“相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi),OLED和LCD仍將共生共存,相互補(bǔ)充,而不是完全取代?!?中國科學(xué)院院士曹鏞此前接受采訪時(shí)表示,目前,OLED材料的穩(wěn)定性以及封裝密閉性技術(shù)還有待提高,OLED成本還很高,尚待新的技術(shù)和材料突破,OLED還有很大的發(fā)展空間。
曹鏞院士發(fā)表演講
曹鏞院士解釋說,LCD和OLED誰占主導(dǎo),取決于產(chǎn)品的性能價(jià)格比,是由市場來決定。
柔性AMOLED是新型半導(dǎo)體顯示技術(shù)之一,也是在中小尺寸顯示屏領(lǐng)域中正在成為主流趨勢的技術(shù)。隨著5G互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,柔性顯示技術(shù)將扮演不可或缺的角色。
“現(xiàn)在柔性顯示是未來發(fā)展的方向?!辈茜O院士表示。
以柔性全色Oled顯示屏為例,目前三星生產(chǎn)的OLED屏可以實(shí)現(xiàn)彎曲,再下一步就是要做到可卷,最后是做到可對(duì)折。曹鏞院士認(rèn)為,只有能做到對(duì)折才能算是真正的柔性屏。 目前類似于iPhone X的做法是在一個(gè)玻璃襯底的基礎(chǔ)上貼在上面,從而實(shí)現(xiàn)彎曲。華南理工的做法則是把玻璃襯底換成金屬氧化物,這樣不僅面積更大,而且成本較低。
據(jù)了解,包括國際巨頭三星、LGD、JOLED以及京東方、華星光電、維信諾、和輝光電、新綸科技等早已投入數(shù)千億元深耕柔性顯示。
對(duì)于目前熱的QLED,曹鏞院士認(rèn)為,目前的QLED電視不過是另一種背光源,真正的QLED應(yīng)該是主動(dòng)發(fā)光。
對(duì)于Micro-LED,曹鏞院士認(rèn)為其最佳的領(lǐng)域在于AR顯示等小尺寸領(lǐng)域。
以下為曹鏞院士在“2017首屆中國柔性顯示技術(shù)(材料)國際論壇”上的演講速記,新材料在線®整理。
華南理工大學(xué)光電所團(tuán)隊(duì)全印刷、柔性顯示研究進(jìn)展
曹鏞:各位嘉賓、各位同行、各位領(lǐng)導(dǎo)中午好!我今天講的題目是華南理工大學(xué)光電所團(tuán)隊(duì)全印刷、柔性顯示研究方面的幾個(gè)進(jìn)展,主要是介紹我們所的幾項(xiàng)工作:一是全印刷的PLED發(fā)光顯示屏,一個(gè)是基于金屬氧化物的TFT驅(qū)動(dòng)背板的柔性全色OLED顯示屏,第三種是新型的用電化學(xué)聚合圖案化實(shí)現(xiàn)OLED全色顯示屏的新途徑。
印刷顯示是未來發(fā)展方向
現(xiàn)在柔性顯示和印刷顯示是顯示發(fā)展的方向,松下在2013年就發(fā)布過2K、2K的OLED的全印刷電視,后來臺(tái)灣和大陸也都做過一些Demo,但是還沒有量產(chǎn)。
全印刷首先要解決有機(jī)和高分子發(fā)光材料的過渡層都在非極性溶劑里面溶的,最主要的問題就是要解決各層之間互溶的問題。
歐洲做了很多這方面的研究,有交聯(lián)、轉(zhuǎn)印或者是正交的溶劑,在歐洲做得比較多的是轉(zhuǎn)印的方式,我們主要是采用正交的溶劑。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室很早就發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)了一種新型的帶極性側(cè)鏈的有機(jī)高分子的共軛聚合物,在有機(jī)物涂上去的時(shí)候,就可以形成非常完整的界面,正交溶劑的方法有很大的優(yōu)點(diǎn),我們做了大量的合成工作,在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們發(fā)現(xiàn)這種聚合物不僅是一種正交溶劑,由于它的極性策略,也是一個(gè)很好得電子傳輸層。加上這一層以后,我們把它加在發(fā)光層和陰極中間,就可以使陰極的功函數(shù)大大降低,使高功函數(shù)的穩(wěn)定因素也可以印刷。
現(xiàn)在業(yè)界講的全印刷都是不包括上面的金屬陰極的,這不是真正的全印刷?,F(xiàn)在講的最后還是要拿到真空盒子里面去鍍陰極,只有金和銀這一類穩(wěn)定的金屬才有可能在溶液加工。
所以我們這個(gè)發(fā)現(xiàn)使我們有可能用鋁或者銀、金、銅這一類的金屬把它的功函數(shù)拉下來。所以我們看到這個(gè)例子,用綠色的PPV加上PFM,我們可以看到它的效率比原來的更高,如果沒有中間這一層鋁,那就是基本上不發(fā)光的。更有意思的一點(diǎn),不僅是鋁,在金的使用上它也可以發(fā)光,并且效率還很高。這個(gè)原理可以從開路電壓可以看到,它的開路電壓加了這一層,把它的功函數(shù)就拉下來了,這里還有很多其它的證據(jù),最直接的就是UPS的證據(jù),它發(fā)生了移動(dòng)。并且我們發(fā)現(xiàn)在做X光散射的時(shí)候加了這一層,它就出了一個(gè)新的短周期的顏色,這就說明這一層在陰極和發(fā)光層之間,它有自發(fā)光的排列。用這個(gè)不僅可以鍍銀,你還可以更容易加工,使它制成高效的發(fā)光器械。雖然用銀膠還不如真鍍的銀,但是比鋁的器械還要高一些,在這上面就容易加工了,可以用印刷的方式。當(dāng)然它的功耗比普通低功函數(shù)的金屬要高一些,我們用復(fù)合的電子處理層就初步解決了它的功耗高的問題。
在這個(gè)基礎(chǔ)上,就要做銀膠的墨水,用金是不太合適的,因?yàn)樘F了,在銀膠方面我們做了大量的工作,可以看到它的界面層可以非常均勻地形成這個(gè)界面,這樣就做成了單色顯示的顯示屏。在這個(gè)基礎(chǔ)上,加上很多層,就可以一次打出紅綠藍(lán)全色的顯示。
《大國之材》曹鏞院士篇
能對(duì)折才是真正的柔性顯示
現(xiàn)在大家都講柔性,像三星生產(chǎn)的這些都處于它的第一階段,就是可以彎曲,要再進(jìn)一步就是可以卷的,最后是可以對(duì)折,這是不同的柔性的程度。以我們的觀點(diǎn)來說,要能對(duì)折的才能是柔性的。
現(xiàn)在像iPhone X這種都是在一個(gè)玻璃襯底的基礎(chǔ)上把它貼在上面,是比較容易彎曲的。我們用金屬氧化物,它可以做成大面積的,成本比較低,但是它有很多問題。
首先對(duì)我們的問題,現(xiàn)在包括夏普和LG,這是國際上兩個(gè)可以用金屬氧化物生產(chǎn)的企業(yè),他們都是用東京大學(xué)IGGO的體系,就是用鉀參加的氧化鋅。我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上完全是用稀土金屬來摻雜,這樣有了新的化學(xué)方面的專利,在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們開展了這個(gè)工作。
第二步就是做TFT的各種制成,最后再把這個(gè)玻璃摘下來,這樣就完成了TFT的動(dòng)作。我們發(fā)現(xiàn)用稀土摻雜的材料可以得到比較高的遷移率,我們現(xiàn)在測到40左右的遷移率,這樣就可以大大擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍,因?yàn)殡娏骷哟罅?,電壓降低了。并且我們?cè)谶@中間除了在材料上的發(fā)明以外,在工藝上也有新的方法,減少了一次光刻,使它比非晶硅的工藝更加結(jié)晶。
電化學(xué)聚合圖案化實(shí)現(xiàn)OLED全色顯示屏
用電化學(xué)聚合實(shí)現(xiàn)圖案化,這是全新的一個(gè)方法,國際上還沒做過這種研究。原來的電聚合的聚合物主要是研究它的強(qiáng)度之類的,或者是它的氧化還原,做電池之類的,主要不發(fā)光,一個(gè)是它不規(guī)整,一個(gè)是它有很多摻雜劑在里面。采用了這個(gè)體系以后,我們發(fā)現(xiàn)了這個(gè)特點(diǎn),所以就能夠得到比較規(guī)整的聚合膜,在ITO的背板上可以做出非常高的分辨率,我們可以得到非常均勻的膜,這是單色的,現(xiàn)在我們可以做到2100PPI分辨率,這是一種很有用的技術(shù)。
我們可以利用電化學(xué)聚合物的優(yōu)勢,你把這個(gè)基板插到溶液里面,然后分別每個(gè)電極都使它圖案化了,不需要任何研磨,和噴墨打印可以有異曲同工的作用,但是它的好處是不需要考慮這個(gè)溶液的黏度等等,噴墨打印還有很多深入的流變學(xué)的問題要研究,將來這就有可能發(fā)展成為一個(gè)便宜的方法,并且可以是大面積使用的。
現(xiàn)在我們考慮把它輪流用電解的方式,用不同的顏色把紅綠藍(lán)做出來,這樣就可以實(shí)現(xiàn)全色。
在PMOLED顯示屏上做的,我們現(xiàn)在已經(jīng)做到2100PPI的分辨率,這是我們跟合作單位能拿到的襯底最好的結(jié)果。將來要怎么做呢?我們現(xiàn)在已經(jīng)初步做了,在TFT的基板上直接做,把TFT器件的基板作為電聚合的電極,這樣就可以在上面找出紅綠藍(lán),哪一行通電它就沉積了,這是初步做的放大170PPI的,這是我們現(xiàn)在能從新視界拿到的最高的TFT的背板的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
這樣將來就可以提供一個(gè)很簡單的方法來做完全新的一種實(shí)現(xiàn),當(dāng)然目前我們還沒在柔性屏上做,現(xiàn)在基本的都是在玻璃基板上做的,這個(gè)完全可以非常容易地轉(zhuǎn)移到柔性基板。