當(dāng)前顯示行業(yè)市場，TFT-LCD仍然占據(jù)主流位置，但從市場滲透來看以O(shè)LED為代表的電致發(fā)光顯示，無論是在中小尺寸還是大尺寸市場滲透率都在持續(xù)提升。作為電致發(fā)光的QLED技術(shù)未來市場份額也同樣非常理想、前景可觀，因此被業(yè)界視為下一代顯示技術(shù)。在顯示大會上，京東方量子點顯示實驗室陳卓博士分享了關(guān)于量子點電致發(fā)光顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢報告。
京東方量子點顯示實驗室陳卓博士
由于發(fā)射峰易調(diào)、半峰寬小、色域高等特點，QLED備受顯示產(chǎn)業(yè)關(guān)注。陳卓提到，QLED技術(shù)在2014年爆發(fā)，特別是浙江大學(xué)彭笑剛教授團隊在原理上驗證了QLED用于顯示的可能性，隨后點燃了全球?qū)W術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界對QLED研發(fā)的熱情。
陳卓博士介紹，2017年國內(nèi)的BOE、納晶、TCL等公司開發(fā)了一系列的全噴墨打印的樣機； 在無鎘方面，三星、Nanosys在紅綠藍的QLED開發(fā)也取得了一定的進展。從顯示屏尺寸來看，顯示產(chǎn)品可分為小尺寸、中尺寸、大尺寸。小尺寸顯示產(chǎn)品對分辨率PPI的要求較高，中大尺寸次之。他認為，目前噴墨打印技術(shù)可以實現(xiàn)在200PPI以下的顯示產(chǎn)品。
在噴墨打印技術(shù)方面，京東方噴墨打印樣機開發(fā)思路是用旋涂器件進行材料驗證，同時進行器件結(jié)構(gòu)驗證，后期還需考慮樣機或量產(chǎn)時的工藝兼容問題，才能采用噴墨打印技術(shù)，而在打印單元器件開發(fā)方面，要考慮量子點墨水材料的選擇，各種墨水噴墨打印的精度控制、干燥成膜的控制等。
陳卓表示，在樣機階段，要考慮打印小器件轉(zhuǎn)移到大器件對墨水的穩(wěn)定性；打印設(shè)備的精度、設(shè)備的操控性、打印中的均勻性、成膜的均勻性及穩(wěn)定性。他介紹，目前京東方在旋涂器件開發(fā)上也取得了不錯的進展，紅綠藍效率分別達到18:18:5以上；在打印器件方面，現(xiàn)階段開發(fā)了穩(wěn)定性比較好的量子點墨水以及氧化鋅墨水，同時兼顧PDL和底層材料的浸潤性、親和性的特點，但是這些效果未能達到打印器件和旋涂器件百分之百匹配。
樣機集成包括噴墨打印工藝、TFT背板開發(fā)、封裝工藝、驅(qū)動/補償/模組設(shè)計系統(tǒng)集成。在TFT背板開發(fā)方面，京東方借鑒在大尺寸OLED開發(fā)的經(jīng)驗，保證TFT的穩(wěn)定性，其中包括封裝工藝、電路方面驅(qū)動/補償/模組，將這些系統(tǒng)集成應(yīng)用。
2017年，京東方發(fā)布5英寸和14英寸的樣機；2020年發(fā)布了全球首款55英寸AMQLED顯示屏，分辨率38402160，色域達到119%NTSC。陳卓表示，這是量子點最核心的優(yōu)勢，對比度可達到1000000：1。
陳卓還介紹，不同尺寸顯示產(chǎn)品的利潤率不一樣，以手機為代表的中小尺寸利潤率比中小尺寸具備更大的優(yōu)勢。量子點顯示進入到中小顯示市場，將會獲得更高的利潤率，而中小尺寸需要更高的分辨率，目前打印工藝無法實現(xiàn)，只能嘗試用光刻工藝實現(xiàn)。
他表示，把光刻用于量子點圖案化，主要有兩種實施方式：一是把量子點自身看成光刻膠，對量子點直接曝光顯影進行圖案化，工藝的優(yōu)點是簡單直接，但不足之處是工藝全部集中在量子點材料上，對量子點材料具備較高的要求；二是使用光刻膠來定義像素，然后再涂布量子點，最后在除去光刻膠的過程中將不需要的光刻膠和量子點同時除去，量子點無法接觸到基板，從原理上就解決了混色的問題，但也會出現(xiàn)光刻膠的殘留問題。
另外，重復(fù)的圖案化過程中光刻膠、溶劑、顯影液都容易對量子點層造成影響，從而導(dǎo)致器件效率的下降。針對這個問題，陳卓表示，目前采用的方式是在涂布光刻膠之前涂布一層犧牲層材料，規(guī)避前面的工藝問題。京東方使用SLAP工藝制備500PPI全彩圖案，相當(dāng)于16英寸8K分辨率水平，量子點膜層的熒光量子產(chǎn)率沒有明顯下降。
他還介紹，電致發(fā)光QLED器件將量子點直接在氧化鋅納米材料上進行圖案化，通過測試電致發(fā)光的發(fā)射光譜，發(fā)現(xiàn)完全沒有雜光，色域達114%NTSC，完全保留了量子點作為高色域顯示的核心優(yōu)勢。
最后，關(guān)于量子點顯示無鎘化，陳卓博士也做了一些說明。他認為，到底要無鎘化，還是從含鎘走向低鎘，不同的企業(yè)會有不同的考慮。目前從市場預(yù)測來看，無鎘材料的市場占額在穩(wěn)步上升。針對無鎘材料發(fā)展趨勢，京東方主要從器件結(jié)構(gòu)上進行了優(yōu)化，在注入效率方面，通過改變氧化鋅電子傳輸層，取得更高的效率；在出光方面，采用頂發(fā)射的方案，將無鎘器件的發(fā)射半峰寬得到非常有效的調(diào)控，無鎘QLED達到含鎘QLED的色域，通過透明電極的選擇對頂發(fā)射器件效率實現(xiàn)有效的調(diào)控。
