近兩年,顯示技術(shù)快速升級,并涌現(xiàn)出4K/8K技術(shù)、量子點技術(shù)、印刷顯示技術(shù),以及OLED技術(shù)等一系列新名詞。然而,在產(chǎn)業(yè)和技術(shù)加快轉(zhuǎn)型升級的同時,也出現(xiàn)了概念不清、技術(shù)路線不明等問題,影響行業(yè)發(fā)展。特圍繞顯示技術(shù)推出系列報道,邀請業(yè)內(nèi)專家以及企業(yè)高層權(quán)威解讀顯示行業(yè)最新技術(shù),探討行業(yè)發(fā)展面臨的問題及未來發(fā)展趨勢,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向,以饗讀者。
終極目標(biāo)是實現(xiàn)全印刷顯示器件
徐征:實際上,印刷顯示技術(shù)并非在近幾年才有的新概念。近年來,隨著有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的成熟,印刷電子在材料和裝備方面擁有更好的積累和發(fā)展基礎(chǔ),應(yīng)用以及工藝均獲得了較快的發(fā)展。
理論上,QLED的“薄膜化點陣涂覆”則更適合于印刷技術(shù),成品率也會更高、材料成本比真空蒸鍍節(jié)省九成,且大尺寸化的技術(shù)難度增長有限。因此成為當(dāng)前印刷電致發(fā)光器件研究的新方向。但是無機(jī)材料量子點存在可印刷工藝性較差,制備條件較苛刻,并且較難形成均勻膜層等,所以發(fā)展仍然需要一個過程。
胡春明:所謂“印刷顯示技術(shù)”實際上并沒有嚴(yán)格的科學(xué)定義,應(yīng)該說是印刷電子(Printed Electronics)技術(shù)在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用,而印刷電子技術(shù)是利用傳統(tǒng)的印刷技術(shù)制造電子器件與系統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)。更具體地說,是以旋涂、絲印或噴墨打印等印刷方法,將金屬、無機(jī)材料、有機(jī)材料轉(zhuǎn)移到基板上,制成發(fā)光顯示器件。印刷顯示技術(shù)的終極目標(biāo)是實現(xiàn)全印刷顯示器件,在常溫、常壓下以按需給料方式實現(xiàn)低成本制造。在目前印刷顯示技術(shù)中,采用OLED材料來實現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術(shù)。
目前“印刷顯示技術(shù)”僅能實現(xiàn)部分印刷顯示器件,即實現(xiàn)了OLED材料的印刷,但在TFT背板的印刷上尚未形成突破。因此用印刷技術(shù)生產(chǎn)大尺寸OLED,OLED材料的印刷還需要5~10年的時間。而要實現(xiàn)全印刷顯示器件,時間更長。
徐曉光:嚴(yán)格意義上說,印刷顯示的定義本身是不準(zhǔn)確的,印刷只是顯示工序中的一環(huán)。從印刷工藝本身來講,其具有生產(chǎn)快速、低成本等優(yōu)勢,會是未來顯示工藝中很有前景的工藝技術(shù)。而打印OLED本身由于設(shè)備成熟度還不高,工藝穩(wěn)定性及器件產(chǎn)品的性能還無法和蒸鍍OLED相比,距其上市還有一段時間。
某種程度上說,打印只能說是工藝實現(xiàn)的一種。在OLED領(lǐng)域中,特指替代原有有機(jī)材料蒸鍍的工藝。此種方式確實能大大提升材料利用效率,并且預(yù)期未來將有助于降低顯示屏制造的直接成本。但相比蒸鍍方法,打印技術(shù)目前在器件最終光效、高分辨率圖形化等方面還存在差距,需要進(jìn)一步提升才能達(dá)到生產(chǎn)水平。
付東:印刷顯示是采用可溶液化加工的有機(jī)、無機(jī)、納米功能材料(包括金屬、半導(dǎo)體、電介質(zhì)、光電材料等),通過印刷或涂布技術(shù),代替?zhèn)鹘y(tǒng)半導(dǎo)體工藝/真空工藝來制作顯示器。目前主要應(yīng)用方向是印刷OLED/印刷QLED;未來,TFT陣列也可采用印刷工藝來制作。
同時,印刷與柔性是一對天生的孿生兄弟,兩者可完美結(jié)合,最終實現(xiàn)Roll-To-Roll(卷對卷)的柔性印刷顯示技術(shù),像印報紙一樣制造顯示屏。
印刷大尺寸OLED仍需時日
胡春明:“印刷顯示技術(shù)”相較于現(xiàn)在的“半導(dǎo)體顯示技術(shù)”最明顯的優(yōu)勢是成本,對于顯示器件企業(yè)來說,應(yīng)用創(chuàng)新是今后一段時間的主要課題,無論是在傳統(tǒng)的存量市場還是在新興的增量市場,而要實現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新,制備柔性顯示器件是業(yè)界普遍認(rèn)可的方向之一,用印刷的方式制備柔性顯示器件,尤其是大尺寸OLED柔性顯示器件,是當(dāng)前最有前景的市場。
徐曉光:大尺寸OLED上市面臨的兩大主要困難,一是成本,二是顯示壽命。未來器件中,RGB單獨像素會發(fā)光,但通過印刷還是蒸鍍,就要看兩種技術(shù)的成熟度哪個更高。比起有機(jī)發(fā)光部分來說,背板工藝的穩(wěn)定性和針對畫質(zhì)劣化的補(bǔ)償電路也是大尺寸OLED的關(guān)鍵。
工藝上實現(xiàn)印刷制造OLED目前已經(jīng)是事實,而要器件效能達(dá)到蒸鍍的水平還需要材料廠商、面板廠商和設(shè)備廠商的通力合作。
付東:用印刷技術(shù)生產(chǎn)大尺寸OLED,預(yù)計在2020年左右產(chǎn)業(yè)化。這需要在G8.5以上噴墨印刷設(shè)備、可溶性O(shè)LED材料及墨水、噴墨印刷技術(shù)、薄膜封裝技術(shù)、氧化物TFT背板技術(shù)以及驅(qū)動補(bǔ)償技術(shù)等方面實現(xiàn)全鏈條的突破。
徐征:目前印刷顯示技術(shù)中,采用OLED材料來實現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術(shù)。從制備方法來說,一般而言O(shè)LED可分為兩種。一是小分子發(fā)光材料OLED,用蒸鍍方法制備,另一種是共扼高分子發(fā)光材料PLED,用印刷方法制備。對比目前應(yīng)用的真空蒸鍍制造OLED顯示屏的工藝,第一是印刷工藝材料利用率高達(dá)95%,而真空蒸鍍工藝材料利用率僅有20%,印刷顯示工藝極大提高了有機(jī)材料的利用率;第二是不受設(shè)備與大尺寸精細(xì)金屬掩模板的限制,印刷工藝可以制備大尺寸顯示面板;第三是由于印刷工藝不需要真空蒸鍍腔體和精密金屬掩模板等等,再加上節(jié)省材料及維護(hù)真空蒸鍍設(shè)備,可有效降低成本。一直以來制約著OLED電視發(fā)展的高成本、低良率、大面積制備等問題會得到解決。
金起賢:OLED印刷工藝相對于典型FMM(精細(xì)金屬掩膜板)工藝具有以下優(yōu)勢。第一,工藝更加簡單;第二,有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)效率更高;第三,更容易處理大型基板,尤其是Gen8及以上尺寸面板;第四是制造成本更低。然而,印刷工藝也存在一些缺陷,印刷式OLED工藝的材料尚不足以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
事實上,即使是用于AMOLED大規(guī)模生產(chǎn)的固體有機(jī)材料仍有待改進(jìn)。這意味著開發(fā)適合印刷技術(shù)的新材料將需要耗費(fèi)更多的時間。除此之外,對于印刷工藝而言,由于這些材料是液體形態(tài),在印刷后還應(yīng)進(jìn)行干燥處理。這也會造成材料變化跟良品率的損失。
我國仍處于布局和研發(fā)初期
胡春明:國內(nèi)“印刷顯示技術(shù)”僅處于布局和研發(fā)初期,與國際水平相比相差尚遠(yuǎn)。
付東:正是因為看到了印刷顯示在顯示產(chǎn)業(yè)中的革命性作用,我國顯示企業(yè)已紛紛開始了印刷顯示技術(shù)的規(guī)劃與探索。我國政府在十三五重點研發(fā)計劃“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”重點專項第一批啟動的項目中就列入了印刷顯示,印刷顯示在我國的發(fā)展已邁開了第一步。其中,廣東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司打造了我國印刷顯示技術(shù)創(chuàng)新中心。與國際上相比,我國在材料和裝備領(lǐng)域差距尚存。但在印刷QLED技術(shù)方面,我國的量子點材料和印刷QLED技術(shù)齊頭并進(jìn),已處于世界先進(jìn)水平行列。
徐曉光:京東方早在2012年就開始與知名材料廠商、設(shè)備廠商一起致力于打印OLED的研究,并于2013年研制出當(dāng)時第一塊30英寸的打印OLED面板。在之后的幾年中一直致力于打印OLED器件效能的提升,在全打印器件和hybrid打印器件上都得到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的成果。
金起賢:印刷OLED還面臨眾多挑戰(zhàn),包括材料發(fā)光效率和使用壽命的改進(jìn)。眾所周知,印刷材料尤其是藍(lán)色發(fā)光材料亟待改進(jìn)。最近韓國跟日本OLED設(shè)備商開發(fā)出了“FMM(精細(xì)金屬掩膜)與印刷工藝相混合”的技術(shù)。到目前為止只有全球大約五家化學(xué)材料制造商能夠進(jìn)行印刷OLED材料的研究和生產(chǎn),如默克公司、杜邦公司、住友化學(xué)和日產(chǎn)化學(xué)。
韓國是當(dāng)前唯一大規(guī)模生產(chǎn)OLED顯示屏的制造商,印刷工藝主要面向大尺寸基板蒸鍍的取代。實際上,樂金顯示已經(jīng)在韓國生產(chǎn)線上設(shè)立了Gen8尺寸OLED印刷工藝的測試設(shè)備以便進(jìn)行研究。#p#分頁標(biāo)題#e#
同時,中國面板廠商也在開發(fā)印刷OLED。然而,考慮到目前的技術(shù)、經(jīng)驗和材料研發(fā)現(xiàn)狀,與預(yù)期相比似乎要花費(fèi)更多的時間,這一目標(biāo)將在2020年左右實現(xiàn)。
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