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打印AMOLED技术的6浩劫点与高PPI实现措施全析,履历交流

发表于 2024-05-05 02:20:26 来源:不舍昼夜网

随着AMOLED的打印的浩财富逐渐成型,并开始成为主流。技术劫点交流对于老本高,实现工艺难度大,措施质料运用率低等下场的全析泛起,喷墨打印技术也被推到了台前。履历

  打印技术有着蒸镀技术良多达不到的打印的浩短处,可是技术劫点交流蒸镀技术是当初成熟的AMOLED技术。这也是实现当初各家妄想蒸镀技术的原因,尽管也在打印上投入良多年,措施可是全析距离量产尚有一段距离。

  对于打印技术在AMOLED里对于应的履历是蒸镀技术,也便是打印的浩说这两个工艺实现的部份差未多少。回到实际工艺中便是技术劫点交流在OLED展现屏制作历程中,在电致发光质料(EL)成膜工序中,实现可用蒸镀制程的方式,也可用喷墨打印制程的方式。而这个用喷墨打印工艺替换传统的蒸镀工艺就叫喷墨打印OLED技术。

  喷墨打印OLED屏幕的制备措施,次若是运用溶剂将OLED农业破费系统质料消融,而后将质料直接喷印在基板概况组成R(红)、G(绿)、B(蓝)农业破费系统发光层。喷墨打印OLED技术在制程,工艺,良率以及老本等方面临照蒸镀技术优势清晰,但工艺历程存在的一系列难点也使患上喷墨打印技术睁开受限。

  难点一、喷墨打印聚合物质料

  由于聚合物份子量颇为大,在制备OLED屏幕时,主要接管溶液加工成膜(如旋涂或者印刷),其中,喷墨打印技术被证实是制备发光聚合物溶液的措施。具备功能高率、可打印的特色。如今,聚合物发光质料的研发已经有颇为大睁开,喷墨打印配置装备部署以及相关成膜工艺也根基上能知足制备高分说率展现屏的要求。但当初的下场在于,发光聚合物功能较差,因此惟独开拓登程光功能更高、寿命更长且老本高尚的聚合物质料,能耐知足日益削减的

  难点二、喷墨打印小份子质料

  当初,聚合物发光器件(PLED)的功能(6~8 cd/A)以及寿命艰深较低,而小份子发光器件(SM-OLED)则具备清晰的功能优势,具备功能高率(84 cd/A)以及短寿命等特色。小份子质料艰深运用传统的热蒸镀工艺,其中,喷墨打印小份子的钻研是关注的热门。该技术难点在于艰深的小份子质料成膜性较差,液膜在基板上干燥历程中,简略爆发去润湿天气而组成不不断的薄膜。因此,若何取患上高品质的功能薄膜是制作功能高率、短寿命器件的需要条件。

  难点三、喷墨打印阴较

  与蒸镀小份子道理相同,OLED器件的阴较艰深也是经由真空蒸镀工艺制作的,但下场是所运用的蒸镀配置装备部署以及掩模板比力高尚。用喷墨打印技术制备阴较,则可大幅度飞腾老本。其中难题在于,可印刷阴较墨水的开拓以及若何大面积平均成膜。搜罗:

  1.必需保障阴较质料与农业破费系统功能层的亲以及性,确保印刷的阴较能晃动成膜;

  2.必需保障印刷图案的详尽度,确保展现图像的高分说率;

  3.必需防止阴较胶浆对于底层的破损;

  4.必需保障载流子的实用注入,以确保高亮度、功能高率的展现

  难点四、喷墨打印OLED展现屏工艺

  喷墨打印功能薄膜时,液滴间距(μm)以及液滴体积(pl)都需抵达较高的精度,能耐知足薄膜的平均性以及厚度的要求。液滴定位或者体积的重大变更,都有可能引起展现屏像素坑的发黝黑度不屈均致使短路残缺不发光,从而导致OLED展现屏泛起大批缺陷。

  OLED功能层必需膜厚平均,而且还要坚持其自己的光电特色。因此,薄膜组成历程中溶剂必需干燥后去除了。此外,墨水中的其余削减剂也必需去除了至含量低,省患上影响农业破费系统半导体薄膜的功能。

  OLED展现屏由像素阵列组成,每一个像素又由红、绿、蓝3色的子像素坑组成,艰深其多少多形态为下图所示的圆角矩形。

  而像素坑的尺寸以及个数是由展现屏的运用特色抉择的:对于高清电视机(HDTV),在像素阵列为1080×1920、尺寸为94~165 cm的规格下,子像素坑的尺寸分说为140以及250μm;而对于挪移配置装备部署如智能手机,其像素为广视频图像阵列(WVGA,480×800个像素),7.37~9.65 cm的规格下,子像素坑尺寸分说为26μm以及35μm。

  由于玄色展现屏相邻的子像素坑发光质料的颜色差距,印刷时必需防止溶液溢出到相邻像素坑中。以是在像素坑之间需要建树出低概况能的阻止区,科研职员艰深会运用光刻胶树脂做阻止质料。需要留意的是,在向像素坑中打印墨水时,首先要思考墨水体积是否知足薄膜厚度的要求。

  由于像素坑的面积以及高层度是确定的,墨水体积既要铺满像素坑,又不能溢出像素坑,以是打印墨水的体积是有限的。假如把浓度为1%(品质分数)的墨水印刷到像素坑中,就要求薄膜厚度偏偏为70 nm。小像素坑的大容积假如小于知足厚度需要的墨水体积(设液体与基板打仗角为70°)(即墨水填满像素坑后大膜厚依然小于70 nm),剖析墨水中固体含量过低,此时就需要削减墨水的浓度并飞腾印刷体积。大像素坑中抵达70 nm膜厚所需要的墨水体积如小于低润湿体积(设墨水与基板的打仗角是15°)(即墨水缺少以铺满像素坑),剖析墨水中固体含量过高,需要飞腾墨水的浓度并削减印刷墨水的体积。

  在墨水浓度以及液滴体积都判断的情景下,可凭证膜厚要求合计每一像素坑需要的墨水体积以及墨滴数目。由于液滴体积是由打印头直径抉择的,因此可能凭证像素坑的尺寸需要,抉择响应的直径的打印头。像素坑尺寸越小,象征着抉择的打印头直径越小,技术要求也越高。

  难点五、墨水成膜历程操作

  喷墨打印OLED展现屏的溶液次若是由光电质料以及溶剂组成,因此,需要从流体特色、铺展水暖以及干燥成膜等方面思考墨水的配制:

  1.为确保墨水的晃动性,就需要溶质的消融度高或者散漫平均,从而保障液滴晃动以及质料在基板上成膜平均;

  2.溶液的流变性(粘度,概况张力及剪切速率)需知足喷墨打印配置装备部署的要求,并可能组成晃动的液滴(搜罗液滴无卫星点、一再性好、定位等);

  3.溶剂不能挥发患上太快,从而防止干燥后的溶质窒息打印头导致打印失效。

  墨水的可打印性次若是由粘度、概况张力以及剪切速率变更量抉择的,而份子妄想、份子量、固体含量以及抉择的溶剂则是影响这些物理参数的主要因素。喷墨打印配置装备部署对于墨水粘度的要求艰深在1~20 cP之间。

  对于聚合物墨水来说,溶质含量越高墨水粘度越大,固体含量艰深在0.2%~2.5%(品质分数)之间;而对于小份子来说,溶质含量对于溶液粘度的影响很小,科研职员普残缺过抉择高粘度溶剂以及退出削减剂等方式后退溶液的粘度。此外,溶剂的沸点以及概况张力,抉择了墨水的干燥速率及其对于基板的润湿性。以是需要抉择物理性子适量的溶剂,能耐抵达操作溶质在像素坑中的成膜形貌的目的。

  难点六、液滴定位倾向与操作

  喷墨打印机/打印头的紧张技术目的搜罗:液滴的定位精度、喷墨液滴体积、印刷坚贞性以及产量等。液淌上涨的目的位置由展现屏的多少多图案判断的,而液滴体积主要由打印头直径抉择。

  由于展现屏的像素尺寸艰深在微米量级,分说率越高就要求液滴的体积越小、定位越精确。好比在像素分说率为100~150 ppi(子像素巨细约为85~55μm),巨细为35.56 cm的玄色展现基板上,需要聚积1~2万万个直径约25μm液滴,这就象征着液滴定位精确稍有倾向,就能引起全部像素基板的印刷过错。以是打印头尺寸必需在10 pl摆布,液淌上涨精度则需在±10μm内,惟独这样能耐取患上印刷定位精确、高分说率的器件。

  液滴定位倾向,次若是由打印平台的机械偏移以及液滴在打印头进口的偏移角度引起的。用于制作喷墨打印展现屏的配置装备部署,艰深都具备有履历的高精度印刷平台(如气浮轴太平台),使其可能抵达机械位移精度的要求。

  液滴在打印头进口处的偏移角度,则受打印头的妄想以及墨水配方的影响。由于用于破费展现屏的打印头都是经由特意妄想制作的,因此液滴偏移水平较小。个别情景下,液滴偏移角艰深不逾越10 mrad。经由打印头的妄想以及墨水的优化,液滴偏移角度可达±2 mrad,对于应的印刷分说率则可抵达200 ppi。

  此外,经由优化墨水的化学组成、调控基材概况的化学组成或者物理妄想等措施,都可能削减喷射墨滴的尺寸概况操作墨滴在基材概况的铺展润湿行动,也可能实用后退喷墨打印的分说率。在制作OLED展现屏中,这些后退印刷分说率的措施都黑白常紧张的。

  打印技术若何实现OLED高PPI?

  对于打印OLED自己工艺难点需要攻破这些,同时尚有个打印下场便是若何实现打印技术的高PPI。当初蒸镀AMOLED的PPI轻松实现逾越400。可是打印OLED要冲破这个PPI很难,当初果真资讯的是京西方对于外的400PPI。那要实现打印技术的高PPI有哪些难点呢?

  一、高剖析度打印技术难点

  影响打印剖析度后退的主要因素是配置装备部署能耐。影响配置装备部署精度的原因可能分为两部份,一部份是配置装备部署的对于位及行动精度,另一部份是打印喷头吐出墨滴体积的巨细。

  a)配置装备部署行动零星限度

  打印配置装备部署的主要妄想如图表20(a)所示,打印配置装备部署主要搜罗使命台(Stage)以及供液零星。配置装备部署的Stage是用来承载玻璃的,Stage可能在确定规模内转折(±5°),也可能在Y倾向上妨碍挪移。配置装备部署的供液零星是给喷头提供墨水的妄想,在其下方挂载喷头。配置装备部署的供液零星搜罗墨水瓶、过滤装置、脱泡装置以及注射装置(syringe)等,墨水进入syringe装置后就能妨碍打印了,经由喷头将墨水打印在基板上。供墨零星以及喷头可能部份在X倾向挪移,这样,经由喷头以及Stage的配合挪移实如今基板上的整面打印。配置装备部署对于位零星次若是为了调解打印喷头以及Stage之间的相对于角度以及位置坐标,由对于位标志(mark)标定,标志图形如图20(b)所示。个别情景下,为了知足高详尽打印,要求行动马达的精度要小于1μm,这样能耐保障喷头调解时具备小的相对于倾向。对于喷头的对于位精度,个别也是要求小于1μm,致使是0倾向,这对于镜头的剖析能耐以及软件的图形识别能耐提出了很高的要求,惟独做到了较小的倾向,能耐确保喷头在长程行动时不把倾向淘汰。

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  图表20:(a)打印配置装备部署妄想展现图;(b)对于位mark

  b)打印喷头限度

  打印喷头吐出墨滴的能耐是限度产物剖析度后退的另一个严主因素,个别情景下,打印喷头吐出的墨滴体积规模是1~50pL,墨滴吐出越大,喷头制作难度越低,喷墨越晃动,可是只能运用于低剖析度产物。反之,喷墨体积越小,喷头制作难度越大,喷墨晃动性也着落,而且很简略泛起喷头窒息的天气,但却是制作高剖析度产物的必需条件。以10pL喷头为例,剖析墨滴体积对于打印精度的影响。图表21中以300ppi的像素尺寸为例,像素的长边长约为75μm,短边长度为25μm。10pL喷头吐出的墨滴体积为8pL,至关于直径24μm的球体。每一个喷头中含有256个Nozzle,差距Nozzle吐出的墨滴位置差距规模是±10μm,这样,思考到墨滴的直径以及墨滴落点的差距,Pixel的短边宽度应不小于42μm(喷头打印倾向是长边倾向),再思考到Bank占用的宽度,Pixel的短边尺寸因不小50μm,这种情景下,产物的剖析度在160ppi摆布。

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  图表21:300ppi像素尺寸

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  图表22:10pL喷头墨滴体积及落点精度展现图

  二、实现高剖析度打印的措施

  a)后退配置装备部署的硬件能耐

  打印配置装备部署的主要瓶颈是在打印喷头的妄想以及与之立室的供墨零星妄想,要实现产物剖析度的后退必需要先后退打印喷头吐出墨滴的剖析度。下图在多个维度上给出了喷头以及产物尺寸,产物剖析度,产物规格及产线基板尺寸的关连。从图表可能看出,要实现产物剖析度的后退,必需飞腾墨滴的吐出体积,而墨滴的吐出体积减小后,思考到墨滴的晃动性,可能对于应的产物尺寸响应的削减,对于应的产线基板尺寸也变小。相同,墨滴的体积变大,产物剖析度着落,可是可能对于应颇为大尺寸的产物以及颇为大的产线基板。

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  图表23:打印喷头规格及响应的产物以及产线对于应图

  b)在像素妄想上做调解

  除了后退打印配置装备部署的能耐,优化像素妄想也是一种实现高剖析度打印的紧张本领。对于像素妄想的改善可能经由如下多少种方式。

  首先,可能将原本是单个的亚像素(Subpixel)更正为以行概况列为单元的像素部署,这样,咱们在打印时再也不是逐个Pixel的打印,酿成逐行打印,飞腾了打印的难度,后退了打印的剖析度。

  其次,咱们可能将多少个相邻的Pixel作为一个打印Pixel,至关于实际打印的Pixel面积淘汰了良多,打印的难度随之飞腾,打印剖析度也随之后退,再经由特殊的像素展现措施,完玉成彩展现。

  此外,还可能妄想其余非老例的像素部署方式,经由像素部署方式的修正,削减实际打印的Pixel的面积,以便在后退剖析度的同时,飞腾打印的难度,再经由响应的算法,完玉成彩展现。

  以当初的技术条件,经由后退配置装备部署能耐以及重新排布像素妄想都是后退产物剖析度的实用措施,相对于后退配置装备部署能耐,妨碍像素妄想重新妄想要简略一些。(文章整合源头:BOE、钛科技、凤凰网中韩交流)


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