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TCL 吳龍佳：噴墨印刷量子點電致發(fā)光技術(shù)進展丨2023 DTIC

2023年12月25-26日，由寧波市經(jīng)濟和信息化局、寧波電子行業(yè)協(xié)會指導(dǎo)，勢銀（TrendBank）主辦，納晶科技股份有限公司、廣州奧翼電子科技股份有限公司、廣東省電子紙產(chǎn)業(yè)促進會、西安思摩威新材料有限公司協(xié)辦，勢銀膜鏈承辦的“2023勢銀顯示與觸控供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)年會”會議在浙江寧波泛太平洋大酒店召開。

在本次大會上，TCL科技集團股份有限公司顯示技術(shù)專家吳龍佳發(fā)表了題為《噴墨印刷量子點電致發(fā)光技術(shù)進展》的演講。

吳龍佳表示：TCL在QLED量產(chǎn)化上有兩大策略。一是“印刷OLED先行，印刷QLED跟上”，印刷QLED是對印刷OLED的升級，目前TCL的印刷OLED已經(jīng)達到可量產(chǎn)的水平，印刷QLED還處于研發(fā)階段。二是低鎘材料發(fā)展方向，目前無鎘材料應(yīng)用于電致發(fā)光路線時，還存在半峰寬/藍(lán)色選擇什么體系/藍(lán)色壽命等問題，有鎘材料更接近于量產(chǎn)的可行性手段。因此TCL選擇了鎘含量很低的低鎘量子點材料研發(fā)方向。

吳龍佳從近年來TCL在噴墨印刷量子點電致發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域的進展以及面向未來量產(chǎn)的需求角度出發(fā)，講解了噴墨印刷量子點電致發(fā)光技術(shù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)和亟待解決的問題。

吳龍佳首先介紹了這幾年TCL在量子點方面的重點工作、研究方向和QLED的量產(chǎn)策略，以及當(dāng)前QLED技術(shù)更進一步發(fā)展時會面臨的幾個核心問題。

QLED四大重點研發(fā)方向

吳龍佳簡單介紹了一下QLED顯示的進展，QLED作為顯示材料已經(jīng)歷經(jīng)了十余年發(fā)展，最初它是作為一個背光源，經(jīng)過之后的衍變，將量子點以膜片形態(tài)應(yīng)用在液晶顯示器的背光部分，可以達到提升屏幕畫面的色彩飽和度、立體感和清晰度，大幅改善圖像畫質(zhì)的作用。

量子點的發(fā)光原理較為簡單，即利用量子點的發(fā)光特性，通過綠色、紅色量子點將藍(lán)色LED光轉(zhuǎn)化為高飽和度的綠光和紅光，并同其余未被轉(zhuǎn)換的藍(lán)光混合得到白光等各種顏色，在屏幕上顯示寬廣色域的顏色。

吳龍佳表示：目前商業(yè)化的量子點顯示產(chǎn)品主要是基于光致發(fā)光原理。但我們認(rèn)為如果量子點技術(shù)要最大化的使用，還是需要依靠電致發(fā)光即量子點發(fā)光二極管顯示技術(shù)（QLED），電致發(fā)光在效率、成本等各方面的優(yōu)勢都較為明顯，因此TCL當(dāng)前的研究重點也放在了量子點的電致發(fā)光方面。

在QLED電致發(fā)光技術(shù)的研究方面，吳龍佳透露了TCL的四大重點研發(fā)方向：

1、材料上，需要根據(jù)電致需求來定制量子點材料，之前大多數(shù)的量子點研究可能都是從光致角度出發(fā)，而這兩種技術(shù)的需求不同，因此需要定制相應(yīng)的量子點材料，并在匹配量子點材料的基礎(chǔ)上，進行傳輸層材料的開發(fā)。

2、器件開發(fā)上，器件開發(fā)包含兩方面內(nèi)容，一方面是需要做適配的器件結(jié)構(gòu)，并能達到量產(chǎn)的程度。因此，量產(chǎn)可行性、封裝制程等工藝都是需要在器件結(jié)構(gòu)開發(fā)中同步進行的。

3、此外，TCL目前選擇了噴墨打印的技術(shù)路線來進行量產(chǎn)化制程。因此，在噴墨打印技術(shù)的開發(fā)、墨水的開發(fā)、包括制程工藝的開發(fā)是第三個重點研發(fā)方向。

4、結(jié)合上述三個研發(fā)方向，如果產(chǎn)品已經(jīng)達到了比較理想的高水平狀態(tài)，最后要進入的則是量產(chǎn)制程工藝環(huán)節(jié)，這其中需要綜合考慮設(shè)備、供應(yīng)鏈、背板技術(shù)等等方面，研發(fā)難度會相應(yīng)升高。

QLED量產(chǎn)難點分析

接下來，吳龍佳講解了TCL在近幾年做的三方面重點內(nèi)容，他解釋，這三方面工作主要是針對QLED技術(shù)量產(chǎn)化難點所提出的解決方案——

第一大問題是藍(lán)光壽命問題：

藍(lán)光對于量子點行業(yè)來說一直是個較為頭疼的問題，尤其是藍(lán)光壽命始終是行業(yè)痛點之一，所以TCL在藍(lán)光壽命的突破上也花費了較多的精力，包含了材料和器件的開發(fā)，在結(jié)構(gòu)上進行了不斷的優(yōu)化，進一步提升了藍(lán)光壽命和效率。

第二大問題是量子點發(fā)光器件結(jié)構(gòu)的調(diào)控：

實際上在近幾年業(yè)界或?qū)W術(shù)界的文章報道中，更多的集中在底發(fā)射器件的探討上。但為了更高的效率和亮度并適配量產(chǎn)的可行性，應(yīng)該系統(tǒng)性地將QLED制備方法從底發(fā)射調(diào)整為頂發(fā)射。

在器件結(jié)構(gòu)方面，當(dāng)器件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，從底發(fā)射調(diào)整為頂發(fā)射的時候，各個功能層的搭配甚至各電極間的搭配也會發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。因此，各器件結(jié)構(gòu)的合理搭配是TCL近幾年做的核心工作之一。

第三大問題是打印方式：

剛才提到了需要用打印技術(shù)來實現(xiàn)下一個量產(chǎn)化的制程，目前一般的原型器件都是使用旋涂的方式制備，所以從打印的角度來說，需要去縮小打印和旋涂的概念。這也是TCL當(dāng)前重點研發(fā)的方向之一。

印刷打印是邁向最終量產(chǎn)的關(guān)鍵，而它實際上有多方面因素在互相關(guān)聯(lián)、互相嵌套。第一個因素即墨水的制備，當(dāng)前各個功能層包括發(fā)光層都采用了噴墨打印的方式，這對于墨水本身的質(zhì)量提出了很高的要求，需要其在擁有較好分散性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，保證和噴墨打印工藝有一個很好的適配性，在達到良好適配以后，得到一個高質(zhì)量的打印薄膜，并分析薄膜的微結(jié)構(gòu)從而倒推調(diào)控墨水的相關(guān)特性，最終實現(xiàn)提升印刷打印器件性能的目標(biāo)。

吳龍佳表示：以上三方面是我們TCL在近幾年重點進行突破的內(nèi)容，在結(jié)果上，目前紅綠材料的性能基本接近了可量產(chǎn)的水平，藍(lán)色材料的性能也有了非常大的突破。TCL將進行進一步的研發(fā)，以求攻各個難點。

除此之外，吳龍佳透露TCL一直在進行樣機的開發(fā)工作，包括在學(xué)術(shù)研究方面，也會將集團最新的觀點發(fā)表在相關(guān)的頂級期刊和雜志上，希望能和學(xué)術(shù)界的各位老師們開展更深入的探討。

TCL量子點發(fā)展策略

接下來，吳龍佳詳細(xì)介紹了TCL目前的量子點量產(chǎn)化上有兩大發(fā)展策略，第一個是“印刷OLED先行，印刷QLED跟上”的發(fā)展路線。

“事實上，我們認(rèn)為印刷OLED和印刷QLED并不是一個競爭關(guān)系，它們是一個互相輔佐和依托的關(guān)系。印刷QLED工藝是對印刷OLED工藝的繼承和升級。在2024年，TCL華星也將在武漢建設(shè)全球首條采用印刷OLED技術(shù)生產(chǎn)顯示屏的生產(chǎn)線，并會點亮相關(guān)的產(chǎn)品，這也側(cè)面證明了印刷OLED技術(shù)已經(jīng)達到了一個較高的水平?！眳驱埣驯硎尽?/span>

對于印刷QLED而言，目前TCL還處于前端研發(fā)階段，未達到量產(chǎn)水平，因此公司寄希望于先走印刷OLED路線，將設(shè)備、背板驅(qū)動技術(shù)、量產(chǎn)工藝、供應(yīng)鏈全部打通，并吸收這部分的經(jīng)驗應(yīng)用于印刷QLED路線。

第二個發(fā)展策略是低鎘材料的發(fā)展方向，由于含鎘量子點材料與環(huán)境保護問題相悖，因此廠商們都轉(zhuǎn)向無鎘量子點材料的研發(fā)方向上，而無鎘量子點材料應(yīng)用于光致發(fā)光路線中是完全沒有問題的。

而應(yīng)用于電致發(fā)光路線時，無鎘量子點材料會存在半峰寬/藍(lán)色選擇什么體系/藍(lán)色壽命等問題，同時在器件性能上與含鎘量子點材料相比，稍顯遜色，這對于量產(chǎn)化也提出了不小的挑戰(zhàn)。

吳龍佳舉例道：首先對于無鎘量子點材料來說，它的半峰寬還需要進一步收窄。其次在藍(lán)色體系的選擇上，還需要進一步探索合適的體系。另外還有藍(lán)色的壽命問題，目前無鎘量子點材料的紅色壽命已經(jīng)得到了顯著的提高，藍(lán)色及綠色壽命還需要進一步加強。

在這種情況下，TCL從企業(yè)的角度來考慮是希望能盡早推動QLED技術(shù)量產(chǎn)，器件性能將成為其看重的因素之一。因此TCL認(rèn)為有鎘量子點材料相較于無隔量子點材料，是更接近于量產(chǎn)的可行手段。但由于國內(nèi)外、歐盟或是各大銷售廠商都對鎘含量提出了嚴(yán)格的限制措施，TCL選擇了鎘含量很低的低鎘路線確保能符合歐盟或美國等國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以求能正常進入歐美市場。

QLED量產(chǎn)化兩大核心挑戰(zhàn)

在報告的最后，吳龍佳總結(jié)了QLED技術(shù)量產(chǎn)化需要面對的兩大核心挑戰(zhàn)。其一是機理方面，由于QLED還處于研發(fā)階段，技術(shù)并未達到足夠成熟的水平，其中還有例如藍(lán)色壽命等很多機理問題亟待解決。

在這種情況下，如果只是進行簡單的材料開發(fā)和器件結(jié)構(gòu)搭配，無法滿足量產(chǎn)化需求。TCL在這一方面正通過和友商、和院校合作的方式逐步突破藍(lán)色器件的機理難點，以求能實現(xiàn)藍(lán)色壽命的本質(zhì)解決。

其二是正向老化現(xiàn)象。當(dāng)各大廠商在利用正向老化現(xiàn)象的優(yōu)點時，也正遭受著其發(fā)光均勻性不佳等性能特征所導(dǎo)致的量產(chǎn)困擾。TCL目前已通過使用非丙烯酸樹脂膠的方式處理發(fā)光均勻性不佳的問題，得到了老化增益現(xiàn)象，有了相應(yīng)的突破。但要真正推動量產(chǎn)的話，還必須破解正向老化現(xiàn)象，尋找到一個可替代方案。

最后，吳龍佳表示：“近幾年，不管是TCL還是各位友商，都在QLED技術(shù)的研發(fā)量產(chǎn)方面做了非常多的工作，QLED技術(shù)正一步步朝著產(chǎn)業(yè)化進程推進，我們相信QLED技術(shù)在不久的未來終將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在最后也謝謝大家的聆聽?！?/span>

來源：勢銀膜鏈

注：本速記稿未經(jīng)演講嘉賓審核，僅供參考

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