最近一年來(lái),印刷顯示技術(shù)、柔性顯示技術(shù)已成為產(chǎn)業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的發(fā)展方向。然而,究竟什么才是真正印刷顯示器件?對(duì)于電致發(fā)光顯示器件來(lái)說(shuō),如果要真正實(shí)現(xiàn)印刷顯示,就要解決發(fā)光顯示器件全生產(chǎn)過(guò)程的印刷工藝,包括TFT、透明導(dǎo)電層、發(fā)光層、各種功能膜層等都要實(shí)現(xiàn)印刷工藝。實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),對(duì)器件的各類材料提出了巨大的挑戰(zhàn),尋找較好可溶性或具有較好分散性和穩(wěn)定性的材料非常有難度,而有機(jī)材料則是其中最合理的選擇。
印刷顯示技術(shù)并非新概念
實(shí)際上,印刷顯示技術(shù)并非在近幾年才有的新概念。1977年,A.J.Heeger、A.G.Macdiarmid和H.Shirakawa用Ziegler-Natta催化合成了導(dǎo)電高分子聚乙炔,這一原創(chuàng)性的工作揭示了有機(jī)材料導(dǎo)電的事實(shí):經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膿诫s,有機(jī)高分子是可以導(dǎo)電的。A.J.Heeger,A.G.Macdiarmid及H.irakawa因此獲得了2000年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),而印刷電子學(xué)技術(shù)也從此逐步發(fā)展起來(lái)。
近年來(lái),隨著有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的成熟,印刷電子在材料和裝備方面擁有更好的積累和發(fā)展基礎(chǔ),應(yīng)用以及工藝均獲得了較快的發(fā)展。
1998年,Yang等人在SID會(huì)議上展出了使用噴墨打印技術(shù)制備聚合物L(fēng)ED(PLED)器件,同年11月他們又使用噴墨打印技術(shù)成功制備出雙色PLED器件。1999年Seiko Epson與CDT合作在美SID上展示第一臺(tái)采用噴墨打印技術(shù)制造的PLED全彩顯示器,16灰階可顯4096色,約有30000畫素,達(dá)120ppi,采用主動(dòng)式TFT驅(qū)動(dòng)。此后,噴墨打印技術(shù)制備的PLED器件快速發(fā)展,現(xiàn)在PLED噴墨打印設(shè)備已經(jīng)可以商業(yè)化生產(chǎn)。
印刷顯示材料是印刷電子學(xué)的其中一大支柱。印刷顯示材料不只是有機(jī)發(fā)光材料,還有金屬材料、無(wú)機(jī)材料。目前以金屬漿料較為成熟,但主要仍限于銀和銅材料;有機(jī)材料在有機(jī)半導(dǎo)體器件和有機(jī)光電器件中已取得大量應(yīng)用,但還存在相對(duì)可靠性略差,壽命需進(jìn)一步提高及載流子遷移率較低等問(wèn)題。
采用OLED材料是較成熟的技術(shù)方案
印刷顯示技術(shù)是將印刷電子學(xué)應(yīng)用于顯示領(lǐng)域,指以旋涂、絲印(Screen)或噴墨打印(Ink-jet)等印刷方法,將金屬、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料轉(zhuǎn)移到基板上,制成發(fā)光顯示器件。印刷顯示技術(shù)的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全印刷發(fā)光顯示器件,在常溫、常壓下以按需給料方式實(shí)現(xiàn)低成本制造。目前印刷顯示技術(shù)中,采用OLED材料來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術(shù)。
從制備方法來(lái)說(shuō),一般而言O(shè)LED可分為兩種。一是小分子發(fā)光材料OLED,用蒸鍍方法制備,另一種是共扼高分子發(fā)光材料PLED,用印刷方法制備。目前科研工作者關(guān)注的可溶性小分子有機(jī)發(fā)光材料和量子點(diǎn)發(fā)光材料也均可以采用印刷方法制備。
對(duì)比目前應(yīng)用的真空蒸鍍制造OLED顯示屏的工藝,第一是材料利用率高達(dá)95%,而真空蒸鍍工藝材料利用率僅有20%。與蒸鍍工藝中有機(jī)材料無(wú)選擇性沉積不同,印刷顯示工藝只是在需要的地方才噴涂有機(jī)發(fā)光材料,極大提高了有機(jī)材料的利用率,也更加環(huán)保;第二是不受設(shè)備與大尺寸精細(xì)金屬掩模板的限制,印刷工藝可以制備大尺寸顯示面板;第三是由于印刷工藝不需要真空蒸鍍腔體和精密金屬掩模板等等,再加上節(jié)省材料及維護(hù)真空蒸鍍?cè)O(shè)備,可有效降低成本。另外,由于器件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,功耗更低、良率更高,一直以來(lái)制約著OLED電視發(fā)展的高成本、低良率、大面積制備等問(wèn)題會(huì)得到解決。