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喷墨印刷与蒸镀!谁才是未来的主流?

2019-01-29  来源:OLED快讯  浏览:1990  0人参与评论
摘要: 就在十一月末,京东方成功研制中国首款采用喷墨打印技术的55英寸4K OLED显示屏,这有望打破韩企在大尺寸OLED领域的垄断格局。

 

  就在十一月末,京东方成功研制中国首款采用喷墨打印技术的55英寸4K OLED显示屏,这有望打破韩企在大尺寸OLED领域的垄断格局。

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  主流的OLED制作一般都采用蒸镀的工艺,这一技术主要面临着良品率和成本的问题。而喷墨打印技术的OLED面板制造工艺相比于蒸镀工艺,是降低生产成本的一个可行方法。

  其实,国内外很多面板厂商很早就开始研发喷墨印刷技术,包括三星、LG、京东方、CSOT等。

  去年年底,日本显示器公司(JDI)关联企业JOLED宣布,全球首创的印刷生产方式生产的21.6寸OLED面板,已经开始供货,但早期还是主要用于医疗器械的显示器。

 

  蒸镀和喷墨印刷的区别

  OLED的发光原理

  在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料——也就是人们通常所说OLED屏幕像素自发光的材料,发光层上方有一层金属电极,电极加电压,发光层产生光辐射;从阴阳两级分别注入电子和空穴,被注入的电子和空穴在有机层传输,并在发光层复合,激发发光层分子产生单态激子,单态激子辐射衰减发光,从而形成一个个像素点。

  真空蒸镀

  形成有机层的最常用的方法是“蒸镀”, 蒸镀类似于蒸发。在锅里烧开水时,蒸气就形成锅盖上的露水。

  不同之处在于蒸镀使用有机材料代替水,并且在真空状态而不是在正常的大气压力下进行加热。

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  蒸镀必须先在真空中进行,也就是在称为真空室的设备中进行。制造好的大型LTPS背板,在真空室内进行彩色图案化。

  一旦LTPS制造好并放置在蒸镀真空室中,然后就是在LTPS基板下面放置精密的金属掩模板(FMM)。

  掩模板是在薄钢板上刻有小孔的器件,所以当有机材料蒸镀时,它只能沉积在特定的位置。当掩模板准备就绪时,将蒸发源放在其下,并将其加热到适当的温度。当加热开始时,分子单元中的有机小分子穿过掩模积淀到预期位置。

 

  喷墨印刷

  喷墨打印技术是像在纸上喷墨印刷一样,喷射少于几十pl(一万亿分之一升)的OLED墨水进行显示屏量产的技术。

  与在真空状态下对有机物进行气化的蒸镀方式相比,喷墨打印技术具有在常压下也能生产、滴落到基板外面的墨水少、可提高材料使用效率等优势。

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  进行喷墨打印,首先要在溶剂中融化OLED材料,使其变成墨水形状。含有OLED材料的墨水通过喷墨头的喷嘴,在基板的隔栅之间进行印刷。最后经过干燥工序除去溶剂,就可完成OLED材料印刷。

  喷墨打印技术可以用在各种类型的显示屏制程,在大尺寸OLED领域的应用尤其令人期待。这是因为制作大尺寸显示面板所需的基板应高于8代,与真空蒸镀方式相比,喷墨方式在制作大面积设备方面更具优势。

 

  喷墨印刷的优势

  工艺更简单

  有机发光材料蒸发效率更高、材料利用率高,而蒸镀时有机材料气体无差别沉积在玻璃基板上,材料利用率较低。

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  成本更低

  真空蒸镀工艺,受限于设备与技术,很难制作大尺寸精细金属掩模板,导致该工艺无法应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就比蒸镀技术节省90%左右。

 

  喷墨印刷的难点

  墨水不好稳定

  墨水的稳定性是印刷制成的关键因素,且除去其自身性质变化因素外,影响墨水稳定性的较大的因素是气泡。

  假设现有厂商能稳定且大量提供无杂质墨水的前提下,墨水在运输、灌入过程中会引入气泡,而如何去除气泡暂时还没有良好的解决方法。

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  喷头要求高

  除去在小型研发机上部分会采用单喷头、单喷嘴系统外,在中型以上一般均会采用单喷头、多喷嘴系统。

  该喷头可以在印刷过程中用多喷头进行喷印,从而在提高生产效率的前提下,能够达到均化每个像素点内墨水体积的作用。

 

  成膜

  成膜也是喷墨印刷的难点之一。墨水在印刷上去时已然在表面开始挥发,一般墨水边缘挥发速度较快,会出现咖啡环现象。

  OLED电视市场在不断升温。根据IHS数据显示,去年在2500美元以上高端电视市场,OLED电视全球占比达到51.3%,占据半壁江山,首次超越LCD电视。

  据奥维云网(AVC)全渠道推总数据显示,2017年OLED电视的市场零售量规模达11.3万台,同比增长92%,今年上半年,中国OLED电视市场规模则同比增长了110.3%。

  OLED电视看起来前景广阔,但一直以来受两大问题掣肘:一是面板良率,二是终端价格。虽然OLED电视在全球市场成长迅速,但就中国市场来看,还没有真正起量。

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  破除以上两大掣肘,是提速OLED电视的关键。目前来看,最核心的问题还是在于面板领域,因为只要面板生产的技术成熟,且成本降低,那么终端市场的价格也会随之降低,有利于市场的规模扩大。

 

  全球来看,唯一量产和规模供货大尺寸OLED面板的厂商是韩国的LGD,其在生产制造方面具备技术优势和先发优势。

 

  但孤木不成林,行业需要更多的力量合力推动市场的壮大。中国面板巨头京东方日前宣布研发成功采用喷墨打印技术的大尺寸OLED面板,引发了行业关注。

  此前,LGD采用的是蒸镀技术工艺生产OLED面板。那么,与蒸镀技术相比,印刷技术究竟有怎么的特点呢?

 

  印刷技术比蒸镀技术更为先进,材料利用率高,理论上良率、成本都优于蒸镀,可实现RGB单个像素的发光控制,各面板企业都在研究印刷式OLED技术,包括LGD在内。不过,董敏也提到,目前印刷技术整体来看工艺还不够成熟,初期投资巨大。

  据了解,BOE(京东方)55英寸4K OLED显示屏采用全球领先的RGB全打印技术,对比度达1000000:1,高色域为NTSC 96.8%,能实现更好的画质表现。同时,京东方采用喷墨打印技术生产OLED显示屏材料利用率能达到90%,在设备和耗材成本控制方面也具有明显优势。

 

  如果在OLED面板领域,中国企业能够用更先进的技术深度介入,在全球范围内释放更大的产能,向彩电企业提供更高性价比的屏幕,那么OLED电视市场真正大规模起量是可期的。

  从印刷式OLED面板诞生来看,技术总是推动产业进步的核心推力,也是破解市场痛点的关键所在。因此,中国面板和彩电企业需要进一步增长技术创新实力,加大技术创新投入,真正步入技术驱动增长的良性可持续发展轨道。


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