三星显示拿出OLED降本新技术

三星显示正在评估一项新技术，该技术能够减少其无偏光片OLED（即封装层上色滤光片CoE）工艺所使用的光掩模数量。这项名为 “半色调黑色像素定义层（halftone black PDL）” 的技术，可以将原本分开制作的黑色像素定义层（PDL）与间隔物，在同一道工序中成型。如果该技术落地生产线，将可以大幅降低制造成本。

行业消息人士透露，三星显示正在测试半色调黑色PDL材料，可通过单次光刻工艺同时成型黑色像素定义层与间隔物。核心目标是减少光掩模工序，以此降低CoE工艺的生产成本。该技术有望把CoE工艺所需光掩模数量从6片缩减至5片。

CoE工艺直接在OLED器件上方制备色滤光片以及环境光减反结构，从而省去传统的偏光片。去掉偏光片后，面板可以做得更薄，发光效率也会提升，但需要额外的光刻工序，用于色滤光片以及其他结构的图案化制作。

自Galaxy Z Fold6机型开始，三星显示就在CoE结构的色滤光层中取消了黑矩阵（BM）。当前工艺一共使用6片光掩模，分别用于像素定义层、间隔物、红绿蓝（RGB）光刻胶以及保护层。半色调黑色PDL技术能够把像素定义层与间隔物两道掩模合并为一片，总掩模数量由此降至5片。

该技术与传统工艺最主要的区别在于黑色像素定义层和间隔物的成型方式。黑色像素定义层用于分隔各个OLED像素区域，同时吸收外界入射光线，降低反光。间隔物是高于黑色像素定义层的凸起结构，作用是维持面板内部上下结构之间的固定间隙。

目前，这两种结构需要采用不同材料、搭配不同光掩模分开制作。而半色调工艺只使用同一种材料，借助一片掩模，就可以同时做出两种高度不一样的结构。技术关键点在于控制掩模的透光量。半色调工艺将掩模透光率设置成三档，例如0%、20%‑50% 以及100%。材料不同区域接收的曝光光量存在差异，固化程度也随之改变，由此仅需一次光刻，就能成型出不同高度的像素定义层与间隔物。

黑色像素定义层负责划分像素区域并降低外界光线反射；间隔物则在其上方凸起，用来保持面板内部结构之间的间距。受功能与高度差异影响，以往二者需要分开生产，而半色调技术把二者整合为同一种材料、同一套工艺完成加工。

光刻工艺包含涂胶、曝光、显影等一连串步骤。将黑色像素定义层与间隔物工序合并之后，可以减少工序步骤、设备运行时长以及材料损耗。简化CoE工艺会直接缩短生产时长，降低制造成本。

三星显示已经评估将半色调黑色PDL应用于三星电子旗舰手机OLED面板的可行性。该技术有望用于计划明年发布的Galaxy S27 Ultra。把半色调黑色PDL落地到大批量出货的旗舰机型，可以进一步放大削减一道光刻工序带来的降本收益。

目前最大难题是良率。传统工艺可以分别对黑色像素定义层和间隔物做参数优化；但半色调方案要依靠单一材料、单次曝光同时管控两套结构的厚度与高度。一旦厚度偏差变大或者出现图形缺陷，就会抵消工序简化带来的成本节约。

一位行业业内人士表示：“三星电子Ultra系列手机已经完成该技术评估，据我了解下一代产品仍在考量这项技术。明年机型是否采用，还要看工艺稳定性和良率评估结果再做决定。”