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京东方陈卓:电致发光QLED是下一代显示技术的“有力候选者”

编辑:chinafpd 2020-12-08 14:07 浏览 评论 评论 0 赞    来源:  中华显示网

  当前显示行业市场,TFT-LCD仍然占据主流位置,但从市场渗透来看以OLED为代表的电致发光显示,无论是在中小尺寸还是大尺寸市场渗透率都在持续提升。作为电致发光的QLED技术未来市场份额也同样非常理想、前景可观,因此被业界视为下一代显示技术。在本次大会上,京东方量子点显示实验室陈卓博士分享了关于量子点电致发光显示技术的发展趋势报告。

  京东方量子点显示实验室陈卓博士

  由于发射峰易调、半峰宽小、色域高等特点,QLED备受显示产业关注。陈卓提到,QLED技术在2014年爆发,特别是浙江大学彭笑刚教授团队在原理上验证了QLED用于显示的可能性,随后点燃了全球学术界、产业界对QLED研发的热情。

  陈卓博士介绍,2017年国内的BOE、纳晶、TCL等公司开发了一系列的全喷墨打印的样机; 在无镉方面,三星、Nanosys在红绿蓝的QLED开发也取得了一定的进展。从显示屏尺寸来看,显示产品可分为小尺寸、中尺寸、大尺寸。小尺寸显示产品对分辨率PPI的要求较高,中大尺寸次之。他认为,目前喷墨打印技术可以实现在200PPI以下的显示产品。

  在喷墨打印技术方面,京东方喷墨打印样机开发思路是用旋涂器件进行材料验证,同时进行器件结构验证,后期还需考虑样机或量产时的工艺兼容问题,才能采用喷墨打印技术,而在打印单元器件开发方面,要考虑量子点墨水材料的选择,各种墨水喷墨打印的精度控制、干燥成膜的控制等。

  陈卓表示,在样机阶段,要考虑打印小器件转移到大器件对墨水的稳定性;打印设备的精度、设备的操控性、打印中的均匀性、成膜的均匀性及稳定性。他介绍,目前京东方在旋涂器件开发上也取得了不错的进展,红绿蓝效率分别达到18:18:5以上;在打印器件方面,现阶段开发了稳定性比较好的量子点墨水以及氧化锌墨水,同时兼顾PDL和底层材料的浸润性、亲和性的特点,但是这些效果未能达到打印器件和旋涂器件百分之百匹配。

  样机集成包括喷墨打印工艺、TFT背板开发、封装工艺、驱动/补偿/模组设计系统集成。在TFT背板开发方面,京东方借鉴在大尺寸OLED开发的经验,保证TFT的稳定性,其中包括封装工艺、电路方面驱动/补偿/模组,将这些系统集成应用。

  2017年,京东方发布5英寸和14英寸的样机;2020年发布了全球首款55英寸AMQLED显示屏,分辨率3840X2160,色域达到119%NTSC。陈卓表示,这是量子点最核心的优势,对比度可达到1000000:1。

  陈卓还介绍,不同尺寸显示产品的利润率不一样,以手机为代表的中小尺寸利润率比中小尺寸具备更大的优势。量子点显示进入到中小显示市场,将会获得更高的利润率,而中小尺寸需要更高的分辨率,目前打印工艺无法实现,只能尝试用光刻工艺实现。

  他表示,把光刻用于量子点图案化,主要有两种实施方式:一是把量子点自身看成光刻胶,对量子点直接曝光显影进行图案化,工艺的优点是简单直接,但不足之处是工艺全部集中在量子点材料上,对量子点材料具备较高的要求;二是使用光刻胶来定义像素,然后再涂布量子点,最后在除去光刻胶的过程中将不需要的光刻胶和量子点同时除去,量子点无法接触到基板,从原理上就解决了混色的问题,但也会出现光刻胶的残留问题。

  另外,重复的图案化过程中光刻胶、溶剂、显影液都容易对量子点层造成影响,从而导致器件效率的下降。针对这个问题,陈卓表示,目前采用的方式是在涂布光刻胶之前涂布一层牺牲层材料,规避前面的工艺问题。京东方使用SLAP工艺制备500PPI全彩图案,相当于16英寸8K分辨率水平,量子点膜层的荧光量子产率没有明显下降。

  他还介绍,电致发光QLED器件将量子点直接在氧化锌纳米材料上进行图案化,通过测试电致发光的发射光谱,发现完全没有杂光,色域达114%NTSC,完全保留了量子点作为高色域显示的核心优势。

  最后,关于量子点显示无镉化,陈卓博士也做了一些说明。他认为,到底要无镉化,还是从含镉走向低镉,不同的企业会有不同的考虑。目前从市场预测来看,无镉材料的市场占额在稳步上升。针对无镉材料发展趋势,京东方主要从器件结构上进行了优化,在注入效率方面,通过改变氧化锌电子传输层,取得更高的效率;在出光方面,采用顶发射的方案,将无镉器件的发射半峰宽得到非常有效的调控,无镉QLED达到含镉QLED的色域,通过透明电极的选择对顶发射器件效率实现有效的调控。

  备注:内容根据现场速记整理

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