文/韋文求 肖練鋼 李丹陽 陳誠

印刷顯示技術(shù)是將電子材料配制成電子墨水，以印刷加工的方式制備電子器件與系統(tǒng)。它以有機(jī)發(fā)光二級(jí)管（OLED）/量子點(diǎn)發(fā)光二級(jí)管（QLED）顯示材料、噴墨打印設(shè)備以及相關(guān)器件工藝的創(chuàng)新和發(fā)展為前提。相較于真空蒸鍍技術(shù)，噴墨打印技術(shù)可在大氣環(huán)境下制作有機(jī)發(fā)光器件，避免使用昂貴的高真空設(shè)備，材料利用率高于90%，適合柔性大尺寸領(lǐng)域，適用于量子點(diǎn)（QD）器件制作。憑借這些優(yōu)勢，印刷顯示技術(shù)被認(rèn)為是未來顯示技術(shù)的重要發(fā)展方向，一旦具有價(jià)格競爭力的印刷OLED全面量產(chǎn)，將加速市場滲透，實(shí)現(xiàn)對蒸鍍OLED的彎道超車。本文梳理了國內(nèi)外印刷顯示相關(guān)材料、裝備以及工藝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對噴墨打印技術(shù)面臨的技術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合當(dāng)前廣東省相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，研究提出了幾點(diǎn)對策建議。

一、國外印刷顯示技術(shù)發(fā)展情況

整體來說，在印刷顯示產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)材料與設(shè)備工藝方面，歐美和日韓布局較早，掌握著產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵材料和核心裝備，具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。如，美國企業(yè)在印刷OLED材料、有機(jī)薄膜晶體管（OTFT）背板集成材料、量子點(diǎn)材料、噴墨打印設(shè)備等方面處于全球領(lǐng)先地位，韓國企業(yè)在全球蒸鍍OLED市場的占有率最高，日本企業(yè)在中尺寸面板市場占據(jù)一席之地。

（一）歐美國家

美國于上世紀(jì)90年代初開始設(shè)立印刷顯示相關(guān)領(lǐng)域的研究計(jì)劃,先后投入數(shù)億美元，用于資助相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，并成立了柔性與印刷顯示合作聯(lián)盟(FlexTech Alliance)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、投資方以及聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)建立緊密的聯(lián)系。美國的杜邦公司、Plextronics公司以及QD Vision公司，以及歐洲的默克集團(tuán)、劍橋顯示、Plastic Logic公司等在印刷OLED材料、OTFT背板集成材料與制造工藝方面擁有大量的專利，還建立了相應(yīng)的生產(chǎn)線；美國QD Vision公司和Nanosys公司是硒化鎘（CdSe）和磷化銦（InP）等QLED材料的主要上游企業(yè)；美國杜邦在發(fā)光材料和噴墨打印設(shè)備方面擁有20多年的經(jīng)驗(yàn)，布局了大量技術(shù)專利；德國Plastic Logic是柔性顯示屏大規(guī)模量產(chǎn)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。除了產(chǎn)業(yè)界，美國的斯坦福大學(xué)、英國的帝國理工學(xué)院和劍橋大學(xué)，以及德國海德堡創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在印刷顯示技術(shù)方面也有很多研究成果。

（二）韓國

韓國的LG和三星在蒸鍍OLED市場占據(jù)全球制高點(diǎn)，其中LG是目前為止全球唯一實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)OLED大尺寸面板的廠家；三星在中小尺寸方面穩(wěn)居全球產(chǎn)銷冠軍長達(dá)十年，占據(jù)90%以上的市場份額。2015年以來，LG一直致力于研究和開發(fā)可溶性O(shè)LED材料，并通過收購杜邦的可溶性O(shè)LED材料技術(shù)和專利，強(qiáng)化其核心技術(shù)。此外，LG利用設(shè)備巨頭東京電子的噴墨印刷技術(shù)和住友化學(xué)/德國MERCK 的材料技術(shù)，組建G8.5印刷OLED中試線，已開發(fā)55英寸印刷OLED樣機(jī)。三星聯(lián)合其他科研機(jī)構(gòu)開展了印刷QLED材料研發(fā)，通過收購美國QD Vision公司，進(jìn)一步強(qiáng)化了自身在印刷QLED顯示產(chǎn)業(yè)上游核心材料方面的基礎(chǔ)。2019年，三星利用美國Kateeva的噴墨印刷設(shè)備，整合自有印刷顯示技術(shù)，推進(jìn)印刷OLED/QLED材料與技術(shù)研發(fā)，建設(shè)了G8.5 QDOLED量產(chǎn)生產(chǎn)線，提升了競爭優(yōu)勢。

（三）日本

日本政府積極推動(dòng)印刷顯示資源的整合，在日本產(chǎn)業(yè)革新機(jī)構(gòu)（INCJ）的資助下，日本顯示、索尼和松下公司于2015年共同組建了一家新公司JOLED，該公司擁有OLED成膜、氧化物半導(dǎo)體TFT以及可撓式面板等核心技術(shù)，融合顯示面板技術(shù)，開發(fā)了中尺寸（10英寸-30英寸）OLED 面板產(chǎn)品，成為了全球首家供應(yīng)噴墨印刷OLED面板的廠商，也是目前世界上唯一一家可以使用印刷方式量產(chǎn)OLED面板的公司。此外，日本的東京電子株式會(huì)社、東麗株式會(huì)社等在噴墨打印設(shè)備方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢。

二、我國印刷顯示技術(shù)發(fā)展情況

我國高度重視印刷顯示技術(shù)的發(fā)展，與國外相比，基本處于并跑水平。在國家重大專項(xiàng)、863計(jì)劃、973計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持下，國內(nèi)多家高校與科研院所在印刷顯示相關(guān)關(guān)鍵材料、器件及印刷工藝技術(shù)的基礎(chǔ)研究方面積累了很好的基礎(chǔ)，尤其在印刷聚合物發(fā)光材料與器件、量子點(diǎn)發(fā)光材料與器件、電子墨水材料技術(shù)以及噴墨打印技術(shù)等方面取得了大量的研究成果。如華南理工大學(xué)曹鏞院士團(tuán)隊(duì)在電子墨水配制、印刷技術(shù)和器件系統(tǒng)整合等方面整體已經(jīng)達(dá)到或接近國內(nèi)外印刷顯示的先進(jìn)水平；中科院蘇州納米所印刷電子技術(shù)研究中心自行研發(fā)的量子點(diǎn)墨水具有非常好的穩(wěn)定性；華中科技大學(xué)在電流體噴印技術(shù)與裝備上取得了突破，并獲國際日內(nèi)瓦發(fā)明展金獎(jiǎng)；福州大學(xué)等單位已掌握了高適應(yīng)性量子點(diǎn)墨水配方，以及QLED薄膜噴墨打印技術(shù)；浙江大學(xué)-納晶科技已經(jīng)展示了印刷顯示的原型產(chǎn)品。

在印刷顯示產(chǎn)業(yè)化方面，TCL和京東方走在了全國前列。其中，TCL致力研究大中小尺寸可卷繞柔性屏的噴墨打印技術(shù)，先后研發(fā)出全球首款65英寸8K噴墨打印OLED、31英寸噴墨打印可卷繞柔性樣機(jī)、31英寸4K RGB全量子點(diǎn)印刷QLED樣機(jī)、17英寸噴墨打印式OLED卷軸屏樣機(jī)等高技術(shù)產(chǎn)品，有望于2024年前在廣州建成全球首條量產(chǎn)的 8.5代印刷OLED產(chǎn)線；京東方主要瞄準(zhǔn)大尺寸剛性屏的噴墨打印技術(shù)，已推出首款采用噴墨打印技術(shù)的55英寸4K OLED顯示屏。同時(shí)，我國在發(fā)光材料、噴墨打印設(shè)備、激光剝離設(shè)備、柔性基板等方面展開了大量研究，培育了諸如奧萊德、阿格蕾雅、鼎材科技、華睿光電、廣東普加福、蘇州星爍納米、大族激光等大批優(yōu)秀企業(yè)。

三、廣東印刷顯示技術(shù)發(fā)展情況

廣東省委、省政府高度重視印刷顯示產(chǎn)業(yè)，在全國較早組織開展了新型顯示領(lǐng)域的科研攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)培育。自2014年起，廣東先后實(shí)施了“新型印刷顯示技術(shù)與材料”重大科技專項(xiàng)、省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃“新型顯示”重點(diǎn)專項(xiàng)等科技計(jì)劃，并與科技部、廣州市聯(lián)動(dòng)組織實(shí)施國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)，在印刷顯示發(fā)光材料、印刷顯示薄膜晶體管、印刷顯示設(shè)備以及印刷顯示器件工藝等方面廣泛布局，引導(dǎo)省內(nèi)高校、科研院所以及相關(guān)企業(yè)積極參與到新型顯示關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，涌現(xiàn)了阿格蕾雅、華睿光電、廣東聚華、廣東普加福、廣州新視界、TCL華星以及大族激光等一批印刷顯示知名企業(yè)，在印刷顯示基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化方面走在了全國前列。

通過實(shí)施重大重點(diǎn)專項(xiàng)，廣東在印刷顯示領(lǐng)域取得了一大批技術(shù)領(lǐng)先的科研成果，開發(fā)出包括全球首款65英寸8K噴墨打印OLED、17英寸噴墨打印式OLED卷軸屏等世界領(lǐng)先產(chǎn)品。在印刷顯示關(guān)鍵材料方面，TCL集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了InP環(huán)保型量子點(diǎn)的千克級(jí)批量生產(chǎn)能力，制備的紅綠量子點(diǎn)外電子效率指標(biāo)國際領(lǐng)先，公司旗下華睿光電擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型OLED關(guān)鍵材料部分也進(jìn)入量產(chǎn)階段。在印刷顯示關(guān)鍵器件方面，華南理工大學(xué)彭俊彪教授聯(lián)合廣州新視界自主研發(fā)了稀土摻雜氧化物（Ln-IZO）TFT技術(shù)，并成功研制出首款基于噴墨打印與金屬氧化物TFT驅(qū)動(dòng)技術(shù)的全彩色AM-QLED，從墨水流變性質(zhì)、基板表面性質(zhì)、器件結(jié)構(gòu)等方面解決了噴墨打印過程中薄膜均勻性、界面侵蝕等問題。在印刷顯示核心設(shè)備方面，華南理工大學(xué)、大族激光分別圍繞高介電常數(shù)材料薄膜的印刷制備、柔性印刷顯示屏激光剝離技術(shù)與裝備開展了研究，研發(fā)了激光剝離設(shè)備并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。

在重大平臺(tái)建設(shè)方面，廣東較早組建了印刷OLED 顯示技術(shù)集成與研發(fā)公共開放平臺(tái)。2014年TCL華星光電、天馬微電子、南京中電熊貓、華南理工大學(xué)等共同成立了廣東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司，該公司專注于印刷顯示公共開放平臺(tái)與印刷OLED關(guān)鍵技術(shù)研究，目前已建成G4.5印刷顯示公共平臺(tái)，已完成5寸400 ppi超高分辨率印刷OLED樣機(jī)開發(fā)以及底發(fā)射QLED樣機(jī)開發(fā)，并聯(lián)合TCL華星先后開發(fā)出全球首款結(jié)合量子點(diǎn)和OLED雙重優(yōu)勢的31英寸噴墨打印H-QL ED顯示樣機(jī)和全球首款31寸噴墨打印可卷繞柔性O(shè)LED樣機(jī)。廣東聚華印刷顯示技術(shù)有限公司和廣東聚華新型顯示研究院先后獲工信部和科技部批復(fù)牽頭組建國家印刷及柔性顯示創(chuàng)新中心和國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心，進(jìn)一步凸顯了廣東在新型顯示領(lǐng)域的龍頭地位。

四、廣東印刷顯示技術(shù)存在問題及對策建議

當(dāng)前，廣東印刷顯示整體技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)，但在產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵材料和核心裝備方面仍存在發(fā)展相對滯后、國產(chǎn)化率較低、國外專利壁壘等問題，同時(shí)，與歐美日韓等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，廣東印刷顯示產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)研究、源頭創(chuàng)新以及高端人才等方面存在較大差距。為進(jìn)一步提升廣東印刷顯示技術(shù)水平，加快推動(dòng)印刷顯示產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，研究提出以下幾點(diǎn)建議：

一是加強(qiáng)政策引導(dǎo)和頂層設(shè)計(jì)。政府應(yīng)加強(qiáng)戰(zhàn)略部署與統(tǒng)籌規(guī)劃，強(qiáng)化關(guān)鍵材料和核心裝備的支撐保障，推動(dòng)印刷顯示材料、裝備、器件、工藝上下游產(chǎn)業(yè)間的協(xié)同發(fā)展。同時(shí)，鑒于印刷顯示產(chǎn)業(yè)相關(guān)材料與裝備研發(fā)周期長、投入大等特點(diǎn)，政府應(yīng)強(qiáng)化政策引導(dǎo)，持續(xù)加大研發(fā)投入和科研攻關(guān)力度，鼓勵(lì)和支持生產(chǎn)企業(yè)積極探索使用自主的新材料，建立健全風(fēng)險(xiǎn)兜底金融保險(xiǎn)機(jī)制，推動(dòng)政策鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和資金鏈有機(jī)結(jié)合。

二是大力推動(dòng)國家技術(shù)創(chuàng)新中心等平臺(tái)建設(shè)。抓住國家新型顯示技術(shù)創(chuàng)新中心落戶廣東的契機(jī)，整合區(qū)域內(nèi)外的材料、工藝、器件、裝備等優(yōu)勢力量，積極構(gòu)建新型顯示產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，協(xié)同開展關(guān)鍵材料、核心裝備等研發(fā)。以技術(shù)為導(dǎo)向,以市場為牽引，為上下游企業(yè)提供開放共享的技術(shù)研發(fā)、材料與設(shè)備中試驗(yàn)證等服務(wù)，打造成為我國新型顯示核心技術(shù)供給源頭、區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展和創(chuàng)新型人才培育高地。加強(qiáng)印刷顯示材料和墨水的開發(fā)，聚焦核心材料短板，以應(yīng)用為目標(biāo)，在印刷顯示材料方面形成自己的技術(shù)特色，爭取建立自主印刷材料配套體系；支持印刷裝備的開發(fā)，促進(jìn)材料與加工裝備的深度融合，提高材料應(yīng)用的自主變通和改造能力。

三是加快推進(jìn)自主技術(shù)開發(fā)。充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢，強(qiáng)化各環(huán)節(jié)之間的融合銜接，形成無縫對接的技術(shù)研發(fā)鏈。提高高校、科研院所原始創(chuàng)新的積極性，在核心材料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成制備、性能表征、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝備設(shè)計(jì)等方面形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。完善科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移機(jī)制，從產(chǎn)業(yè)需求端驗(yàn)證并推進(jìn)核心材料發(fā)展，推動(dòng)創(chuàng)新成果無障礙過渡到技術(shù)開發(fā)階段，縮短轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化時(shí)間。

四是加強(qiáng)印刷顯示人才培養(yǎng)力度。圍繞印刷顯示產(chǎn)業(yè)需求，充分發(fā)揮高校人才培養(yǎng)優(yōu)勢，鼓勵(lì)高校通過多層次、多方式培養(yǎng)相關(guān)高科技人才。推動(dòng)成立新型顯示本科生、研究生相關(guān)專業(yè)，針對企業(yè)需求設(shè)計(jì)課程體系，通過校企合作方式培養(yǎng)一批專業(yè)碩士、工程博士等高端創(chuàng)新人才。推進(jìn)新型顯示學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，聘請企業(yè)技術(shù)專家進(jìn)入課堂，強(qiáng)化理論知識(shí)與創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)合，提升學(xué)生專業(yè)素質(zhì)。