你想過未來手機屏幕如紙一樣輕薄,還可以卷曲起來嗎?這個想法已經(jīng)在生活中現(xiàn)實了。
可卷曲如紙一樣輕薄的各類終端屏幕主要選材是OLED(有機發(fā)光二極管),OLED生產(chǎn)過程最重要的一環(huán)就是“蒸”,工藝難度極高。
真空蒸鍍機就是制作OLED的核心設(shè)備,它被日本 Canon Tokki 公司壟斷,真空蒸鍍機的年產(chǎn)量預(yù)測在幾臺到十幾臺CNC加工中心之間。(目前我國還沒有生產(chǎn)蒸鍍機的企業(yè))
▲OLED面板蒸鍍設(shè)備
OLED的生產(chǎn)難度非常之大,其核心技術(shù)在于上游的精密制造,而精密制造需要精密制造的設(shè)備,但是這些設(shè)備的產(chǎn)能卻是有限的。OLED最核心的蒸鍍設(shè)備控制在佳能旗下的蒸鍍機廠商Tokki手里,因此三星提前用訂單鎖定了Tokki的產(chǎn)能實行壟斷生產(chǎn)。
日本 Canon Tokki 公司僅有300多名員工,卻基本壟斷了全球真空蒸鍍機的供應(yīng),每臺報價過億美元,仍然一機難求,排隊等貨成為常態(tài)。
全球生產(chǎn)蒸鍍設(shè)備廠商不止一家,但是 Canon Tokki 真空蒸鍍機量產(chǎn)穩(wěn)定,技術(shù)成熟的優(yōu)勢無人可比。單從技術(shù)上講,Canon Tokki的確處于OLED面板產(chǎn)業(yè)鏈的頂層。
蒸鍍是OLED制造工藝的關(guān)鍵,直接影響著OLED屏幕顯示,蒸鍍機的工作就是把OLED有機發(fā)光材料精準、均勻、可控地蒸鍍到基板上。
OLED顯示面板中大量應(yīng)用的有機材料極易受到氧氣和水的影響,有機材料間也很容易造成污染,因此,面板的蒸鍍一般都是在真空環(huán)境下且相互獨立進行。
通過電流加熱,電子束轟擊加熱和激光加熱等方法,使被蒸材料蒸發(fā)成原子或分子,它們即以較大的自由程作直線運動,碰撞基片表面而凝結(jié),形成薄膜,這個過程就是真空蒸鍍。
通俗地說,OLED屏幕每個像素都是蒸上去的,除了發(fā)光材料,金屬電極等也是這樣蒸上去的,實際操作非常復(fù)雜。
上圖是PMOLED的典型工藝流程,PMOLED也屬于OLED,但結(jié)構(gòu)比AMOLED簡單,沒有TFT。
Canon Tokki 蒸鍍機能把有機發(fā)光材料蒸鍍到基板上的誤差控制在5微米內(nèi),這是什么概念?1微米相當于頭發(fā)直徑的1%,這精度再沒有公司能做到了。
潛心于一個領(lǐng)域20余年,讓Canon Tokki 擁有不少專利,比如,它很早就將機器視覺應(yīng)用在設(shè)備上。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,對準玻璃基板和用作像素模板的細金屬網(wǎng)難度很大,利用攝像頭追蹤,Canon Tokki 可將誤差范圍縮小到人體紅細胞大小。
▲全球知名OLED蒸鍍設(shè)備企業(yè)
想要生產(chǎn)OLED面板,Canon Tokki 的真空蒸鍍機無異于一張入場券。為了從三星口中搶奪蘋果iPhone的OLED屏幕訂單,LG近期斥資逾兩億美金終于從訂單大量堆積的Canon TOKKI“搶”到兩臺蒸鍍機,預(yù)計于今年底和明年初各交付一臺,將能夠給LG帶來每月3萬片第六代OLED面板的產(chǎn)能。
除Canon TLKKI之外,還有大量日本企業(yè)在OLED生產(chǎn)鏈條中扮演著舉足輕重的角色,比如OLED生產(chǎn)必須的蒸發(fā)掩膜大多由Dai日本印刷公司生產(chǎn),日本電氣玻璃公司制造的玻璃基板,日本出光興產(chǎn)的OLED發(fā)光材料等。
據(jù)說京東方6代柔性O(shè)LED生產(chǎn)線能夠提前量產(chǎn)的重要前提就是,拿到了Canon Tokki的真空蒸鍍機。
中國平板顯示全球第一,但大而不強。我國OLED企業(yè)主要聚集在產(chǎn)業(yè)鏈中下游的面板和手機等顯示終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,上游核心生產(chǎn)設(shè)備完全依靠進口。
真空蒸鍍機等核心設(shè)備的缺失,反映出我國基礎(chǔ)研究、精密加工、自動化控制等多領(lǐng)域的短板。國內(nèi)OLED大型生產(chǎn)線裝備雖仍一片空白,但OLED科研型蒸鍍設(shè)備已達國際水平,中試型生產(chǎn)裝備已成功研發(fā)。雖然距離擺脫‘真空’有點遠,但好歹上路了。
不過,中國這塊確實得加油了,不然再出現(xiàn)什么技術(shù)限制等,依舊會讓很多企業(yè),甚至整個行業(yè)陷入難堪的地步。