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    OLED(含柔性、印刷工艺)及Micro LED材料

      [  中关村在线 原创  ]   作者:Go Go

         北京鼎材科技有限公司产品总监兼OLED研发中心主任刘嵩: 

         我们探讨一下OLED材料以及实现产业配套要做哪些工作。

      首先看一下整个中国的OLED材料的需求情况。这张图是我们整个中国的AMOLED面板线的分布情况,其实在华东以及华南、华北和西南地区形成了四个比较强烈的面板的集聚区,都有对应的OLED的产线,重点是以六代线为主。上午专家提到中国整个AMOLED面板的未来的市场生产规模,正逐步超越韩国的面板公司。

    OLED(含柔性、印刷工艺)及Micro LED材料
    北京鼎材科技有限公司产品总监兼OLED研发中心主任刘嵩

      具体来看,整个全球市场OLED材料的增长也是非常迅速的,在国内的增量是非常巨大的,从市场角度来讲具有较好前景。从去年习主席提出深化整个产业链结构,实现整个产业链的稳定要求来看的话,整个显示行业提出了稳链、补链、强链,从技术到整个产业规模的一个需求。可以看到从面板企业到一些很多材料厂商、芯片厂商、专卖厂商,一起努力,为整个产业的发展作出很大的贡献。

      刚才提到显示产业的强链、补链和稳链的一个产业要求,我们公司也是在这样的产业发展机会下,面板公司给我们很多的支持,配套的开发需要一个持续的跟面板公司的通力协作。并不是依靠说材料企业的开展,或者面板企业,或者我自己去推动整个产业链的开发,是需要双方共同配合,以产品性能为基础提升开展的。

      刚才提到从政策角度来讲我们整个产业的要求,使得实现本地化、本土化和国产化的成为一个迫切的需求。接下来我介绍一下鼎材在OLED国产化开展的一些工作。这个图是面板器件结构,里面大约有15种材料,我们不可能一次性把所有的材料都配套齐全。可以借鉴韩国配套整个的思路,OLED材料可以按照它的功能,分为两大类,一类就是传输材料,包括工业传输材料和电子传输材料,另外就是主体和染料两类。传输材料基本上是以韩国为主,为什么形成这样的一个局面?主要原因就是前期整个面板AMOLED生产重点都在韩国。传输材料利用空穴和电子协同作用,整个体系搭建的平衡性才是整个传输材料实现量产的基础。所以一定是材料企业和面板企业通力合作才能实现的方案。

      随着我们国内的面板企业的规模逐渐扩大。在这两块平衡性一定像韩国一样,传输材料会率先开发出来。发光材料只有材料的本真特性,像日本、韩国这些地区仍然保有很大的份额,我们看到韩国的份额也逐渐地在起来。给我们最大的启示是,整个OLED材料国产化推进导入要先完成一个补边的工作,要完成传输材料的配套,接下来进行强量的工作,在发光层材料这一类材料里红绿蓝这三个,做更多的一些工作。

      简单介绍一下我们在传输层材料做的一些工作。首先要实现材料的国产化,第一步要有一个很清晰的专利。材料专利不能落入到其他的友商或者竞争对手知识产权导入范围,性能要能满足产线的技术要求。这是我们整个公司在辅助发光层初步的脉络,前期使得我们的产品能够满足它的性能。这个工作其实很快就可以完成,我们在两三年前做出的材料基本上和国外达到同一个水平。我们发现在材料本身的特性,像玻璃化温度,在客户那边是不可接受的,针对这些做一些改进,第二代的材料出来了,客户那边测试通过了,性能还可以,走到产线又遇到问题了,这批次的话,蒸镀时长比较短,纯度没有下降很多,没有问题,但是当它的蒸镀时长长了,客户那边为了改善自己的蒸镀揭牌,改善自己的产能的一个要求,实际上要延长我的蒸镀时间,延长之后的话,材料的温度偏低的时候,就会遇到一系列的问题。

      在产线上可能会影响良率或者是影响后期的一些产品的性能。针对这块的话,我们还要做更多的改进,那么我们这些开发材料像HT-5,HT-6,这是升华温度,也能够反映出我们显示产线上的一个蒸镀温度的水平,这是电解温度,这两个差距拉得越来越大,像我们HT差距已经拉到100摄氏度,在整个工艺过程中的稳定性提供了很好的帮助,尤其对于中国产线来说,刚刚是一个爬坡阶段,其实它的良率要求产线稳定要求比成熟产线要求更高,对这块的要求更加严格一些。

      像HT-5,HT-6都是满足客户的要求,可以看到像这个材料液压可能更低,未必在客户那边有同样的表现,在我们自己体系是这样的结果,可能到客户体系有不同的表征。刚才宋总也提到,对于它的折射率这些数据也要关注,为什么要关注,我们其实可以看到,这两个材料HT-5和HT-6显示面板,HT-5有更高的折射率,HT-6有更低的折射率,哪个差异更好,哪些更差,这到客户面板整个体系里看,没有单独的看单个红光器件或者绿光器件,或者单独看材料的一些特性,而是一定要纳入到客户整个面板体系,面板整个机构里去看它的特性。

      同样的,视角的特性,折射率的不同对于不同色度下,效率的状况也是不一样,这又和客户的面板的特性是相关的,所以在这块的开发上,一定是说材料企业和面板企业共同去配合,然后最终一定能够反映到最终的产品性能上,是反映在面板性能上,有一个更优的表现。

      我们材料的开发,尤其是OLED的材料开发并不是单独的一支材料或者两支材料就可以满足客户要求用的。我们有几十只光电性能的材料,在折射率在温度等等这些特性上,是有一些差异的,我们就可以提供给客户一个非常广泛的选择的余地,也只有在这种有选择余地的情况下,客户认为跟我们合作可以更好的实现产品性能的提升,和品质的改善的时候,它才能够引入我们国产的材料。

      红光是这样的,绿光其实也是一样的,我们也是同样的,开发了一系列的绿光材料,有的材料寿命会更长一些。也可以放到客户体系里面要求,如果客户做车载显示可能就需要寿命更长一些,在移动终端这边,对功耗要求更高的时候可以选择效率更高的,又可以回归到面板客户产品的需求去考虑。

      电子传输材料也是一样,还有一个特征它和空穴传输材料它一定是成匹配的要求,我们有大量的电子材料,有的电子材料形成我的电压会比较低,效率会比较高,但是寿命会比较短,有的正好相反,那么因为搭配不同的HT的话,是否能够在客户的这个面板的性能要求里面,适用,那又是一个问题了,所以说一定要有充足的材料储备,相当于有一个材料库,让客户去挑选的时候,才能更好的形成配套,刚才提到就是说我们传输材料的一些开发,对发光材料来看它是发光本身的特性,所以一定要从发光的机理去探讨说,怎么样实现更高的效率,更好的性能。这是我们和清华大学合作的一项新的技术,叫银光的技术,相比于TFT材料是日本提出的一个方案,我们把这个材料作为主体去敏化的方案,把广谱做窄,并不是低亮度的效率,而是高亮度下效率得到有效的提高。它是新一代的OLED的材料的技术,希望替代现有的技术,一个是在蓝光里用到银光的技术,在红光绿光是用到的银光的技术,同时的话我们知道银光是可以实现100%的量子效率,所以有一个高效率的特点,具体来比它最重要的优点提高更高效率的要求,这首先是这种技术和传统的银光的发光技术来对比的话,利用了三线态能级,有50%的效率提升,效率提升在面板上大约会有10%到20%的功耗降低,这是在蓝光方面,那么在红光和绿光和银光对比的话,它也有潜在效率提升的功效在里面。

      银光材料的发光是比较宽的,但是TFT的发光是比较低的,基于这种发光风的变化情况下,如果说它具有相同的量子效率的情况下,是能够获得一个更高的出色光的辐射效率,这样一来的话我们跟美国的UGC整个的银光体系技术对比也是潜在有一个功耗降低,效率提升的作用,所以整个新的技术并不仅仅带来的技术替代,更重要的是说我们能够带来产品上的性能提升。这个技术现在还有很长的路要走,更重要的是寿命的问题,特别是在蓝光里,寿命影响是非常大的,现在很多的国外企业也提到,我们做了类似的一个TFT器件或者说别的器件等等,他们的这个色度基本上在470纳米,这个时候寿命还是可以有比较长的寿命的表现。但是当它的发光风逐渐的向短波去推进的时候,做成更深蓝光的,这是整个面板需求指标的时候,它的寿命会变得非常的短,由几倍甚至十几倍寿命的降低。所以目前这块仍然是它的主要的一个技术的问题,也是需要从学术界到产业界共同努力的一个技术点。

      总结一下我们国产化工作的点,一个是要求知识产权非常的清晰,能够有非常好的知识产权的保护,尤其是做材料非常的简单,对知识产权的要求额外的高,另外我们一定要对标我们国际的友人优秀材料的性能,使得我们国内的面板能够得到性能的一个改善,这才能够真正的实用化,同时要做到系统性的开发,并不是单一开发一两支材料,而是要形成丰富的材料库让客户去选择和匹配,同时我们要着眼于未来,要有先进技术才能真正做到我们强量的过程。

      刚才介绍的是OLED,那么鼎材的话,目前有三家企业,一个是北京鼎材定位是总部的分支中心,固安有一个小批量的生产基地是2015年投入生产的,合肥这边是建大规模生产基地,预计下半年就可以正式的投产,这是整个建设的进度,从2018年3月份成立,到去年疫情期间我们正式开工奠基,预计下半年OLED投产。

      在整个OLED的开发过程中,我们和客户建立了一个内外双循环。一方面是我们内部开发的一个持续的迭代开发,同时我们和客户形成一个紧密配合,形成一个外部的循环,通过这种密切合作循环方式推进整个国产化配套的工作。我们也建立了比较完善的质量生产体系。目前我们在固安有3吨的OLED的产能,未来在河北建设滞后OLED的产能将扩大到15吨。刚才介绍的是OLED材料的情况,那么在光刻胶我们也是秉承这样的思路和面板公司要有一个密切合作,我们光刻胶对上游的原材料也是有相当高的要求。所以我们是打通从上游到下游的一个全链条的合作,通过这种合作方式也成功的将我们的产品导入到了华兴,这是导入华兴的绿色的光刻胶,去年在深圳实现量产,也是国内首次以自己技术然后实现的一个量产。

      那么我们在红色和蓝色的光刻胶也开展一些布局工作,目前这两个产品也在和客户进行相应的推进,同时还做了一些高分辨率的光刻胶,基本上能够满足OLED所用的LTPS和LTPO所用到的精度,这个也得到了工业强基的支持。刚才提到材料开发的话它的基础就是知识产权跌我们公司从成立之初,就开始非常重视知识产权的一个推进,目前的话已经申请了580多项,授权的话,已经有140项的授权专利。

      最后简单做一个总结,OLED材料如果真正能够实现国产化的话,第一就是上下游互信包容,以开放的联合方式,并且能够以实用材料促进OLED的材料国产推进。第二我们要有新的理论支撑新的技术和新材料的研究开发,一定要以性能显著提升打造LTPO材料的增长点。第三以客户应用为向导,建立和可互相匹配的OLED材料工艺检测技术以及大规模生产的品质要求,最后我们还要保持独立自强,以客户需求为核心,以技术发展趋势为依托,来进行相应的研发和工作。

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