News | 彩色視頻電子紙顯示技術(shù)取得突破; 相干激光加速柔性O(shè)LED發(fā)展; 出光興產(chǎn)成都OLED材料生產(chǎn)基地已量產(chǎn)
2020-11-27 17:55:27
中國(guó)彩色視頻電子紙顯示技術(shù)取得重大突破
11月25日在中國(guó)廣州，華南師范大學(xué)、深圳市國(guó)華光電科技有限公司聯(lián)合研制的彩色視頻電子紙顯示器取得重大突破。此項(xiàng)成果基于周?chē)?guó)富教授和Alex Henzen教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的彩色視頻電潤(rùn)濕電子紙關(guān)鍵技術(shù)。
該團(tuán)隊(duì)已成功研制出首臺(tái)可以播放全動(dòng)態(tài)視頻、能顯示打印質(zhì)量的彩色圖像、同時(shí)具有低能耗和護(hù)眼特性的反射式類(lèi)紙顯示器。該成果可廣泛應(yīng)用于互動(dòng)課堂、移動(dòng)終端、智慧城市等場(chǎng)景，有望成為最具前景的新型顯示技術(shù)之一。
該顯示器以電潤(rùn)濕顯示原理為基礎(chǔ)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大突破，包括采用了具有高透射率的新型5.8英寸TFT有源矩陣背板，以及可通過(guò)18位彩色信號(hào)定位反射式面板的新型顯示驅(qū)動(dòng)器，還使用了一種革命性的、基于紙上彩色打印所用基色（青色，品紅色和黃色）分層切換的顯示單元結(jié)構(gòu)。同時(shí)，自主設(shè)計(jì)與制備了一系列新型顯示材料，包括能實(shí)現(xiàn)全彩效果的彩色顯示墨水材料。
周教授介紹，這是世界上首臺(tái)可以呈現(xiàn)全彩視頻內(nèi)容的逼真色彩效果的反射式顯示器。
團(tuán)隊(duì)核心成員Henzen教授展示了在5.8英寸有源矩陣彩色電子紙顯示屏上播放平板電腦的內(nèi)容。Henzen教授說(shuō)：“這種反射式、陽(yáng)光下可舒適閱讀的顯示器的誕生，將徹底改變電子閱讀器和平板電腦市場(chǎng)格局。這種顯示器比現(xiàn)有平板電腦顯示屏的能耗低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，充電一次即可連續(xù)數(shù)日播放彩色視頻。最終，人們可在充足陽(yáng)光下輕松閱覽平板電腦。”
基于高對(duì)比度，低功耗，高色域等優(yōu)點(diǎn)，該顯示屏可廣泛應(yīng)用于智慧城市場(chǎng)景，包括戶(hù)外廣告、交通信息牌等，可進(jìn)一步豐富和提升現(xiàn)有戶(hù)外顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)。
自從兩年前向潛在客戶(hù)展示了彩色和單色電子紙戶(hù)外廣告牌組件，在新材料、顯示單元結(jié)構(gòu)、制程工藝、背板設(shè)計(jì)及顯示器驅(qū)動(dòng)等方面，團(tuán)隊(duì)一直不斷攻克電子紙的關(guān)鍵技術(shù)和開(kāi)拓應(yīng)用市場(chǎng)。在像素大小和形狀上都進(jìn)行了顯著優(yōu)化，將顯示像素開(kāi)口率提高到80%以上，對(duì)比度也超過(guò)了10:1，從而使顯示色彩更加鮮艷明亮。此外，團(tuán)隊(duì)還優(yōu)化了彩色顯示墨水配方，將對(duì)比度和色域提高到與雜志彩色打印（SWOP）和電視顯示（sRGB）相匹配的水平。
該團(tuán)隊(duì)將展示四臺(tái)新樣機(jī)：兩個(gè)反射式彩色顯示面板，采用不同光反射方式；兩個(gè)單色反射式面板，其中一個(gè)接近紙張的亮度，具有一定的角度依賴(lài)性，而另一個(gè)則達(dá)到40%反射率并可保持完全漫射的圖像。以上所有樣機(jī)均具有完整的視頻功能，分別提供6位灰度或18位顏色。
SCNU-GUOHUA反射式彩色電子紙顯示屏及應(yīng)用案例
“電子閱讀市場(chǎng)一直在等待著彩色視頻電子紙顯示器的到來(lái)，尤其在教育和戶(hù)外應(yīng)用上需求量極大，而今年疫情期間對(duì)線上教育的巨量需求更凸顯了彩色視頻反射式顯示技術(shù)應(yīng)用在未來(lái)的不可或缺?！?，周教授說(shuō)：“我們的顯示技術(shù)完美符合這些設(shè)備所需的全部功能，我們將在2021年發(fā)布第一款應(yīng)用產(chǎn)品?！眻F(tuán)隊(duì)計(jì)劃于2021年全力推進(jìn)該成果的快速轉(zhuǎn)化。
華南師范大學(xué)華南先進(jìn)光電子研究院彩色動(dòng)態(tài)電子紙顯示技術(shù)研究所創(chuàng)立于2012年，團(tuán)隊(duì)包括一批原飛利浦電子紙顯示技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)主要核心成員。主要從事綠色光電子尤其是電子紙顯示技術(shù)的研究和成果轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)突破電子紙視頻和彩色顯示兩大瓶頸。2016年，研究所聯(lián)合全國(guó)12家單位獲批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)2016YFB0401500）資助。
深圳市國(guó)華光電科技有限公司是一家以綠色反射式顯示、智能玻璃涂覆材料技術(shù)及產(chǎn)品為主營(yíng)業(yè)務(wù)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。入選2018中國(guó)企業(yè)創(chuàng)新能力1000強(qiáng)、2019年廣東省高成長(zhǎng)中小企業(yè)、龍華區(qū)2017年度及2019年度中小微創(chuàng)新100強(qiáng)企業(yè)。在電子紙終端、彩色電子紙顯示屏、智能玻璃涂覆材料、智能家居及顯示模組等領(lǐng)域取得多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
先進(jìn)激光加速柔性O(shè)LED發(fā)展，Coherent相干引領(lǐng)未來(lái)顯示科技
市場(chǎng)對(duì)于柔性 OLED 顯示屏的需求處于上升趨勢(shì)，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年這個(gè)趨勢(shì)還會(huì)持續(xù)。我們可以預(yù)見(jiàn)，柔性 OLED 將成為最流行的移動(dòng)設(shè)備顯示屏技術(shù)。并且，可折疊顯示屏在柔性O(shè)LED 市場(chǎng)中的份額也不斷擴(kuò)大。
各類(lèi)型顯示屏的市場(chǎng)預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)來(lái)自DSCC 提供的《2019 年可折疊顯示屏市場(chǎng)更新和展望報(bào)告》
柔性顯示已成未來(lái)趨勢(shì)
對(duì)于可折疊顯示屏或柔性顯示屏而言，OLED 具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)。OLED的結(jié)構(gòu)比LED薄，并且像素可以發(fā)光，所以無(wú)需背光。因此 OLED 顯示屏整體更薄。最重要的是，OLED 可以在柔性基板上生產(chǎn)，因此非常適合用于柔性顯示屏。
各類(lèi)顯示屏的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖
OLED 技術(shù)還可以為移動(dòng)設(shè)備（尤其是手機(jī)和平板電腦）提供獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其中之一是使用屏下指紋 (UDF) 讀取器。使用 OLED 來(lái)實(shí)現(xiàn) UDF 功能更容易，因?yàn)轱@示屏本身更薄，并且可以通過(guò)顯示屏輕松地識(shí)別指紋。而在較厚的顯示屏上，尤其是在帶有背光燈的顯示屏上，做到這一點(diǎn)就比較困難。同樣，一些制造商正在探索將前置攝像頭鏡頭放在顯示屏下方的做法，以最大限度增加設(shè)備的顯示面積。更薄的無(wú)背光顯示技術(shù)無(wú)疑也有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
先進(jìn)激光助力柔性加工工藝
激光是制造現(xiàn)代平板顯示屏的關(guān)鍵支持技術(shù)，柔性 OLED 生產(chǎn)中的許多流程都要使用激光。隨著柔性顯示屏和可折疊顯示屏的普及，激光器也會(huì)繼續(xù)用于關(guān)鍵的制造工藝中。
柔性顯示屏制造中的生產(chǎn)步驟
柔性O(shè)LED切割
在全面屏制造過(guò)程中，激光切割可以提供更多樣化的屏幕外觀設(shè)計(jì)，比如目前流行的劉海屏、水滴屏以及鉆孔屏等等，并且制程更高效，產(chǎn)品品質(zhì)更穩(wěn)定。手持設(shè)備（相機(jī)、指紋讀取器等）的復(fù)雜性和功能不斷提高，并且很多采用了復(fù)雜的可折疊形狀，因此通常需要在分割過(guò)程中制作圓角和其他輪廓，甚至形成切口。這些復(fù)雜的成型要求，以及對(duì)狹窄切縫寬度（例如 25 μm）和最小加工影響區(qū)的需求，使得激光切割成為柔性顯示屏分割的唯一現(xiàn)實(shí)選擇。Coherent相干柔性O(shè)LED切割領(lǐng)域有各種解決方案，其中，Monaco飛秒紫外激光器可以應(yīng)對(duì)各種更精細(xì)切割任務(wù)以及顯示產(chǎn)業(yè)對(duì)切割品質(zhì)不斷提高的要求。
激光剝離LLO工藝
柔性O(shè)LED顯示屏采用柔性PI（聚酰亞胺）薄膜作為基板，玻璃基板則被作為載板來(lái)使用，因此，激光剝離（LLO）成為生產(chǎn)柔性O(shè)LED屏的關(guān)鍵工藝之一，旨在從玻璃載體上剝離用作基板的PI薄膜。
Coherent 相干公司準(zhǔn)分子激光采用特有的“按需脈沖”技術(shù)，激光器僅在實(shí)際加工過(guò)程中才照射，大大降低耗材成本并延長(zhǎng)使用壽命。此外，我們還推出LLO專(zhuān)用型號(hào)UVblade，并不斷優(yōu)化設(shè)備使UVblade支持長(zhǎng)達(dá) 1000 mm 的各種光束光學(xué)元件，并可根據(jù)應(yīng)用量身定制。此外，基于準(zhǔn)分子激光技術(shù)的LLO設(shè)備還可以使用ELA設(shè)備用過(guò)的激光管，此舉可進(jìn)一步降低LLO設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本。此外，只有準(zhǔn)分子激光技術(shù)可以滿(mǎn)足透明PI材料的激光剝離工藝要求，這對(duì)未來(lái)新的透明顯示技術(shù)開(kāi)發(fā)至關(guān)重要——在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，準(zhǔn)分子激光將繼續(xù)引領(lǐng)最先進(jìn)的柔性O(shè)LED激光剝離方案。
激光退火ELA工藝
與非晶硅相比，多晶硅可提供更高的分辨率和亮度、更大的視角、更低的功耗以及更高的像素刷新率，因此，幾乎所有類(lèi)型的智能手機(jī)顯示屏均以多晶硅為材料。在制造顯示屏的玻璃基板時(shí)，需要先使用沉積技術(shù)形成薄層硅，而這種工藝會(huì)產(chǎn)生非晶硅層。在顯示屏制造過(guò)程中，基于準(zhǔn)分子激光的低溫多晶硅 (LTPS) 退火是將該非晶硅層轉(zhuǎn)換為多晶硅的首選方法。該方法可以在物理尺寸上按比例放大，因而可以在大型玻璃面板上使用，最終生產(chǎn)出許多較小的單個(gè)顯示屏。因此，準(zhǔn)分子激光退火 (ELA) 就成為實(shí)現(xiàn)使用較大玻璃基板而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵推動(dòng)力，成為降低單個(gè)顯示屏成本的關(guān)鍵。
激光器作為先進(jìn)制造工具的價(jià)值已經(jīng)在幾個(gè)關(guān)鍵顯示屏生產(chǎn)步驟中得到了證明。更具成本效益的激光源和先進(jìn)脈沖控制等新技術(shù)的發(fā)展，將繼續(xù)提高激光器對(duì)于顯示屏制造商的價(jià)值并增加其使用量。
出光興產(chǎn)成都OLED材料生產(chǎn)基地7月已量產(chǎn)
出光興產(chǎn)成都OLED材料生產(chǎn)基地已于2020年7月開(kāi)始量產(chǎn)。
為了應(yīng)對(duì)中國(guó)需求的增長(zhǎng)，加強(qiáng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供貨，出光興產(chǎn)2018年將OLED材料生產(chǎn)基地落戶(hù)成都，規(guī)劃年產(chǎn)能12噸。出光興產(chǎn)子公司出光電材總經(jīng)理中島光茂透露，成都OLED材料工廠原本計(jì)劃2020年3月底實(shí)現(xiàn)商用生產(chǎn)，但是受疫情影響，直到2020年7月才開(kāi)始量產(chǎn)。
據(jù)了解，成都OLED材料生產(chǎn)基地是出光興產(chǎn)全球第三個(gè)OLED材料生產(chǎn)基地，此前出光興產(chǎn)還在日本靜岡縣御前崎市及韓國(guó)京畿道坡州市設(shè)有OLED材料工廠，日本工廠和韓國(guó)工廠目前年產(chǎn)能為10噸，主要向韓國(guó)客戶(hù)提供OLED材料。
