OLED顯示作為目前最為熱門的顯示技術(shù)之一，在廣大研究人員與企業(yè)技術(shù)人員的研究下不斷發(fā)展和完善。從制備方法上，OLED從真空蒸鍍法向非接觸、易于圖案化、節(jié)約材料的噴墨打印法發(fā)展；從應(yīng)用上，OLED從剛性顯示向使用范圍更廣的柔性顯示發(fā)展。
有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode，OLED），作為一種相對于傳統(tǒng)液晶顯示更輕、更薄、更清晰、刷新速度更快的顯示技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視等顯示屏。OLED顯示作為目前最為熱門的顯示技術(shù)之一，在廣大研究人員與企業(yè)技術(shù)人員的研究下不斷發(fā)展和完善。從制備方法上，OLED從真空蒸鍍法向非接觸、易于圖案化、節(jié)約材料的噴墨打印法發(fā)展；從應(yīng)用上，OLED從剛性顯示向使用范圍更廣的柔性顯示發(fā)展。近日，華南理工大學(xué)寧洪龍團(tuán)隊(duì)在《液晶與顯示》2021年第2期發(fā)表了“柔性與印刷OLED研究進(jìn)展”綜述（DOI：10.37188/CJLCD.2020-0232），該綜述作為封面文章介紹了柔性O(shè)LED顯示技術(shù)以及印刷OLED顯示技術(shù)，回顧了柔性與印刷OLED的研究進(jìn)展，并討論了其發(fā)展前景。
柔性O(shè)LED具有可折疊、質(zhì)量輕、外形薄、成本低、性能優(yōu)越等特點(diǎn)，在可穿戴、可折疊電子設(shè)備等領(lǐng)域前景廣闊。但彎曲折疊易導(dǎo)致其性能劣化，科研人員希望從材料及結(jié)構(gòu)等方面解決這個(gè)問題。柔性O(shè)LED器件與剛性O(shè)LED器件在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是柔性襯底與柔性電極。由于柔性O(shè)LED各功能層是柔性的，作為研發(fā)柔性顯示的基礎(chǔ)，柔性襯底需遵循可彎曲成任意形狀的標(biāo)準(zhǔn)。目前，柔性襯底一般分為四大類：聚合物材料襯底、金屬箔片襯底、超薄玻璃襯底、紙質(zhì)襯底。聚合物材料襯底：透光性良好且成本低，是目前最為熱門的柔性襯底之一。市面上常用的柔性襯底以聚合物PI為主，但其熱穩(wěn)定性較差，在高溫制備過程中容易變形，且對水氧的阻隔能力差，通常需要結(jié)合隔水氧的封裝膜使用。金屬箔片襯底：耐受溫度高，水、氧阻隔性能好，金屬箔片厚度在小于0.1 mm時(shí)有較高的機(jī)械強(qiáng)度。然而金屬的透光性差限制了其在透明柔性顯示中的應(yīng)用。同時(shí)，金屬箔片襯底還存在電容耦合效應(yīng)以及與TFT工藝中化學(xué)物質(zhì)不兼容等問題，實(shí)用性較差。超薄玻璃襯底：具有良好的可見光通透性和水、氧阻隔性能、熱穩(wěn)定性，表面光潔度高并且絕緣。但是滿足厚度標(biāo)準(zhǔn)后柔韌性會(huì)變差，也很脆弱，易產(chǎn)生裂痕，易破損。紙質(zhì)襯底：作為近幾年引起廣泛關(guān)注的柔性襯底材料，其優(yōu)勢在于成本低廉、質(zhì)地輕薄、環(huán)境友好，能達(dá)到彎曲折疊、循壞使用的效果，對發(fā)展柔性顯示具有重要意義。但是紙質(zhì)襯底目前還存在表面形貌粗糙、耐熱耐化學(xué)性能較差、使用壽命較低等問題，技術(shù)尚不成熟。
（2）柔性電極
柔性電極是柔性O(shè)LED的核心部分，需要滿足一定條件的透明度、導(dǎo)電性和柔性。柔性電極主要分為金屬電極、透明導(dǎo)電氧化物薄膜電極、碳基材料電極和導(dǎo)電聚合物薄膜電極。金屬電極：金屬電極是傳統(tǒng)的電極材料，也是幾種電極之中導(dǎo)電效果最好的電極材料，包括超薄金屬薄膜電極、金屬網(wǎng)格電極和金屬納米線電極等，但透過率低是金屬電極廣泛應(yīng)用的最大難題。透明導(dǎo)電氧化物薄膜電極：憑著其優(yōu)越的導(dǎo)電性與透過率廣泛應(yīng)用于OLED領(lǐng)域。其中ITO電極是較為成熟的透明導(dǎo)電電極，在目前柔性顯示領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。但實(shí)際上氧化物薄膜一般質(zhì)地較脆，使其在高曲率彎曲及可折疊顯示器件領(lǐng)域使用受限。碳基材料電極：具有良好的電學(xué)與力學(xué)特性，可以“卷對卷”大規(guī)模應(yīng)用于柔性O(shè)LED中，前景良好。但目前碳基電極的電阻較高。導(dǎo)電聚合物薄膜電極：因其可旋涂制備，導(dǎo)電性與透光性良好，已成功應(yīng)用于柔性器件，具有較好的發(fā)展前景，但目前其導(dǎo)電率對比ITO等電極仍有較大差距。
二、印刷OLED
噴墨打印是一種非真空、非接觸、低成本、直接圖形化的薄膜沉積技術(shù)。與傳統(tǒng)的蒸鍍工藝相比，它所需的材料和能量少，加工步驟簡單，與柔性大尺寸顯示的快速制造相適應(yīng)。目前大尺寸高分辨的印刷OLED已初步實(shí)現(xiàn)。印刷OLED的核心在于印刷設(shè)備、印刷墨水、印刷像素。圖3 京東方55英寸8K AMOLED噴墨打印顯示樣機(jī)
（1）印刷設(shè)備
主流的噴墨打印技術(shù)主要包括壓電噴墨打印、氣溶膠噴墨打印、電流體動(dòng)力噴墨打印，三種噴墨打印技術(shù)對比如表1所示。
（2）印刷墨水
噴墨打印需要將打印材料溶解于溶劑中形成打印墨水，并通過噴墨打印機(jī)將墨水滴于基底上。所以，開發(fā)高性能OLED發(fā)光材料墨水和電極墨水是實(shí)現(xiàn)印刷OLED產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。發(fā)光材料墨水：發(fā)光材料墨水包括熒光材料、磷光材料及熱激活延遲熒光材料，其中藍(lán)光OLED以熒光材料為主，紅、綠光OLED以磷光材料及熱激活延遲熒光材料為主。目前各類發(fā)光材料墨水均已初步實(shí)現(xiàn)印刷，但性能有待提升。電極墨水：電極墨水的種類與上述柔性電極種類相似。其中，金屬油墨的導(dǎo)電性最好。最為常用的金屬油墨是銀墨水，銀墨水根據(jù)分散體系可分為銀納米顆粒墨水與金屬有機(jī)分解型墨水。
（3）成膜處理
當(dāng)墨水被打印到襯底上時(shí)，由于液滴釘扎邊緣的溶劑蒸發(fā)速率遠(yuǎn)大于液滴中心區(qū)域，溶劑從中心區(qū)域補(bǔ)充到邊緣，形成向外的毛細(xì)流動(dòng)，溶質(zhì)隨之被帶動(dòng)并聚集在邊緣形成咖啡環(huán)，從而導(dǎo)致薄膜厚度不均。如何解決“咖啡環(huán)”效應(yīng)是噴墨打印成膜過程中的最大難題。目前，抑制“咖啡環(huán)”效應(yīng)主要方法有：墨水調(diào)控、環(huán)境控制、基板調(diào)節(jié)。墨水調(diào)控：與咖啡環(huán)效應(yīng)相對的Marangoni流是指液體從液滴邊緣向中心的流動(dòng)，增大Marangoni流可以有效抑制“咖啡環(huán)”效應(yīng)。采用高低沸點(diǎn)溶劑共混、添加表面活性劑等方法處理墨水均可有效增強(qiáng)Marangoni流。環(huán)境控制：研究人員認(rèn)為通過環(huán)境調(diào)控可以影響毛細(xì)流動(dòng)，從而調(diào)節(jié)液滴成膜形貌。目前已發(fā)現(xiàn)可以通過增加環(huán)境濕度或營造干燥微環(huán)境等方法調(diào)節(jié)溶劑揮發(fā)以調(diào)控形貌。基板調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)基板的溫度及親疏水性也可以影響毛細(xì)流動(dòng)，可削弱“咖啡環(huán)”效應(yīng)。
三、總結(jié)與展望
綜上所述，未來OLED顯示屏將在應(yīng)用上向柔性方向發(fā)展，在制備技術(shù)上向噴墨打印方向發(fā)展。柔性O(shè)LED輕便、可折疊彎曲的特性能夠擴(kuò)大顯示技術(shù)的應(yīng)用范圍，為人們的生活帶來飛躍性進(jìn)步。印刷OLED能夠節(jié)約成本，在大尺寸顯示制備上極具潛力。目前，國內(nèi)外很多企業(yè)如JOLED、LGD、京東方、TCL、友達(dá)光電等都在開展柔性印刷OLED的研發(fā)，并取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。我國對顯示技術(shù)十分重視，目前已建立“國家印刷及柔性顯示創(chuàng)新中心”，大力發(fā)展印刷OLED與柔性O(shè)LED。近日，TCL在CES展會(huì)上展示了全球首款噴墨打印柔性顯示屏，并計(jì)劃于2024年進(jìn)行量產(chǎn)商用。
圖4 首款17英寸噴墨打印柔性O(shè)LED屏
