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　　隨著中國制造2025 政策的指引，作為中國第三大進(jìn)口產(chǎn)品之一的顯示屏生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)越發(fā)火熱。TCL 華星光電、BOE 京東方、天馬、和輝維信諾等企業(yè)在盈利能力大幅改善的同時，亦加大了在顯示技術(shù)上的投入，謀求在顯示屏生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈中高端研發(fā)位置占據(jù)一席之地。

　　隨著玻璃尺寸一再變大，大尺寸屏幕的生產(chǎn)從8.5 代直接跨度到10 代和10.5 代，根據(jù)邊際效益遞減原理，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的弊端也越發(fā)明顯。

　　由此各大廠商均在尋求新的顯示制作技術(shù)，以降低大尺寸屏幕生產(chǎn)成本的同時，從長遠(yuǎn)來看實現(xiàn)柔性、R2R 等工藝的制作技術(shù)。由此，印刷顯示的研究逐漸的被提上了日程。

　　國內(nèi)各大廠商，如BOE 在合肥，而華星光電和天馬（廣東聚華）在廣州均成立相應(yīng)的印刷顯示技術(shù)研究所，希望能和日韓系廠商站在同一起跑線上進(jìn)行競爭。

　　誠然，印刷顯示是未來顯示技術(shù)發(fā)展的一個方向，且和傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比有各種優(yōu)勢，但是該技術(shù)也存在一些先天的局限，其未來的發(fā)展依然充滿了變數(shù)。雖然近年來印刷技術(shù)已經(jīng)取得了不少成就，但是和傳統(tǒng)行業(yè)相比，印刷工藝還有很長的道路要走。本文對印刷工藝制成面臨的困難進(jìn)行簡單的解讀，以供大家參考。（本文的印刷制成僅考慮噴墨印刷制程）

　　簡而言之，印刷顯示在大規(guī)模生產(chǎn)前所面臨的問題如下：

　　技術(shù)

　　現(xiàn)在打印的器件性能總體上接近于旋涂器件，但是離蒸鍍器件還有相當(dāng)長的一段距離。

　　除去器件性能以外，現(xiàn)有印刷技術(shù)還面臨的問題有：

　　工藝穩(wěn)定性不高：在生產(chǎn)上穩(wěn)定性壓倒一切

　　對于噴墨印刷過程來說，其工藝上穩(wěn)定性的壓力來自于以下3個方面：

　　墨水

　　墨水的穩(wěn)定性是印刷制成的關(guān)鍵因素，且除去其自身性質(zhì)變化因素外，影響墨水穩(wěn)定性的較大的因素是氣泡。假設(shè)現(xiàn)有廠商能穩(wěn)定且大量提供無雜質(zhì)墨水的前提下，墨水在運輸、灌入過程中會引入氣泡，而如何去除氣泡暫時還沒有良好的解決方法。

　　常規(guī)實驗室工藝為將墨水長時間負(fù)壓靜置，以便較大氣泡上浮至表面破裂。這種處理方法在工業(yè)上是否適用有待考證。同時靜置法能去除較大的氣泡，但是較小的氣泡能夠存在于液體中很長時間。

　　考慮到常用工業(yè)用噴頭單次出墨量為10pl，則其噴頭尺寸一般為20－30 um。則整個打印系統(tǒng)對微小氣泡異常敏感。

　　氣泡的存在不僅僅會存在氣栓現(xiàn)象，影響墨水的流動；同時因為氣泡可以移動和壓縮，則其會在噴墨頭內(nèi)游動，造成單噴頭或多噴頭的出墨不穩(wěn)或無法出墨現(xiàn)象。

　　印刷

　　除去在小型研發(fā)機臺上部分會采用單噴頭單噴嘴系統(tǒng)外，在中型平臺以上一般均會采用單噴頭多噴頭嘴系統(tǒng)。該噴頭可以在印刷過程中用多噴頭進(jìn)行噴印，從而在提高生產(chǎn)效率的前提下，能夠達(dá)到均化每個像素點內(nèi)墨水體積的作用。

　　印刷上的穩(wěn)定性體現(xiàn)在為噴頭的穩(wěn)定性。

　　與蒸鍍不同，一般在印刷工藝前會對噴頭進(jìn)行校準(zhǔn)，其后再進(jìn)行印刷。但是印刷過程中無法對噴頭狀態(tài)進(jìn)行觀測（出墨速度快，需要專用高速攝像頭延時抓拍），則一旦噴印中1 個噴頭出現(xiàn)故障，則其不僅僅影響1 個像素，而是會影響1 列、甚至多列像素。

　　比如因為出墨較少導(dǎo)致功能層較薄，導(dǎo)致屏幕出現(xiàn)Mura（部分可通過TFT調(diào)節(jié)），或者印刷EML時偶然歪斜，出現(xiàn)紅綠像素混色現(xiàn)象（混色會連續(xù)性出現(xiàn)，之間影響整體印刷效果）。

　　成膜

　　成膜亦是溶液法印刷的難點之一。墨水在印刷上去時已然在表面開始揮發(fā)，一般墨水邊緣揮發(fā)速度較快，則會出現(xiàn)咖啡環(huán)現(xiàn)象。

　　該現(xiàn)象在實驗室中已經(jīng)有較為成熟的解決方案。但實驗室僅對30 mm x 30 mm大小的基板進(jìn)行測試，現(xiàn)在面臨的難點是對于大尺寸面板的干燥問題。

　　即便是在200 mm x 200 mm平臺上，大規(guī)模均勻成膜還是難點之一。

　　主要難點體現(xiàn)在印刷完基板中部和基板邊緣處揮發(fā)速度呈現(xiàn)較大差異，比如中間揮發(fā)較慢，邊緣揮發(fā)較快，則器件點亮?xí)r呈現(xiàn)明顯無法修復(fù)的Mura。

　　工藝耗時較長

　　印刷為溶液法制程，一般印刷OLED器件中需要印刷1－3層，其中1－2層為共用功能層，而第三層為EML層。

　　耗時較長主要表現(xiàn)為工藝處理時間較長。以常見OLED器件為例，因為需要制作3層功能層，則需要分別進(jìn)行三次打印。

　　為了避免溶液在低溫?fù)]發(fā)損壞噴頭，一般印刷用墨水沸點在150℃－250℃以上，造成該溶液揮發(fā)困難，則在現(xiàn)階段依然需要真空設(shè)備。

　　每次打印需要真空干燥，部分材料為了提高性能還需要烘烤。則為了打印1個OLED器件，其需要重復(fù)進(jìn)行印刷－干燥－烘烤3次。干燥為低壓或真空，意味這需要真空Chamber。

　　設(shè)備需求復(fù)雜

　　配套設(shè)備需求較多

　　若采用高沸點溶劑，則在現(xiàn)階段依然需要真空設(shè)備。和常規(guī)Mask技術(shù)不同，印刷用的真空設(shè)備對真空度要求不高，但是為了穩(wěn)定成膜，對真空設(shè)備抽速和真空恒壓性能有很高要求。

　　以常規(guī)印刷OLED器件制成來看，除去array段與ITO圖形化與蒸鍍段相同外，印刷制成需要以下工藝流程：

　　制作Bank（PDL）結(jié)構(gòu)

　　在array上均勻制作一層Bank以限定溶液流動，制作方式可以為小型實驗平臺或Slit／ Slot Dye方式制作。

　　材料為光刻膠，其后通過曝光、顯影、刻蝕、清洗后才能形成可用圖案，則在該階段需要一張Mask。

　　印刷為疊層結(jié)構(gòu)

　　假設(shè)常規(guī)印刷OLED中HIL、HTL和EML為印刷層，則其制作完Mask后基本需要經(jīng)過以下流程：

　?。?HIL印刷，印刷完畢后真空干燥（聚合物需加熱交聯(lián)）；

　?。?HTL印刷，印刷完畢后真空干燥（聚合物需加熱交聯(lián)）；

　　－ EML 印刷，若RGB為同體系溶液，可一并印刷后真空干燥（聚合物需加熱交聯(lián)）；

　　即便在沒有聚合物的前提下，每層的制作最少經(jīng)過打印－轉(zhuǎn)移至真空腔－真空腔干燥－轉(zhuǎn)移出等幾個步驟。

　　與傳統(tǒng)工藝相比，除去設(shè)備的增加外，印刷的時間過長亦提高了制作成本。

　　制作完EML后，再以蒸鍍方式制作ETL、EIL和電極

　　完成器件封裝

　　在假設(shè)3個功能層真空條件且不需要Baking的條件下，則除去打印機外，額外需要設(shè)備為：

　　制作Bank：Slit 機器、Baking設(shè)備、真空Chamber、曝光刻蝕設(shè)備。

　　功能層：理想情況各功能層為同一材料體系、有相同的干燥工藝且不需要Baking交聯(lián)，則需要1個真空Chamber；若三層材料體系不同、干燥工藝不同且需要Baking，則需要3個獨立真空Chamber（可集成熱臺功能）。

　　廢液處理和收集設(shè)備：需注意的是大部分有機良溶劑為有機溶劑，呈現(xiàn)一定的毒性，無法直接排放。同時較高的沸點也使得該類液體回收困難。

　　易耗品的增加

　　對印刷打印來看，其噴頭是易耗品。即便對于最便宜的Fujifilm噴頭其價格也在數(shù)千至數(shù)萬美金不等。

　　即便以研發(fā)平臺為準(zhǔn)來看，印刷OLED設(shè)備最少需要5個噴頭來對應(yīng)5個不同功能層，在產(chǎn)線上為了提高效率，對于同一功能層的印刷需要多個噴頭系統(tǒng)進(jìn)行打印，則產(chǎn)線上噴頭使用數(shù)量在10個以上。無形中直接提高了生產(chǎn)成本和維護(hù)成本。#p#分頁標(biāo)題#e#