柔性AMOLED 手机显示屏制程之除泡工艺研究

耿 涛

（中电科风华信息装备股份有限公司， 山西 太原 030024）

1 柔性AMOLED 手机显示屏制程除泡的介绍

AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩阵有机发光二极体面板，相比传统的液晶面板，具有反应速度快、对比度更高、视角较广、高亮度、低功耗等特点。柔性AMOLED 被广泛应用于智能穿戴、可折叠手机、笔记本电脑、双面显示超薄一体手机、可卷曲的电子画卷、全景可视化智能音箱，及新兴移动显示产品。

图1 是柔性AMOLED 手机屏的基本结构，在每一层之间进行贴合后，因为贴合工艺、贴合材料等的影响，会产生肉眼可见气泡，影响显示、操控效果。因此，需要利用压力及温度变化将贴合过程中产生的气泡均匀分散，并增强不同材料之间的黏合力。这个过程被称之为除泡。

图1 柔性AMOLED 手机屏结构图

2 除泡工艺的研究

2.1 贴合后气泡产生的原因

贴合上下表面不完全平整，比如在CG 盖板边缘会集成很多线路。这些线路会使盖板边缘的厚度变得不均匀而产生高度差，中间的贴合胶如果很薄，贴合屏幕后很容易出现气泡反弹的情况，柔性AMOLED 手机显示屏中的3D 屏在折叠屏的转折处更容易产生顽固气泡。

微观状态下，贴合表面一定是不规则粗糙的、凹凸不平的，因此气泡的产生是不可避免的，如图2所示。

图2 显微镜下观测到的气泡

2.2 除泡的作用

除泡就是要平衡贴合应力、消除气泡、增强黏结力。

2.3 除泡工艺的三大要素

除泡工艺的三大要素是时间、温度、压力。

1）加热的作用：增加胶的黏性，加速胶的流动性及滋润度，使胶在较短的时间内与接触面积完全接触，如图3 所示。

图3 胶与接触面完全接触的过程

2）空气加压的作用：加速胶的流动，增加胶滋润度并产生适当的挤压压力，去除气泡、平衡应力。

3）持续时间的作用：可以使胶持续流动，催化溶入现象，去除气泡，增强黏结力。

2.3.1 除泡温度对除泡效果可靠性影响的研究

在压力、时间一定的情况下，改变除泡温度，对三种柔性AMOLED 手机显示屏进行除泡效果验证，见下页表1。

2.3.2 除泡压力对除泡效果可靠性影响的研究

在温度、时间一定的情况下，改变除泡压力，对三种柔性AMOLED 手机显示屏进行除泡效果验证， 见表2。

表1 温度对产品可靠性影响的测试数据

表2 除泡压力对产品可靠性影响的测试数据

2.3.3 除泡时间对除泡效果可靠性影响的研究

在温度、压力一定的情况下，改变除泡时间，对三种柔性AMOLED 手机显示屏进行除泡效果验证，见表3。

表3 除泡时间对产品可靠性影响的测试数据

由此可以看出，除泡工艺的三个关键因素是压力、温度、时间。

3 柔性AMOLED 除泡核心工艺的研究

3.1 柔性AMOLED 的除泡难点

1）大部分气泡的除泡可以通过一次除泡完成，但20%的几率会留下单点的小气泡，尤其是3D 屏、折叠屏、打孔屏等。一次除泡后留下的小气泡因形成围墙效应而很难被再次脱掉，压力无法有效传递到小面积的气泡上，导致无法除泡完成。这样就需要第二次提高压力基准，控制温度时间曲线进行除泡。

2）一次除泡完成后立即或某一段时间之后又再次产生了气泡。产生的原因为应力产生了再发气泡。使用除泡机器除泡的过程是同时或分时控制压力或温度，然后再依时间设定开始除泡程序，直到除泡时间结束，同时降温减压。在整个过程中，贴合胶及AMOLED 基板对于温度压力敏感程度不一致，当压力温度快速变化时，AMOLED 基板的挺性很快恢复，但贴合胶还残留一定的核心温度，内应力较小就很容易会被AMOLED 基板挺性应力拉开而产生小气泡，因此必须有效减少AMOLED 基板挺性应力与贴合胶应力恢复的不平衡现象。

总之，在除泡过程中，必须严格精确控制温度、压力的升降曲线，释放应力。

3.2 升温控制曲线对除泡效果可靠性影响的研究

改变升温斜率，对三种柔性AMOLED 手机显示屏进行除泡效果验证，见下页表4。从表4 中可以看出在除泡温度相同的情况下改变升温曲线对除泡效果的影响。

3.3 压力升压、降压控制曲线对除泡效果可靠性影响的研究

改变压力升压、降压曲线斜率，对三种柔性AMOLED 手机显示屏进行除泡效果验证，见下页表5。从表5 中可以看出在除泡压力相同的情况下改变升压、降压曲线对除泡效果的影响。

表4 升温曲线对产品可靠性影响的测试数据

表5 升降压曲线对产品可靠性影响的测试数据

4 结语

通过对以上三种柔性AMOLED 手机显示屏的除泡工艺进行实验可知，除泡的核心工艺就是控制温度和压力的范围、精度、升降曲线和时间，应严格精确控制温度、压力的升降曲线。在除泡的过程中，既要将柔性曲面贴合处的顽固气泡消除，又要防止在应力释放过程中气泡反弹。针对柔性AMOLED 手机显示屏的除泡工艺而研发的专用设备已投入生产，而且创造了巨大的经济价值。