蒸镀技术是OLED主流仍有革新空间。虽然增长势头不如2017年的预期，但是在各大面板生产商和终端厂的努力下， AMOLED屏幕逐步地在手机和电视市场获得应用，同时也在向如车载显示等众多的新兴市场渗透。可见，随着AMOLED技术的进一步成熟， AMOLED市场份额会得到进一步的扩展。AMOLED成为备受瞩目的新型显示技术之一。目前，AMOLED主流的生产技术还是以蒸镀技术为主，并依托于蒸镀机、蒸发源和掩模版等设备完成器件的制作。
美国Kateeva的喷墨打印设备
OLED蒸镀技术是主流
无论是用于中小尺寸运用场景的RGB分色AMOLED显示屏或者是用于大尺寸运用场景的WOLED显示屏，其制作工艺还是真空蒸镀技术。所以在这些器件中，如HIL、HTL、EML（R&G&B等颜色）、ETL、EIL和Cathode等功能层还是采用真空蒸镀方式、连续地沉积在TFT基板之上。
由于工艺参杂的需要和为了避免交叉污染，不同的功能层需要在不同的蒸镀机腔体内蒸镀，同时并通过机械手在不同的腔体之间进行转移。
在显示器面板生产中，材料成膜方式可以大致的分为PVD物理气象沉积方法（Physical Vapor Deposition）和CVD化学气象沉积方法（Chemical Vapor Deposition）。而蒸镀技术是物理气象沉积方法的一种。
和CVD技术不同，作为PVD技术之一的真空蒸镀在成膜的过程中具有以下几个特点：一是需要使用固态的或者熔化态的物质作为沉积过程的蒸发源。二是薄膜沉积时，蒸发源物质要经过物理蒸发过程进入气相。三是在蒸发成膜时，气相分子的运动路径近似为一条直线。四是在沉底和基板上成膜时，蒸发源的气相物质在沉积时不发生化学反应。
和同属于PVD方式的溅射成膜法相比，蒸镀技术还需要更高的真空度来增加其气态分子的平均自由程。但是蒸镀技术的薄膜沉积速度较高且薄膜纯度较好。
蒸镀的原理基本上可以简化为材料受热升华，其后在较冷的基板上再沉积的一个过程。当材料被加热分离时，每单位蒸馏面积单位时间（m2s）内蒸发的分子数J和蒸汽压强、材料的分子质量M和温度T呈现一定的正比关系。由此可见，随着蒸汽压的增加，沉积速度也在增加。同时温度T亦是决定蒸发速率大小的一个重要因素。
蒸镀腔内有蒸镀源、张网机、玻璃基板和冷却板等设备。在进行有机薄膜蒸镀时，需要先将带有TFT的基板进行反转，其后通过张网机将Mask和基板对齐，再将蒸镀源打开对基板进行蒸镀。
在整个蒸镀系统中，蒸镀机、掩模版和蒸镀源都由不同的设备供应厂商来进行供应。在中小尺寸AMOLED面板产线中采用最多的是日本Cannon Tokki的蒸镀机，而FMM的主要供应商为DNP和Darwin等。在蒸镀机市场中，虽然Cannon Tokki还是面板厂首选蒸镀机供应商，其它蒸镀机设备厂如Ulvac等也在积极尝试进入这一市场。与此同时， FMM技术为AMOLED蒸镀技术的核心技术之一，近年来一些中国厂商也在FMM技术上增大了投资和布局。比如上海和辉光电在上海Gen4.5厂区已经建立了自己的FMM研究生产产线。
蒸发源是蒸镀技术核心部件
蒸发源是蒸镀技术的核心部件。根据蒸发的材料蒸发时物质相态的不同，可以大致将蒸发材料分为： 熔化型材料（ melting - type material）和升华型材料（sublimation - type material）。一般熔化型材料都为金属。该类型材料在蒸发时会先熔化，即当温度达到熔点时，其平衡蒸气压也低于10-1 Pa。对于升华型材料而言，其材料的蒸发不必经历熔化过程而时直接升华。该种物质在加热低于熔点时，平衡蒸气压已经相对较高。常见的集中材料为Cr、Ti、Mo、Fe、Si。对于OLED而言，其大部分所采用的材料都是小分子有机物，则都为升华型材料。
从纯学术的角度来看，理论上的蒸发源有三种： 自由蒸发源、克努森蒸发源（Knudsen Cell）和坩埚蒸发源。自由蒸发源蒸发速率不仅仅取决于物质的平衡蒸汽压Pe，还和蒸发物质的实际分压Ph有关。克努森蒸发源（Knudsen Cell）特点是蒸发面积小、蒸发速率低、蒸发束流方向性好，且温度、蒸发速率等可以准确控制。坩埚蒸发源蒸发速率可控性介于上面两种蒸发源之间。一般小型实验室会采用该类型的蒸发源。
假设蒸发源和基板的距离为r。简单的来说，普通自由蒸发源在蒸发的过程中薄膜沉积速率和蒸发源到基板的距离r2成反比，且受到衬底和蒸发源之间方向夹角θ的影响。当θ=0且r较小时，沉底与蒸发源距离较近，沉积速率大。而在克努森蒸发源中，材料的蒸发遵从Knudsen余弦定律，即在Φ角上的材料质量和cosΦ成正比，由此通过该类型蒸发源蒸发出来的物质束流具有较强的方向性和可控制性。
得利于良好的物质束流方向性和蒸发的可控制性，克努森蒸发源在高精度的蒸镀生产中被大量运用。如果为了得到更好的材料厚度和均匀性，装配了克努森蒸发源的蒸镀装置也还可以进一步通过增大靶材-源距离（Target Source Distance.T/S）、转动基板、将蒸发源和基板表面置于同一个圆周上等方式提高薄膜的沉积均匀性。
以上为从纯理论角度对蒸发源的分类。但是从显示行业生产来看，蒸发源根据其宏观形状的不同可以分为： 点源（Point Source）、线源（Line Source）、面源（Planar/Area Source）以及其延伸技术。点源（Point Source）主要为单个Knudsen Cell。其设备设计时，需要在蒸镀均匀性、Source和基板距离、off-axis location、材料利用率、沉积速率等参数之间寻找最理想的工艺窗口。线源（Line Source）主要为并联的Knudsen Cell，其技术特点是蒸发源或基板在蒸镀是进行移动。与Point Source相比，因为有更小的Source与基板间距、更好的沉积均匀性和更好的材料利用率，理论上线源有更好的沉积效果。根据加热装置Heater的位置不同， Line Source又可以进一步分为Top Heater和Side Heater型。
面源（Planar/Area Source）以及其延伸技术和Line Source和Point Source 不同，该技术特点是先将OLED材料蒸发到一个平面Substrate上，其后再将面上的OLED材料蒸发到目标基板上。与其他蒸发结构相比，该结构的设备设计更加简单，且理论上其制作AMOLED器件时Dead Zone/Shadow Area的区域会更小。但是因为其需要先将材料蒸发到一中介平面，所以工艺步骤会更加的复杂。该技术暂时还未能进入产线进行运用。
印刷OLED有望替代蒸镀
虽然通过用蒸镀的方式来制作AMOLED技术已经成熟，且得到大规模的应用。但是该AMOLED技术依然有其局限性且OLED显示屏生产技术还拥有广阔的革新空间。其中一个OLED生产技术革新的方向是印刷OLED制程。
印刷OLED技术和传统的AMOLED蒸镀技术相比，印刷OLED技术存在以下几个优点：
一不逊于统的AMOLED蒸镀技术的显示效果。现阶段通过加入隔断层的方式，印刷OLED已经实现了400 PPI AMOLED 的demo。随着技术的进一步进步，印刷OLED理论上可以实现500 PPI左右AMOLED器件的制作。该分辨率已经达到现有中小尺寸显示屏幕运用场景的需要。和现有蒸镀的AMOLED Pentile像素排列不同，加入隔断层的印刷OLED器件中每个像素内都拥有独立的RGB三色子像素。这代表了在同样的白光显示场景下，用印刷OLED制作的器件其能耗更低的同时使用寿命会略长于蒸镀的器件。
二更低的生产成本。和传统的AMOLED蒸镀技术相比，印刷OLED技术在设备和耗材上的成本控制更优。理论上印刷打印机的价格低于Cannon Tokki蒸镀机的价格。同时打印时只需要Photo mask制作一个储墨Bank层，而不需要大量的FMM，同时材料利用率可以提高至90%～95%。如果印刷OLED能达到传统AMOLED蒸镀技术的良率的话，印刷AMOLED的产品更有成本优势。
三更低的技术壁垒和弯道超车的机会。虽然在政策的支持下，各个面板厂商在AMOLED行业内展开了积极的布局且取得了不错的成绩。但是和行业领头者相比， 国内面板厂商在技术实力和上下游原材料控制等方面还存在不少的差距。行业领导者在设备和材料上提前布局并设下壁垒，这无疑增加了中国厂商在AMOLED市场竞争的难度。相对于韩国厂商在传统AMOLED蒸镀技术长期的浸染不同，印刷OLED相对而言还是一个新兴的领域。其上下游原材料供应、器件结构和像素布局等方面都存在很大的机会空间和较低的进入壁垒。随着印刷OLED技术的进一步发展，其无疑会成为中国面板厂商在显示技术上进行追赶和超越的一个机遇。
虽然印刷显示拥有众多潜在的优点，但是该技术还在研发阶段。其略长的工艺流程和较低的器件寿命制约了其在大规模量产中的使用。但随着印刷显示技术的发展和这些技术难点的逐一克服，印刷OLED有望替代蒸镀技术，从而进一步加大AMOLED对传统LCD显示市场的渗透。
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卡住中国OLED咽喉的真空蒸镀机：高端显示屏上的阴影
未来可卷曲、如纸一样轻薄的各类终端屏幕主要选材是OLED（有机发光二极管），OLED生产过程最重要的一环就是“蒸”，工艺难度极高。
真空蒸镀机就如同OLED面板制程的“心脏”，被日本Canon Tokki独占高端市场，说其掌握着OLED产业的咽喉也不过分，业界对它的年产量预测通常在几台到十几台之间。有钱也买不到，说的就是它。
可惜，目前我国还没有生产蒸镀机的企业，在这个领域我们没什么发言权。
这台设备就如同生产OLED面板的“入场券”
买到Canon Tokki的设备就如同得到了一张生产OLED面板的“入场券”，Canon Tokki在业内的名声很像顶级光刻机企业ASML，神一样的存在。
仅有300多名员工，却基本垄断了全球真空蒸镀机的供应，每台报价过亿美元，仍然一机难求，排队等货因此成为常态。
据说京东方6代柔性OLED生产线能够提前量产的重要前提就是，拿到了Canon Tokki的真空蒸镀机。三星之所以能垄断中小尺寸OLED的生产和供货，也是因为有了Canon Tokki的助攻。
蒸镀设备厂商不止一家，Canon Tokki为什么一机难求？因为它量产稳定与技术成熟的优势无人可比。
买到Canon Tokki的设备就能有良品率吗？不然。
中粤金桥投资合伙人罗浩元对科技日报记者说：“蒸镀设备虽然是OLED生产中的关键环节，但一条生产线要实现批量化、高品质的生产，要对整个生产链进行科学管理及整合，确保每一道工序可控、可靠。但是，没有真空蒸镀设备，以上无从谈起。”
Canon Tokki能把蒸镀误差控制在5微米以内
蒸镀是OLED制造工艺的关键，直接影响着OLED屏幕显示，蒸镀机的工作就是把OLED有机发光材料精准、均匀、可控地蒸镀到基板上。
OLED显示面板中大量应用的有机材料极易受到氧气和水的影响，有机材料间也很容易造成污染，因此，面板的蒸镀一般都是在真空环境下且相互独立进行。
通过电流加热，电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜，这个过程就是真空蒸镀。
“通俗地说，OLED屏幕每个像素都是蒸上去的，除了发光材料，金属电极等也是这样蒸上去的，实际操作非常复杂。
Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内，这是什么概念？1微米相当于头发直径的1％。”罗浩元说，“没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。”
潜心于一个领域20余年，让Canon Tokki拥有不少专利，比如，它很早就将机器视觉应用在设备上。生产环节中，对准玻璃基板和用作像素模板的细金属网难度很大，利用摄像头追踪，Canon Tokki可将误差范围缩小到人体红细胞大小。
这是一场多维度、立体化的综合性突破
就如中国科学院院士、中国科学院物理研究所欧阳钟灿教授所说，中国平板显示全球第一，但大而不强。我国OLED企业主要聚集在产业链中下游的面板和手机等显示终端产品应用领域，上游核心生产设备完全依靠进口。
当年三星从全球40多家蒸镀机业者选到今天最牛的Canon Tokki，在OLED产业蛰伏期，Tokki遭逢破产危机时，依然全力扶持，这种患难情谊让三星一度独家拿下Canon Tokki的全部产量。
电子创新网创始人、半导体技术专家张国斌对科技日报记者说：“虽然离了Canon Tokki三星也可能玩不转，但三星对产业趋势和技术的判断、把握值得我们反省。”
罗浩元比较认同张国斌的观点：“具体到真空蒸镀机这种卡住产业咽喉的核心装备，能不能追，怎么追，从上到下都很迷茫。我国目前的OLED产业布局和推进方式可以让我们短期内形成产业规模，却无法实现高端设备的自主研发、装备能力。这个问题不解决，别说真空蒸镀机，其他OLED装备的突破也将是空谈。”
中国电子材料行业协会常务副秘书长袁桐认为，材料或设备并不是单一的产品，它牵涉到面板系统性的工艺和技术，如果只凭配套企业一己之力，可能只能实现某一种材料或设备的国产化替代。罗浩元说：“这是一场多维度、立体化的综合性突破。”
OLED的生产难度在精密制造，精密制造的技术壁垒在精密设备。国内OLED大型生产线装备虽仍一片空白，但OLED科研型蒸镀设备已达国际水平，中试型生产装备已成功研发。“虽然距离摆脱‘真空’有点远，但好歹上路了。”罗浩元说。
“真空蒸镀机等核心设备的缺失，反映出我国基础研究、精密加工、自动化控制等多领域的短板。”罗浩元说，“虽然很难，但一代人有一代人的任务，希望我们这一代能生产出真空蒸镀机。”
匿名