OLED要想征服主流市場還需要依靠哪些技術(shù)?
OLED面板竟然可以用“噴墨印刷”的方式制作出來?你沒看錯,OLED要想征服主流市場,或許還要依靠這個技術(shù)。
就在十一月末,京東方對外宣布成功研制中國首款采用噴墨打印技術(shù)的55英寸4K OLED顯示屏,這有望打破韓企在大尺寸OLED領(lǐng)域的壟斷格局。
主流的OLED制作一般都采用了蒸鍍的工藝。這一技術(shù)主要面臨著良品率和成本的問題。而噴墨打印技術(shù)的OLED面板制造工藝相比于蒸鍍工藝,是降低生產(chǎn)成本的一個可行方法。
其實(shí)國內(nèi)外很多面板廠商很早就開始研發(fā)噴墨印刷技術(shù),包括三星,LG, 京東方,CSOT等。早在去年年底,日本顯示器公司(JDI)關(guān)聯(lián)企業(yè)JOLED宣布,全球首創(chuàng)”的印刷生產(chǎn)方式生產(chǎn)的21.6吋OLED面板,已經(jīng)開始供貨,早期還是主要用于醫(yī)療器械的顯示器。
蒸鍍和噴墨印刷有什么區(qū)別?
OLED 的發(fā)光原理是在ITO 玻璃上制作一層幾十納米厚的發(fā)光材料——也就是人們通常所說OLED 屏幕像素自發(fā)光的材料,發(fā)光層上方有一層金屬電極,電極加電壓,發(fā)光層產(chǎn)生光輻射;從陰陽兩級分別注入電子和空穴,被注入的電子和空穴在有機(jī)層傳輸,并在發(fā)光層復(fù)合,激發(fā)發(fā)光層分子產(chǎn)生單態(tài)激子,單態(tài)激子輻射衰減發(fā)光,從而形成一個個的像素點(diǎn)。
真空蒸鍍
形成有機(jī)層的最常用的方法是“蒸鍍”。 蒸鍍類似于蒸發(fā)。在鍋里燒開水時,蒸氣就行成鍋蓋上的露水。不同之處在于蒸鍍使用有機(jī)材料代替水,并且在真空狀態(tài)而不是在正常的大氣壓力下進(jìn)行加熱。
蒸鍍必須先在真空中進(jìn)行,也就是在稱為真空室的設(shè)備中進(jìn)行。制造好的大型LTPS背板,在真空室內(nèi)進(jìn)行彩色圖案化。
一旦LTPS制造好并放置在蒸鍍真空室中,然后就是在LTPS基板下面放置精密的金屬掩模板(FMM)。掩模板是在薄鋼板上有刻有小孔的器件,所以當(dāng)有機(jī)材料蒸鍍時,它只能沉積在特定的位置。當(dāng)掩模板準(zhǔn)備就緒時,將蒸發(fā)源放在其下,并將其加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?。?dāng)加熱開始時,分子單元中的有機(jī)小分子穿過掩模并積淀到預(yù)期位置。
噴墨印刷
噴墨打印技術(shù)是像在紙上噴墨印刷一樣,噴射少于幾十pl(一萬億分之一升)的OLED墨水進(jìn)行顯示屏量產(chǎn)的技術(shù)。與在真空狀態(tài)下對有機(jī)物進(jìn)行氣化的蒸鍍方式相比,噴墨打印技術(shù)具有在常壓下也能生產(chǎn)、滴落到基板外面的墨水少、可提高材料使用效率等優(yōu)勢。
為了進(jìn)行噴墨打印,首先要在溶劑中融化OLED材料,使其變成墨水形狀。含有OLED材料的墨水通過噴墨頭的噴嘴,在基板的隔柵之間進(jìn)行印刷。然后經(jīng)過干燥工序除去溶劑,就可完成OLED材料印刷。噴墨打印技術(shù)可以用在各種類型的顯示屏制程,在大尺寸OLED領(lǐng)域的應(yīng)用前景尤其令人期待。這是因?yàn)橹谱鞔蟪叽顼@示面板所需的基板應(yīng)高于8代,與真空蒸鍍方式相比,噴墨方式在制作大面積設(shè)備方面更具優(yōu)勢。
噴墨印刷相比蒸鍍工藝有哪些優(yōu)勢?
工藝更簡單。有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)效率更高,材料利用率而蒸鍍時有機(jī)材料氣體無差別沉積在玻璃基板上,材料利用率低。
作大尺寸精細(xì)金屬掩模板,導(dǎo)致該工藝無法應(yīng)用在大尺寸面板的制造上。制造成本更低,在OLED 面板的原材料使用上,印刷OLED 就比蒸鍍技術(shù)節(jié)省90%左右。
噴墨印刷有哪些難點(diǎn)?
墨水:墨水的穩(wěn)定性是印刷制成的關(guān)鍵因素,且除去其自身性質(zhì)變化因素外,影響墨水穩(wěn)定性的較大的因素是氣泡。假設(shè)現(xiàn)有廠商能穩(wěn)定且大量提供無雜質(zhì)墨水的前提下,墨水在運(yùn)輸、灌入過程中會引入氣泡,而如何去除氣泡暫時還沒有良好的解決方法。
噴頭:除去在小型研發(fā)機(jī)臺上部分會采用單噴頭單噴嘴系統(tǒng)外,在中型平臺以上一般均會采用單噴頭多噴頭嘴系統(tǒng)。該噴頭可以在印刷過程中用多噴頭進(jìn)行噴印,從而在提高生產(chǎn)效率的前提下,能夠達(dá)到均化每個像素點(diǎn)內(nèi)墨水體積的作用。
成膜:成膜亦是溶液法印刷的難點(diǎn)之一。墨水在印刷上去時已然在表面開始揮發(fā),一般墨水邊緣揮發(fā)速度較快,則會出現(xiàn)咖啡環(huán)現(xiàn)象。
總結(jié):我們的生活已經(jīng)離不開各種各樣的屏幕,圍繞屏幕而生的各種數(shù)據(jù)正在變得越來越有價值。電視、手機(jī)、汽車上的三大屏幕,也成為了未來信息爭奪的最重要入口,而最基礎(chǔ)的屏幕技術(shù)也將會不斷的發(fā)展,不斷迎來新突破。