印刷顯示產(chǎn)業(yè)化的發(fā)令槍正式打響。日前,記者從“印刷顯示產(chǎn)業(yè)化與產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)研討會(huì )”上了解到,印刷顯示的工藝、材料、裝備等關(guān)鍵要素已逐步成熟,我國印刷顯示的產(chǎn)業(yè)化序幕即將開(kāi)啟。TCL華星在會(huì )議現場(chǎng)所展示的從17英寸-65英寸的印刷OLED技術(shù)新品,各項性能在目前主流OLED技術(shù)中均占據優(yōu)勢。同時(shí),記者還了解到,TCL華星已開(kāi)發(fā)出高達274PPI的印刷顯示技術(shù),可適用于Notebook和Tablet等IT產(chǎn)品。未來(lái),印刷OLED技術(shù)有機會(huì )同時(shí)適用于TV、Monitor、Notebook、Tablet等產(chǎn)品,靈活實(shí)現產(chǎn)能流轉。
那么印刷顯示究竟有什么樣的優(yōu)勢和魅力,讓全球諸多顯示面板龍頭企業(yè)建立其試驗和研發(fā)生產(chǎn)線(xiàn)去研究他呢?今天我們來(lái)深入剖析一下其特點(diǎn)。
印刷顯示制備工藝簡(jiǎn)單,可適用于各種尺寸產(chǎn)品
目前,中小尺寸OLED主流技術(shù)均為FMM-OLED技術(shù),我國OLED面板企業(yè)均采用這一技術(shù)路線(xiàn)。對于國內業(yè)者來(lái)說(shuō)主要存在國外專(zhuān)利壟斷、成本較高和大尺寸難以突破等問(wèn)題。從技術(shù)角度來(lái)看,FMM-OLED采用的是真空蒸鍍方法,主要是將有機材料加熱升華,通過(guò)使用高精度的金屬掩膜板分別圖案化形成紅、綠、藍OLED器件的有機膜層。高精度金屬掩膜板需要使用具有極低熱變形系數的材料來(lái)制作,開(kāi)孔的尺寸在微米級別,對位精度要求極高,因此成本高昂。同時(shí),重力作用還會(huì )導致高精度金屬掩膜板形變,任何微小的形變都會(huì )對對位和蒸鍍區域產(chǎn)生重大的影響,且尺寸越大形變問(wèn)題越嚴重,所以大世代線(xiàn)應用難度極高。
與FMM-OLED采用真空蒸鍍不同的是,IJP-OLED采用的是噴墨打印技術(shù)將有機材料配置成溶液,然后通過(guò)高精度的噴頭,精準地控制墨滴的體積(皮升級別,10-12L)和噴墨位置,將其打印在預先制備好的基板的像素坑內。真空干燥后形成OLED器件的有機膜層最終形成紅、綠、藍發(fā)光單元?梢(jiàn),印刷OLED技術(shù)工藝非常簡(jiǎn)單,可以像“印刷報紙”一樣來(lái)印刷顯示屏幕,同時(shí)不需要昂貴的真空蒸鍍機臺,也不需昂貴的高精度金屬掩膜板,可適用于各種尺寸的產(chǎn)品范圍(TV/Monitor/Notebook/Tablet)。
印刷顯示產(chǎn)品結構簡(jiǎn)單,成本競爭力優(yōu)勢明顯
在中大尺寸產(chǎn)品方面,目前全球主流的OLED技術(shù)則主要為WOLED和QD-OLED,無(wú)論是WOLED還是QD-OLED,其器件結構和發(fā)光結構都非常復雜。WOLED和QD-OLED同樣采用的是真空蒸鍍的方法,并利用金屬掩膜板圖案化。WOLED是在玻璃基板上形成整面白光OLED器件的有機膜層,然后通過(guò)圖案化的陽(yáng)極和彩色濾光片形成白、紅、綠、藍發(fā)光單元,其中白光OLED器件需要蒸鍍約18-20層。QD-OLED與WOLED不同的是在下玻璃上形成整面多疊OLED器件的有機膜層發(fā)出藍光,然后在上玻璃基板上通過(guò)打印的方式圖案化的量子點(diǎn)光色轉換層和整面封裝層,最后搭配圖案化的彩色濾光片形成紅、綠、藍發(fā)光單元,其中堆疊器件共需要蒸鍍約22-24層。
相比之下,印刷OLED僅需要通過(guò)噴墨打印的方式形成5-6層有機膜即可形成紅、綠、藍發(fā)光單元,器件結構和發(fā)光結構都非常簡(jiǎn)單,材料利用率也高達90%,并且無(wú)需復雜的工藝制程與真空蒸鍍設備。因此,在中大尺寸顯示器應用中,印刷OLED生產(chǎn)預計比WOLED和QD-OLED成本都要低。例如,當在10代線(xiàn)上生產(chǎn)65英寸的電視時(shí),與WOLED和QD-OLED相比,印刷OLED據推算可以將BOM成本降低10%-20%。同時(shí),印刷OLED的競爭力也延伸至中小尺寸顯示器市場(chǎng),與6代線(xiàn)上13.3英寸面板生產(chǎn)中使用的FMM OLED工藝相比,印刷OLED可將BOM成本降低約10%。另外,與WOLED、QD-OLED、FMM-OLED相比,IJP在設備和工廠(chǎng)建設方面的初始投資成本也更低,在生產(chǎn)過(guò)程中還具有較低的運營(yíng)成本。
印刷顯示開(kāi)口率更高,產(chǎn)品有望實(shí)現更長(cháng)壽命
開(kāi)口率是像素有效的發(fā)光區面積與像素整體面積的比率。對于OLED顯示來(lái)說(shuō),開(kāi)口率越高,在顯示相同亮度的條件下,像素OLED器件發(fā)光工作時(shí)對應的電流密度越小,器件衰減越慢,產(chǎn)品的壽命也就越長(cháng)。因此,OLED顯示需要盡量擴大發(fā)光區域面積,提升像素開(kāi)口率。
FMM-OLED需要使用高精度金屬掩膜板來(lái)定義像素的發(fā)光區域。高精度金屬掩膜板是在整張金屬板上在像素發(fā)光區對應的位置上進(jìn)行開(kāi)孔,在蒸鍍EL材料時(shí),EL材料可通開(kāi)孔區域蒸鍍在OLED發(fā)光區。而非開(kāi)孔區域的金屬起到支撐作用。前文講到,高精度金屬掩膜板對形變量的要求極高,非開(kāi)孔區域的金屬有一定的寬度要求,如果非開(kāi)孔區寬度太小,強度受到影響,會(huì )引起形變,從而影響圖案化工藝流程。因此,隨著(zhù)產(chǎn)品像素密度不斷提高,像素總尺寸逐漸縮小,而非開(kāi)孔區域面積無(wú)法縮小,只能減小開(kāi)孔區域面積。因此高精度金屬掩膜板的開(kāi)孔比例越小,像素的開(kāi)口率越低。
印刷OLED則無(wú)掩膜板限制,可實(shí)現更高開(kāi)口率。因此,針對于像素密度較高的OLED產(chǎn)品而言,印刷OLED技術(shù)可實(shí)現更高像素開(kāi)口率,且像素密度越高,像素開(kāi)口率優(yōu)勢越明顯。正如前文所講,開(kāi)口率越高,在顯示相同亮度的條件下,像素OLED器件發(fā)光工作時(shí)對應的電流密度越小,器件衰減越慢,所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也就有望實(shí)現更長(cháng)的壽命。
印刷顯示PPI優(yōu)勢明顯,終端產(chǎn)品呈現澄澈視效
如今,無(wú)論是電視、電腦、筆電還是平板電腦都在努力追求更高的分辨率,轉瞬間,我們已經(jīng)從高清升級到了4K超清,甚至8K超清。根據調查顯示,顯示器的屏幕表現和性能與工作效率及用戶(hù)體驗息息相關(guān)。因此,在過(guò)去幾年,各種顯示技術(shù)也一直都在升級顯示器的技術(shù)規格,以增加屏幕的尺寸和提高分辨率,高分辨率已成為中大尺寸產(chǎn)品的主流趨勢。
據了解,目前無(wú)論是WOLED技術(shù)還是QD-OLED技術(shù),均都在提高分辨率方面進(jìn)行研究。但是,由于WOLED需要白、紅、綠、藍四個(gè)子像素,難以實(shí)現高PPI。而QD-OLED存在“顏色串擾”問(wèn)題,以顯示純藍畫(huà)面為例,當PPI過(guò)高時(shí),底層的藍光OLED會(huì )向四周發(fā)光,從而導致了本不應該顯示的紅、綠像素因受到底層藍光的激發(fā)而發(fā)光,因此PPI也難以提升。
相比,印刷OLED由于結構簡(jiǎn)單,在三種技術(shù)中實(shí)現高PPI最具有優(yōu)勢。根據TCL華星和JOLED對印刷顯示技術(shù)的最新研發(fā)成果來(lái)看,目前在售的21.6英寸的印刷OLED產(chǎn)品PPI已高達204,并已完成274PPI打印無(wú)混色、無(wú)目視mura的成功驗證,超過(guò)300PPI的打印技術(shù)也正在開(kāi)發(fā)驗證中。要知道,目前市場(chǎng)主流尺寸65英寸的8K電視,其PPI僅為136,因此分辨率達到274PPI的終端產(chǎn)品已經(jīng)是比8K更高清了,而274PPI的高分辨率也為印刷顯示應對中小尺寸產(chǎn)品實(shí)現了可能。
相比于傳統真空蒸鍍工藝,印刷顯示工藝簡(jiǎn)單,不需要昂貴的真空蒸鍍機臺和高精度金屬掩膜板,材料利用率可達90%以上,不僅成本優(yōu)勢明顯,而且可實(shí)現高PPI和更長(cháng)壽命,因此印刷OLED技術(shù)被認為是在全尺寸產(chǎn)品領(lǐng)域突破蒸鍍路線(xiàn)的重要技術(shù)方式。
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