柔性AMOLED 手機顯示屏制程之除泡工藝研究

耿 濤

（中電科風華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

1 柔性AMOLED 手機顯示屏制程除泡的介紹

AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩陣有機發光二極體面板，相比傳統的液晶面板，具有反應速度快、對比度更高、視角較廣、高亮度、低功耗等特點。柔性AMOLED 被廣泛應用于智能穿戴、可折疊手機、筆記本電腦、雙面顯示超薄一體手機、可卷曲的電子畫卷、全景可視化智能音箱，及新興移動顯示產品。

圖1 是柔性AMOLED 手機屏的基本結構，在每一層之間進行貼合后，因為貼合工藝、貼合材料等的影響，會產生肉眼可見氣泡，影響顯示、操控效果。因此，需要利用壓力及溫度變化將貼合過程中產生的氣泡均勻分散，并增強不同材料之間的黏合力。這個過程被稱之為除泡。

圖1 柔性AMOLED 手機屏結構圖

2 除泡工藝的研究

2.1 貼合后氣泡產生的原因

貼合上下表面不完全平整，比如在CG 蓋板邊緣會集成很多線路。這些線路會使蓋板邊緣的厚度變得不均勻而產生高度差，中間的貼合膠如果很薄，貼合屏幕后很容易出現氣泡反彈的情況，柔性AMOLED 手機顯示屏中的3D 屏在折疊屏的轉折處更容易產生頑固氣泡。

微觀狀態下，貼合表面一定是不規則粗糙的、凹凸不平的，因此氣泡的產生是不可避免的，如圖2所示。

圖2 顯微鏡下觀測到的氣泡

2.2 除泡的作用

除泡就是要平衡貼合應力、消除氣泡、增強黏結力。

2.3 除泡工藝的三大要素

除泡工藝的三大要素是時間、溫度、壓力。

1）加熱的作用：增加膠的黏性，加速膠的流動性及滋潤度，使膠在較短的時間內與接觸面積完全接觸，如圖3 所示。

圖3 膠與接觸面完全接觸的過程

2）空氣加壓的作用：加速膠的流動，增加膠滋潤度并產生適當的擠壓壓力，去除氣泡、平衡應力。

3）持續時間的作用：可以使膠持續流動，催化溶入現象，去除氣泡，增強黏結力。

2.3.1 除泡溫度對除泡效果可靠性影響的研究

在壓力、時間一定的情況下，改變除泡溫度，對三種柔性AMOLED 手機顯示屏進行除泡效果驗證，見下頁表1。

2.3.2 除泡壓力對除泡效果可靠性影響的研究

在溫度、時間一定的情況下，改變除泡壓力，對三種柔性AMOLED 手機顯示屏進行除泡效果驗證， 見表2。

表1 溫度對產品可靠性影響的測試數據

表2 除泡壓力對產品可靠性影響的測試數據

2.3.3 除泡時間對除泡效果可靠性影響的研究

在溫度、壓力一定的情況下，改變除泡時間，對三種柔性AMOLED 手機顯示屏進行除泡效果驗證，見表3。

表3 除泡時間對產品可靠性影響的測試數據

由此可以看出，除泡工藝的三個關鍵因素是壓力、溫度、時間。

3 柔性AMOLED 除泡核心工藝的研究

3.1 柔性AMOLED 的除泡難點

1）大部分氣泡的除泡可以通過一次除泡完成，但20%的幾率會留下單點的小氣泡，尤其是3D 屏、折疊屏、打孔屏等。一次除泡后留下的小氣泡因形成圍墻效應而很難被再次脫掉，壓力無法有效傳遞到小面積的氣泡上，導致無法除泡完成。這樣就需要第二次提高壓力基準，控制溫度時間曲線進行除泡。

2）一次除泡完成后立即或某一段時間之后又再次產生了氣泡。產生的原因為應力產生了再發氣泡。使用除泡機器除泡的過程是同時或分時控制壓力或溫度，然后再依時間設定開始除泡程序，直到除泡時間結束，同時降溫減壓。在整個過程中，貼合膠及AMOLED 基板對于溫度壓力敏感程度不一致，當壓力溫度快速變化時，AMOLED 基板的挺性很快恢復，但貼合膠還殘留一定的核心溫度，內應力較小就很容易會被AMOLED 基板挺性應力拉開而產生小氣泡，因此必須有效減少AMOLED 基板挺性應力與貼合膠應力恢復的不平衡現象。

總之，在除泡過程中，必須嚴格精確控制溫度、壓力的升降曲線，釋放應力。

3.2 升溫控制曲線對除泡效果可靠性影響的研究

改變升溫斜率，對三種柔性AMOLED 手機顯示屏進行除泡效果驗證，見下頁表4。從表4 中可以看出在除泡溫度相同的情況下改變升溫曲線對除泡效果的影響。

3.3 壓力升壓、降壓控制曲線對除泡效果可靠性影響的研究

改變壓力升壓、降壓曲線斜率，對三種柔性AMOLED 手機顯示屏進行除泡效果驗證，見下頁表5。從表5 中可以看出在除泡壓力相同的情況下改變升壓、降壓曲線對除泡效果的影響。

表4 升溫曲線對產品可靠性影響的測試數據

表5 升降壓曲線對產品可靠性影響的測試數據

4 結語

通過對以上三種柔性AMOLED 手機顯示屏的除泡工藝進行實驗可知，除泡的核心工藝就是控制溫度和壓力的范圍、精度、升降曲線和時間，應嚴格精確控制溫度、壓力的升降曲線。在除泡的過程中，既要將柔性曲面貼合處的頑固氣泡消除，又要防止在應力釋放過程中氣泡反彈。針對柔性AMOLED 手機顯示屏的除泡工藝而研發的專用設備已投入生產，而且創造了巨大的經濟價值。