在由国家新型显示技术创新中心主办的“智能世界,光耀未来-2024新型显示技术展主题论坛”上,武汉国创科光电装备有限公司(以下简称“国创科”)总经理、华中科技大学教授陈建魁发表了关于“新型显示喷印制造装备与技术突破”主题演讲。陈建魁总经理介绍说,显示无所不在,新型显示产业已成为国民经济基础性和战略性产业,我国新型显示面板产量全球第一,显示制造装备每年累计投入全球第一。2024年1月,国家“七部委”推动未来产业创新发展:新型显示列入“创新标志性产品”,并特别强调要突破印刷显示技术并实现规模化应用,喷印制备“点、线、面”工艺在XLED各微纳尺度功能结构中具有广泛适配性。喷墨打印技术所面临的主要挑战为亟待突破高分辨率墨滴阵列可控性瓶颈,解决新型显示喷墨打印中的“卡脖子”技术。
据陈建魁介绍说,为了解决新型显示喷墨打印中的“卡脖子”技术,国创科技公司应运而生。国创科成立于2020年,面向国家高端装备发展战略与市场需求,聚焦新型显示喷印制造关键共性技术、核心装备,开发大面积、高精度、高效率OLED、量子点等相关显示器件喷印制造成套创新工艺、技术与装备,以实现自主可控的新型显示制造关键装备的开发、市场化应用,致力于打造“新型显示高端装备国产化标杆企业”。
据了解,国创科的主要研发团队都来自于华中科技大学,早在2008年该团队便将目光锁定在了喷墨打印技术,经过十余年的持续攻关和技术积累,在2022年研发出了第一台200型喷墨打印装备,并成功验收,为此该团队走出学校实验室创办国创科,持续攻关更大尺寸印刷显示面板的装备开发。
从探索工艺机理到突破核心技术,再到开发关键部件,最后集成整机装备,陈建魁表示,可以说国创科是在全方位解决新型显示喷印技术难题。在工艺机理方面,构建了介观尺度带电液滴像素坑无缺陷沉积的参数空间,揭示了介观尺度微纳墨滴像素坑沉积的缺陷产生机理;建立了微米墨滴沉积数值模型,构建了无缺陷沉积工艺区间,建立了最大可沉积偏差表达模型,揭示了墨滴像素坑沉积的黏连缺陷产生机理;针对微米级像素坑内液滴蒸发问题,提出不同蒸发模式的参数相图。揭示不同基板属性下的蒸发机理,获均匀成膜工艺参数窗口。
陈建魁介绍说,在核心技术方面,提出液滴混合喷印工艺与规划算法,解决像素坑内墨水体积不均匀难题,大幅提升打印均匀性(20%→0.6%),实现无明显mura沉积;针对高分辨率大尺寸基板偏角影响喷印精度与效率等问题,提出偏角分区并行规划框架,高效求解实现394ppi G4.5基板喷印制备;解决了微米级飞行液滴在线测量成像分辨率不足难题,实现了液滴图像大位移多帧对齐和像素级特征重建,为显示结构一致性制备奠定基础;针对液滴图像多重退化难题,提升受衍射干扰液滴图像清晰度,为高精度液滴测量提供高质量图像,实现复杂退化场景的高质量液滴图像恢复;针对沉积液滴色散、时延、混叠等畸变难题,实现光学测量信号的去噪恢复,提升沉积液滴形貌重构精度;基于类牛顿环纹理特征的体积映射方法,沉积液滴体积精度( 1.3% ),测量效率(秒级到毫秒级),实现单帧纹理图到体积的端到端高效预测;从历史状态数据中提炼策略样本,基于视觉观测对液滴体积进行在线闭环调控,保证体积的精度,调控偏差≤±5%;提出分布式学习集中决策的多智能体深度强化学习框架,构建提升多喷嘴液滴体积一致性的控制策略。
同时,国创科还以应用需求为驱动,产业链协同融合创新,以喷印装备之突破来推动印刷OLED量产。目前,国创科正在开发或已开发出新型显示EMG2.5 EHD喷印装备、G4.5薄膜封装喷印装备、G6薄膜封装喷印装备等相关产品。陈建魁认为,喷墨打印在多层微纳结构制备工艺需求中具有广泛的应用基础,喷墨打印是一种典型的增材制造技术,适合数字化、图案化、自动化制程,喷墨打印(PZT+EHD)具有良好的材料适配性,值得在新型显示领域重点关注、加速发展。
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