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(juan)(juan)對卷(juan)(juan)（Roll to Roll/ R2R）串(chuan)行熱(re)(re)(re)轉(zhuan)印(yin)(yin)(yin)顯示(shi)屏（Serial thermal printing light emitting display /STPD）是(shi)顯示(shi)屏激(ji)(ji)光、燙(tang)印(yin)(yin)(yin)、噴墨印(yin)(yin)(yin)刷后的(de)(de)又一(yi)(yi)創新技(ji)(ji)術。微(wei)間(jian)距技(ji)(ji)術（Micro-Led/µTP）僅是(shi)一(yi)(yi)硅(gui)酮模（內嵌激(ji)(ji)光泵浦加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)）燙(tang)印(yin)(yin)(yin)方式(shi)。串(chuan)行數碼熱(re)(re)(re)轉(zhuan)印(yin)(yin)(yin)是(shi)行業“古老”的(de)(de)產(chan)業技(ji)(ji)術。但STPD技(ji)(ji)術使(shi)其打(da)印(yin)(yin)(yin)成(cheng)像功能(neng)變異升華，實現打(da)印(yin)(yin)(yin)機非原有RGB & YMCK模式(shi)、任(ren)意顏(yan)色材(cai)料(liao)可(ke)(ke)以數碼熱(re)(re)(re)轉(zhuan)打(da)印(yin)(yin)(yin)成(cheng)像，并兼具疊(die)加(jia)(jia)、偏置、復(fu)合等(deng)變異打(da)印(yin)(yin)(yin)功能(neng)；STPD可(ke)(ke)使(shi)多組合電極矩(ju)陣打(da)印(yin)(yin)(yin)化(hua)(hua)、水氧阻隔層的(de)(de)無(wu)機化(hua)(hua)、交鏈體型(xing)化(hua)(hua)，能(neng)舍棄(qi)蒸鍍光刻等(deng)重中(zhong)之(zhi)重傳(chuan)統工序；克服薄型(xing)化(hua)(hua)基膜的(de)(de)張力(li)延伸和(he)熱(re)(re)(re)延伸對像素點陣精度的(de)(de)影響、并降(jiang)低其耐高(gao)溫要求。因此STPD生產(chan)更(geng)易(yi)于R2R，更(geng)易(yi)于柔性化(hua)(hua)。STPD產(chan)業化(hua)(hua)工藝(yi)成(cheng)熟(shu)、簡(jian)單、可(ke)(ke)靠，設備投資、材(cai)料(liao)節省最大化(hua)(hua)。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狀：
采用印刷工藝開發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。印刷的方式來制備顯示屏工藝簡單，設備投資額節省60%以上，材料節省90%以上。因(yin)此，如(ru)果該技術(shu)(shu)能夠成為(wei)現實，對整個有機發(fa)光領域的(de)發(fa)展將起到極大(da)的(de)推動作用，更是平(ping)板顯示技術(shu)(shu)上的(de)一次(ci)革命②。（參(can)考引用2，下同）我國在“十三五”國家(jia)重點(dian)研發(fa)計劃中已經(jing)把(ba)發(fa)展印刷(shua)OLED技術(shu)(shu)作為(wei)重點(dian)支持項目之一，草(cao)擬中的(de)國家(jia)新(xin)材料重大(da)工程中也已將印刷(shua)OLED技術(shu)(shu)列入。③
實踐證明：以柯達、三星為代表的激光(guang)熱(re)轉印專利技術(shu)(shu)④已(yi)成為過去(qu)式。以X-Celeprint為代表的微(wei)間(jian)距專利技術(shu)(shu)⑤正被謠言(yan)與謊言(yan)所(suo)造勢(shi)⑥。噴(pen)墨印刷技術(shu)(shu)是已(yi)被列為發(fa)(fa)改委、工信部聯(lian)合(he)印發(fa)(fa)的《2014-2016年新型顯示(shi)產業(ye)創新發(fa)(fa)展行動(dong)計(ji)劃》，是當前國際國內(nei)最熱(re)門(men)的燒錢折騰大(da)戲(xi)。請聽一(yi)個(ge)來自一(yi)線“瘋子(zi)”工程師的吐血自白(bai)⑦，道出該技術(shu)(shu)真實的實施現狀(zhuang)及產業(ye)化可(ke)行性(xing)：
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或無法出墨現象。
2、噴墨印刷技術噴頭的穩定性。一旦噴印中1 個噴頭出現故障不僅(jin)僅(jin)影(ying)響(xiang)1個像素(su)，而是會影(ying)響(xiang)1列、甚至多(duo)列像素(su)。
3、噴墨印刷技術墨水邊緣揮發快，印刷物成膜出現咖啡環現象。
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，造成該溶液揮發難，則在現階(jie)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固化、以(yi)避(bi)免(mian)后涂層墨中的(de)溶(rong)劑影(ying)響(xiang)。
對采用(yong)噴墨(mo)(mo)印(yin)刷(shua)技(ji)(ji)術(shu)，行業(ye)中另有許多專家(jia)的(de)(de)真知灼見，專利、項目、文(wen)獻天量，恕(shu)不(bu)一一。但不(bu)是“因為在噴墨(mo)(mo)印(yin)刷(shua)工藝成熟之后(hou)，量子(zi)點(dian)材(cai)料的(de)(de)印(yin)刷(shua)可以借此實現(xian)，只需(xu)將OLED墨(mo)(mo)水換成QLED（量子(zi)點(dian)材(cai)料）的(de)(de)墨(mo)(mo)水。”類。量子(zi)點(dian)墨(mo)(mo)水干固后(hou)其(qi)形狀大(da)小、晶態會變化(hua)嗎？這直接影(ying)響到發什么顏(yan)色光(guang)，噴墨(mo)(mo)及(ji)噴嘴能否國產另說(shuo)。“霧(wu)狀物散射”“無機(ji)物同步裹帶(dai)”“環保難題”也是“噴墨(mo)(mo)”技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)死穴。
驚聞，BOE（京東方）直接采用噴墨打印工藝研(yan)制出(chu)5英寸(cun)主動式電致量子點發光顯示(shi)產(chan)品⑧。謹向所(suo)有為顯示(shi)屏印刷技術作出(chu)努力的同(tong)行(xing)表示(shi)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(chuan)、多串(chuan)成面。因此(ci)串(chuan)打(da)的(de)面積理(li)論上可以是“無限”的(de)。
“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，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，實現承印物分段遞進、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(mu)標市場是顯示器屏發光(guang)主輔材料的(de)卷對卷（R2R）的(de)數碼印刷(shua)或其(qi)它大面(mian)積精細(xi)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(you)墨層可(ke)(ke)(ke)以包含這些(xie)高熔點材料(liao)的(de)(de)晶(jing)態或非(fei)晶(jing)態、可(ke)(ke)(ke)溶或不(bu)可(ke)(ke)(ke)熔的(de)(de)有機或無機物、有機化的(de)(de)無機物、蒸鍍的(de)(de)金(jin)屬(shu)非(fei)金(jin)屬(shu)；油(you)墨層是(shi)上述材料(liao)的(de)(de)單層或多(duo)層R2R涂層結構(gou)；油(you)墨層有合適(shi)的(de)(de)熱(re)靈敏度(du)、可(ke)(ke)(ke)轉移(yi)性、可(ke)(ke)(ke)交鏈性。油(you)墨是(shi)STPD的(de)(de)核(he)心技(ji)術(shu)(shu)，STP色(se)帶(dai)是(shi)串式(shi)熱(re)轉印R2R打印機的(de)(de)絕配耗(hao)材。它們(men)都是(shi)“搬運(yun)工(gong)”，實現點對點的(de)(de)精準、快(kuai)速、干式(shi)、數碼搬運(yun)，絕不(bu)含糊(hu)。即使色(se)帶(dai)打印過(guo)程中耗(hao)盡或斷裂，也會自動無縫繼續，較微間距技(ji)術(shu)(shu)“搬運(yun)工(gong)”似省心些(xie)。您一定見過(guo)出租車、火車站的(de)(de)出票(piao)，STPD技(ji)術(shu)(shu)就那(nei)么簡單可(ke)(ke)(ke)靠(kao)！
串行數碼熱轉印是行業“古老”的產業技術，但STPD技術使其打印成像功能變異升華，實現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皿（VTE）、反應腔（OVPD）尺寸。
b、發光像素點陣的“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光像素點陣的掃描尋址、驅動、圖像處理發生革命性的變化。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行業所用各類基膜的(de)(de)厚度(du)(du)遠≥18μm；燙(tang)印行(xing)業所(suo)用(yong)膜(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)＝12μm；炭帶（也誤作(zuo)“碳帶”）行(xing)業所(suo)用(yong)膜(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)＝4.6μm；STP所(suo)用(yong)膜(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)＝2.5-2.8μm。柔性印刷(shua)(shua)顯示屏(ping)生產得向行(xing)業外借鑒補充多少基(ji)礎基(ji)本技能（薄(bo)膜(mo)(mo)厚度(du)(du)越(yue)小、展(zhan)平越(yue)難）才(cai)能開展(zhan)印刷(shua)(shua)顯示屏(ping)研(yan)發？否則只能又是100﹪搬運國外的(de)(de)，一(yi)年又一(yi)年、一(yi)代(dai)又一(yi)代(dai)。
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(sheng)產更易于R2R，更易于柔性化。STPD產業化工藝成熟、簡單、可靠，設備投資(zi)、材料節(jie)省(sheng)最大化。在其他先進(jin)顯示屏印刷技術遇及瓶(ping)頸時，值得(de)認(ren)真關注。
著錄參考：
參考引用1: CN201410427428.4【串式熱轉印電致發(fa)光顯示器】公(gong)開(kai)號CN105655369 (A)；
CN201710206416.2【一種串式熱轉印(yin)(yin)打印(yin)(yin)機】
參(can)考引用2:【印刷型OLED顯(xian)示屏技術進展】 2012-10-29 16:01:04來源：電子(zi)工程專輯
參考引(yin)用(yong)3：【從噴墨(mo)印刷設備與(yu)工(gong)作原理說起】 2017-05-02 印刷OLED研發 Lee OLEDindustry
參考引用(yong)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】2017-05-02 顯示(shi)世界(jie)；
【蘋果的(de)臺灣(wan)神秘兵(bing)團，獨家(jia)曝光直擊桃園龍(long)潭(tan)研發(fa)基地(di)】2017-05-04 財訊(xun)雙周刊CINNO；
【真是誤會大了(le)！讓(rang)小C君來(lai)告(gao)訴(su)你蘋果與MicroLED的(de)真相(xiang)現狀】2017-04-30 張嘉(jia)弘CINNO；
【三星收購錼(nai)創(chuang)謠(yao)言(yan)背后：誰來主導MicroLED的格(ge)局(ju)？】2017-05-03 OLEDindustry；
參考引用7:【一個“瘋子”工(gong)程師的自白：干(gan)印刷OLED顯(xian)示會經歷(li)這(zhe)些痛】2017-05-15 OLEDindustry；
參考(kao)引用8:【量子點自發光顯示國內實現零突破！京東(dong)方用噴墨打(da)印工(gong)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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