北京交通大學徐征教授：印刷顯示技術并非新概念

最近一年來，印刷顯示技術、柔性顯示技術已成為產業界重點關注的發展方向。然而，究竟什么才是真正印刷顯示器件?對于電致發光顯示器件來說，如果要真正實現印刷顯示，就要解決發光顯示器件全生產過程的印刷工藝，包括TFT、透明導電層、發光層、各種功能膜層等都要實現印刷工藝。實現上述目標，對器件的各類材料提出了巨大的挑戰，尋找較好可溶性或具有較好分散性和穩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。

　　印刷顯示技術并非新概念

　　實際上，印刷顯示技術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催化合成了導電高分子聚乙炔，這一原創性的工作揭示了有機材料導電的事實：經過適當的摻雜，有機高分子是可以導電的。A.J.Heeger，A.G.Macdiarmid及H.irakawa因此獲得了2000年的諾貝爾化學獎，而印刷電子學技術也從此逐步發展起來。

　　近年來，隨著有機電致發光二極管(OLED)技術和產業的成熟，印刷電子在材料和裝備方面擁有更好的積累和發展基礎，應用以及工藝均獲得了較快的發展。

　　1998年，Yang等人在SID會議上展出了使用噴墨打印技術制備聚合物LED(PLED)器件，同年11月他們又使用噴墨打印技術成功制備出雙色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驅動。此后，噴墨打印技術制備的PLED器件快速發展，現在PLED噴墨打印設備已經可以商業化生產。

　　印刷顯示材料是印刷電子學的其中一大支柱。印刷顯示材料不只是有機發光材料，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體器件和有機光電器件中已取得大量應用，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方案

　　印刷顯示技術是將印刷電子學應用于顯示領域，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、有機材料轉移到基板上，制成發光顯示器件。印刷顯示技術的終極目標是實現全印刷發光顯示器件，在常溫、常壓下以按需給料方式實現低成本制造。目前印刷顯示技術中，采用OLED材料來實現顯示是主流且比較成熟的技術。

　　從制備方法來說，一般而言OLED可分為兩種。一是小分子發光材料OLED，用蒸鍍方法制備，另一種是共扼高分子發光材料PLED，用印刷方法制備。目前科研工作者關注的可溶性小分子有機發光材料和量子點發光材料也均可以采用印刷方法制備。

　　對比目前應用的真空蒸鍍制造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光材料，極大提高了有機材料的利用率，也更加環保;第二是不受設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，再加上節省材料及維護真空蒸鍍設備，可有效降低成本。另外，由于器件結構相對簡單，功耗更低、良率更高，一直以來制約著OLED電視發展的高成本、低良率、大面積制備等問題會得到解決。