北京交通大學(xué)徐征教授：印刷顯示技術(shù)并非新概念

最近一年來，印刷顯示技術(shù)、柔性顯示技術(shù)已成為產(chǎn)業(yè)界重點關(guān)注的發(fā)展方向。然而，究竟什么才是真正印刷顯示器件?對于電致發(fā)光顯示器件來說，如果要真正實現(xiàn)印刷顯示，就要解決發(fā)光顯示器件全生產(chǎn)過程的印刷工藝，包括TFT、透明導(dǎo)電層、發(fā)光層、各種功能膜層等都要實現(xiàn)印刷工藝。實現(xiàn)上述目標，對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材料導(dǎo)電的事實：經(jīng)過適當?shù)膿诫s，有機高分子是可以導(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，而印刷電子學(xué)技術(shù)也從此逐步發(fā)展起來。

　　近年來，隨著有機電致發(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120ppi，采用主動式TFT驅(qū)動。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發(fā)光材料，還有金屬材料、無機材料。目前以金屬漿料較為成熟，但主要仍限于銀和銅材料;有機材料在有機半導(dǎo)體器件和有機光電器件中已取得大量應(yīng)用，但還存在相對可靠性略差，壽命需進一步提高及載流子遷移率較低等問題。

　　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、無機材料、有機材料轉(zhuǎn)移到基板上，制成發(fā)光顯示器件。印刷顯示技術(shù)的終極目標是實現(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現(xiàn)低成本制造。目前印刷顯示技術(shù)中，采用OLED材料來實現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術(shù)。

　　從制備方法來說，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發(fā)光材料和量子點發(fā)光材料也均可以采用印刷方法制備。

　　對比目前應(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95%，而真空蒸鍍工藝材料利用率僅有20%。與蒸鍍工藝中有機材料無選擇性沉積不同，印刷顯示工藝只是在需要的地方才噴涂有機發(fā)光材料，極大提高了有機材料的利用率，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)省材料及維護真空蒸鍍設(shè)備，可有效降低成本。另外，由于器件結(jié)構(gòu)相對簡單，功耗更低、良率更高，一直以來制約著OLED電視發(fā)展的高成本、低良率、大面積制備等問題會得到解決。