屏幕能夠像照片一樣被“打印”出來,一直以來,這種印刷顯示屏幕都只在各大展覽中短暫亮相,并沒有真正走向應(yīng)用市場。
近日,TCL集團(tuán)宣布將建設(shè)5.5代印刷OLED顯示面板試產(chǎn)線,產(chǎn)業(yè)鏈對于印刷顯示的商業(yè)化進(jìn)程越發(fā)期待。業(yè)內(nèi)人士表示,實現(xiàn)印刷OLED大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵在于噴墨印刷設(shè)備和印刷有機(jī)發(fā)光材料。
圖為:TCL華星17英寸IGZO印刷OLED折疊屏產(chǎn)品
與時間賽跑
1月23日,TCL集團(tuán)宣布將在武漢建設(shè)5.5代印刷OLED顯示面板試產(chǎn)線。據(jù)TCL科技CTO、TCL華星CTO閆曉林透露,這條5.5代印刷OLED試產(chǎn)線有望在2024年下半年實現(xiàn)印刷OLED面板的量產(chǎn)。
對此,麥吉洛咨詢研究總監(jiān)司馬秋表示,TCL華星印刷OLED計劃量產(chǎn)時間明確,意味著印刷OLED商業(yè)化進(jìn)程正在提速。
在此過程中,印刷OLED不僅要和已經(jīng)相對成熟的蒸鍍技術(shù)較量,還要和時間賽跑。
根據(jù)TCL華星的計劃,其5.5代印刷OLED產(chǎn)品將率先應(yīng)用在IT(平板、筆記本電腦、顯示器)產(chǎn)品中。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,隨著IT用中大尺寸RGB OLED顯示面板熱度大增,預(yù)計最快2026年,三星顯示、京東方的蒸鍍8代RGB OLED便可實現(xiàn)量產(chǎn),之后產(chǎn)品將全面沖向IT顯示市場。
光電材料企業(yè)阿格蕾雅董事長蔡麗菲在接受《中國電子報》記者采訪時表示,在蒸鍍OLED尚未在IT面板領(lǐng)域全面鋪開前,印刷OLED將有兩年的時間籌謀發(fā)展,而這兩年其實是印刷OLED的窗口期?!叭绻∷LED能在這段時間內(nèi)讓IT市場接受印刷OLED顯示的價格與品質(zhì),將可實現(xiàn)突圍?!?/p>
多年來,各大企業(yè)徘徊猶豫,不敢輕易涉足中大尺寸RGB OLED的關(guān)鍵,不僅是因為蒸鍍技術(shù)路線的量產(chǎn)不確定性,還有投資規(guī)模巨大的因素。而噴墨印刷技術(shù)被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是實現(xiàn)大面積、低成本OLED顯示的最有前途的技術(shù)之一。
“近年來,噴墨印刷OLED的呼聲越發(fā)高漲,其中最重要的一個因素就是噴墨印刷設(shè)備極具成本優(yōu)勢?!眹娔∷⒃O(shè)備廠商——武漢國創(chuàng)科光電裝備有限公司(以下簡稱“國創(chuàng)科”)市場部負(fù)責(zé)人韓宏偉對《中國電子報》記者指出,一臺制造OLED面板的G6型真空蒸鍍設(shè)備預(yù)計需要1億美元,而一臺G6型噴墨打印設(shè)備只需要約1億元人民幣。
“從材料成本來看,噴墨印刷技術(shù)可定點(diǎn)噴印發(fā)光材料,其材料利用率高達(dá)90%,而蒸鍍技術(shù)的材料利用率大概在5%~20%,僅這一項可以節(jié)省2/3以上的材料成本?!睆V東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司總經(jīng)理付東分析稱,而且,噴墨印刷技術(shù)不需要使用大尺寸精細(xì)金屬掩膜板(FMM),長期來看,這更是為企業(yè)節(jié)省一大筆制備成本。
業(yè)內(nèi)人士指出,一旦生產(chǎn)成本降低,OLED面板的價格也就有望降低,由此加速印刷OLED的市場滲透。
IHS Markit預(yù)測數(shù)據(jù)指出,全球噴墨打印OLED面板的產(chǎn)量將從2020年的10.5萬片增長到2024年的130萬片,單位面積產(chǎn)能將從20.9萬平方米增加到730萬平方米。
圖為:TCL華星全球首款65英寸8K印刷OLED產(chǎn)品
設(shè)備端有話說
隨著產(chǎn)業(yè)對OLED的需求越來越大,無論是面板的發(fā)光效率還是成本都被提出了更高要求,噴墨印刷技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程備受關(guān)注。
“如果印刷OLED工藝路線能夠被打通,就有機(jī)會在中大尺寸OLED市場發(fā)揮更大價值,其產(chǎn)品競爭力將更強(qiáng)?!彼抉R秋對記者分析稱。
事實上,不僅是TCL華星,三星顯示、LGD、京東方、天馬等也一直在關(guān)注印刷顯示,但是多數(shù)企業(yè)還沒有發(fā)布確切的大規(guī)模量產(chǎn)時間表。究其原因,業(yè)內(nèi)人士分析稱,印刷OLED在噴墨印刷設(shè)備、印刷有機(jī)發(fā)光材料和印刷成膜工藝等方面還存在技術(shù)問題。
武漢國創(chuàng)科光電裝備有限公司總經(jīng)理陳建魁曾對記者這樣描述噴墨印刷工藝的量產(chǎn)挑戰(zhàn):“例如,若要實現(xiàn)0.2微米的噴印精度,就需要將上億個像素均勻、穩(wěn)定地噴印在基板上,這就相當(dāng)于在下雪時,拿一個篩子篩雪花,還要保證讓每朵雪花都通過篩孔落到指定位置一樣難。”
由于技術(shù)難度大,此前,在噴墨印刷設(shè)備和制程方面,只有日本廠商JOLED擁有量產(chǎn)5.5代印刷OLED的能力,而此次TCL華星上馬的5.5代印刷OLED產(chǎn)線正是使用了JOLED的技術(shù)和設(shè)備。
我國印刷顯示的產(chǎn)業(yè)化序幕正在拉開。
據(jù)悉,TCL華星、天馬、中電熊貓等多家顯示企業(yè)共同投資成立的聚華平臺,已研制出全球最高分辨率600 PPI的印刷顯示AM-OLED樣機(jī)。國創(chuàng)科研發(fā)的國內(nèi)首臺G4.5高分辨率新型顯示噴印裝備已經(jīng)進(jìn)入TCL華星中試生產(chǎn)線,其新一代G6噴墨打印設(shè)備也正在開發(fā)中。
圖為國創(chuàng)科研發(fā)的國內(nèi)首臺G4.5高分辨率噴印裝備
不過,據(jù)韓宏偉透露,研發(fā)G6代噴墨打印設(shè)備的難度比G4.5代大得多,投入也越來越多,而未來的G8代更甚。
群智咨詢副總經(jīng)理李亞琴表示,除關(guān)鍵設(shè)備噴墨打印機(jī)外,還存在大型真空干燥機(jī)等配套設(shè)備缺失問題。
材料端有話講
印刷OLED屏幕質(zhì)量好壞,墨水很關(guān)鍵。同樣是OLED材料,適用噴墨印刷的OLED墨水與蒸鍍OLED發(fā)光材料的開發(fā)差別卻很大。
據(jù)華南理工大學(xué)新型顯示技術(shù)研究院院長、發(fā)光材料與器件國家重點(diǎn)實驗室副主任彭俊彪介紹,不同于真空蒸鍍技術(shù),打印墨水的粘度、表面張力、沸點(diǎn)以及蒸氣壓等都會影響印刷成膜的質(zhì)量,對器件性能起決定性影響,噴墨印刷對有機(jī)發(fā)光材料的墨水要求很高。
蔡麗菲進(jìn)一步解釋道:“蒸鍍型OLED材料是將材料直接升華在玻璃基板上成膜,而噴墨印刷OLED材料需要利用墨水溶劑將材料溶解后通過噴墨打印機(jī)打印后干燥成膜。相較于蒸鍍OLED材料,噴墨印刷的發(fā)光材料除了考慮電壓、效率、壽命等方面外,還需要額外關(guān)注材料的玻璃化轉(zhuǎn)移溫度、溶解度與成膜性等,因而印刷OLED材料的開發(fā)難度比蒸鍍OLED材料更大?!?/p>
正是由于技術(shù)和專利門檻條件比較高,在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)中,進(jìn)行印刷OLED墨水材料開發(fā)的廠商寥寥無幾。
蔡麗菲介紹稱,目前,國外布局印刷OLED墨水材料的只有兩家日本廠商——住友化學(xué)與三菱化學(xué),兩者的材料性能雖然達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的規(guī)格,但仍有進(jìn)步的空間。德國默克與韓國LG化學(xué)也有相關(guān)業(yè)務(wù),但具體應(yīng)用、供給情況并不明朗。而國內(nèi)大多數(shù)材料廠商的開發(fā)生產(chǎn)重點(diǎn)都在蒸鍍材料上。
據(jù)記者了解,我國如今正在開發(fā)印刷OLED墨水材料的企業(yè)包括聚華、阿格蕾雅、鼎材等,但材料開發(fā)進(jìn)度相對較慢。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,目前,阿格蕾雅在印刷OLED發(fā)光層的主客體材料,高分子空穴傳輸材料(HTL)以及特高純度的墨水溶劑開發(fā)等領(lǐng)域積累了較多的經(jīng)驗。鼎材科技正在開發(fā)印刷OLED HTL材料,但產(chǎn)品還不具備應(yīng)用條件。聚華的打印墨水樣品效果不錯,但不確定良率情況能否支撐量產(chǎn)需求,如果良率不高,打印缺陷比較多,會大大影響成本。
蔡麗菲指出,印刷OLED大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用需要材料特性的不斷進(jìn)步來做支撐,因此需要更多的材料開發(fā)商積極投入印刷OLED墨水材料的開發(fā)隊伍,開啟良性的循環(huán)。印刷路線一旦走通,將為產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)心針,對于材料廠商而言更是重要發(fā)展機(jī)遇。
付東強(qiáng)調(diào),當(dāng)前,我國印刷顯示的產(chǎn)業(yè)化序幕即將開啟,健全我國印刷顯示產(chǎn)業(yè)鏈,加快印刷OLED墨水材料和裝備國產(chǎn)供給進(jìn)程是產(chǎn)業(yè)成功的重要保障。
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