1989年,,溶液可處理的發(fā)光有機(jī)材料第一次以0.1 EQE(外量子效率)進(jìn)行了演示。從那時(shí)起,在材料合成/生產(chǎn)以及顯示器處理方面取得了巨大進(jìn)步,。然而,,到目前為止,,商業(yè)化仍然難以實(shí)現(xiàn),,但這種狀況可能即將改變。
如果發(fā)生大的轉(zhuǎn)變,,可能對大面積顯示器市場產(chǎn)生重要影響,,特別是如果印刷能夠顯著降低生產(chǎn)成本,將會出現(xiàn)革命性的變化,。
目前,,生產(chǎn)OLED顯示屏主要有兩種方法,兩者都使用蒸發(fā)的有機(jī)物,。在一個(gè)實(shí)例中,,通過精細(xì)金屬掩模(FMM)蒸發(fā)發(fā)光層,以實(shí)現(xiàn)patterned的并排R,,G和B發(fā)射器,。這種方法適用于小型和中等尺寸的顯示器。實(shí)際上,,今天,它完全主宰了這類產(chǎn)品的市場,。
然而,,該技術(shù)難以擴(kuò)展到大面積應(yīng)用領(lǐng)域。FMM通常非常薄,,以最大限度地減少蒸發(fā)過程中的陰影效應(yīng),。這種薄度的缺點(diǎn)是廣域掩模在自身重量下會變得很脆弱,,容易下垂或翹曲。這會扭曲掩模圖案,。根據(jù)定義,,F(xiàn)MM也會阻塞并因此浪費(fèi)2/3的材料。被阻擋的材料進(jìn)一步增加了掩模的重量,,從而進(jìn)一步加劇這種情況,,形成了惡性循環(huán)。
業(yè)界已經(jīng)提出了許多方法來克服這些缺點(diǎn),,例如在基板上使用掃描器,。但是,仍然沒有人能完全解決這些問題,。因此,,F(xiàn)MM未能過渡到大面積顯示器應(yīng)用。另一種方法是基于白色OLED(WOLED),,這里,,有機(jī)層沒有進(jìn)行圖案化處理。相反,,它們是被毯式存放的,。這樣,多個(gè)OLED堆疊形成在彼此之上以激發(fā)出白色光,。在這種方法中,,通常有兩個(gè)藍(lán)色層將驅(qū)動電壓分成兩個(gè)堆疊,同時(shí)保持亮度水平,。
通常,,WOLED會涉及多層的沉積。由于RGB顏色效果來自彩色濾鏡,,因此,,該系統(tǒng)效率較低(過濾器會浪費(fèi)2/3的光)。反過來,,就需要更高的亮度,,導(dǎo)致更苛刻的驅(qū)動條件和更短的壽命。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展到大面積,。這就是為什么它是OLED電視的首選技術(shù),。然而,迄今為止降低生產(chǎn)成本已經(jīng)證明是復(fù)雜的,,盡管它也取得了穩(wěn)步進(jìn)展,。
兩種方法都依賴于蒸發(fā)的材料,這就產(chǎn)生了一個(gè)問題:為什么不使用打印技術(shù)?打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在具有高材料利用率的大區(qū)域面積上直接實(shí)現(xiàn)RGB圖案化處理,。本文的后半部分,,我們將介紹打印OLED的進(jìn)展和前景。
印刷OLED的材料足夠好嗎,?
開發(fā)可溶液處理的OLED材料并非易事,。首先,只有聚合物材料可以溶解,。在早期階段,,這將產(chǎn)生非常低的EQE和壽命。隨著時(shí)間的推移,,業(yè)界開發(fā)出了聚合物/小分子甚至溶液可處理的小分子OLED材料,。僅聚合物產(chǎn)品也得到極大改善。
結(jié)果是,,全球業(yè)界經(jīng)過三十年的研究和開發(fā)努力,,溶液可處理的OLED正成為一個(gè)可行的解決方案。最后,,處于主導(dǎo)地位的可印刷OLED和商業(yè)蒸發(fā)OLED之間的Cd / A性能差距幾乎已經(jīng)被彌補(bǔ),。對于綠色和紅色材料,情況也是如此,,對于通常在顯示器中使用的適當(dāng)顏色坐標(biāo)的藍(lán)色也是如此,。
以前,從蒸發(fā)到溶液處理的任何過渡都會造成嚴(yán)重的性能損失,,現(xiàn)在情況發(fā)生了改變,,這些損失不再是必然的。因此,,材料方面的性能進(jìn)步已經(jīng)消除,,或者說至少極大地削弱了采用印刷的主要障礙。
但是,,溶液可處理OLED的壽命仍然需要進(jìn)一步延長,。準(zhǔn)確的基準(zhǔn)測試很困難,因?yàn)楣?yīng)商并不總是說同一種語言,,并且會在“終身”一詞中表達(dá)不同的含義,。每個(gè)都可以使用不同的亮度級別或壽命定義(T90,T50等),。盡管如此,,仍然存在溶液可處理OLED材料的壽命滯后于蒸發(fā)材料的情況。這一差距可能會隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而結(jié)束,。
印刷OLED屏可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)嗎,?
在大面積和商業(yè)生產(chǎn)中處理溶液OLED材料一直都不是一件容易的事情,。但是,,如下圖所示,,相關(guān)社區(qū)現(xiàn)在擁有廣泛的專業(yè)知識。這是因?yàn)樗恢敝铝τ谟∷LED研發(fā),,超過了15年的時(shí)間,。實(shí)際上,早在2004年就出現(xiàn)了第一款帶有印刷OLED顯示屏的商品,,那是一款小型無源矩陣顯示器,。從那以后,出現(xiàn)了許多原型,。這些原型通常針對大面積顯示器,,例如電視,因?yàn)樵谠摮叽绶秶鷥?nèi)印刷的好處更多,。此外,,大面積顯示器可以實(shí)現(xiàn)低PPI水平,從而放寬精細(xì)特征打印要求,。當(dāng)然,,也有小型高PPI挑戰(zhàn)者,但由于其背后的商業(yè)動機(jī)較弱,,所以規(guī)模和影響力有限,。
今天,噴墨打印的中型,,例如21.6“,,204 PPI OLED屏正在由一個(gè)日本財(cái)團(tuán)支持實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。該聯(lián)盟匯集了日本的材料供應(yīng)商,、設(shè)備制造商和顯示器制造商,。我們認(rèn)為該聯(lián)盟的目標(biāo)是將印刷OLED顯示屏學(xué)習(xí)曲線所涉及的早期風(fēng)險(xiǎn)匯集起來。但是,,一旦技術(shù)障礙得到充分克服,,技術(shù)成熟,該聯(lián)合體很可能會向顯示器制造商轉(zhuǎn)讓或出售這項(xiàng)技術(shù),。
不過,,對此感興趣的不僅限于日本和中國制造商。事實(shí)上,,即使在今天,,領(lǐng)先的OLED制造商也在積極開發(fā)印刷技術(shù)。事實(shí)上,,有許多強(qiáng)有力的戰(zhàn)略動機(jī)使印刷OLED牢牢地列入了議程,。首先,那些擁有FMM技術(shù)的人迫切地希望獲得或建立一種大型OLED顯示器技術(shù)。其次,,現(xiàn)有企業(yè)擔(dān)心印刷技術(shù)有朝一日會使生產(chǎn)成本發(fā)生變化,,從而重新配置競爭力圖譜以使其滯后。第三,,他們認(rèn)為顯示印刷技術(shù)對量子點(diǎn)(QD)顯示器也是至關(guān)重要的,。
在后一種情況下,將大量使用印刷技術(shù),。它將用于LCD和OLED上的QD濾色器顯示器,。更重要的是,從長遠(yuǎn)來看,,它將用于開發(fā)終極QLED(量子點(diǎn)發(fā)光二極管),。我們之所以說終極,因?yàn)檫@種顯示技術(shù),,盡管目前還不成熟,,且存在諸多技術(shù)挑戰(zhàn),如提供完整的對比度,,極寬的色域,,薄度,靈活性等,。
一般而言,,印刷不再被視為不成熟或未來技術(shù)。材料方面的進(jìn)展已經(jīng)消除或大大縮小了采用印刷材料時(shí)傳統(tǒng)上必須支付的EQE費(fèi)用,。加工方的長期穩(wěn)定進(jìn)展也使商業(yè)化生產(chǎn)成為可能,。
當(dāng)然,要取得更多進(jìn)展,。工藝和TACT需要進(jìn)一步改進(jìn),。商用印刷OLED顯示屏的尺寸需要從顯示器擴(kuò)大到電視范圍。溶液可處理OLED的壽命需要進(jìn)一步擴(kuò)展,,特別是如果最終產(chǎn)品具有延長的生命周期,。打印分辨率需要變得更精細(xì)。
然而,,這些持續(xù)的發(fā)展趨勢通常是漸進(jìn)的,,并且?guī)缀醮嬖谟谒酗@示技術(shù)中。重要的是,,印刷OLED已經(jīng)突破了足夠的技術(shù)障礙來展示其可行性,。因此,印刷OLED已經(jīng)成為令人興奮的話題,。我們認(rèn)為這是一個(gè)值得在未來幾年密切關(guān)注的領(lǐng)域,。