对付OLED来说,想要真正实现印刷显示,就要办理发光显示器件全生产过程的印刷工艺,包括TFT、透明导电层、发光层、各种功能膜层等都要实现印刷工艺。
进程
1977年,Ziegler-Natta被合成了导电高分子聚乙炔。

1977年,Heeger、Macdiarmid和Shirakawa用Ziegler-Natta催化合成了导电高分子聚乙炔,这一原创性的事情揭示了有机材料导电的事实:经由适当的掺杂,有机高分子是可以导电的。因此此三人得到了2000年的诺贝尔化学奖,而印刷电子学技能也从此发展起来。
1998年,Yang等人在SID会议上展出了利用喷墨打印技能制备聚合物PLED器件,同年11月他们又利用喷墨打印技能成功制备出双色PLED器件。
1999年Seiko Epson与CDT互助在美SID上展示第一台采取喷墨打印技能制造的PLED全彩显示器,16灰阶可显4096色,达120ppi,采取主动式TFT驱动。
日本住友化学2013年研发出利用喷墨法(印刷办法)生产高分子OLED面板的技能,藉由该技能可生产出解析度达423ppi的OLED面板(利用370x470mm尺寸的玻璃基板),其解析度已靠近藉由「蒸镀生产技能(在玻璃基板上蒸镀红绿蓝有机材料)」所生产的OLED面板。
印刷显示材料
随着OLED技能和家当的发展,印刷电子在材料和装备方面拥有更好的积累和发展根本,运用以及工艺均得到了较快的发展。
印刷显示材料是印刷电子学的个中一大支柱。
印刷显示材料不但是有机发光材料,还有金属材料、无机材料。目前以金属浆料较为成熟,但紧张仍限于银和铜材料。
高质量印刷 OLED 显示面板哀求红、绿、蓝三色显示像素具有良好的发光性能和较长的运行寿命。
而高效率、龟龄命 OLED 器件多采取自上而下层层堆积的多层构造,通过电子、空穴传输层来调节电子、空穴注入迁移,实现器件内部的载流子平衡。
目前市售的发光材料、载流子传输材料多是针对蒸镀工艺开拓的小分子芳香化合物。
直接应用于印刷工艺存在溶解性差、成膜性差、随意马虎结晶等问题,单通过印刷工艺的改进,也难以得到高质量的 OLED刷工艺开拓发光材料、载流子传输材料和电极材料,以及各个功能层的印刷墨水等关键材料。
发光材料
目前磷光器件紧张采取主体-客体稠浊型发光层,个中客体材料多为小分子金属合营物,而主体材料则多是一些小分子芳香杂环化合物或芳香杂环聚合物。这类材料在印刷 OLED 显示点阵制备过程中随意马虎涌现结晶析出问题,影响发光效率。
针对印刷工艺对溶解性和成膜性的哀求,利用增溶基团润色的小分子发光核和主体材料/磷光发光中央一体化的树枝状分子设计思想来办理上述问题,实现高效印刷型红、绿磷光材料。
蓝光器件由于须要宽带隙材料,难以利用三线态发光。而单线态激子的利用率仅为 25%,这使得蓝光器件的性能远远掉队于红、绿光器件。由此可见,实现高效率印刷 OLED 显示,须要提高蓝光器件的发光效率,特殊是打破25%,的激子利用率。目前热活化延迟荧光(TADF)、杂化局域电荷转移(HLCT)等理论已提出,通过上转换或电荷转移态发光来提高三线态激子的利用率。
载流子传输材料
高效率 OLED 显示器件仍须要通过多层器件布局实现,空穴传输层、电子传输层也是必不可少的。因此,用自下而上层层堆积的方法,利用喷墨打印制备多层器件过程中,不可避免地造成界面毁坏。
此外,传输层的热稳定性也是影响 OLED 器件寿命的关键成分之一。
可控交联空穴传输材料和增溶基团润色电子传输材料可以实现空穴传输层和发光层、发光层和电子传输层界面的精确调控,从而实现器件内部载流子注入、传输平衡。
这是提高印刷 OLED 显示面板效率和寿命的关键。
印刷墨水
墨水在不同基底上的流变特性是印刷 OLED 像素点的微不雅观描述和质量的决定成分。
而墨水的流变特性和稳定性取决于墨水粘度、表面张力,打印材料的分子构造、分子量、增溶基团等。
因此,通过印刷墨水流变特性的研究,通过墨水复合组分调配与喷墨打印工艺协同掌握技能,攻破“咖啡环”效应,实现OLED 像素的高质量喷墨打印。
墨水成膜过程掌握
喷墨打印OLED显示屏的溶液紧张是由光电材料和溶剂等组成。须要从流体特性、铺展程度和干燥成膜几个过程考虑墨水的配制。
墨水在像素坑中铺展的空想情形是,液体与像素坑基板打仗角小,同时与像素边沿打仗角大,以担保液体在像素坑之内不会溢出。
对付聚合物墨水来说溶质含量越高墨水粘度越大,对付小分子来说,溶质含量对溶液粘度的影响很小,一样平常通过选择高粘度溶剂和加入添加剂等办法提高溶液的粘度。
一样平常通过选择高粘度溶剂和加入添加剂等办法提高溶液的粘度,溶剂的沸点和表面张力决定墨水的干燥速率及其对基板的润湿性,以是须要选择物理性子适当的溶剂,达到掌握溶质在像素坑中的成膜描述的目的。
印刷电极材料
高效率印刷 OLED 显示的阴极印刷工艺,须要办理银纳米线电极与电子传输层之间的电子注入,以及与作为驱动的薄膜场效应管的直接打仗问题。
研电极的批量化制备工艺是办理这一问题的关键。
关键材料批量制备
海内涵印刷 OLED 显示材料方面的研究并不掉队,但是多局限于实验水平,无法为进一步的配方、工艺研究供应支撑。
目前海内的 OLED 材料供应厂商虽然近些年来发展速率不慢,成为日韩 OLED 生产企业的供应商,但是与国外的 OLED 材料生产企业,如美国杜邦、德国默克、韩国 LG 化学、日本住友化学等比较,无论是材料、研发能力、专利保有量等都有较大的差距。
因此将海内OLED 材料生产企业与海内研究机构紧密结合、无缝对接,通过新型合成方法研究,以发光材料为重点,打破印刷 OLED 显示材料的批量制备技能,可以为器件的规模化生产奠定根本。
难点
针对印刷 OLED 面板的制备工艺,高质量 OLED 面板须要战胜的难点紧张为:
如何在不同材质基底上实现高质量印刷像素点
如何实现高质量多层像素点的印刷
如何提高功能材料的溶解度和成膜性
如何提高材料的热稳定性
高质量印刷 OLED显示关键材料
印刷技能为何倍受青睐?
1印刷技能可用于、并已经规模化用于触控面板产品上,比如纳米银线触控面板的卷对卷印刷工艺,金属网格触控面板也可以采取印刷工艺制备。2石墨烯、碳纳米管等新兴薄膜网状导电材料,也可以采取印刷工艺制备。这些产品在触控行业有低本钱、可大尺寸化及可柔性化等上风。3传统触控面板材料紧张是ITO,这种材料的缺陷是太脆——不适宜未来柔性显示的发展趋势。在导电构造长度增加时,灵敏性大幅降落,无法大规模经济制备几十英寸大小的触摸屏。
难点
以新技能生产大尺寸OLED屏,须要在8.5代以上喷墨印刷设备、可溶性OLED材料及墨水、喷墨印刷技能、薄膜封装技能、氧化物TFT背板技能以及驱动补偿技能等等实现百口当链的打破。
打印工艺中最关键的设备尚无法量产。
布局近况
海内方面,2016年,TCL联合海内多家企业成立的“广东聚华印刷显示技能有限公司”,与环球最大的液晶材料供应商德国默克集团在喷鼻香港签订计策互助协议,双方将共同发展喷墨印刷的OLED材料及喷墨印刷工艺技能。
同年,广东聚华印刷显示技能有限公司宣告与美国 杜邦、日本住友化学、日产化学及美国柯狄等天下顶尖企业签订计策互助协议,上述公司将全力支持聚华在印刷OLED技能开拓中的材料以及工艺需求,为聚华量 身定制干系研发设备,为聚华在印刷OLED技能领域的研发护航。
今年年初京东方发布公告称,公司和合肥新站高新技能家当开拓区管委会、合肥市家当投资控股(集团)有限公司及合肥市创业投资勾引基金有限公司签署了《合肥打印OLED项目投资协议》。项目内容环绕培植OLED技能平台展开,该平台总投资额约10亿元,项目资金紧张用于新增打印、蒸镀等设备用度及开放与运营用度。
三星和LG也在近两年积极引进喷墨印刷制程,他们方案在2017年开始启动示范产线,提升OLED显示器产能。若产线顺利启动,将加速OLED产品的遍及。