柔性OLED显示面板对色阻材料提出了"高透过、高色纯度、低介电、可弯折"的综合要求。传统颜料分散体因粒径偏大,在像素化色阻层中产生后向散射,导致OLED出光效率下降、色偏增大。东莞市蒂森新材料有限公司NA系列高透明纳米色浆通过将C.I. Pigment Red 254、Blue 15:6、Green 36等高性能颜料分散至D50≤60 nm,在8.6代AMOLED产线色阻光刻胶体系中实现了透过率≥92%、色纯度NTSC≥95%的量产指标。本文结合柔性OLED面板的工艺窗口,给出NA色浆在像素界定与彩色滤光层(CF)中的应用案例与工艺控制要点。更多应用信息参见蒂森产品中心。
图1 第8.6代AMOLED生产线洁净室(来源:合肥国显)
柔性OLED透明色阻是指:在聚酰亚胺(PI)或超薄玻璃(UTG)柔性衬底上,通过光刻工艺图形化的含颜料透明树脂层,承担RGB像素区选色与像素界定作用。其光学要求与硬质玻璃CF不同:柔性衬底需要承受半径R=3 mm的反复弯折(GB/T 20817弯折试验),色阻层不能开裂、不能脱附;同时OLED是自发光,色阻层位于出光路径上,散射每增加1%都会直接损失出光效率。
NA色浆在色阻光刻胶体系中,颜料经纳米研磨至D50=45 nm、D90=85 nm(DIN 53780),分散剂采用含碱性基团的丙烯酸酯型共聚物,与光刻胶酚醛树脂/丙烯酸酯交联体系化学相容;成膜后颜料颗粒被树脂三维网络锁定,弯折后颗粒不迁移、不团聚。
某折叠屏模组厂在7.6英寸PI柔性OLED屏上采用NA透明红、NA透明绿、NA透明蓝三色浆制备彩色滤光层,膜厚2.2 μm,要求45°折叠10万次无色阻开裂、色坐标漂移Δu'v'≤0.003。量产数据:色阻透过率红92.4%、绿93.1%、蓝91.8%;折叠10万次后Δu'v'=0.002,膜层无开裂、无脱落,达到量产要求。
图2 显示面板无尘车间(操作员身着连体洁净服)
某Tier1供应商在12.3英寸车载OLED仪表盘采用NA黑色矩阵(BM)色浆与透明彩色色阻搭配。车载环境要求-40℃~105℃温循100次、UV暴晒1000h(ISO 16750-4)。NA色浆在温循后ΔE=1.6、UV后ΔE=1.9,满足AEC-Q102车载显示可靠性要求。
某MicroLED巨量转移厂在8K MicroLED显示中用NA透明黄色浆作为WRGB转换层(搭配量子点膜),要求450 nm蓝光透过率≥85%、550 nm黄光转换效率≥70%。NA黄(P.Y.150纳米化)450 nm透过率86.3%、550 nm发光效率72%,量产良率98.7%。
图3 卷对卷柔性衬底溅射生产线(Avaco)
| 参数 | NA OLED色阻用色浆 | 普通CF色浆 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| D50粒径(nm) | ≤60 | 150–250 | DIN 53780 |
| 透过率@550nm(%) | ≥92 | 75–85 | ASTM D1003 |
| 色纯度NTSC(%) | ≥95 | 85–90 | GB/T 20817 |
| 弯折半径3mm 10万次Δu'v' | ≤0.003 | 0.008–0.015 | GB/T 20817 |
| 温循-40~105℃×100 ΔE | ≤2.0 | 3.0–4.5 | ISO 16750-4 |
| 固体含量(%) | 12±1 | 15–20 | GB/T 1725 |
建议客户在工艺导入时:①确认光刻胶显影液类型(TMAH 2.38%或碳酸钠稀溶液);②烘烤温度曲线(前烘90℃×120s、后烘230℃×30min);③与光引发剂、交联剂的配伍性;④来料按GB/T 1724测细度、按DIN 53780测粒径分布。蒂森NA系列可提供OLED级全套色浆样品,详见www.densonchem.com。
NA高透明纳米色浆通过粒径纳米化(D50≤60 nm)与光刻胶化学相容设计,在柔性OLED折叠屏、车载仪表盘、MicroLED WRGB转换层中可同时满足透过率≥92%、弯折10万次Δu'v'≤0.003的量产指标。
Q1:NA OLED色浆能直接用在LCD彩色滤光片吗?
A:可以,但LCD CF对粒径要求不如OLED苛刻(LCD有背光板散射),用NA色浆会带来20–30%的成本上升;普通微米级CF色浆在LCD中已足够。
Q2:色阻工艺中色浆添加比例多少合适?
A:OLED色阻中颜料占总固体份5–8%为宜;超过10%会导致光刻胶显影速度下降、线宽控制困难;低于3%则色纯度不足。
Q3:为什么NA色浆在弯折后不脱落?
A:除粒径小外,NA色浆分散剂含与光刻胶交联剂反应的丙烯酸酯基团,烘烤后颜料与树脂三维交联,机械锁定;普通色浆分散剂无反应基团,弯折后易脱附。
Q4:车载OLED对色阻有什么特殊要求?
A:车载需通过AEC-Q102认证,-40~105℃温循、UV暴晒1000h、湿热85℃/85%RH×1000h三项必过;NA色浆在这三项中ΔE均≤2.0。
Q5:NA色浆储存稳定性如何?
A:密封避光5–30℃保存,保质期6个月;建议每批来料前测粒径分布(D50漂移≤10%为合格)。