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国产OLED蒸镀机完成调试,国内面板行业将迎来拐点

近日,Micro OLED、OLED照明量产所使用的欣奕华G2蒸镀设备样机宣布完成进一步调试工作,年内推向市场后,将填补小尺寸OLED蒸镀设备的国产化市场的空白。

蒸镀设备国产化市场空白严重

据悉,OLED制造工艺主要包括蒸镀法和喷墨式印刷法。目前蒸镀法比较成熟,已经大规模商用;相比之下,喷墨法虽在理论上更为经济、高效,但其技术仍不成熟,暂时无法快速实现商业化量产。OLED又可以分为刚性OLED与柔性OLED,其差异主要是在基底材蒸镀技术制造OLED面板的核心设备是蒸镀机,而这个设备在面板制造企业的上游,主要供应商是佳能旗下一间名为Canon Tokki的企业。尽管全球 OLED市场需求暴增,Tokki公司也在不断投入开发产能,但是仍然难以满足客户的需要,其一年的蒸镀机产能也就区区几台而已。即使强如LG Display这样的大客户,也因为蒸镀机数量不足而错失苹果大规模订单。更何况是在0LED面板行业亦步亦趋跟随的国内生产厂商。好在京东方、华星光电等公司凭借巨大的投资逐渐在下游环节掌握有利地位。但这些提升目前还局限于下游,在上游环节中,国内企业的存在感较弱。随着上文提到的国产OLED蒸镀机完成调试,国内面板行业将迎来巨大转折。

新锐丨国产OLED蒸镀机完成调试,国内面板行业将迎来拐点

OLED在生产工艺环节需要前、中、后三道工艺。其中,对应的三大核心工艺技术分别为LTPS驱动电路、OLED蒸镀工艺和薄膜封装工艺,OLED蒸镀是制约OLED面板良率,进而成为影响产能的关键。赛迪智库2019年10月整理公开数据显示,截止2018年,OLED蒸镀设备的主要生产商为日本佳能Tokki,市场占有率达到90%。据悉,佳能Tokki每年产能的90%均被三星包揽,OLED蒸镀设备一机难求已成为了限制国内面板厂商扩大OLED产能的重要原因。以往,三星和LG Display的产线增建导致OLED蒸镀设备几乎被买断。

欣奕华OLED蒸镀机设备实现“自发光”

而随着韩国企业OLED产线的投资滞缓,深天马、京东方、维信诺、信利等面板厂商才陆续采购到OLED蒸镀机,良品率逐步提升。截至2018年底,京东方成都6代线综合良品率达到70%;2019年11月,维信诺昆山5.5代线综合良率达90%。预计到2021年,国内面板厂商生产刚性和柔性OLED面板才能与三星良品率基本持平。可见,OLED蒸镀机对行业发展的重要意义。

欣奕华智能机器事业群总经理李清生表示,“我国虽然已成为全球OLED面板生产的主产地之一,但是上游设备企业在装备领域依然集中在中低端和非关键设备的生产制造阶段。”而国内建设的OLED产线,蒸镀机等核心装备基本都依赖进口。OLED蒸发源根据宏观形状的不同可以粗略地分为点型蒸发源和线型蒸发源。点型蒸发源材料利用率不高,部分材料蒸镀时容易出现clogging或喷溅;线型蒸发源由于在坩埚加热及传递过程中不同位置的热量和温度存在差异,使得蒸发源不同位置的有机气体分子的热动能不一致,从而使不同位置的喷嘴喷出有机分子的蒸镀速率不同,导致镀膜的厚度均匀性差;对玻璃基板各子像素进行镀膜时,为了镀膜位置的精确性,在每道工序开始前还要对基板进行精密对位,这些问题导致整个OLED面板良率不足。针对这些难题,欣奕华研发团队最终形成了完善的OLED技术研发体系,突破OLED蒸发源、OLED对位系统等多项关键核心技术。其自主研发的OLED点型和线型蒸发源,已经交由客户验证通过,成功导入面板龙头企业的量产线。佳能Tokki OLED蒸镀机精度优异,把OLED有机发光材料精准地蒸镀到基板上,佳能Tokki可以把误差控制在3um之内。欣奕华的OLED蒸镀机对位系统(包含G6H、G2.5、G1)的对位精度已达到国际先进水平,部分机型甚至做到了国际领先,对位精度可控制在1.5um以内。除此之外在蒸发源、真空腔体、封装、工艺控制技术等方面,相关技术水平已达到国际先进水平,正在逐步追赶国外领先OLED设备制造企业。

机遇和发展 国内企业需加速创新

这些成绩的取得,一方面得益于国家层面的高度重视以及对OLED产业的规范化引导,特别是《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确提出“加快推进OLED等新一代显示技术研发和产业化”;另一方面与较早布局和战略投入有直接关系。欣奕华早在2015年正式启动了OLED蒸镀系统关键技术研发项目,并建成了3万平米的OLED蒸镀机研制洁净车间,拥有各类先进研发设备和仪器20余台套,组建了一支国际化高端人才团队,形成了完善的OLED技术研发体系有着莫大的关系。欣奕华自主开发了第一款国产化G1 OLED蒸镀机(玻璃基板尺寸200*200mm),并已通过安徽省新产品鉴定。G1 OLED蒸镀机通过了上海某高校教育部国家重点实验室装备测试,于2017年交付使用。欣奕华还是国内首家开发出G2.5(玻璃尺寸370mmx470mm)Cluster蒸镀机和12寸AR/VR(Wafer直径300mm)蒸镀机的企业,进一步填补了国内自主研发可量产OLED蒸镀机此种机型的空白。

而在在另外一个赛道—喷墨打印方面,国内企业也取得了较大的进展,TCL华星光电完成首发喷墨打印OLED。不但减少Mask的使用,尤其是EML层FMM的使用,可以大幅减少Mask成本。尤其是避免大尺寸FMM使受应力下垂导致的器件不良;解决了蒸镀制程中因HIL/HTL材料横向漏电导致的RGB子像素间cross talk问题,材料利用率也有了较大程度的改观。

技术路线之争让科技充满着无限变化,其终极目标又是殊途同归,这就是科技创新的魔力。欣奕华们扎根泛半导体产业高端装备制造领域,在上游取得突破性进展让我们欣喜,距离完成上中下游国产闭环又迈进了一大步,也为高科技发展的国运之争作了生动注脚。

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