022年12月05日 20:45 中国电子报社

OLED显示技术已经广泛应用于手机、可穿戴设备等市场,并在其他应用领域小试牛刀。在日前举行的2022世界显示大会上,应用材料公司显示及柔性技术事业群副总裁、大中华区总经理郭怡之指出,新技术的演进将持续驱动显示行业的增长,OLED正在向大尺寸方向渗透, IT类产品成为OLED的新赛道,而应用材料公司将持续协助下一时代显示技术的发展。

IT类OLED将从6代向8代扩展

当前,显示产品有三个发展趋势:一是尺寸持续放大。无论电视还是手机都遵循这一趋势,屏幕尺寸不断增长。二是视觉效果与显示品质不断提升,包括解析度、对比度、色彩以及屏幕刷新率等规格不断提升。三是外观形状上不断追求改变,如折叠屏、曲面屏、卷曲屏等新形态层出不穷。基于这些因素,显示器从LCD发展到OLED,从硬屏发展出柔性面板,也从2D发展到3D形状。技术演进不断推动显示产业前进。

从产品迭代的角度来看,早期的CRT显示器已被LCD所取代,接下来的发展OLED正广泛运用于手机屏幕,同时OLED正被应用于大尺寸电视以及IT产品上面。相信未来的面板会发展到虚拟世界和自然裸眼3D显示屏当中。受此驱动,2000年至2021年之间,平板显示器产值增长了8倍,生产设备的资本支出增长了2.6倍。

回头观察,LCD之所以可以取代CRT。一是外观上的变化,LCD可以做到更轻更薄,让笔记电脑、智能手机随身携带成为可能。二是LCD通过玻璃基板不断放大,有效达到生产的经济规模,大幅降低了产品的成本与价格。

OLED相对于LCD又会如何呢?OLED在外观上一样具有轻薄的特性,甚至可以做到透明、曲面、卷曲屏。在视觉效果上,可以做到更佳的对比度、广色域、广视角,具有较好的刷新率,甚至在耗能上也可能实现更节能的表现。与此同时,OLED也面临成本及寿命等挑战。这也是应用材料公司要专注协助解决的主要问题。

从2021年开始,可以看到OLED在大尺寸显示屏上的许多进展。首先是在电视上,QD OLED的配置推出,越来越多被厂商所采用。在OLED IT产品方面,也有越来越多OLED被采用在台式电脑显示屏、笔记型电脑,以及平板装置上。我们也看到许多面板生产商已经可以提供OLED的折叠屏运用在IT类的产品上,这些大尺寸以及可折叠外观可以促使更多的体验。我们可以预计这些可折叠显示屏将在未来几年内被IT品牌商采用。

从技术发展上看,IT类产品的尺寸由现今6代尺寸扩大到8代玻璃基板的尺寸。背板技术上由低温多晶硅技术延伸到更高电子迁移率的低温多晶硅或混合的LTPO。前板技术上由现今的硬板加薄膜封装延伸到柔性、折叠性的前板加先进的薄膜封装技术。

在电视产品上,玻璃基板尺寸维持现有的8.5的尺寸,背板延用金属氧化物,但是会采用更高电子迁移率技术。整体OLED TV将更专注于如何降低成本。我们认为这需要材料利用率的提升、简化结构、提升良率,来达成这一目标。

应材为大尺寸化提供解决方案

应用材料提供各项关键设备,不仅用在LCD上,也可以用在OLED上。我们提供的设备包含CVD、PVP、薄膜封装设备。当前业界关注的一个重点是高电子迁移率金属氧化物的需求,尤其应用在大尺寸OLED背板技术上。传统的LCD产品在低刷新屏上电子移动速度只需要达到10 m²/(V·s)左右便可以支持。目前在LCD的IT产品应用在高刷新屏上,电子移动速度大概需要提升到20-30 m²/(V·s)。我们认为在未来OLED IT产品类上面,背板的电子移动速度必须达到50 m²/(V·s),才能支持OLED IT产品的需求。

金属氧化物生产是一个挑战,相比于IGZO金属氧化物是非常敏感的元件,非常容易受到前后道生产工艺的影响,金属氧化物本身可能受到后续CVD工艺带来氢元素的影响,也可以受到后续退火等工艺影响,因此金属氧化物整合技术特别关键。应用材料公司利用工艺整合来解决金属氧化物元件生产的挑战,以加速显示行业的技术演进。为了应对金属氧化物生产的挑战,应用材料公司提出了材料整合解决方案,通过我们已经经过已经量产认证的CVD、PVD工艺,提供氧化硅堆叠,达到金属氧化硅的整合方案,透过薄膜整合方案可以加速技术演进。

在大尺寸OLED生产上需要的关键技术是薄膜封装技术,用来保护OLED,避免水汽和氧气渗透,延长OLED的寿命。因应大尺寸OLED的需求,应用材料公司提供业界超大尺寸Macro等级的设备,提供Macro等级的薄膜封装方案。

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