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石可信材料科技（蘇州）有限公司（原名久久圖像公司）  湯寶林

　　摘要：

　　卷對(duì)卷（Roll to Roll/ R2R）串行熱轉(zhuǎn)印顯示屏（Serial thermal printing light emitting display /STPD）是顯示屏激光、燙印、噴墨印刷后的又一創(chuàng)新技術(shù)。微間距技術(shù)（Micro-Led/µTP）僅是一硅酮模（內(nèi)嵌激光泵浦加熱）燙印方式。串行數(shù)碼熱轉(zhuǎn)印是行業(yè)“古老”的產(chǎn)業(yè)技術(shù)。但STPD技術(shù)使其打印成像功能變異升華，實(shí)現(xiàn)打印機(jī)非原有RGB & YMCK模式、任意顏色材料可以數(shù)碼熱轉(zhuǎn)打印成像，并兼具疊加、偏置、復(fù)合等變異打印功能；STPD可使多組合電極矩陣打印化、水氧阻隔層的無機(jī)化、交鏈體型化，能舍棄蒸鍍光刻等重中之重傳統(tǒng)工序；克服薄型化基膜的張力延伸和熱延伸對(duì)像素點(diǎn)陣精度的影響、并降低其耐高溫要求。因此STPD生產(chǎn)更易于R2R，更易于柔性化。STPD產(chǎn)業(yè)化工藝成熟、簡單、可靠，設(shè)備投資、材料節(jié)省最大化。①

　　Technical brief explanations of the serial thermal printing light emitting display by roll to roll

　　Summary : Roll to Roll（R2R）and Serial thermal printing light emitting display（STPD）is  an another innovative technology for screen Printing after another hot stamping, laser, ink-jet. Micro-Led（µTP）is a non - digital - only hot stamping with Silicone mold（heating inline laser pumps）. Serial thermal printing is the industry's traditional technology. But STPD sublimation print imaging technology has made it functional variation，to realize the new printing mode of non - original RGB & YMCK and any color material，both overlay offset printing, composite variation；STPD can make multi-group of electrode matrix print, water Oxygen barrier layer of Inorganic Chemical, the cross-linking of the body. Discard the most important traditional processes such as evaporation lithography. It overcomes the influence accuracy of pixel matrix from tension extends and the heat extended of the thinner base film and reduce the high temperature requirements. STPD therefore easier is to be R2R and easy more flexibility. STPD industrial production processes mature, simple and reliable, and maximize the investment in equipment and material saving.①

　　一、顯示屏數(shù)碼印刷技術(shù)現(xiàn)狀：

　　采用印刷工藝開發(fā)全彩色顯示屏是一個(gè)嶄新的技術(shù)領(lǐng)域，更是一個(gè)世界級(jí)的技術(shù)難題，目前全世界沒有一家單位能夠?qū)崿F(xiàn)。印刷的方式來制備顯示屏工藝簡單，設(shè)備投資額節(jié)省60%以上，材料節(jié)省90%以上。因此，如果該技術(shù)能夠成為現(xiàn)實(shí)，對(duì)整個(gè)有機(jī)發(fā)光領(lǐng)域的發(fā)展將起到極大的推動(dòng)作用，更是平板顯示技術(shù)上的一次革命②。（參考引用2，下同）我國在“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中已經(jīng)把發(fā)展印刷OLED技術(shù)作為重點(diǎn)支持項(xiàng)目之一，草擬中的國家新材料重大工程中也已將印刷OLED技術(shù)列入。③

　　實(shí)踐證明：以柯達(dá)、三星為代表的激光熱轉(zhuǎn)印專利技術(shù)④已成為過去式。以X-Celeprint為代表的微間距專利技術(shù)⑤正被謠言與謊言所造勢(shì)⑥。噴墨印刷技術(shù)是已被列為發(fā)改委、工信部聯(lián)合印發(fā)的《2014-2016年新型顯示產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，是當(dāng)前國際國內(nèi)最熱門的燒錢折騰大戲。請(qǐng)聽一個(gè)來自一線“瘋子”工程師的吐血自白⑦，道出該技術(shù)真實(shí)的實(shí)施現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化可行性：

　　1、噴墨印刷技術(shù)去除墨水氣泡暫時(shí)還沒有良好的解決方法。氣泡的存在不僅僅會(huì)存在氣栓現(xiàn)象，影響墨水的流動(dòng)；同時(shí)因?yàn)轭^內(nèi)游動(dòng)，造成單噴頭或多噴頭的出墨不穩(wěn)或無法出墨現(xiàn)象。

　　2、噴墨印刷技術(shù)噴頭的穩(wěn)定性。一旦噴印中1 個(gè)噴頭出現(xiàn)故障不僅僅影響1個(gè)像素，而是會(huì)影響1列、甚至多列像素。

　　3、噴墨印刷技術(shù)墨水邊緣揮發(fā)快，印刷物成膜出現(xiàn)咖啡環(huán)現(xiàn)象。

　　4、噴墨印刷技術(shù)工藝耗時(shí)較長，為了避免溶液在低溫?fù)]發(fā)損壞噴頭，一般印刷用墨水沸點(diǎn)在150℃-250℃以上，造成該溶液揮發(fā)難，則在現(xiàn)階段依然需要真空設(shè)備。

　　5、噴墨印刷技術(shù)設(shè)備需求復(fù)雜：須制作Bank（PDL）（槽穴）結(jié)構(gòu)限定溶液流動(dòng)；印刷為疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，須將前一涂層真空交聯(lián)固化、以避免后涂層墨中的溶劑影響。

　　對(duì)采用噴墨印刷技術(shù)，行業(yè)中另有許多專家的真知灼見，專利、項(xiàng)目、文獻(xiàn)天量，恕不一一。但不是“因?yàn)樵趪娔∷⒐に嚦墒熘?，量子點(diǎn)材料的印刷可以借此實(shí)現(xiàn)，只需將OLED墨水換成QLED（量子點(diǎn)材料）的墨水。”類。量子點(diǎn)墨水干固后其形狀大小、晶態(tài)會(huì)變化嗎？這直接影響到發(fā)什么顏色光，噴墨及噴嘴能否國產(chǎn)另說。“霧狀物散射”“無機(jī)物同步裹帶”“環(huán)保難題”也是“噴墨”技術(shù)的死穴。

　　驚聞，BOE（京東方）直接采用噴墨打印工藝研制出5英寸主動(dòng)式電致量子點(diǎn)發(fā)光顯示產(chǎn)品⑧。謹(jǐn)向所有為顯示屏印刷技術(shù)作出努力的同行表示敬意！

　　二、卷對(duì)卷（R2R）串行熱轉(zhuǎn)印顯示屏（STPD）技術(shù)簡解：

　　a、行式打印原理：最常見的如同超市條碼打印機(jī)，熱敏頭寬度即打印寬度；條碼串（打印長度即紙帶任意長度）即行打串。圖中采用TTR色帶的數(shù)碼熱轉(zhuǎn)印。STPD技術(shù)是把顯示屏發(fā)光材料、電極材料、傳輸材料、絕緣材料等制成油墨、由這種色帶串式R2R打印顯示屏。這種油墨可以包容無機(jī)物、不溶性有機(jī)物。

　　b、串式打印原理：把b中的s1、s2……看做a中的行打串，并列無間的行打串由熱敏頭來回移動(dòng)串行打印（簡稱串打）。多行成串、多串成面。因此串打的面積理論上可以是“無限”的。

　　“熱敏頭來回移動(dòng)串行式打印”是否如同有人對(duì)某顯示屏印刷方式的描述“鴨子劃水”（不留痕跡）？ 但串打在顯示屏印刷中會(huì)留下識(shí)別痕跡！

　　c、顯示屏串式R2R打印機(jī)（R2R-STP）示意圖①: 一種串式熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)，是卷對(duì)卷、平臺(tái)式、“龍門架”移動(dòng)式熱敏頭（TPH）串式熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)。打印機(jī)采由步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行位置傳感器讀數(shù)定位法定位，控制一組或多組“龍門架”、一組或多組熱敏頭及其自動(dòng)定位打印系統(tǒng)，滿足承印物對(duì)多種類不同印刷物質(zhì)的數(shù)碼印刷、一次或多次完成打印。打印機(jī)含對(duì)承印物熱延伸和張力延伸幾何尺寸變化的自動(dòng)強(qiáng)制糾差系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)承印物分段遞進(jìn)、平臺(tái)多重打印、像素并置或疊加,卷對(duì)卷（R2R）數(shù)碼印刷。打印面積機(jī)理上可以是“無限”的，最高打印清晰度最高2400DPI、軟硬件合成控制像素定位打印精度±1μm。目標(biāo)市場(chǎng)是顯示器屏發(fā)光主輔材料的卷對(duì)卷（R2R）的數(shù)碼印刷或其它大面積精細(xì)數(shù)碼轉(zhuǎn)印。

　　2、STPD技術(shù)應(yīng)用

　　a、STP色帶及STP-R2R打印機(jī)都是“搬運(yùn)工”： STP色帶是發(fā)光材料、傳輸材料、絕緣材料、電極材料、水氧阻隔材料等顯示屏印刷物油墨的載體膜、數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移膜。結(jié)構(gòu)如同條碼炭帶（TTR），生產(chǎn)工藝和設(shè)備也類同。但STP色帶油墨層可以包含這些高熔點(diǎn)材料的晶態(tài)或非晶態(tài)、可溶或不可熔的有機(jī)或無機(jī)物、有機(jī)化的無機(jī)物、蒸鍍的金屬非金屬；油墨層是上述材料的單層或多層R2R涂層結(jié)構(gòu)；油墨層有合適的熱靈敏度、可轉(zhuǎn)移性、可交鏈性。油墨是STPD的核心技術(shù)，STP色帶是串式熱轉(zhuǎn)印R2R打印機(jī)的絕配耗材。它們都是“搬運(yùn)工”，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的精準(zhǔn)、快速、干式、數(shù)碼搬運(yùn)，絕不含糊。即使色帶打印過程中耗盡或斷裂，也會(huì)自動(dòng)無縫繼續(xù)，較微間距技術(shù)“搬運(yùn)工”似省心些。您一定見過出租車、火車站的出票，STPD技術(shù)就那么簡單可靠！

　　串行數(shù)碼熱轉(zhuǎn)印是行業(yè)“古老”的產(chǎn)業(yè)技術(shù)，但STPD技術(shù)使其打印成像功能變異升華，實(shí)現(xiàn)顯示屏打印機(jī)非原有RGB & YMCK模式、任意顏色材料的數(shù)碼熱轉(zhuǎn)打印成像，并兼具疊加、偏置、復(fù)合等變異打印功能。轉(zhuǎn)印點(diǎn)陣的生成無須“掩模板”“槽穴”。大尺寸顯示器制造不再受制于蒸發(fā)皿（VTE）、反應(yīng)腔（OVPD）尺寸。

　　b、發(fā)光像素點(diǎn)陣的“負(fù)版”[Reverse Plate]轉(zhuǎn)印層是最佳絕緣填補(bǔ)層，是單組或多組電極矩陣打印的必要先軀。發(fā)光像素點(diǎn)陣黑白稿合成圖像的“負(fù)版”，兼有對(duì)疊層或非疊層結(jié)構(gòu)“填平補(bǔ)缺”（嚴(yán)絲密縫）、電絕緣、隔絕水氧腐蝕作用。串行熱轉(zhuǎn)印熱頭的壓力很大，每次熱轉(zhuǎn)印都能將本次及前面層的（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）“抹平”。 “負(fù)版”油墨是含高有機(jī)化無機(jī)物、含硅氟的寡聚物[Oligomer] 、低聚倍半硅氧烷[POSS] 寡聚物和它們的活性配合物。交鏈固化后想不電絕緣、隔絕水氧都難。更重要的在于：石墨烯粉體、銀納米線電極材料是無機(jī)的，由此內(nèi)容物生產(chǎn)的串行熱轉(zhuǎn)印色帶轉(zhuǎn)印、是顯示屏單組或多組電極矩陣（如每一色發(fā)光點(diǎn)陣有一組獨(dú)立的被動(dòng)矩陣電極）的最佳數(shù)字化印刷方式，而“負(fù)版”轉(zhuǎn)印的絕緣填補(bǔ)、水氧阻隔物是其必要先軀。“負(fù)版”絕緣填補(bǔ)層有助數(shù)字化印刷的多組矩陣電極降低線密度、疊層折返、編線引頭。

　　c、多組打印電極矩陣使發(fā)光像素點(diǎn)陣的掃描尋址、驅(qū)動(dòng)、圖像處理發(fā)生革命性的變化。其重大意義不但能舍棄蒸鍍光刻等重中之重傳統(tǒng)工序，也使顯示屏制作中的耐高溫薄膜（PI等）等等失去崗位； OLED行業(yè)所用各類基膜的厚度遠(yuǎn)≥18μm；燙印行業(yè)所用膜的厚度＝12μm；炭帶（也誤作“碳帶”）行業(yè)所用膜的厚度＝4.6μm；STP所用膜的厚度＝2.5-2.8μm。柔性印刷顯示屏生產(chǎn)得向行業(yè)外借鑒補(bǔ)充多少基礎(chǔ)基本技能（薄膜厚度越小、展平越難）才能開展印刷顯示屏研發(fā)？否則只能又是100﹪搬運(yùn)國外的，一年又一年、一代又一代。

　　STPD技術(shù)能使柔性顯示屏、而不是撓性顯示屏粉墨登場(chǎng)！

　　三、結(jié)論

　　STPD生產(chǎn)更易于R2R，更易于柔性化。STPD產(chǎn)業(yè)化工藝成熟、簡單、可靠，設(shè)備投資、材料節(jié)省最大化。在其他先進(jìn)顯示屏印刷技術(shù)遇及瓶頸時(shí)，值得認(rèn)真關(guān)注。

　　著錄參考：

　　參考引用1: CN201410427428.4【串式熱轉(zhuǎn)印電致發(fā)光顯示器】公開號(hào)CN105655369 (A)；

　　CN201710206416.2【一種串式熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)】

　　參考引用2:【印刷型OLED顯示屏技術(shù)進(jìn)展】  2012-10-29 16:01:04來源：電子工程專輯

　　參考引用3：【從噴墨印刷設(shè)備與工作原理說起】 2017-05-02 印刷OLED研發(fā) Lee OLEDindustry

　　參考引用4: US20070077349【Patterning OLED device electrodes and optical material（Kodak）】； US20050051277【Laser transfer of organic material from a donor to form a layer in an OLED device（Kodak）】；

　　US20050048295【Donor film for flat panel display and method of fabricating OLED using the same（Samsung SDI）】。

　　參考引用5: US 201710092863 A1【OLEDS FOR MICRO TRANSFER PRINTING（X-Celeprint Limited, Cork）】

　　參考引用6:【傳三星擬買Micro LED臺(tái)廠镎創(chuàng)】2017-05-02 顯示世界；

　　【蘋果的臺(tái)灣神秘兵團(tuán)，獨(dú)家曝光直擊桃園龍?zhí)堆邪l(fā)基地】2017-05-04 財(cái)訊雙周刊CINNO；

　　【真是誤會(huì)大了！讓小C君來告訴你蘋果與MicroLED的真相現(xiàn)狀】2017-04-30 張嘉弘CINNO；

　　【三星收購錼創(chuàng)謠言背后：誰來主導(dǎo)MicroLED的格局？】2017-05-03 OLEDindustry；

　　參考引用7:【一個(gè)“瘋子”工程師的自白：干印刷OLED顯示會(huì)經(jīng)歷這些痛】2017-05-15 OLEDindustry；

　　參考引用8:【量子點(diǎn)自發(fā)光顯示國內(nèi)實(shí)現(xiàn)零突破！京東方用噴墨打印工藝制備出5\x26quot;AMQLED】 CINNO 2017-03-20 

　　參考引用9:【Micro-Transfer-Printing (μTP):Technology Overview】IEEE CPMT Orange County Chapter Meeting Irvine, CA Feb. 11, 2014