OLED面板厂商话语权持续提升 OLED印刷技术未来可期

目前，OLED面板被运用在高端智能手机和高端电视机产品中。采用了OLED面板的手机和电视机能够带来更好的显示效果。OLED面板拥有超薄超轻、抗震性好、可视范围大、反应灵敏和黑色场景表现好等特点。它还不需要背光源，能够自己发光，OLED面板的亮度可实现逐个像素的控制，这是LED、LCD面板所做不到的。

　　OLED虽好但面板生产难度非常高，目前，国外能够量产OLED的企业有LG、三星和松下等品牌;国内有TCL华星光电、京东方和天马等面板厂商。

　　值得注意的是，目前我国OLED企业相对于韩国三星等仍处于弱势低位，尤其在OLED驱动芯片领域，韩国三星在全球市场的市场份额高达60%。随着国内OLED面板厂商话语权的持续提升，预计AMOLED显示驱动芯片的国产化率有较大提升空间!

　　2020年，TCL对外宣布并购苏州三星8.5代线。谈及这起跨国并购，李东生表示： “预计三月份完成业务交付，整合工作将在第二季度正式开始。”

　　在大尺寸面板竞争格局优化，行业产能向龙头企业集中，同时面板涨价推动行业盈利逐步回升的背景下，TCL华星大尺寸业务正持续打开增长空间。

　　2020年前三季度，TCL华星大尺寸面板销售面积2071万平方米，同比增长44.9%，销量3448万片，同比增长14.9%。随着深圳新11代线t7项目最近投产带来的新增量，李东生预计，2021年TCL华星的产量增长将超过30%。

　　经过多年发展，我国新型显示年产值已超过 4000 亿元，液晶显示的产业规模全球第一。但在李东生看来，我国成为“显示强国”仍需努力，比如核心材料和很多关键核心装备几乎都依靠进口;在 OLED 领域，国外企业占据较大优势。

　　让李东生更寄予厚望的是印刷OLED。“‘十四五’将成为中国企业在OLED产业的追赶时期。”李东生指出，“而印刷OLED将提供一个技术突破的机会。”

　　此前，华星以20亿元投资日本企业JOLED，双方在喷墨印刷OLED领域展开深度技术合作。不仅是TCL华星，京东方、三星、LGD等巨头也纷纷涉足印刷OLED。

　　李东生强调，未来在大屏幕领域，具有成本竞争力的印刷 OLED将取代一部分液晶高端产品的市场，性能也会有所突破。

　　目前OLED印刷技术才刚刚起步，产业化印刷OLED还面临着诸多挑战。

　　近日，从科技部高技术研究发展中心获悉，“战略性先进电子材料”重点专项项目——国家重点研发计划8.5代印刷OLED显示产业化示范中的“基于产业化印刷材料器件与工艺开发”课题，已经取得一系列成果，例如开发或评测出超过10种面向印刷工艺的新型发光层、空穴传输层、电极层材料；制备出让像素点均匀分布，且耐受打印溶剂溶解的围栏材料；研发出膜表面粗糙度小于5纳米的大面积发光薄膜。

　　如同打印文稿，将发光材料打成像素图案。

　　目前，OLED面板主要有两种制作工艺，一种是真空蒸镀工艺，另一种则是喷墨印刷工艺。

　　这两种工艺有很大差别，主要在于制备OLED显示屏的装备和材料不同。现阶段量产OLED屏幕主要是依靠真空蒸镀工艺来制备，即在高真空环境的腔室内，将OLED发光材料放在蒸发源上高温加热，材料受热升华成气体，再重新凝结到基板上形成OLED像素阵列。但蒸镀工艺也存在一些难以克服的问题，蒸镀过程中像素周围的掩膜版上会有很多材料残留，造成材料浪费和腔室污染。

　　更重要的是，蒸镀装备的制造难度大、成本高，达到高真空环境需要更严格的条件，所以蒸镀工艺难以规模化制备大尺寸的OLED电视屏幕。即使个别厂商用蒸镀工艺制备出一些高端产品，其成本和价格也远超大众的接受能力。

　　相比蒸镀技术，喷墨印刷技术可大大提高生产效率和发光材料的利用率，显著降低制造OLED显示屏的直接成本，有效制备大面积OLED显示屏。

　　但是，搭建印刷OLED生产示范线，面临诸多挑战。这也是印刷OLED显示产业化立项的意义所在。

　　喷墨打印是一种非真空、非接触、低成本、直接图形化的薄膜沉积技术。与传统的蒸镀工艺相比，它所需的材料和能量少，加工步骤简单，与柔性大尺寸显示的快速制造相适应。目前大尺寸高分辨的印刷OLED已初步实现。印刷OLED的核心在于印刷设备、印刷墨水、印刷像素。图3 京东方55英寸8K AMOLED喷墨打印显示样机

　　主流的喷墨打印技术主要包括压电喷墨打印、气溶胶喷墨打印、电流体动力喷墨打印，三种喷墨打印技术对比如表1所示。

　　喷墨打印需要将打印材料溶解于溶剂中形成打印墨水，并通过喷墨打印机将墨水滴于基底上。所以，开发高性能OLED发光材料墨水和电极墨水是实现印刷OLED产业化的关键。

　　发光材料墨水：发光材料墨水包括荧光材料、磷光材料及热激活延迟荧光材料，其中蓝光OLED以荧光材料为主，红、绿光OLED以磷光材料及热激活延迟荧光材料为主。目前各类发光材料墨水均已初步实现印刷，但性能有待提升。

　　电极墨水：电极墨水的种类与上述柔性电极种类相似。其中，金属油墨的导电性最好。最为常用的金属油墨是银墨水，银墨水根据分散体系可分为银纳米颗粒墨水与金属有机分解型墨水。

　　当墨水被打印到衬底上时，由于液滴钉扎边缘的溶剂蒸发速率远大于液滴中心区域，溶剂从中心区域补充到边缘，形成向外的毛细流动，溶质随之被带动并聚集在边缘形成咖啡环，从而导致薄膜厚度不均。如何解决“咖啡环”效应是喷墨打印成膜过程中的最大难题。目前，抑制“咖啡环”效应主要方法有：墨水调控、环境控制、基板调节。

　　墨水调控：与咖啡环效应相对的Marangoni流是指液体从液滴边缘向中心的流动，增大Marangoni流可以有效抑制“咖啡环”效应。采用高低沸点溶剂共混、添加表面活性剂等方法处理墨水均可有效增强Marangoni流。

　　环境控制：研究人员认为通过环境调控可以影响毛细流动，从而调节液滴成膜形貌。目前已发现可以通过增加环境湿度或营造干燥微环境等方法调节溶剂挥发以调控形貌。

　　基板调节：通过调节基板的温度及亲疏水性也可以影响毛细流动，可削弱“咖啡环”效应。