石可信材料科技（蘇州）有限公司（原名久久圖像公司） 湯寶林
摘要：
卷對卷（Roll to Roll/ R2R）串行熱轉印顯示屏（Serial thermal printing light emitting display /STPD）是顯示屏激光、燙印、噴墨印刷后的又一創(chuàng)新技術。微間距技術（Micro-Led/µTP）僅是一硅酮模（內嵌激光泵浦加熱）燙印方式。串行數碼熱轉印是行業(yè)“古老”的產業(yè)技術。但STPD技術使其打印成像功能變異升華，實現(xiàn)打印機非原有RGB & YMCK模式、任意顏色材料可以數碼熱轉打印成像，并兼具疊加、偏置、復合等變異打印功能；STPD可使多組合電極矩陣打印化、水氧阻隔層的無機化、交鏈體型化，能舍棄蒸鍍光刻等重中之重傳統(tǒng)工序；克服薄型化基膜的張力延伸和熱延伸對像素點陣精度的影響、并降低其耐高溫要求。因此STPD生產更易于R2R，更易于柔性化。STPD產業(yè)化工藝成熟、簡單、可靠，設備投資、材料節(jié)省最大化。①
Technical brief explanations of the serial thermal printing light emitting display by roll to roll
Summary : Roll to Roll（R2R）and Serial thermal printing light emitting display（STPD）is an another innovative technology for screen Printing after another hot stamping, laser, ink-jet. Micro-Led（µTP）is a non - digital - only hot stamping with Silicone mold（heating inline laser pumps）. Serial thermal printing is the industry's traditional technology. But STPD sublimation print imaging technology has made it functional variation，to realize the new printing mode of non - original RGB & YMCK and any color material，both overlay offset printing, composite variation；STPD can make multi-group of electrode matrix print, water Oxygen barrier layer of Inorganic Chemical, the cross-linking of the body. Discard the most important traditional processes such as evaporation lithography. It overcomes the influence accuracy of pixel matrix from tension extends and the heat extended of the thinner base film and reduce the high temperature requirements. STPD therefore easier is to be R2R and easy more flexibility. STPD industrial production processes mature, simple and reliable, and maximize the investment in equipment and material saving.①
一、顯示屏數碼印刷技術現(xiàn)狀：
采用印刷工藝開發(fā)全彩色顯示屏是一個嶄新的技術領域，更是一個世界級的技術難題，目前全世界沒有一家單位能夠實現(xiàn)。印刷的方式來制備顯示屏工藝簡單，設備投資額節(jié)省60%以上，材料節(jié)省90%以上。因此，如果該技術能夠成為現(xiàn)實，對整個有機發(fā)光領域的發(fā)展將起到極大的推動作用，更是平板顯示技術上的一次革命②。（參考引用2，下同）我國在“十三五”國家重點研發(fā)計劃中已經把發(fā)展印刷OLED技術作為重點支持項目之一，草擬中的國家新材料重大工程中也已將印刷OLED技術列入。③
實踐證明：以柯達、三星為代表的激光熱轉印專利技術④已成為過去式。以X-Celeprint為代表的微間距專利技術⑤正被謠言與謊言所造勢⑥。噴墨印刷技術是已被列為發(fā)改委、工信部聯(lián)合印發(fā)的《2014-2016年新型顯示產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》，是當前國際國內最熱門的燒錢折騰大戲。請聽一個來自一線“瘋子”工程師的吐血自白⑦，道出該技術真實的實施現(xiàn)狀及產業(yè)化可行性：
1、噴墨印刷技術去除墨水氣泡暫時還沒有良好的解決方法。氣泡的存在不僅僅會存在氣栓現(xiàn)象，影響墨水的流動；同時因為頭內游動，造成單噴頭或多噴頭的出墨不穩(wěn)或無法出墨現(xiàn)象。
2、噴墨印刷技術噴頭的穩(wěn)定性。一旦噴印中1 個噴頭出現(xiàn)故障不僅僅影響1個像素，而是會影響1列、甚至多列像素。
3、噴墨印刷技術墨水邊緣揮發(fā)快，印刷物成膜出現(xiàn)咖啡環(huán)現(xiàn)象。
4、噴墨印刷技術工藝耗時較長，為了避免溶液在低溫揮發(fā)損壞噴頭，一般印刷用墨水沸點在150℃-250℃以上，造成該溶液揮發(fā)難，則在現(xiàn)階段依然需要真空設備。
5、噴墨印刷技術設備需求復雜：須制作Bank（PDL）（槽穴）結構限定溶液流動；印刷為疊層結構時，須將前一涂層真空交聯(lián)固化、以避免后涂層墨中的溶劑影響。
對采用噴墨印刷技術，行業(yè)中另有許多專家的真知灼見，專利、項目、文獻天量，恕不一一。但不是“因為在噴墨印刷工藝成熟之后，量子點材料的印刷可以借此實現(xiàn)，只需將OLED墨水換成QLED（量子點材料）的墨水。”類。量子點墨水干固后其形狀大小、晶態(tài)會變化嗎？這直接影響到發(fā)什么顏色光，噴墨及噴嘴能否國產另說。“霧狀物散射”“無機物同步裹帶”“環(huán)保難題”也是“噴墨”技術的死穴。
驚聞，BOE（京東方）直接采用噴墨打印工藝研制出5英寸主動式電致量子點發(fā)光顯示產品⑧。謹向所有為顯示屏印刷技術作出努力的同行表示敬意！
二、卷對卷（R2R）串行熱轉印顯示屏（STPD）技術簡解：
a、行式打印原理：最常見的如同超市條碼打印機，熱敏頭寬度即打印寬度；條碼串（打印長度即紙帶任意長度）即行打串。圖中采用TTR色帶的數碼熱轉印。STPD技術是把顯示屏發(fā)光材料、電極材料、傳輸材料、絕緣材料等制成油墨、由這種色帶串式R2R打印顯示屏。這種油墨可以包容無機物、不溶性有機物。
b、串式打印原理：把b中的s1、s2……看做a中的行打串，并列無間的行打串由熱敏頭來回移動串行打印（簡稱串打）。多行成串、多串成面。因此串打的面積理論上可以是“無限”的。
“熱敏頭來回移動串行式打印”是否如同有人對某顯示屏印刷方式的描述“鴨子劃水”（不留痕跡）？ 但串打在顯示屏印刷中會留下識別痕跡！
c、顯示屏串式R2R打印機（R2R-STP）示意圖①: 一種串式熱轉印打印機，是卷對卷、平臺式、“龍門架”移動式熱敏頭（TPH）串式熱轉印打印機。打印機采由步進電機執(zhí)行位置傳感器讀數定位法定位，控制一組或多組“龍門架”、一組或多組熱敏頭及其自動定位打印系統(tǒng)，滿足承印物對多種類不同印刷物質的數碼印刷、一次或多次完成打印。打印機含對承印物熱延伸和張力延伸幾何尺寸變化的自動強制糾差系統(tǒng)，實現(xiàn)承印物分段遞進、平臺多重打印、像素并置或疊加,卷對卷（R2R）數碼印刷。打印面積機理上可以是“無限”的，最高打印清晰度最高2400DPI、軟硬件合成控制像素定位打印精度±1μm。目標市場是顯示器屏發(fā)光主輔材料的卷對卷（R2R）的數碼印刷或其它大面積精細數碼轉印。
2、STPD技術應用
a、STP色帶及STP-R2R打印機都是“搬運工”： STP色帶是發(fā)光材料、傳輸材料、絕緣材料、電極材料、水氧阻隔材料等顯示屏印刷物油墨的載體膜、數碼熱轉移膜。結構如同條碼炭帶（TTR），生產工藝和設備也類同。但STP色帶油墨層可以包含這些高熔點材料的晶態(tài)或非晶態(tài)、可溶或不可熔的有機或無機物、有機化的無機物、蒸鍍的金屬非金屬；油墨層是上述材料的單層或多層R2R涂層結構；油墨層有合適的熱靈敏度、可轉移性、可交鏈性。油墨是STPD的核心技術，STP色帶是串式熱轉印R2R打印機的絕配耗材。它們都是“搬運工”，實現(xiàn)點對點的精準、快速、干式、數碼搬運，絕不含糊。即使色帶打印過程中耗盡或斷裂，也會自動無縫繼續(xù)，較微間距技術“搬運工”似省心些。您一定見過出租車、火車站的出票，STPD技術就那么簡單可靠！
串行數碼熱轉印是行業(yè)“古老”的產業(yè)技術，但STPD技術使其打印成像功能變異升華，實現(xiàn)顯示屏打印機非原有RGB & YMCK模式、任意顏色材料的數碼熱轉打印成像，并兼具疊加、偏置、復合等變異打印功能。轉印點陣的生成無須“掩模板”“槽穴”。大尺寸顯示器制造不再受制于蒸發(fā)皿（VTE）、反應腔（OVPD）尺寸。
b、發(fā)光像素點陣的“負版”[Reverse Plate]轉印層是最佳絕緣填補層，是單組或多組電極矩陣打印的必要先軀。發(fā)光像素點陣黑白稿合成圖像的“負版”，兼有對疊層或非疊層結構“填平補缺”（嚴絲密縫）、電絕緣、隔絕水氧腐蝕作用。串行熱轉印熱頭的壓力很大，每次熱轉印都能將本次及前面層的（點對點）“抹平”。 “負版”油墨是含高有機化無機物、含硅氟的寡聚物[Oligomer] 、低聚倍半硅氧烷[POSS] 寡聚物和它們的活性配合物。交鏈固化后想不電絕緣、隔絕水氧都難。更重要的在于：石墨烯粉體、銀納米線電極材料是無機的，由此內容物生產的串行熱轉印色帶轉印、是顯示屏單組或多組電極矩陣（如每一色發(fā)光點陣有一組獨立的被動矩陣電極）的最佳數字化印刷方式，而“負版”轉印的絕緣填補、水氧阻隔物是其必要先軀。“負版”絕緣填補層有助數字化印刷的多組矩陣電極降低線密度、疊層折返、編線引頭。
c、多組打印電極矩陣使發(fā)光像素點陣的掃描尋址、驅動、圖像處理發(fā)生革命性的變化。其重大意義不但能舍棄蒸鍍光刻等重中之重傳統(tǒng)工序，也使顯示屏制作中的耐高溫薄膜（PI等）等等失去崗位； OLED行業(yè)所用各類基膜的厚度遠≥18μm；燙印行業(yè)所用膜的厚度＝12μm；炭帶（也誤作“碳帶”）行業(yè)所用膜的厚度＝4.6μm；STP所用膜的厚度＝2.5-2.8μm。柔性印刷顯示屏生產得向行業(yè)外借鑒補充多少基礎基本技能（薄膜厚度越小、展平越難）才能開展印刷顯示屏研發(fā)？否則只能又是100﹪搬運國外的，一年又一年、一代又一代。
STPD技術能使柔性顯示屏、而不是撓性顯示屏粉墨登場！
三、結論
STPD生產更易于R2R，更易于柔性化。STPD產業(yè)化工藝成熟、簡單、可靠，設備投資、材料節(jié)省最大化。在其他先進顯示屏印刷技術遇及瓶頸時，值得認真關注。
著錄參考：
參考引用1: CN201410427428.4【串式熱轉印電致發(fā)光顯示器】公開號CN105655369 (A)；
CN201710206416.2【一種串式熱轉印打印機】
參考引用2:【印刷型OLED顯示屏技術進展】 2012-10-29 16:01:04來源：電子工程專輯
參考引用3：【從噴墨印刷設備與工作原理說起】 2017-05-02 印刷OLED研發(fā) Lee OLEDindustry
參考引用4: US20070077349【Patterning OLED device electrodes and optical material（Kodak）】； US20050051277【Laser transfer of organic material from a donor to form a layer in an OLED device（Kodak）】；
US20050048295【Donor film for flat panel display and method of fabricating OLED using the same（Samsung SDI）】。
參考引用5: US 201710092863 A1【OLEDS FOR MICRO TRANSFER PRINTING（X-Celeprint Limited, Cork）】
參考引用6:【傳三星擬買Micro LED臺廠镎創(chuàng)】2017-05-02 顯示世界；
【蘋果的臺灣神秘兵團，獨家曝光直擊桃園龍?zhí)堆邪l(fā)基地】2017-05-04 財訊雙周刊CINNO；
【真是誤會大了！讓小C君來告訴你蘋果與MicroLED的真相現(xiàn)狀】2017-04-30 張嘉弘CINNO；
【三星收購錼創(chuàng)謠言背后：誰來主導MicroLED的格局？】2017-05-03 OLEDindustry；
參考引用7:【一個“瘋子”工程師的自白：干印刷OLED顯示會經歷這些痛】2017-05-15 OLEDindustry；
參考引用8:【量子點自發(fā)光顯示國內實現(xiàn)零突破！京東方用噴墨打印工藝制備出5\x26quot;AMQLED】 CINNO 2017-03-20
參考引用9:【Micro-Transfer-Printing (μTP):Technology Overview】IEEE CPMT Orange County Chapter Meeting Irvine, CA Feb. 11, 2014
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