用印刷工藝生產大尺寸OLED仍需時日

　    近兩年，顯示技術快速升級，并涌現(xiàn)出4K/8K技術、量子點技術、印刷顯示技術，以及OLED技術等一系列新名詞。然而，在產業(yè)和技術加快轉型升級的同時，也出現(xiàn)了概念不清、技術路線不明等問題，影響行業(yè)發(fā)展。《中國電子報》特圍繞顯示技術推出系列報道，邀請業(yè)內專家以及企業(yè)高層權威解讀顯示行業(yè)最新技術，探討行業(yè)發(fā)展面臨的問題及未來發(fā)展趨勢，為產業(yè)發(fā)展指明方向，以饗讀者。

　　終極目標是實現(xiàn)全印刷顯示器件

　　徐征：實際上，印刷顯示技術并非在近幾年才有的新概念。近年來，隨著有機電致發(fā)光二極管(OLED)技術和產業(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，應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，成品率也會更高、材料成本比真空蒸鍍節(jié)省九成，且大尺寸化的技術難度增長有限。因此成為當前印刷電致發(fā)光器件研究的新方向。但是無機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”實際上并沒有嚴格的科學定義，應該說是印刷電子(Printed Electronics)技術在顯示領域的應用，而印刷電子技術是利用傳統(tǒng)的印刷技術制造電子器件與系統(tǒng)的科學技術。更具體地說，是以旋涂、絲印或噴墨打印等印刷方法，將金屬、無機材料、有機材料轉移到基板上，制成發(fā)光顯示器件。印刷顯示技術的終極目標是實現(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中，采用OLED材料來實現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術。

　　目前“印刷顯示技術”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。因此用印刷技術生產大尺寸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：嚴格意義上說，印刷顯示的定義本身是不準確的，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。而打印OLED本身由于設備成熟度還不高，工藝穩(wěn)定性及器件產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領域中，特指替代原有有機材料蒸鍍的工藝。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，需要進一步提升才能達到生產水平。

　　付東：印刷顯示是采用可溶液化加工的有機、無機、納米功能材料(包括金屬、半導體、電介質、光電材料等)，通過印刷或涂布技術，代替?zhèn)鹘y(tǒng)半導體工藝/真空工藝來制作顯示器。目前主要應用方向是印刷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，兩者可完美結合，最終實現(xiàn)Roll-To-Roll(卷對卷)的柔性印刷顯示技術，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”相較于現(xiàn)在的“半導體顯示技術”最明顯的優(yōu)勢是成本，對于顯示器件企業(yè)來說，應用創(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)應用創(chuàng)新，制備柔性顯示器件是業(yè)界普遍認可的方向之一，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，就要看兩種技術的成熟度哪個更高。比起有機發(fā)光部分來說，背板工藝的穩(wěn)定性和針對畫質劣化的補償電路也是大尺寸OLED的關鍵。

　　工藝上實現(xiàn)印刷制造OLED目前已經(jīng)是事實，而要器件效能達到蒸鍍的水平還需要材料廠商、面板廠商和設備廠商的通力合作。

　　付東：用印刷技術生產大尺寸OLED，預計在2020年左右產業(yè)化。這需要在G8.5以上噴墨印刷設備、可溶性OLED材料及墨水、噴墨印刷技術、薄膜封裝技術、氧化物TFT背板技術以及驅動補償技術等方面實現(xiàn)全鏈條的突破。

　　徐征：目前印刷顯示技術中，采用OLED材料來實現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術。從制備方法來說，一般而言OLED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材料的利用率;第二是不受設備與大尺寸精細金屬掩模板的限制，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)省材料及維護真空蒸鍍設備，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行大規(guī)模生產。

　　事實上，即使是用于AMOLED大規(guī)模生產的固體有機材料仍有待改進。這意味著開發(fā)適合印刷技術的新材料將需要耗費更多的時間。除此之外，對于印刷工藝而言，由于這些材料是液體形態(tài)，在印刷后還應進行干燥處理。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“印刷顯示技術”僅處于布局和研發(fā)初期，與國際水平相比相差尚遠。

　　付東：正是因為看到了印刷顯示在顯示產業(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有限公司打造了我國印刷顯示技術創(chuàng)新中心。與國際上相比，我國在材料和裝備領域差距尚存。但在印刷QLED技術方面，我國的量子點材料和印刷QLED技術齊頭并進，已處于世界先進水平行列。

　　徐曉光：京東方早在2012年就開始與知名材料廠商、設備廠商一起致力于打印OLED的研究，并于2013年研制出當時第一塊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)內領先的成果。

　　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。眾所周知，印刷材料尤其是藍色發(fā)光材料亟待改進。最近韓國跟日本OLED設備商開發(fā)出了“FMM(精細金屬掩膜)與印刷工藝相混合”的技術。到目前為止只有全球大約五家化學材料制造商能夠進行印刷OLED材料的研究和生產，如默克公司、杜邦公司、住友化學和日產化學。

　　韓國是當前唯一大規(guī)模生產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)在韓國生產線上設立了Gen8尺寸OLED印刷工藝的測試設備以便進行研究。

　　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、經(jīng)驗和材料研發(fā)現(xiàn)狀，與預期相比似乎要花費更多的時間，這一目標將在2020年左右實現(xiàn)。