2021TCL华星全球显示生态大会（DTC 2021）11月16日在深圳举行，来自全球的数百名合作伙伴、行业专家齐聚TCL华星，共同探索半导体显示前沿技术和发展机遇。本次DTC 2021大会，TCL华星首次提出“屏宇宙”的全新概念：在屏宇宙的浩瀚空间中，蕴藏着各种前沿屏显技术，在TCL华星的技术创新推动下，它们还可以不断迭代升级，不断为用户带来极致美好的视觉体验。

TCL华星在生态大会上全球首发了五款产品与技术，包括全球最高分区49" R800 5000+ Zones MLED显示模组，全球最大尺寸65" 8K喷墨打印OLED，全球首款8" 极小折叠半径360°折叠AMOLED，全球首款125" 玻璃基透明直显MLED, 全球领先的14" 云升喷墨打印OLED。除了这5款全球首发产品外，TCL华星还提出了全尺寸、全品类、全形态的产品平台战略布局，无论是小尺寸的可穿戴设备、智能手机，中尺寸的MNT和TV面板，还是大尺寸的商业显示设备，TCL华星都可给予完善的解决方案，以多样的产品尺寸、丰富的产品形态展示出TCL华星在屏显技术上的研发创新实力。

“本次发布的5款新品，就是‘屏宇宙’中的璀璨之星，它们基于MLED和OLED两大核心技术路线进行研发创新，其中包括许多行业顶尖的制造工艺与屏显科技。”TCL华星方面透露，未来5年将针对显示产业链核心环节投资超过100亿元，全面提升中国显示产业核心竞争力，引领全球半导体显示产业发展。此外，在上下游产业合作方面，TCL华星已经与一批知名高校、科研院所、行业组织开展产学研合作，成立联合实验室，发布行业新标准，并牵头组建了“国家印刷及柔性显示创新中心”“国家新型显示技术创新中心”两个国家级创新中心，力争在较短时间内突破一批显示领域的关键材料和设备。

“全球半导体显示产业迎来新一轮的发展机遇，TCL华星将以更加开放的姿态，持续深入地融入全球半导体显示产业生态当中。”TCL创始人、董事长李东生表示，TCL华星目前已开辟了TV、IT、Mobile、商显四大业务赛道，构建了全尺寸、全品类、全形态的产品应用平台，在多个细分领域取得领先优势，致力于推动多元业务协同发展。TCL科技集团高级副总裁、TCL华星光电CEO金旴植则在专题演讲中强调“屏是连接现实世界与数字世界的关键纽带”，他提出。TCL华星将以用户为中心打造更多元化的屏显技术，赋能全新的交互场景，同时提出将建设产品、技术及解决方案三大平台化体系。

对于此次多项屏显技术的落地应用，TCL科技集团CTO、TCL华星光电CTO闫晓林博士表示，物联网时代，新的显示应用场景将不断发展与延伸，显示的应用也向着更加智能化、个性化、场景化方向发展。TCL华星将聚焦于LCD，OLED/QLED，MLED以及微显示技术的开发和商业化应用，以产品技术创新为核心驱动，不断加码技术产品实力，共建卓越显示技术为用户展现更美好的未来视界。

作为长期与TCL华星保持紧密合作关系的彩电整机厂商代表，索尼公司高级副总裁、索尼中国有限公司董事长兼总裁高桥洋也亲临此次大会。他在中文演讲中表示索尼将与TCL华星共同合力为用户创造更高端的显示技术与产品。

针对5G+8K+AI生态的场景应用，中国工程院院士、鹏城实验室主任、北京大学博雅讲席教授高文指出，目前我国已率先发布面向8K超高清视频的新一代编码标准，实现产业领先布局。在即将到来的北京冬奥会中，8KVR等前沿显示技术也会得到广泛的应用。

日本已在印刷OLED技术上领先？

JOLED是JDI（日本显示）、INCJ（日本产业革新机构）、索尼、松下联合成立的一家面板制造商，在宣传上也是全球“首家印刷OLED量产企业”。从此前媒体公布的计划表来看，JOLED原本预计是在2020年要实现喷墨打印OLED的商用——现在看来这一目标已基本达成，不过喷墨印刷OLED的市场仍然没有那么大众。

JOLED的确是OLED喷墨印刷的种子选手。2018年11月，友达光电（AUO）决定建立一条喷墨印刷OLED产线，该公司就与JOLED有多番合作，包括采用JOLED的生产设备——同年8月，JOLED宣布与Screen Finetech Solutions和Panasonic Production Engineering（松下工程）签署协议，联合开发、生产并销售针对大尺寸OLED的打印设备。

与此同时，包括京东方、华星光电、天马微电子在内的几家中国企业预期2020-2021年逐步建立喷墨印刷OLED生产线。这些面板制造商都曾在2019年展示过其喷墨印刷OLED显示屏原型产品。

三星（Samsung Display）曾在2020年8月展示过一款18.2英寸的2K分辨率（202ppi）喷墨印刷OLED显示屏，该显示屏做到了当前所有喷墨印刷OLED中最高的效率，全白显示亮度350cd/m²。三星表示，要达成这个亮度，需要对顶部发射器件结构，以高性能可溶性材料进行调整。而高分辨率，则需针对喷射墨滴做喷射波形的调制，并根据粘性和表面能选择正确的油墨配方，提升墨滴的定位精度。这至少表明，喷墨印刷OLED技术仍在改进和调整阶段。目前，三星有在小尺寸蒸镀OLED面板、中尺寸喷墨印刷OLED面板以及大尺寸的混合QD-OLED面板（量子点QD filter也采用Kateeva的喷墨印刷设备）均有做投入。

Kateeva也在更上游环节受到关注：聚华印刷早在2019年就开始采用Kateeva的打印机；去年8月，天马也从Kateeva订购了研发OLED喷墨打印系统，该系统为200mm YIELDJet Explore打印系统；加上京东方、三星这样的客户，Kateeva可谓是喷墨印刷界的香饽饽。

华星光电此前曾经提过其OLED喷墨印刷计划涉及的合作伙伴至少包含了Kateeva、日本住友、德国默克、美国杜邦，以及天马。

即便在量子点显示技术上，印刷技术也将变得重要。2020年年末，国内的量子点材料供应商纳晶科技开始针对量子点显示以及发光二极管的开发和实验性生产，采用Notion Systems的n.jet显示系统——所用的就是喷墨技术，针对显示生产在多个步骤中进行功能层的印刷。

Notion Systems去年下半年也宣布开始收获一些重要订单，包括“一家主要台湾显示屏制造商”的多个n.jet显示喷墨打印系统的订单。

我国能否实现弯道超车？

国内面板制造商藉由“印刷OLED技术路线来实现弯道超车”，似乎已经成为市场的一个共识。华星光电此前就表示，华星光电将以印刷OLED为契机，“力争2022-2023年与三星、LG一起跻身第一阵营；力争2023-2024年实现印刷QLED的全球领先。”只不过这项技术真正步入成熟的具体时间仍是个问号。

早在2019年，HIS就预测表示，喷墨打印OLED显示器会在2020年进入大规模量产，年产大约105,000片，并在四年内提升12倍——这个预期可能过于乐观。从更实际的表现来看，2019年10月，TCL公布华星光电的OLED喷墨印刷项目进展顺利，公司预期其8.5代广州T8生产线会在2024年开始大规模量产。

早前的《广州市2020年重点建设预备项目计划》提到：深圳市华星光电技术有限公司计划于2021年投建印刷及可卷绕显示研发与生产基地，预计2023年建成投产，并于2024年量产；2020年计划投资300万元，项目总投资460亿元。

从此前与JOLED合作投资300亿日元，到广州460亿元人民币总投资，都足以表现TCL和华星光电在发展喷墨印刷OLED技术方向上的决心。

事实上，从DSCC（Display Supply Chain）的预期来看，虽然在宣传上喷墨印刷OLED可以达成更好的性能和成本效益，但按照沉积类型的材料营收总量来看，今年二季度AMOLED方向的投资几乎主要都是基于蒸镀技术。所以DSCC认为，蒸镀材料仍然将持续统治市场。喷墨印刷面板AMOLED材料成本，到2024年时预计将比WOLED堆叠材料成本低至多50%（图1）。

所以，在整个市场上看到大规模的喷墨印刷OLED面板，还需要更多的时间。较为成熟的WOLED技术相比起步不久的QD-OLED和喷墨印刷OLED，仍然有着相当的市场价值优势。

此外，行业内有一则值得关注的资讯，前文多次提及的Kateeva，其企业自身发展存在不确定性。2019年年初，Kateeva宣布了一波较大规模的裁员计划，也包含了不少高层，而且内部做了领导班子的重组。据了解，Kateeva的客户至少包含了三星、京东方、LG、聚华印刷等。

不过，这并不能代表喷墨印刷OLED技术本身的不明朗。据供应链消息称，Kateeva丢掉了三星Q-1工厂8.5代QD（量子点）和TFE（薄膜封装）喷墨印刷业务的订单，这些订单被韩国的SEMES拿下。DSCC的报道提到，Q-1工厂中Kateeva的8.5代QD像素控制线系统仍然十分重要，Kateeva在印刷技术方面的地位仍然没有动摇。

无论如何，当前Kateeva正面临剧烈的行业竞争，包括TFE市场和像素打印市场；竞争对手则有Toray、SEMES、松下、Screen、TEL（Tokyo Electron）等。

印刷OLED材料获突破

今年，“战略性先进电子材料”重点专项项目——国家重点研发计划8.5代印刷OLED显示产业化示范中的“基于产业化印刷材料器件与工艺开发”课题，已经取得一系列成果，例如开发或评测出超过10种面向印刷工艺的新型发光层、空穴传输层、电极层材料；制备出让像素点均匀分布，且耐受打印溶剂溶解的围栏材料；研发出膜表面粗糙度小于5纳米的大面积发光薄膜。

如同打印文稿，将发光材料打成像素图案

“中国在信息显示领域长期处于落后追赶的境地，而以OLED为代表的第三代显示技术的诞生，为我们在显示领域的弯道超车提供了契机。”在南京工业大学先进材料研究院江苏省柔性电子重点实验室，课题牵头人秦天石教授一边说着，一边拿出两个装满OLED粉末的小瓶子。

这是他的课题团队正在研发的黄光OLED材料，在手电筒的光照下，瓶子内的粉末正发出耀眼的黄光。“该黄光材料可以提升显示面板的色彩饱和度，同时有效降低面板能耗。”秦天石说。

OLED显示技术是一种主动式发光技术，当驱动电压施加在红绿蓝三基色像素上时，显示面板会发出红绿蓝三色光，再通过不同排列组合产生人眼可视的全部色彩。与被动式液晶显示技术相比，OLED技术无需背光源，亮度高、能效低、可视角度大、色彩鲜艳，成为最有发展潜力的下一代显示技术。

目前，OLED面板主要有两种制作工艺，一种是真空蒸镀工艺，另一种则是喷墨印刷工艺。

“这两种工艺有很大差别，主要在于制备OLED显示屏的装备和材料不同。”秦天石说，现阶段量产OLED屏幕主要是依靠真空蒸镀工艺来制备，即在高真空环境的腔室内，将OLED发光材料放在蒸发源上高温加热，材料受热升华成气体，再重新凝结到基板上形成OLED像素阵列。但蒸镀工艺也存在一些难以克服的问题，蒸镀过程中像素周围的掩膜版上会有很多材料残留，造成材料浪费和腔室污染。

“更重要的是，蒸镀装备的制造难度大、成本高，达到高真空环境需要更严格的条件，所以蒸镀工艺难以规模化制备大尺寸的OLED电视屏幕。即使个别厂商用蒸镀工艺制备出一些高端产品，其成本和价格也远超大众的接受能力。” 秦天石说。

百里挑一，筛选出最佳发光材料

相比蒸镀技术，喷墨印刷技术可大大提高生产效率和发光材料的利用率，显著降低制造OLED显示屏的直接成本，有效制备大面积OLED显示屏。

但是，搭建印刷OLED生产示范线，面临诸多挑战。这也是印刷OLED显示产业化立项的意义所在。

OLED发光材料是显示技术的源头活水。“目前成熟的OLED发光材料，主要是真空蒸镀工艺的小分子发光材料，并不一定适用于印刷工艺。因此，如何通过分子设计，用溶剂使OLED材料溶解成墨水，并兼容印刷制备工艺，是本课题需要攻关的难点之一。”秦天石表示，更重要的是，目前兼容印刷工艺的OLED材料，大部分都是在欧美日韩的专利材料体系上研发出来的。开发出具有中国核心技术优势的发光材料，迫在眉睫。

从2017年起，秦天石所在的南京工业大学团队开始开发具有自主知识产权的新型发光材料。“我们在研究中发现，目前大部分商用的发光材料都是基于稀土元素铱和钌配合物体系的，这两种元素在自然界分布稀少，原料成本极高。”

于是，团队尝试开发金属铂基发光材料，虽然铂属于贵金属，但市场价格比起以上两种稀土元素低了很多。此外，铂的化学稳定性比铱和钌好，这意味着做成显示器件的话，其使用寿命会比铱和钌基配合物材料更长。同时，铂基材料也更易于突破国外的专利壁垒。对此，他们在一点点摸索中寻找希望。

“例如，传统铱基发光材料利用的是一种六配位化学结构，我们最初也将铂基材料设计成六配位的，但其发光效率并不高。随着研究的深入，我们发现将其制备成四配位结构，材料可以发出很好的深蓝色磷光，发光效率是此前的3倍。”秦天石说，三年间，团队共设计开发了百余种发光材料，最终才制备出一款高效深蓝光磷光材料，可谓百里挑一。

目前，团队已开发或评测出3种适用于印刷工艺的发光层材料，3种适用于印刷工艺的电荷传输层材料，以及5种新型发光金属配合物和电极材料。

“强健”像素围栏，让发光材料指哪打哪

我们在手机上、电视上看到的画面，由许多肉眼难以察觉的彩色颗粒组成，这些颗粒就是像素点。每个像素点包括红绿蓝三种颜色，红绿蓝通过不同的发光组合，形成所有颜色。像素点体积越小、排布越紧密，形成的画面就越细腻、真实。

如何让发光材料形成一个个像素，均匀地分布在显示屏幕上，对印刷工艺是一大挑战。

“喷墨印刷时，需要用溶剂将OLED发光材料溶解形成配方墨水，再将红黄蓝三种配方墨水按照一定的阵列分布，打印到相应的位置中。因此，在打印墨水之前，需要在基板上铺一层‘围栏’材料，从而使打印的每一滴墨水都准确进入预设的围栏中，实现高分辨全彩显示。而目前的围栏材料仍依赖进口，国产材料的溶剂耐受性差，在打印OLED墨水时，围栏容易被溶解，导致薄膜厚度不均匀、显示板颜色失真，例如该显示蓝色的像素，有可能会错误地显示出红色或绿色。这几年，我们在优化工艺让‘围栏’变得‘坚强’。”中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所团队印刷电子中心高级工程师张东煜说，他们以国产光敏胶为基础，调配墨水、控制曝光、显影的温度、时间，优化烘干等工艺，让国产围栏材料的抗溶解性增强。

制备完成后，团队将围栏放到溶解性很强的丙酮溶液里，超声处理20分钟，结果发现围栏的性能、高度都没有变。

此外，研发团队还设计了不同直径和间距的围栏，例如，直径为80微米、100微米和150微米的圆形围栏。张东煜说：“不同直径的围栏，可以控制围栏内像素点的个数，以方便今后根据需求，制作不同分辨率的显示屏。”

均匀成膜，表面粗糙度小于5纳米

打印均匀度对于打印效果至关重要，围栏将融合了发光材料和溶剂的墨水，圈在一个个圆形的围栏中，却也迎来了另一个挑战——“咖啡环”。

喜欢喝咖啡的人会发现一个有趣的现象，一滴咖啡蒸发后，会在液滴的边缘形成一个比中间区域颜色深得多的暗环，这种不均匀的沉积现象就是“咖啡环效应”。

当显示薄膜上出现咖啡环，将意味着显示的图像色彩不均匀，严重的话，这些区域无法显示图像。

“这就对墨水的配方、墨滴间的距离、基板与膜层的处理温度提出了很高的要求，为了让膜层的均匀性好一些，我们在两年时间里，尝试了三四十种小分子和聚合物添加剂，希望能将其掺杂在墨水中，让墨水的扩散性更好一些，以均匀成膜。”项目团队成员、南京邮电大学教授陈淑芬说，他们系统研究了溶剂和溶质配方对打印膜层质量及OLED器件性能的影响，并基于墨滴的密度、表面张力和黏度计算，最终确定了几种更符合印刷工艺的需求的墨水溶剂配方，印刷制备图案化的发光薄膜，且膜表面粗糙度小于5纳米。

“我们希望，未来能攻克打印OLED的关键材料与共性技术的瓶颈，将越来越多地具有自主知识产权的国产材料与装备，引进到打印OLED电视生产线中，为OLED电视屏幕国产化贡献力量。”秦天石说。

文章来源：新华网，国际电子商情，北青热点