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AMOLED的FMM技术浅析及全球格局真实现状

2019/12/16


什么是FMM

FMM 全称为Fine Metal Mask(精细金属掩模版), 其主材主要是金属或金属+树脂。由于目前AMOLED面板量产的主流方法是真空蒸镀,而真空蒸镀必须用到FMM蒸镀技术,在干式制程中运用遮罩将RGB 三种光色分子分别附着于狭小的区域中。应用于大尺寸面板时,大尺寸Mask在蒸镀制程中易产生变形与材料过度使用等弊病,维持平坦的表面是制程相对较难的精密金属遮罩的关键技术。利用Invar材料(为一种镍铁合金),其特有的低热膨胀系数(CTE))与高模量且薄及超平整度等特性来制作FMM,可有效解决FMM 在大型面板因加工中产生的热,造成金属面罩弯曲及孔位对位不正等问题。

 

蒸发是OLED的核心工艺之一,也是OLED制造工艺大致分为五步的第二阶段。而FMM就是在LTPS光盘下面带上的精细的金属掩模。掩膜是一种在薄钢板上有一个小孔的器件,当沉积有机材料时只能沉积在特定位置。如果您不使用蒙版,则通过将红色,绿色和蓝色放在红色(R)像素上,将无法获得纯色。因此,在沉积过程中不同的时间使用RGB的每个位置和形状的不同掩模。

 

当掩模准备就绪时,将蒸发源(如有机材料等蒸发材料)放在其下,并将其加热到适当的温度。当加热开始时,分子单元中的小有机分子穿过掩模并施加到期望的位置。

FMM的主要生产方式

从FMM开孔形状来区分, 根据FMM 的开孔形状的不同, FMM可以再进一步细分为插槽型和狭缝型

 

生产FMM的方式主要有三种: 蚀刻、电铸和多重材料(金属+树脂材料)复合。

一、蚀刻法—— 主要是通过蚀刻Invar Sheet 的方式制作。现阶段主要的OLED 面板FMM 供应商, 如DNP、凸版印刷和达运等均采用蚀刻技术。该方法制作出的FMM 在现阶段薄可以做到20 μm 左右并达到高分辨率(WQHD)级别分辨率。

二、电铸(Electroforming Metal)——通过该方法制作出的FMM 厚度很薄。采用该方法的厂家主要有日本Athene 与Hitachi Maxell。这两家公司已经将板厚控制到约5 μm, 并正在研发高分辨率(WQHD) 分辨率级别的FMM 产品。

三、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5μm, 且成膜精度位置为2 μm FMM 的能力(向1 μm 发展)。

虽然Hitachi Maxell 与V-Technology 分别采用电铸和多重材料复合方式对QHD 分辨率以上的FMM 有进行研究, 但是其产品还未进入量产和厂商验证阶段。

FMM 产业竞争格局及市场现状

随着有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示屏迅速取代智能手机中的LCD,面板制造商正在迅速增加新的产能,加速对精细金属光罩(FMM ),这是用于制造RGB -AMOLED的关键生产组件。据IHS 预计,FMM市场预计将以38%的年复合增长率(CAGR)从2017年的2.34亿美元增长到2022年的12亿美元。

 

但是从现阶段的FMM形成的产业链来看,上游材料INVAR(1020 μm 厚)只有日立金属可以生产,而中游主要是日韩和中国台湾地区,实际上中国大陆能够量产FMM的并没有(下表中的大陆企业都是CMM,并不是FMM),但是中国大陆却是需求量大的市场。在2018年以前,由于日立跟DNP是捆绑合作,而DNP与三星是签署了垄断性合约(提供1020 μm 厚的FMM)。到了2018年三星跟DNP垄断合约到期,这也才有了 DNP已经与BOE达成协议DNP会逐步向BOE提供高分辨率(WQHD)级手机用的FMM(约30μm厚)。

FMM的竞争格局

 

虽然DNP垄断协议解除,但是DNP和日立的捆绑协议依然在,这对于FMM厂来说,就等于掐住了咽喉。因为目前量产主要采用的FMM 生产技术还是以蚀刻为主。对于FMM目前原材料,只有Hitachi Metals 提供, 其后材料会送到FMM 制作商处制作FMM Mask, 并待制作完成后送交到终端客户手上。

截至到2017 年中旬为止, Hitachi Metals 是为数不多能提供厚度在20 μm 以下、高分辨率(WQHD)且不会受到重力影响的FMM 原材料的厂商。如果需要制造高精度的FMM, 则需要更高级的INVAR 合金(Super INVAR alloy)。现在市面上能提供满足FMM 使用需求的Super INVAR alloy 合金的厂商是Hitachi Metal 。所以目前由于下游市场需求的井喷,倒逼上游材料的也有更多人参与,而国内的这些CMM厂都在摩拳擦掌加速布局中。

文章来源:OLEDindustry