印刷产业的创新:真正的印刷显示技术
最近一年来湖南鑫成印刷有限公司发现,印刷显示技术、柔性显示技术已成为产业界重点关注的发展方向。然而,究竟什么才是真正印刷显示器件?对于电致发光显示器件来说,如果要真正实现印刷显示,就要解决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。实现上述目标,对器件的各类材料提出了巨大的挑战,寻找较好可溶性或具有较好分散性和稳定性的材料非常有难度,而有机材料则是其中最合理的选择。
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1977年,Ziegler-Natta被合成了导电高分子聚乙炔。
实际上,印刷显示技术并非是近几年才有的新概念。1977年,Heeger、Macdiarmid和Shirakawa用Ziegler-Natta催化合成了导电高分子聚乙炔,这一原创性的工作揭示了有机材料导电的事实:经过适当的掺杂,有机高分子是可以导电的。因此此三人获得了2000年的诺贝尔化学奖,而印刷电子学技术也从此发展起来。
近年来,随着有机电致发光二极管(OLED)技术和产业的成熟,印刷电子在材料和装备方面拥有更好的积累和发展基础,应用以及工艺均获得了较快的发展。
1998年,Yang等人在SID会议上展出了使用喷墨打印技术制备聚合物PLED器件,同年11月他们又使用喷墨打印技术成功制备出双色PLED器件。1999年Seiko Epson与CDT合作在美SID上展示第一台采用喷墨打印技术制造的PLED全彩显示器,16灰阶可显4096色,达120ppi,采用主动式TFT驱动。此后,喷墨打印技术制备的PLED器件快速发展,现在PLED喷墨打印设备已经可以商业化生产。
印刷显示材料是印刷电子学的其中一大支柱。印刷显示材料不只是有机发光材料,还有金属材料、无机材料。目前以金属浆料较为成熟,但主要仍限于银和铜材料;有机材料在有机半导体器件和有机光电器件中已取得大量应用,但还存在“相对可靠性略差”、“寿命需进一步提高”及“载流子迁移率较低”等问题。
采用OLED材料是较成熟的技术方案
印刷显示技术是将印刷电子学应用于显示领域
印刷显示技术是将印刷电子学应用于显示领域,指以旋涂、丝印或喷墨打印等印刷方法,将金属、无机材料、有机材料转移到基板上,制成发光显示器件。印刷显示技术的终极目标是实现全印刷发光显示器件,在常温、常压下以按需给料方式实现低成本制造。在目前印刷显示技术中,采用OLED材料来实现显示是主流且比较成熟的技术。
从制备方法来说,一般而言OLED可分为两种。一是小分子发光材料OLED,用蒸镀方法制备;另一种是共扼高分子发光材料PLED,用印刷方法制备。
对比目前应用的真空蒸镀制造OLED显示屏的工艺,第一是材料利用率高达95%,而真空蒸镀工艺材料利用率仅有20%。与蒸镀工艺中有机材料无选择性沉积不同,印刷显示工艺只是在需要的地方才喷涂有机发光材料,极大提高了有机材料的利用率,也更加环保;第二是不受设备与大尺寸精细金属掩模板的限制,印刷工艺可以制备大尺寸显示面板;第三是由于印刷工艺不需要真空蒸镀腔体和精密金属掩模板等等,再加上节省材料及维护真空蒸镀设备,可有效降低成本。另外,由于器件结构相对简单,功耗更低、良率更高,一直以来制约着OLED电视发展的高成本、低良率、大面积制备等问题会得到解决