喷墨印刷成为新型光电产业重要发展方向

我国在量子点显示技术领域具有较好的研究基础，有望实现在新型显示技术领域的弯道超车，在量子点技术中，喷墨印刷一直是难点问题，如何解决好喷墨印刷问题，一直以来是业界探索的问题。在2021中国国际量子点显示产业大会上，宁波材料与工程研究所纳米实验室研究员向超宇以“基于印刷工艺的纳米光电材料和器件”为主题，详细介绍了他们在喷墨打印方面取得的突破。

宁波材料与工程研究所纳米实验室研究员向超宇

新型显示作为万亿级别的战略性产业，中国曾一度面临“缺芯少屏”的局面。如今，产业规模全球第一、年均增长超20%的中国新型显示产业正在为全球产业链注入持续动能，迎来重要的发展机遇。目前全球面板产业正加速向我国转移，目前我国已形成年均超过4000亿的产值，预计2023年G6以上产能接近全球70%；累计投入超过1.3万亿元，我国从“技术引进”逐步走向“技术引领”。

向超宇表示，从市场和消费者的需求来看，量子点发展方向主要体现在大尺寸、高画质、柔性，这也将成为未来显示技术的发展趋势。从现有的技术看，OLED对于小尺寸市场的占有率非常高，以柔性方向为主。喷墨打印的印刷显示是它未来很重要的发展方向。

他认为，由于印刷技术跟现有真空技术相比，它具备材料可重复利用，实现大面积的生产工艺以及绿色环保制备工艺的优势，因此它作为下一代新型技术性的革命，能够实现显示行业对未来显示器的需求。因此，印刷QLED技术，满足高质量高画质、大尺寸、柔性产业链，也是产业的需求。

向超宇分享，他们团队从材料到器件到喷墨打印，在某些关键问题也做了相应的工作：一是设计合适的材料体系和结构。高质量的量子点材料是量子点显示领域的重要技术基础，传统的量子点具有高的发光效率，但并不适合直接用于电致发光器件，因此需要对材料组分、核壳结构、配体等进行了调整。这项工作也突破量子点材料的关键问题，建立了量子点核壳精细能级的设计新准则，得到了效率都超过10%的红绿蓝三基色器件；提出了反向能带重构工程的设计新思路，把能级匹配设计的主体从器件转移到量子点，从而使得器件寿命从实验室级别的T50@100nits提升到了产业化需求的T95@1000nits；开发了CdZnSe的蓝色高效量子点体系，把器件效率提升到20%以上，以此核心材料体系为主布局了25个PCT专利。

二是提高红绿蓝器件性能。向超宇介绍，器件的效率和寿命是QLED技术发展的关键指标，选用合适的器件结构可以使平衡注入，提高器件效率。红绿蓝三色器件当中，蓝色的器件寿命是QLED研究中的关键难题。他也认为，提高红绿蓝器件性能，解决了电致QLED器件关键问题，提出了S-QLED器件结构，使用无机纳米材料代替有机材料作为电子传输层，效率接近物理极限（EQE~25%），QLED器件的寿命首次接近商用化的水平；可全溶液法制备，为印刷工艺的产业化提供了技术基础。

三是推动印刷工艺的产业发展。印刷技术是QLED技术实现产业化的重要途经，需要从材料、器件结构、印刷工艺等方面协同推动印刷技术的发展，缩小原型器件和印刷器件的性能差距，推动QLED产业化。这项工作也解决电致QLED产业化关键问题以及旋涂和印刷工艺的性能存在巨大的差异、QLED量产工艺可行性没有得到验证的问题。