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    来源:投影时代 更新日期:2022-08-17 作者:花开无期

        2022年1月份,关于下一代打印显示技术的发展,又传来好消息:国内首个新型显示用打印机产业化项目,武汉国创科光电设备有限公司“高分辨率电流体喷印成膜设备”制造项目落户武汉光谷。

        这意味着在印刷显示关键设备“专用打印机”上,中国企业即美日韩之后,进入“设备产业化”阶段。该项目的成功实施,对于我国显示产业,尤其是平板显示产业抢占下一代OLED、QLED和micro LED显示产品“成膜”次世代工艺制高点,具有补短板、接断链的作用。

        “显示用印刷设备”的纷争时代

        印刷显示被认为是下一代显示技术最重要的技术方案之一。其整体工艺在继承了现有平板显示技术光刻TFT驱动板技术的基础上,主要增加印刷成膜工艺(对应于目前OLED显示屏幕的真空蒸镀和micro LED 的巨量转移技术)。

        其中,印刷成膜工艺,主要的共性技术和节点技术是“打印机设备”和“油墨配方”。目前,业内在印刷用显示材料油墨配方上,成绩斐然。不仅是OLED材料有成熟的油墨配方,在QLED和MICRO LED上也开发出了一定的具有产业化前景的油墨配方。但是,在“印刷显示的打印设备上”,行业还处于“探索的初步”阶段。

        其中,美国Kateeva公司,是最早将印刷显示打印机作为核心产品研发的创新型企业。包括三星、我国TCL、京东方等面板企业也曾投资于该公司。但是,其技术研发的显示材料印刷设备主要应用在实验性试产线上。且随着日韩本土印刷显示设备厂商的崛起,其受关注程度显著下降。对于我国显示面板企业而言,采购“美国领先的设备”未来可能面临巨大的美方封锁风险。——这些变化对于缺乏本土显示产业链的美国Kateeva公司而言,构成了致命打击。

        韩国三星是目前印刷显示应用上比较超前的面板企业。其最新投产的QD-OLED面板,在QD成膜上据悉采用了印刷显示技术。这也将成为印刷显示首次在8.5代线等大尺寸面板线上大规模应用。关于三星采用的印刷设备,2019年底曾经有报道称美国设备厂Kateeva以价格优势战胜了韩国本土企业Semes。2020年初,又有报道称“三星显示在QD Display线选定韩国Semes的印刷显示设备——包含QD CF印刷设备5台和薄膜封装2台均采用Semes”。——这一案例说明印刷显示的设备之争已经到了一个“可以论论价格”的阶段,标志着韩国和美国设备已经具有一定可量产成熟性。

        同时,日本JOLED是目前实现OLED印刷显示商业化出货的“唯一企业”,也带动了日本印刷显示设备厂商的发展。新闻报道称,JOLED大量与Panasonic进行设备合作,我国华星光电也引入过Panasonic试验线设备,及SCREEN的设备。韩国LG和台湾友达则采购过TEL的喷墨印刷设备。我国京东方和华星也采购过日本Toray Engineering薄膜封装喷墨印刷设备(非显示层印刷)。

        由以上分析可以看到,印刷显示设备的供应目前并不“稀缺”。原因不是印刷显示设备成熟和产能充足。而是下游面板巨头的客户数量实在有限,除了OLED面板用薄膜封装印刷设备外,真正的显示油墨印刷还处于实验室阶段:实验室当然用不着大量的批量制造的设备。

        因此,也可以说三星QD-OLED线的QD印刷过程,是真正显示级别核心油墨印刷的第一次大规模应用,也拉开了“设备厂商未来生存之战”的序幕。显然这场斗争中,日韩企业,因为临近显示设备制造中心,能够获利非常多。例如,三星QD线最终选择了三星自己的设备公司,而不是美国品牌企业。我国台湾地区显示面板企业则长期保持与日系电子产业链紧密联系,最终选择日系企业设备的概率不小。

        但是,作为全球第二大OLED显示面板基地、以及2022年可能占全球LCD出货量7成的全球显示第一阵营,我国大陆地区显示面板产业链,却在核心的下一代显示印刷机装备上“后发后觉”。业内分析认为,考虑到先进光刻机产品上,美国等对我国中下游企业的封锁;下一代显示关键的印刷设备上“不得不防”。

        这样就让武汉国创科光电设备有限公司“高分辨率电流体喷印成膜设备”制造项目不仅具有极大的经济意义,甚至会成为“产业安全”的一个阀门:我们自己有这样的设备,就不至于被他人封锁。我国总投资规模高达15000亿元的显示面板产业链的核心安全就更有保障。这一项目也让印刷显示设备的竞争从此前欧美日韩之争,日益向日韩中三足鼎立转变。

        新型印刷喷墨设备产业优势和进程如何

        武汉国创科光电的印刷显示设备采用“电流体喷印”技术。其主要比较优势是“像素规格可以更小”——甚至远小于喷嘴。这就是“电场引力拉伸喷液”与传统的“喷嘴内部加压挤压喷液”的巨大原理差异带来的“革命性”优势。

        专家指出“电流体印刷”设备“分辨率最小滴液可达50fL”,这对于高清晰度显示设备是至关重要的核心指标——也克服了传统印刷显示与蒸镀技术比,在手机等设备需求的小尺寸显示上的“分辨率”不足问题。同时,这种打印技术,还可以支持“1-10000cPs”粘度范围内的广泛的墨水配方,极大超过传统喷墨印刷对墨水粘性的适应范畴,对多种材料的打印都有巨大的共性技术优势,极大拓宽了显示类印刷油墨的开发路径。不过,电流体打印也有一个缺陷,就是其必须采用“电极性墨水”。但是,目前没有证据表明,后者会成为印刷显示的技术障碍。

        可以说,电流体印刷技术为国内印刷显示设备企业开辟了一个崭新的技术空间,对于我国印刷显示设备产业链实现弯道超车具有重大战略机遇意义。

        从产业化进程看,国创科光电已经实现200×200型的新型显示喷印装备,在试验线上的应用实践,证明了理论和工程路径的可行,产品设计的初步可靠性,并在这一过程中获得近六十项国家发明专利、软件著作权。这一知识产权数量,也表明该设备自身是“技术密集、创新密集”的先进装备产品。

        此次武汉“高分辨率电流体喷印成膜设备”制造项目的首个目标产品则是“已经完成研发设计的G4.5代OLED显示面板生产型喷印制造装备”。相比于200*200毫米型实验室原理验证设备,G4.5代生产型设备的工作面将扩大到730*920毫米。如果一切顺利,这将意味着国内印刷显示起步生产型工厂,将是4.5代线。——目前我国华星光电的印刷显示全流程试验线,即采用G4.5代玻璃基板标准。而华星光电母公司TCL是国创科光电的孵化公司之一。

        因此分析认为,TCL华星正在进行国产设备的G4.5代OLED印刷生产线的“努力”。G4.5代线可以满足穿戴、手持、IT类和部分车载类设备的显示面板尺寸需求。

        同时,行业分析人士多认为,既然“国创科光电完成了4.5代线设备的研发设计”,那么其下一代产品的研发创新就应该已经在“过程”之中。这很可能是6代线或者8.5代线设备。因为,6代线是OLED产业链目前最主要的生产线,8.5代线是OLED电视需求中的起始世代线,都具有及其重要的行业节点意义。

        此前,2020年TCL科技曾宣布TCL华星计划投资460亿元,在广州建设8.5代印刷及可卷绕显示研发与生产基地。同年,TCL入股了OLED印刷显示最接近于大规模商用的日本JOLED。2021年低,TCL华星展示了全球首款65英寸8K喷墨打印OLED屏。可见,TCL华星已经将喷墨打印OLED工艺路线,作为其显示面板产业从大到强转变的关键战略之一。

        事实上,对于国内显示产业,特别是面板产业一直以来有“重终端”“轻前端”,“重应用”“轻基础和共性研发”的说法。而武汉电流体印刷显示设备项目的落地,也意味着国内显示面板产业链进入“从源头原创开始发力”的崭新发展阶段。“从追赶时代,摸着前人过河;到并驾齐驱、以及企图超越的时代,进入无人之境,类似这样的项目只会越来越多”,行业专家指出,突破下一代显示技术的竞争高地,本土显示产业链已经到了“必须依靠原生创新”的时候。

        如果说光刻机、华为等被封锁事件之前,国内面板企业还企图靠投资国外关键基础和共性材料与装备企业,能够获得与全球先进技术共进退的能力;那么现在国内面板产业链就必须从产业安全的制高点思考,如何建立全自主的完整产业链了。”在这样的背景下,武汉国创科光电设备有限公司“高分辨率电流体喷印成膜设备”制造项目落户武汉光谷,不仅意味着印刷显示又向前迈出了一大步,更意味着“战略性自主印刷产业链开始建立”。

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