【行业】一个“疯子”工程师的自白：干印刷OLED显示会经历这些痛！
欢迎提供新闻线索，一经采用将支付稿酬：sf023@shunfengpaper.cn
核心提示：随着中国制造2025 政策的指引，作为中国第三大进口产品之一的显示屏生产产业越发火热。TCL 华星光电、BOE 京东方、天马、和辉维信诺等企业在盈利能力大幅改善的同时，亦加大了在显示技术上的投入，谋求在显示屏生产产业链中高端研发位置占据一席之地。
随着玻璃尺寸一再变大，大尺寸屏幕的生产从8.5 代直接跨度到10 代和10.5 代，根据边际效益递减原理，传统生产工艺的弊端也越发明显。
由此各大厂商均在寻求新的显示制作技术，以降低大尺寸屏幕生产成本的同时，从长远来看实现柔性、R2R 等工艺的制作技术。由此，印刷显示的研究逐渐的被提上了日程。
诚然，印刷显示是未来显示技术发展的一个方向，且和传统的生产方式相比有各种优势，但是该技术也存在一些先天的局限，其未来的发展依然充满了变数。虽然近年来印刷技术已经取得了不少成就，但是和传统行业相比，印刷工艺还有很长的道路要走。本文对印刷工艺制成面临的困难进行简单的解读，以供大家参考。（本文的印刷制成仅考虑喷墨印刷制程）
简而言之，印刷显示在大规模生产前所面临的问题如下：
技术
现在打印的器件性能总体上接近于旋涂器件，但是离蒸镀器件还有相当长的一段距离。
除去器件性能以外，现有印刷技术还面临的问题有：
工艺稳定性不高：在生产上稳定性压倒一切
对于喷墨印刷过程来说，其工艺上稳定性的压力来自于以下3个方面：
墨水
墨水的稳定性是印刷制成的关键因素，且除去其自身性质变化因素外，影响墨水稳定性的较大的因素是气泡。假设现有厂商能稳定且大量提供无杂质墨水的前提下，墨水在运输、灌入过程中会引入气泡，而如何去除气泡暂时还没有良好的解决方法。
常规实验室工艺为将墨水长时间负压静置，以便较大气泡上浮至表面破裂。这种处理方法在工业上是否适用有待考证。同时静置法能去除较大的气泡，但是较小的气泡能够存在于液体中很长时间。
印刷
除去在小型研发机台上部分会采用单喷头单喷嘴系统外，在中型平台以上一般均会采用单喷头多喷头嘴系统。该喷头可以在印刷过程中用多喷头进行喷印，从而在提高生产效率的前提下，能够达到均化每个像素点内墨水体积的作用。
印刷上的稳定性体现在为喷头的稳定性。
成膜
成膜亦是溶液法印刷的难点之一。墨水在印刷上去时已然在表面开始挥发，一般墨水边缘挥发速度较快，则会出现咖啡环现象。
该现象在实验室中已经有较为成熟的解决方案。但实验室仅对30 mm x 30 mm大小的基板进行测试，现在面临的难点是对于大尺寸面板的干燥问题。
工艺耗时较长
印刷为溶液法制程，一般印刷OLED器件中需要印刷1－3层，其中1－2层为共用功能层，而第三层为EML层。
耗时较长主要表现为工艺处理时间较长。以常见OLED器件为例，因为需要制作3层功能层，则需要分别进行三次打印。
为了避免溶液在低温挥发损坏喷头，一般印刷用墨水沸点在150℃－250℃以上，造成该溶液挥发困难，则在现阶段依然需要真空设备。
每次打印需要真空干燥，部分材料为了提高性能还需要烘烤。则为了打印1个OLED器件，其需要重复进行印刷－干燥－烘烤3次。干燥为低压或真空，意味这需要真空Chamber。
配套设备需求较多
若采用高沸点溶剂，则在现阶段依然需要真空设备。和常规Mask技术不同，印刷用的真空设备对真空度要求不高，但是为了稳定成膜，对真空设备抽速和真空恒压性能有很高要求。
以常规印刷OLED器件制成来看，除去array段与ITO图形化与蒸镀段相同外，印刷制成需要以下工艺流程：
制作Bank（PDL）结构
在array上均匀制作一层Bank以限定溶液流动，制作方式可以为小型实验平台或Slit／ Slot Dye方式制作。
材料为光刻胶，其后通过曝光、显影、刻蚀、清洗后才能形成可用图案，则在该阶段需要一张Mask。
印刷为叠层结构
假设常规印刷OLED中HIL、HTL和EML为印刷层，则其制作完Mask后基本需要经过以下流程：
－ HIL印刷，印刷完毕后真空干燥（聚合物需加热交联）；
－ HTL印刷，印刷完毕后真空干燥（聚合物需加热交联）；
－ EML 印刷，若RGB为同体系溶液，可一并印刷后真空干燥（聚合物需加热交联）；
制作完EML后，再以蒸镀方式制作ETL、EIL和电极
完成器件封装
在假设3个功能层真空条件且不需要Baking的条件下，则除去打印机外，额外需要设备为：
制作Bank：Slit 机器、Baking设备、真空Chamber、曝光刻蚀设备。
功能层：理想情况各功能层为同一材料体系、有相同的干燥工艺且不需要Baking交联，则需要1个真空Chamber；若三层材料体系不同、干燥工艺不同且需要Baking，则需要3个独立真空Chamber（可集成热台功能）。
易耗品的增加
对印刷打印来看，其喷头是易耗品。即便对于最便宜的Fujifilm喷头其价格也在数千至数万美金不等。
即便以研发平台为准来看，印刷OLED设备最少需要5个喷头来对应5个不同功能层，在产线上为了提高效率，对于同一功能层的印刷需要多个喷头系统进行打印，则产线上喷头使用数量在10个以上。无形中直接提高了生产成本和维护成本。
推荐阅读：
最新行业资讯，新闻
废纸，纸业等报价
最新求购、供应信息等
纸引未来官网：
登陆更有料
纸引未来是造纸、印刷、包装行业的大数据共享服务平台，集行业资讯、在线交易、仓储物流、供应链金融为一体的产业链B2B平台。帮助企业拓宽销售渠道，提升企业品牌影响力；帮助企业降低采购成本，抬升企业利润空间；帮助企业解决融资难、融资贵的问题，提高企业竞争力。