News | 彩色視頻電子紙顯示技術取得突破; 相干激光加速柔性OLED發展; 出光興產成都OLED材料生產基地已量產
2020-11-27 17:55:27
中國彩色視頻電子紙顯示技術取得重大突破
11月25日在中國廣州，華南師范大學、深圳市國華光電科技有限公司聯合研制的彩色視頻電子紙顯示器取得重大突破。此項成果基于周國富教授和Alex Henzen教授領導的團隊研發的彩色視頻電潤濕電子紙關鍵技術。
該團隊已成功研制出首臺可以播放全動態視頻、能顯示打印質量的彩色圖像、同時具有低能耗和護眼特性的反射式類紙顯示器。該成果可廣泛應用于互動課堂、移動終端、智慧城市等場景，有望成為最具前景的新型顯示技術之一。
該顯示器以電潤濕顯示原理為基礎，在技術上實現了重大突破，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18位彩色信號定位反射式面板的新型顯示驅動器，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構。同時，自主設計與制備了一系列新型顯示材料，包括能實現全彩效果的彩色顯示墨水材料。
周教授介紹，這是世界上首臺可以呈現全彩視頻內容的逼真色彩效果的反射式顯示器。
團隊核心成員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容。Henzen教授說：“這種反射式、陽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格局。這種顯示器比現有平板電腦顯示屏的能耗低幾個數量級，充電一次即可連續數日播放彩色視頻。最終，人們可在充足陽光下輕松閱覽平板電腦。”
基于高對比度，低功耗，高色域等優點，該顯示屏可廣泛應用于智慧城市場景，包括戶外廣告、交通信息牌等，可進一步豐富和提升現有戶外顯示屏應用市場。
自從兩年前向潛在客戶展示了彩色和單色電子紙戶外廣告牌組件，在新材料、顯示單元結構、制程工藝、背板設計及顯示器驅動等方面，團隊一直不斷攻克電子紙的關鍵技術和開拓應用市場。在像素大小和形狀上都進行了顯著優化，將顯示像素開口率提高到80%以上，對比度也超過了10:1，從而使顯示色彩更加鮮艷明亮。此外，團隊還優化了彩色顯示墨水配方，將對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。
該團隊將展示四臺新樣機：兩個反射式彩色顯示面板，采用不同光反射方式；兩個單色反射式面板，其中一個接近紙張的亮度，具有一定的角度依賴性，而另一個則達到40%反射率并可保持完全漫射的圖像。以上所有樣機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用案例
“電子閱讀市場一直在等待著彩色視頻電子紙顯示器的到來，尤其在教育和戶外應用上需求量極大，而今年疫情期間對線上教育的巨量需求更凸顯了彩色視頻反射式顯示技術應用在未來的不可或缺。”，周教授說：“我們的顯示技術完美符合這些設備所需的全部功能，我們將在2021年發布第一款應用產品。”團隊計劃于2021年全力推進該成果的快速轉化。
華南師范大學華南先進光電子研究院彩色動態電子紙顯示技術研究所創立于2012年，團隊包括一批原飛利浦電子紙顯示技術研究團隊主要核心成員。主要從事綠色光電子尤其是電子紙顯示技術的研究和成果轉化，重點突破電子紙視頻和彩色顯示兩大瓶頸。2016年，研究所聯合全國12家單位獲批國家重點研發計劃項目（編號2016YFB0401500）資助。
深圳市國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及產品為主營業務的國家高新技術企業。入選2018中國企業創新能力1000強、2019年廣東省高成長中小企業、龍華區2017年度及2019年度中小微創新100強企業。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域取得多項自主知識產權。
先進激光加速柔性OLED發展，Coherent相干引領未來顯示科技
市場對于柔性 OLED 顯示屏的需求處于上升趨勢，根據市場預測，未來幾年這個趨勢還會持續。我們可以預見，柔性 OLED 將成為最流行的移動設備顯示屏技術。并且，可折疊顯示屏在柔性OLED 市場中的份額也不斷擴大。
各類型顯示屏的市場預測。數據來自DSCC 提供的《2019 年可折疊顯示屏市場更新和展望報告》
柔性顯示已成未來趨勢
對于可折疊顯示屏或柔性顯示屏而言，OLED 具有許多明顯的優點。OLED的結構比LED薄，并且像素可以發光，所以無需背光。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，因此非常適合用于柔性顯示屏。
各類顯示屏的簡化結構示意圖
OLED 技術還可以為移動設備（尤其是手機和平板電腦）提供獨特的優勢。其中之一是使用屏下指紋 (UDF) 讀取器。使用 OLED 來實現 UDF 功能更容易，因為顯示屏本身更薄，并且可以通過顯示屏輕松地識別指紋。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，以最大限度增加設備的顯示面積。更薄的無背光顯示技術無疑也有助于實現這一目標。
先進激光助力柔性加工工藝
激光是制造現代平板顯示屏的關鍵支持技術，柔性 OLED 生產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，激光器也會繼續用于關鍵的制造工藝中。
柔性顯示屏制造中的生產步驟
柔性OLED切割
在全面屏制造過程中，激光切割可以提供更多樣化的屏幕外觀設計，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，產品品質更穩定。手持設備（相機、指紋讀取器等）的復雜性和功能不斷提高，并且很多采用了復雜的可折疊形狀，因此通常需要在分割過程中制作圓角和其他輪廓，甚至形成切口。這些復雜的成型要求，以及對狹窄切縫寬度（例如 25 μm）和最小加工影響區的需求，使得激光切割成為柔性顯示屏分割的唯一現實選擇。Coherent相干柔性OLED切割領域有各種解決方案，其中，Monaco飛秒紫外激光器可以應對各種更精細切割任務以及顯示產業對切割品質不斷提高的要求。
激光剝離LLO工藝
柔性OLED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使用，因此，激光剝離（LLO）成為生產柔性OLED屏的關鍵工藝之一，旨在從玻璃載體上剝離用作基板的PI薄膜。
Coherent 相干公司準分子激光采用特有的“按需脈沖”技術，激光器僅在實際加工過程中才照射，大大降低耗材成本并延長使用壽命。此外，我們還推出LLO專用型號UVblade，并不斷優化設備使UVblade支持長達 1000 mm 的各種光束光學元件，并可根據應用量身定制。此外，基于準分子激光技術的LLO設備還可以使用ELA設備用過的激光管，此舉可進一步降低LLO設備的運營成本。此外，只有準分子激光技術可以滿足透明PI材料的激光剝離工藝要求，這對未來新的透明顯示技術開發至關重要——在可預見的未來，準分子激光將繼續引領最先進的柔性OLED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，幾乎所有類型的智能手機顯示屏均以多晶硅為材料。在制造顯示屏的玻璃基板時，需要先使用沉積技術形成薄層硅，而這種工藝會產生非晶硅層。在顯示屏制造過程中，基于準分子激光的低溫多晶硅 (LTPS) 退火是將該非晶硅層轉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，最終生產出許多較小的單個顯示屏。因此，準分子激光退火 (ELA) 就成為實現使用較大玻璃基板而實現經濟大規模生產的關鍵推動力，成為降低單個顯示屏成本的關鍵。
激光器作為先進制造工具的價值已經在幾個關鍵顯示屏生產步驟中得到了證明。更具成本效益的激光源和先進脈沖控制等新技術的發展，將繼續提高激光器對于顯示屏制造商的價值并增加其使用量。
出光興產成都OLED材料生產基地7月已量產
出光興產成都OLED材料生產基地已于2020年7月開始量產。
為了應對中國需求的增長，加強對中國市場的技術支持，實現穩定供貨，出光興產2018年將OLED材料生產基地落戶成都，規劃年產能12噸。出光興產子公司出光電材總經理中島光茂透露，成都OLED材料工廠原本計劃2020年3月底實現商用生產，但是受疫情影響，直到2020年7月才開始量產。
據了解，成都OLED材料生產基地是出光興產全球第三個OLED材料生產基地，此前出光興產還在日本靜岡縣御前崎市及韓國京畿道坡州市設有OLED材料工廠，日本工廠和韓國工廠目前年產能為10噸，主要向韓國客戶提供OLED材料。
