IJP發光元件技術發展介紹：材料世界網

古俊能／工研院材化所

噴墨印刷技術具有可大面積化製程、材料使用率高、滿足少量多樣的客製化產品彈性等優點，同一套噴墨印刷設備可用於製造不同尺寸的面板，且可在大氣環境下生產，材料及設備等生產成本較低，是IJP OLED的優勢。噴墨印刷製程應用於OLED、QLED與量子點色轉換層等顯示技術，近年來成為眾多廠商追逐的焦點，目前包括日本JOLED、南韓三星顯示器、樂金顯示器、中國大陸的京東方、TCL華星光電、天馬以及台灣的友達等面板廠，都在積極開發噴墨印刷發光元件技術。

【內文精選】

前　言

發光元件的製程技術，包括LED的半導體製程、OLED和QLED的蒸鍍及溶液製程，因應生產成本和應用產品轉變的需求，發光元件的製程技術不斷演進，以突破市場的競爭，尋求產業發展的新契機。噴墨印刷(Ink-jet Printing; IJP)製程可大面積化、可免去金屬遮罩或光罩、高材料使用率及彈性轉換產品的特性，非常適合客製化與利基型顯示面板產品的生產，使噴墨印刷製程技術的能見度大開。

從日本JOLED公司於2017年宣稱成功以噴墨印刷製程量產OLED面板開始，IJP製程技術應用在發光元件的可行性獲得了驗證。隨著更多的廠商及研發單位的投入，噴墨印刷製程在近年來逐漸吸引眾人的注意，但是還存在許多技術挑戰，必須突破設備、製程與材料等技術課題，方有機會取代目前發光元件的主流製程技術。本文將介紹適合噴墨印刷製程的OLED及QLED發光元件的發展近況。

IJP OLED技術

OLED面板已成功應用於智慧型手機，並持續在高階市場中與TFT-LCD面板進行技術競爭。但是OLED面板因為蒸鍍製程技術的限制，生產成本昂貴，影響OLED在大尺寸面板應用的攻勢，限制了打進更多應用市場的滲透速度；而噴墨印刷技術具有可大面積化製程、材料使用率高等優點，如表一所示，可能改變當前的局面，擴大OLED面板的應用範圍。隨著IJP OLED的材料與設備發展逐漸成熟，不少面板廠已經著手進行噴墨印刷顯示器的研究及評估，並建立試驗和量產線。IHS Markit預估，IJP OLED面板全球產能將從2020年的10.5萬片成長至2024年的130萬片，若按面積計算，預估產能將從2020年的20.9萬平方米成長到2024年的730萬平方米。

表一、OLED元件噴墨印刷製程與蒸鍍製程比較

噴墨印刷製程材料利用率可達90%，同一套噴墨印刷設備可用於製造不同尺寸的面板，且可在大氣環境下生產，材料及設備等生產成本較低，是IJP OLED的優勢。但是，目前噴墨印刷製程所使用的材料特性，仍無法與蒸鍍製程產品達到相同的效能，需要IJP OLED材料持續不斷的研發，以提升IJP OLED的特性，加速IJP OLED市場的推動。表二是IJP OLED材料主要供應商開發狀態的整理。

IJP QLED技術

近年來QLED元件的發展雖然有明顯的進步，但噴墨印刷製程的QLED材料與元件在效率、壽命及可靠度等性能上，仍需要有突破性的進展，才能達到商品化應用的要求。國外廠商如三星與TCL集團，透過併購與招募研發團隊來布局IJP QLED的相關材料，以加快QLED產業應用的技術開發。2020年工研院材料與化工研究所在經濟部技術處支持下，開始致力於IJP QLED元件相關墨水材料與製程技術的開發，包括墨水分散技術、墨水黏度與表面張力最佳化技術、墨水均勻成膜技術等。在製程部分，逐步建立IJP QLED標準元件及IJP墨水材料驗證技術，利用傳統(Conventional)及倒置式(Inverted) QLED元件結構，如圖一所示…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。