OLED另一个核心国产痛点FMM,一文解析mask里面的概念误导“门道”
Display 产线上使用的Mask 为两种:Array 段和CF 段 (TFT-LCD)用的、以石英玻璃为基础材料的曝光Photomask; 和AMOLED 段以金属为基本材料的Mask (Open Mask & FMM)。
Array 段用的曝光Mask 为阻光曝光用,其基本材料为石英玻璃,通过在玻璃上制作金属铬Cr 作为光遮盖。
在使用时Cr 面与PR 胶接触进行曝光。Photomask 可以进一步被分为Binary Mask 和Half-tone Mask(3):
· Binary Mask: 该类型mask 上区域分为全透光区域和不透明区域。
· Half-tone Mask: 除去以上两个区域外,该Mask 上还存在半透明区域。通过控制半透明区域的光透过量可以控制下方PR 胶刻蚀后的图案的高度。该Mask 亦被称为Gray-Scale Mask 和D Mask。
Fig L Binary Mask 和Half-tone Mask(3)
Table L1 PhotoMask 主要参数(3)
**Soda: Sodium Carbonate
Open Mask 和FMM 材料为合金,其材质一般为因瓦合金,简称为INVAR。INVAR 为是镍Ni 含量为35.4%左右的铁合金, 且在-20℃~20℃下热膨胀系数平均值为1.6 × 10-6/℃。
Open Mask 主要使用与AMOLED 中HIL、HTL 和金属的蒸镀。在AMOLED 技术的WLOED 中亦得到广泛的运用。Open Mask 其与FMM 主要区别是精度上的差异。
FMM 掩模版为显示屏生产必不可少的一个材料。在AMOLED 的生产中,FMM 主要运用于AMOLED 段RGB 材料的蒸镀所用。
产线上使用FMM 蒸镀AMOLED 时,除去在较高温度下(80℃左右)金属形变和金属热膨胀的不利影响外,随着FMM 尺寸的变大,FMM 中部亦容易产生形变,导致蒸镀材料的错位,并最终产生EML 层错位混色和金属过孔无法覆盖等现象。
因为在现阶段FMM 很难兼顾大面积、低重量、低热膨胀系数的要求,所以在产线上往往在cell 段对做完TFT 的玻璃基板采取切半或切四的方法进行蒸镀以提高良率。
Table L2 FMM 主要参数(4)
因为蒸镀材料会在FMM上沉积,所以FMM从理论上而言是一种昂贵的易耗品。在产线上生产时,FMM在进行数次蒸镀后都需要进行清洗,而同一个工艺段往往需要多块FMM作为备用且相互轮流进行蒸镀以保证生产的效率。
生产FMM的方式主要有三种(1):蚀刻、电铸和多重材料复合。
主要的OLED面板用如大日本印刷(Dai Nippon Printing)、凸版印刷(TOPPAN)和达运等均采用蚀刻技术;
而日本Athene与Hitachi Maxell则更擅长与电铸领域(版厚约5 um);
多重材料复合法主要采用树脂和金属材料混合以制作FMM以应对热膨胀,V-Technology目前具有做到厚度为5um,且成膜精度位置为2um FMM的能力(向1 um发展)(1)。
Table L3 FMM Supplier(2)