柔性OLED
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-11
柔性OLED的實例教程
導語：根據(jù)CINNO Research統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2024年第二季度，全球市場柔性OLED（含折疊）智能機面板出貨量約1.6億片，同比大幅增長39.9%，環(huán)比增長17.5%，同比、環(huán)比雙增長，在OLED智能機面板中占比達72.2%，同比下降7.9個百分點，環(huán)比上升2.7個百分點。
隨著國內柔性OLED產(chǎn)能持續(xù)釋放以及向低階產(chǎn)品市場不斷滲透，全球柔性OLED面板出貨量持續(xù)擴大。2024年第二季度，全球市場柔性OLED（含折疊）智能機面板出貨量約1.6億片，同比大幅增長39.9%，環(huán)比增長17.5%，同比、環(huán)比雙增長，在OLED智能機面板中占比達72.2%，同比下降7.9個百分點，環(huán)比上升2.7個百分點。
近幾年，除蘋果、三星外，華為、小米、oppo、vivo等主流國產(chǎn)品牌柔性OLED面板訂單量持續(xù)由三星顯示轉向國內廠商。國產(chǎn)柔性OLED智能機面板出貨量約9,400萬片，同比大幅增長79.0%，環(huán)比增長4.7%，占比達58.9%，超越五成，同比上升12.9個百分點，國產(chǎn)柔性OLED面板已實現(xiàn)對韓系的趕超。
2024年第二季度，主流國產(chǎn)品牌柔性OLED智能機面板中，京東方份額達28.1%，排名第一，同比下降3.1個百分點，環(huán)比下降1.4個百分點；華星以26.7%的份額排名第二，同比上升12.2個百分點，環(huán)比上升1.7個百分點，份額增長最大；天馬和維信諾份額分別為23.8%和19.6%；三星份額降至僅剩1.8%，同比下降4.2個百分點，主流國產(chǎn)品牌柔性OLED國產(chǎn)化率已增至98.2%。
華為作為國內手機品牌的主流廠商之一，布局主要在于高端市場，中端市場有所加速，低端市場暫未真正開始，而高端市場主要為高端旗艦機型及折疊產(chǎn)品，該部分選擇的重點合作伙伴依舊是京東方。
展開 CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，在2023年的“顯示周”上，TCL華星光電展示了一款突破性的65英寸8K柔性OLED顯示器。據(jù)介紹，這款顯示器采用了IGZO TFT驅動背板和超精密噴墨印刷技術制造。這款顯示器是柔性的，其彎曲半徑小于R25mm，彎曲壽命高達100000次，TCL華星科技當時還介紹了其克服柔性顯示器制造相關挑戰(zhàn)的過程。這款產(chǎn)品的推出可以說是華星光電的又一次重大更新，實際上該公司去年還展示了一系列14英寸、17英寸和31英寸的柔性IJP OLED顯示器。
根據(jù)外媒Display Daily報道，按照TCL華星光電的理解，目前，顯示技術格局正在經(jīng)歷一些重大的變革，該公司目前重點開發(fā)的（IJP，Ink-jet Printing）噴墨印刷式柔性OLED技術是一項跨越傳統(tǒng)白色OLED技術、提供更寬色域、更低功耗和更高分辨率顯示效果的戰(zhàn)略舉措。據(jù)介紹，這項技術已經(jīng)讓TCL華星光電在發(fā)光材料的利用率方面獲得了很大的提升，這也會伴隨著降低生產(chǎn)成本。
此外，TCL華星光電還將IJP OLED與量子點OLED（QD-OLED）技術進行了比較：其色域和清晰度水平完全可以媲美QD-OLED，同時在其他領域甚至表現(xiàn)得更出色。最重要的是，通過將柔性OLED制造中使用的所有關鍵工藝引入內部，TCL華星光電對這種產(chǎn)品的全流程生產(chǎn)工藝有了一定程度的掌握和控制。
展開 展望未來，預計高端汽車市場對柔性OLED需求的持續(xù)增長。根據(jù)市場研究公司Omdia的最新預測，汽車OLED市場中的柔性產(chǎn)品出貨量將實現(xiàn)飛躍式增長，從今年的100萬片，到明年的200萬片，至2031年將超過800萬片大關，占據(jù)OLED總出貨量的半壁江山。
另外，默克正在與三星顯示和LG顯示合作，共同開發(fā)OLED材料。LG顯示開發(fā)了P-OLED產(chǎn)品，它結合了在PI基板上堆疊兩層有機發(fā)光層的串聯(lián)結構，并將其作為汽車用產(chǎn)品進行量產(chǎn)。三星顯示也在不斷擴大其基于柔性OLED技術的汽車產(chǎn)品陣容。
金俊浩表示：“除了持續(xù)深化ALD工藝的研發(fā)外，默克還在積極探索其他沉積方法的前驅體材料，如有機氯化合物和有機金屬前驅體等。”
展開 CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，韓國KOSDAQ市公司Yapex成功實現(xiàn)了用于可折疊手機等的柔性(flexible)有機發(fā)光二極管(OLED)的制造工藝保護用Pad-Open Film量產(chǎn)技術的韓國國產(chǎn)化。
根據(jù)韓媒Newsis報道，Yapex公司12月16日宣布，公司已完成有關聚氨酯材質的Pad-Open Film的生產(chǎn)技術專利申請。
公司方面表示，作為柔性OLED工藝保護用途的相應材料，目前由一家日本OLED零部件材料專業(yè)廠商獨家供應，因此韓國國產(chǎn)化替代需求較高。
柔性OLED用Pad-Open保護膜是決定OLED工藝產(chǎn)量的主要材料。Pad-Open Film在柔性OLED工藝中起到保護部件安全的作用，包括防止聚酰亞胺(PI)層的彎曲，防止薄膜封裝層受到外部的損壞等。在后段工藝完成后，易于去除，加上無殘留物，并經(jīng)過靜電處理，被認為是能夠抵御外部異物等二次污染的特殊功能性保護膜。
Yapex此次完成專利申請的產(chǎn)品量產(chǎn)技術與現(xiàn)有硅型的Pad-Open Film不同，基于聚氨酯材質，因此在價格競爭力方面具有優(yōu)勢，有望滿足韓國國產(chǎn)化替代需求。公司方面說明稱，傳統(tǒng)硅型Pad-Open Film由于價格較高，已經(jīng)在中國及臺灣市場被聚氨酯材質材料迅速取代。
展開 手機能夠折疊依賴于可彎折的OLED柔性屏幕。柔性OLED屏幕的疊層和材料數(shù)量較多，不同的疊層厚度和材料組合會導致不同的彎折應力分布，進而影響屏幕的使用性能。采用傳統(tǒng)的設計分析流程，需要在屏幕結構定型之前對疊層進行反復的尺寸調整和試驗，以獲得滿足產(chǎn)品使用的結構形式，費時費力。而采用多物理仿真平臺Simdroid無代碼化封裝的仿真APP，可以快速對柔性屏幕不同疊層厚度與材料參數(shù)進行對比分析，極大提高了設計效率，并大大降低了設計人員的技術要求門檻。
圖1 市場熱門折疊屏手機（來自網(wǎng)絡）
二、仿真APP解決方案
柔性屏幕折疊性能與疊層結構關系密切，一般的OLED屏幕疊層包含PET、UTG玻璃、POL偏光片、PANEL層等，各層由OCA光學膠粘接成一個整體。屏幕彎折方式大多為內彎，如Find N系列；華為部分型號為外彎，屏幕朝外。
本案例以某型號內彎結構柔性OLED屏幕為例，介紹柔性屏幕彎折力學分析的建模過程和APP制作方法，并基于仿真APP完成屏幕的結構設計。
圖2 OLED柔性屏幕疊層結構
1、仿真流程搭建
1) 參數(shù)化建模：模型為左右對稱模型，柔性OLED屏幕通過泡棉與剛性中框連接，長寬分別取100*5mm，厚度為各疊層厚度之和，將關鍵的疊層厚度尺寸進行參數(shù)化。
圖3 柔性屏幕參數(shù)化建模
2) 材料參數(shù)設定：OCA光學膠具有超彈性和粘彈性，是一種不可壓縮材料，采用Mooney Rivlin超彈性本構模擬，其它材料皆采用線彈性材料本構模擬。定義屏幕各疊層和運動器件的材料屬性。
圖 4 材料參數(shù)設定
3) 網(wǎng)格劃分：所有部件皆采用一階六面體網(wǎng)格劃分，各疊層厚度方向一般劃分1-2層網(wǎng)格，面內方向彎折曲率大的位置網(wǎng)格密度可加大，其他位置網(wǎng)格密度可適量降低，以提高計算精度同時減少計算時間。
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顯示面板測試：聚焦屏幕本身，是面板出廠的關鍵關卡
顯示面板測試以 LCD、OLED、柔性 AMOLED 面板及觸控模組為對象，貫穿面板制造全流程。主要驗證屏幕光學、電學、力學及材料性能，包括壞點檢測、亮度色彩均勻性、觸控精度、折疊耐久、折痕平整度、層間結合力等，直接決定面板能否合格流入終端組裝，核心客戶為京東方、維信諾、華星光電等面板及模組廠商。
無論是 OLED 柔性面板的有機發(fā)光層，還是超薄玻璃基板與觸控層的貼合工藝，都需要在試驗機的 “疲勞測試” 中暴露潛在缺陷：微小的裂紋可能在數(shù)百次彎折后蔓延，粘合層的老化可能導致顯示區(qū)域出現(xiàn)殘影，而電路的延展性不足則可能引發(fā)局部黑屏。
現(xiàn)代柔性屏彎折試驗機已實現(xiàn)高度智能化的測試方案。
近幾年，除蘋果、三星外，華為、小米、oppo、vivo等主流國產(chǎn)品牌柔性OLED面板訂單量持續(xù)由三星顯示轉向國內廠商。國產(chǎn)柔性OLED智能機面板出貨量約9,400萬片，同比大幅增長79.0%，環(huán)比增長4.7%，占比達58.9%，超越五成，同比上升12.9個百分點，國產(chǎn)柔性OLED面板已實現(xiàn)對韓系的趕超。
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，德國化學材料專業(yè)廠商默克（Merck）正通過提供高端汽車顯示解決方案，加速向柔性OLED市場的擴張。在柔性OLED的核心技術——薄膜封裝（TFE）工藝中，默克導入了原子層沉積（ALD）方法，以替代傳統(tǒng)的化學氣相沉積（CVD）方法。
PI漿料是柔性OLED PI基板制造中不可或缺的液態(tài)核心材料。首先，在玻璃載體板上涂布液態(tài)PI漿料，隨后通過固化制成PI基板，之后利用激光升離（LLO）技術，將玻璃載體板從PI基板上分離，從而制成柔性OLED PI基板。iPhone OLED屏全部采用了基于PI基板的柔性OLED技術。
據(jù)業(yè)界傳聞，宇部興產(chǎn)自去年末起與LG顯示在PI漿料領域展開合作，而初期品質測試結果未能達到預期。
OLED面板價格仍有強烈上漲意愿，部分低價產(chǎn)品價格有進一步漲價的可能；
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CINNO Research預測，2月受春節(jié)假期影響整體價格以持平為主，3月LCD需求或將有所減弱，LTPS部分產(chǎn)品價格將小幅下行；剛性AMOLED面板價格或將進一步上調；柔性AMOLED面板價格亦有進一步漲價的可能。
在專利方面，BOE（京東方）累計自主專利申請已超9萬件，柔性OLED相關專利申請已超3萬件，年度新增專利申請超8000件，技術與產(chǎn)品創(chuàng)新能力穩(wěn)步提升。
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，一直以來，含碳稠環(huán)鏈的有機材料都具有一些獨特的光電特性，可作為半導體材料使用。具體來說，這當中一些被稱為蒽鏈的發(fā)光材料，可以通過調控進而發(fā)射出不同顏色的光，正因為如此，這一類材料也成為了當前有機發(fā)光二極管發(fā)光材料的候選者之一。
圖1. 麻省理工學院的化學家們在其論文中提出了一種新的方法，這種方法能夠讓蒽基發(fā)光分子更加穩(wěn)定。上圖以一位藝術家的方式展示了風格化的蒽材料發(fā)光
此次創(chuàng)新大會中，天馬特聘中國科學院鄭有炓院士為科技顧問；與中國科學院海西研究院就柔性OLED技術深化科技合作進行戰(zhàn)略合作簽約；與嘉庚創(chuàng)新實驗室就Micro-LED技術開發(fā)進行戰(zhàn)略合作簽約；同時，天馬與嘉庚創(chuàng)新實驗室合建的Micro-LED聯(lián)合研究院成功揭牌。
本案例以某型號內彎結構柔性OLED屏幕為例，介紹柔性屏幕彎折力學分析的建模過程和APP制作方法，并基于仿真APP完成屏幕的結構設計。
圖2 OLED柔性屏幕疊層結構
1、仿真流程搭建
1) 參數(shù)化建模：模型為左右對稱模型，柔性OLED屏幕通過泡棉與剛性中框連接，長寬分別取100*5mm，厚度為各疊層厚度之和，將關鍵的疊層厚度尺寸進行參數(shù)化。
