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降本30%以上 JOLED出货印刷OLED面板 三星、LG、京东方、华星光电、深天马……布局柔性显示“印刷时代”

随着消费电子产业的升级转型和全球显示产业技术的飞速发展,以OLED为代表的全球新型显示产业正伴随着以苹果、三星、华为、小米等全球知名智能手机品牌的旗舰机型的加速应用而得到快速的发展。

但目前OLED显示产业也面临着成本高企,技术工艺尚待完善等诸多问题,尤其是大尺寸OLED面板由于采用蒸镀工艺,设备和良率等问题更是导致成本无法降低,也阻碍了OLED面板的大范围应用。

但这一问题正随着日本JOLED近日印刷式OLED面板的出货得到缓解。

正如TCL董事长李东生所言,印刷显示技术是未来显示技术发展的重要方向,最终可达到“像印报纸一样制造显示器”,实现大面积、轻、薄、柔性的显示应用。

业内人士表示,从技术的角度看,OLED器件结构简单,但目前采用的真空蒸镀工艺设备昂贵,材料消耗很大,且良率难以提高,如果能用印刷显示技术取代真空蒸镀工艺来生产大尺寸的OLED,将是一个解决的方向。

OLED印刷时代到来

日本共同社消息,日本显示器公司(JDI)关联企业JOLED 宣布,其印刷OLED面板产品已于12月5日开始供货。

据了解,JOLED这款OLED面板尺寸为21.6英寸,分辨率为3840x2160(4K,204 PPI),亮度为350 cd / m2,整个面板厚度仅为1.3毫米,重量仅为500克,采用的是“全球首创”的印刷(或者叫湿法制备)生产方式。据称,JOLED使用的喷墨印刷工艺,与主流的蒸镀生产方式相比成本可降低30~50%左右。

JOLED首席技术官田窪米治介绍称,初期OLED产品将先供应给索尼,预定配备于医疗器械的显示器。据悉,JOLED开发的OLED面板质量轻、能够展现鲜艳色彩,还有望配备于播放设备、铁路车辆和飞机用显示器。田窪米治表示,还讨论面向电视机面板厂商提供技术授权。

JOLED是统合Sony、Panasonic OLED面板事业,并接受INCJ(日本半官方基金“产业革新机构”)及JDI入股于2015年1月15日正式成立的OLED面板公司,目前INCJ持有JOLED 75%的股权,JDI、Sony、Panasonic 分别持有 15%、5%、5% 股权。

市场研究机构DSCC表示,喷墨印刷比现行的蒸镀工艺更加高效,因其具有简化的工艺流程(例如,不需要彩色滤光片,而LG目前的WRGB显示器需要用到)。喷墨印刷也会降低折旧成本,以及降低水电等间接成本。


据了解,目前不管是三星的小尺寸OLED面板还是LGD目前生产的所有大尺寸OLED电视面板均采用蒸镀(VTE)工艺。

DSCC预计,与采用蒸镀工艺生产的面板相比,喷墨印刷的55英寸OLED电视面板成本可下降17%。理论上讲,喷墨印刷面板亮度更高(因为滤光片吸收了大部分光线),然而基于溶液的OLED材料传统上落后于蒸镀材料(尽管默克表示最新的可溶性材料与蒸镀材料一致)。

资料显示,目前OLED面板的生产技术有两种,一种为三星、LGD等韩厂使用的“蒸镀式”(在真空状态下,将红、绿、蓝等发光材料汽化附着于基板上);另一种为“印刷式”(把液态发光材料像打印机那样精密地涂抹在基板上)。而印刷式技术因无需真空设备,故能以比蒸镀式更低的成本生产OLED面板,且更适合做大尺寸OLED面板,能突破蒸镀良品率不高的瓶颈,因而印刷技术被认为是解决OLED高成本和实现大面积的有效途径,具有广阔的发展前景。

李东生在2015年曾表示,印刷显示工艺如果能够成功,将能够取代目前AMOLED的蒸镀工艺;同样可以做出AMOLED的大屏产品,但是它的成本将会大幅降低,因为它的设备比较简单,材料损耗也比较少,使得这项技术能够更大规模的商用。

这一切,现在成为了现实。

巨头抢进印刷OLED

据新材料在线®综合市场各方的信息可知,目前包括三星、LGD、京东方、华星光电、深天马等OLED面板巨头都已经开始在印刷OLED领域布局深耕。

TCL早在三年前就开始布局印刷显示技术。作为目前业内唯一完成产业链垂直整合的企业,TCL已经在量子点材料合成、量子点印刷器件、印刷显示工艺技术、G4.5印刷显示平台、G8.5印刷显示平台等五大方向优先布局并均衡发展。

2014年底,TCL、华星光电联合广东省多家印刷显示骨干单位(包括企业、高校和科研院所),共同建立了全国第一个“印刷显示技术和材料技术创新联盟”,搭建起印刷及柔性显示公共技术服务平台,并以广东聚华印刷显示技术有限公司作为该平台的运营实体。目前,聚华公司已和美国杜邦、日本住友化学、日产化学及德国默克等全球顶尖企业签订战略合作协议,多方将一起加快印刷显示技术的研发及实用化。

“印刷显示是采用可溶液化加工的有机、无机、纳米功能材料(包括金属、半导体、电介质、光电材料等),通过印刷或涂布技术,代替传统半导体工艺/真空工艺来制作显示器。”广东聚华印刷显示技术有限公司总经理付东表示,相对于蒸镀OLED,印刷OLED具有轻薄柔、大面积、低成本、绿色制造等特点,这也是印刷显示的机遇。

另据媒体报道,三菱化学已经在今年上半年向几个潜在用户提供了用于喷墨打印的“OLED材料”样品。

2月6日晚,京东方(000725.SZ)发布公告称,公司和合肥新站高新技术产业开发区管委会、合肥市产业投资控股(集团)有限公司及合肥市创业投资引导基金有限公司签署了《合肥打印OLED项目投资协议》。项目内容围绕建设OLED技术平台展开,该平台总投资额约10亿元,项目资金主要用于新增打印、蒸镀等设备费用及开放与运营费用。

在政策方面,我国在十三五国家重点研发计划中已经把发展印刷OLED技术作为重点支持项目之一,草拟中的国家新材料重大工程中也已将印刷OLED技术列入。

2016年10月18日,国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项 “印刷OLED 显示技术集成与研发公共开放平台”项目启动会议于广东聚华印刷显示技术有限公司召开。

据了解,“印刷OLED 显示技术集成与研发公共开放平台”项目旨在以G4.5印刷显示平台建设和技术研发为重点,突破印刷显示瓶颈,成为我国印刷显示核心技术的输出源泉,推进中国显示产业从跟随到引领的转变。

2017年1月22日,广东省印刷及柔性显示创新中心成立。由华星光电、天马微电子等合资的广东聚华印刷显示技术有限公司是该创新中心的主要推动者。付东在接受媒体采访时表示,用印刷技术生产大尺寸OLED,预计在2020年左右产业化。“这需要在8.5代以上喷墨印刷设备、可溶性OLED材料及墨水、喷墨印刷技术、薄膜封装技术、氧化物TFT背板技术以及驱动补偿技术等方面,实现全产业链的突破。”

量产还需时日

2017年11月28日,广州聚华印刷显示公共平台落成。这是我国显示行业第一个公共开放平台。目前,平台完成了5英寸的印刷OLED/QLED样机,预计未来三五年才可能进入工业化量产。

TCL集团工业研究院副院长、广东聚华印刷显示技术有限公司董事马松林在仪式上表示,“印刷显示平台刚刚在全国组建起来,未来三五年,才可能进入工业化量产。目前最多能做31寸的屏,未来要做更大的。”

“相对而言,印刷显示技术材料利用率更高,设备成本及维护成本更低,比蒸镀技术具有成本优势。同时,顶发射印刷显示技术减少偏光片的使用,可以提高透过率至50%左右,在生产高分辨率产品时更有优势。反射率在7-8%,属于室内观看可接受范围,且色域表现更佳。”华星光电AMOLED研发总监吕伯彦在2017中国国际显示大会上对比印刷显示与蒸镀技术表示,印刷显示技术仍然存在一些技术挑战,比如材料效率(尤其蓝光)、印刷设备量产性(开发中)、制程工艺(稳定性/均一性/Mura等)、器件效能、驱动&补偿、封装可靠性等。

这一观点也得到了众多专家和显示企业的一致认同。

“印刷OLED还有很长的路要走,至少还需要三到五年的时间才可能达到量产。”京东方副总裁常程告诉新材料在线®。

但对于印刷显示的未来,众多专家也给予了肯定。

“全印刷首先要解决有机和高分子发光材料的过渡层都在非极性溶剂里面溶的,最主要的问题就是要解决各层之间互溶的问题。”中国科学院院士曹镛表示,现在柔性显示和印刷显示是显示发展的方向。