OLED顯示技術作為一種主動式發光技術，經過十多年的發展後終於在小尺寸手機和大尺寸電視市場取得了一定的突破，並以其絕佳的色彩、對比和未來在柔性上的前景，越來越受到消費者的喜愛。但說到OLED，就不得不提到OLED工藝技術之痛（瓶頸技術）—蒸鍍。
由於OLED器件中有機薄膜的總膜厚為100～200nm，而且是有機材料，在CVD、蒸鍍、塗布、印刷等成膜技術中，目前量產性較好的就是蒸鍍技術了（尤其對小分子OLED材料來說）。
蒸鍍在OLED製造工藝中應用，它的好壞直接影響到OLED屏幕顯示，另外，目前主要蒸鍍關鍵技術和設備掌握在日本廠家手中（OLED屏製造的代表——三星，它使用的蒸鍍機就是佳能旗下的子公司——CanonTokki。），且市場蒸鍍設備也不多，這也是OLED屏幕成本高的一個重要原因。
真空蒸鍍
這裡蒸鍍就是真空中通過電流加熱，電子束轟擊加熱和激光加熱等方法，使被蒸材料蒸發成原子或分子，它們隨即以較大的自由程作直線運動，碰撞基片表面而凝結，形成薄膜。在較高的真空度下：不僅蒸發出來的物質原子或分子具有較長的平均自由程，可以直接沉積到襯底表面上;還可以確保所製備的薄膜具有較高的純淨度。
OLED顯示技術——蒸鍍
主要應用於RGB（紅綠藍）三色排列的典型OLED屏幕。我們所知蒸鍍是OLED製造工藝的精華部分，而且不僅是發光材料，金屬電極等等之類也是這麼蒸上去的。但實際操作還是非常複雜的，比如如何控制像素區域，像素要怎麼對齊，還有控制蒸上去的薄膜厚度，什麼前處理、蒸鍍室的真空度等。
蒸鍍在OLED的工藝流程中的環節
OLED按驅動方式主要分為：被動方式—PMOLED和主動方式—AMOLED。其中PMOLED結構相比AMOLED簡單，在工藝流程大體相似，主要是PMOLED沒有像AMOLED在屏幕中加裝TFT和電容層。如下通過參考PMOLED工藝流程圖瞭解OLED生產的蒸鍍環節。
蒸鍍裝置
裝置的主要組成：真空環境、蒸發源、襯底
蒸鍍元素的平衡蒸氣壓隨溫度的變化
當元素的分壓低於其平衡蒸氣壓時，元素髮生淨蒸發。反之，元素髮生淨沉積。蒸發時,單位表面上元素的淨蒸發速率(物質通量)等於
a為一個介於0~1之間的係數；pe 和ph 是元素的平衡蒸氣壓和實際分壓。當a=1，且ph=0時，蒸發速率F取得最大值，由此，可以計算物質的蒸發、沉積速率。
元素蒸發速率的另一種表達形式為單位表面上元素的質量蒸發速率
由於元素的平衡蒸氣壓隨溫度的增加很快，因而對元素蒸發速率影響最大的因素是蒸發源所處的溫度。
薄膜沉積的方向性和均勻性
在物質蒸發的過程中，被蒸發原子的運動具有明顯的方向性。並且，蒸發原子運動的方向性對被沉積的薄膜的均勻性會產生重要的影響。物質的蒸發源可以有不同的形態。距襯底較遠、尺寸較小的蒸發源可以被認為是點蒸發源。
實際面源情況下薄膜沉積速率隨角度f的變化
在蒸發沉積方法中常使用的克努森盒(Knudsencell)，相當於一個面蒸發源。它是在一個高溫坩堝的上部開一個直徑很小的小孔。在坩堝內，物質的蒸氣壓近似等於其平衡蒸氣壓；而在坩堝外，仍保持著較高的真空度。與普通的面蒸發源相比，它具有較小的有效蒸發面積，因此它的蒸發速率較低。但其蒸發束流的方向性較好。最為重要的是，克努森盒的溫度以及蒸發速率可以被控制得極為準確。
以坩堝作為蒸發容器的蒸發源的一般情況如圖所示。坩堝蒸發源的蒸發速率、蒸發束流的方向性等介於克努森盒與自由蒸發源之間。
點源與面源情況下薄膜相對沉積速率與襯底距離與尺寸的關係
蒸發沉積技術的種類
電阻熱蒸發
裝置簡單，應用廣泛；需要針對不同的被蒸發材料選擇加熱材料和方法；加熱溫度不能過高，易產生電阻絲等加熱材料的汙染。
電子束熱蒸發
電弧熱蒸發
激光束熱蒸發
空心陰極熱蒸發
蒸鍍工藝中的TS和SD
如圖1所示，是OLED蒸鍍的概念圖。較上面是玻璃基板，再由殷鋼(Invar Steel,即鐵鎳合金）製成的FMM(Fine Metal Mask,即高精細掩模版）蓋住玻璃，然後一起通過磁鐵吸附在上基臺上。蒸鍍源內放置有機材料，通過電阻絲加熱或電子束加熱的方式使材料蒸發，再通過FMM進入到規定的像素開口區。這裡的TS(Target-Source Distance)就是指蒸鍍源到FMM目標的距離。
TS距離一般在400～800 mm不等。如果是同樣的點蒸鍍源和同樣的蒸鍍角，TS距離較小時，材料利用率高，PPI時較小，但成膜均一性較差，且SD(Shadow Distance,即陰影距離）較大；而TS距離較大時：成膜均一性會變好，SD會變小，但材料利用率較低，PPI較大。
生產FMM的方式主要有三種，即蝕刻（DNP FM）、電鑄（electroforming FM）和多重材料（金屬+樹脂材料）複合。以下即為蝕刻方式FMM製作工藝流程圖。
SD在這裡指的就是的和，它會影響PPI，因此越小越好，否則會發生R串色到B的問題。關於詳細說明，請參考以下兩點：
（1）是蒸鍍氣體與垂直法線的較大夾角，是FMM二次刻蝕與法線的夾角，是FMM一次刻蝕與法線的夾角，a是FMM和基板間距，b是FMM二次刻蝕深度，c是FMM一次刻蝕深度，d是FMM孔較窄處寬，e是子像素間距，f是FMM二次刻蝕的基準面延伸長度，g是FMM和基板間基準面延伸長度，h是子像素下底間間距。
（2）一般希望，，的值都小一點，這樣孔就是垂直的；同時，在a，b，c的值一定的情況下，f和g的值可以比較小；如果h的值也比較小的話，PPI可以做高。
在蒸鍍過程中，目前最廣泛被使用的方式為精細金屬光罩（FineMetalMask），可以說，蒸鍍的問題的核心，在於對FMM特性的研究。由於FMM在蒸鍍過程中只存在物理變化，因此，對FMM物理特性的研究，顯得尤為重要。
蒸鍍難點及技術研究
FMM在製作和使用過程中，受到如重力，CF，壓力，磁力等應力的作用。此外蒸鍍有機材料熱量釋放的影響還會產生熱膨脹。以及FMM在應力作用下產生的蠕變行為。對FMM物理特性的研究，主要圍繞應變、蠕變和熱膨脹這三個方面展開。目前，國內很少有企業對此展開全面的研究。在這一點上，三星電子遠遠走在了前面。
主要問題就是FMM在大尺寸時會有彎曲下垂的問題，且畫素有所限制。在高解析度狀況下，目前則多使用Pentile解決光罩限制。
根據Displaysearch研究，綜觀目前5.5代線以及8代線，垂直掃描光罩（VerticalScanningMak）將是重要指標，韓國廠商正與設備商如火如荼進行中。垂直掃描在大尺寸面板蒸鍍時可避開變形問題，而且不用切割是優勢，但這個方法仍不完美，未來大尺寸的蒸鍍應該還是要使用雷射或Injeck技術，韓廠當然不會錯過研發機會，但真正可量產的時間仍不明。
JDI在最近的2019年業績發佈中，首次公佈了OLED量產，稱“作為全球首個垂直蒸鍍”方式，本月將開始正式量產。據 消息，JDI將採用韓國KPS的Mask拉伸機和PIMS的Open Mask(OMM)。採用6代(1500mm x 1850mm) Half Cut的蒸鍍方式。
閱讀更多 BOE知識酷 的文章
