印刷显示实现“局部领跑”可以同时实现图形化

2021-07-09 16:30:06

6月17日—18日,由工业和信息化部、安徽省人民政府主办的2021世界显示产业大会在合肥成功举办。中国科学院院士、华南理工大学曹镛教授出席18日上午举办的院士论坛,并与华南理工大学材料科学与工程学院院长彭俊彪教授共同发表《印刷发光显示技术》主题演讲。

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主要开展光电功能材料与器件共性基础科学问题与关键技术研究,实验室围绕有机发光显示及照明材料与器件、有机光伏材料与器件、光纤及玻璃材料与激光器件等展开研究。其中,发光材料和显示器件是实验室最早的研究方向,涉及材料、器件以及驱动和系统集成,其中驱动和系统集成一直是由实验室的彭俊彪教授带领团队开展研究。

随后,彭俊彪代曹镛院士发表题为《印刷发光显示技术》的主题演讲。他在报告中表示,突破印刷TFT阵列技术是实现全印刷AMOLED的重要组成部分,全印刷技术是发展AMOLED显示的长远可期目标。

OLED印刷显示优势明显

报告指出,回顾显示技术的发展过程,从CRT发展到LCD,再到OLED,伴随着折叠屏手机的问世,人们对柔性OLED抱有更多期待,期待柔性折叠屏手机走进寻常百姓口袋的那一天。

柔性OLED被认为是下一代显示技术之一。随着显示产业技术的升级,以大面积、轻、薄、柔、低成本为特征的印刷显示正在崛起中。彭俊彪判断,尽管蒸镀是目前制造OLED面板的主要技术路线,但是无论学界还是产业界都认为柔性OLED总有一天将从蒸镀逐步转向印刷工艺,究其原因,印刷工艺可以同时满足面板大尺寸化、低成本和实现柔性等成为主因。

彭俊彪介绍说,在实现大尺寸方面,目前液晶高世代面板最高已经建成11代线,未来是否会出现更高世代生产线,还未可知,而印刷显示是实现OLED大尺寸化面板制造的更优选择。在低成本方面,所有平板显示都离不开薄膜制备和图形化,而印刷显示可以实现薄膜制备,同时印刷又属于增材制造工艺,可以同时实现图形化,因此低成本特征就非常明显。日本面板厂商JOLED曾公开表示,相比传统OLED面板制造技术,印刷式OLED产线可节省20%~30%的成本。印刷工艺可以说是大家期待的美好前瞻性的技术方向,不过,彭俊彪也坦言,目前印刷工艺也面临着低良率、低分辨率、高成本的现实问题。

印刷研究实现“局部领跑”

在曹镛院士的带领下,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室实现了多个OLED屏幕研究零的突破,例如研发出了国际上第一块全印刷OLED显示屏(包括阴极)、基于镧系稀土掺杂氧化物TFT技术的第一块全彩色AMOLED显示屏、第一块透明AMOLED显示屏,以及第一块彩色柔性AMOLED显示屏等。

彭俊彪介绍说,为实现以上OLED显示产品的技术突破,实验室开展了对发光材料、高性能器件以及高精度制备工艺等方面的研究。目前实验室在墨水配制、印刷技术和器件系统整合等方面整体已经达到或接近国内外印刷显示的先进水平,在部分领域处于领跑地位。

在发光材料方面,与蒸镀工艺所用的小分子材料不同,印刷工艺或许主要依靠高分子材料,因此其实验室正在持续研究聚合物发光材料。此外,还研究印刷工艺的量子点材料和钙钛矿等发光材料,彭俊彪还介绍了实验室对以上发光材料应用于显示面板的具体进程和取得的成果。其中,发光量子点(Quantum Dot)是一种直径为2~10 nm的半导体纳米晶,它具有发光效率高、发光光谱窄、色纯度高、发光颜色可通过量子点尺寸调控等特点。彭俊彪介绍说,实验室在探索量子点材料在高性能印刷显示中应用取得了阶段性成果。2016年12月,华南理工大学联合广州新视界光电科技有限公司研制成功首款基于镧系稀土掺杂氧化物TFT技术的全彩色量子电致发光(AMQLED)显示屏。

此外,彭俊彪指出,突破印刷TFT阵列技术是实现全印刷AMOLED的重要组成部分,因此,印刷工艺的电极、绝缘层和半导体层等就成为了印刷制备TFT器件的关键。从长远发展角度看,全印刷技术(包括OLED、TFT、电极)是发展AMOLED显示的长远可期目标。

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