Wyobraź sobie przyszłość, w której ekrany można „drukować” jak gazety – tańsze w produkcji, trwalsze i o lepszej jakości obrazu. To nie science fiction, ale rzeczywistość kształtowana przez technologię drukowanych OLED. Dzięki przełomom firm takich jak TCL CSOT w dziedzinie drukowanych OLED, pojawiają się nowe produkty, od 17-calowych do 65-calowych wyświetlaczy, w tym modele z imponującą rozdzielczością 274 pikseli na cal (PPI). W miarę jak wyścig o komercjalizację drukowanych wyświetlaczy nabiera tempa, co sprawia, że ta technologia jest tak przekonująca, że globalni giganci w branży wyświetlaczy mocno w nią inwestują?

Obecnie małe i średnie panele OLED wykorzystują głównie technologię Fine Metal Mask (FMM-OLED). Jednak podejście to napotyka na poważne wyzwania, w tym monopole patentowe, wysokie koszty i trudności w skalowaniu do większych rozmiarów – co utrudnia rozwój krajowych branż OLED. Sercem FMM-OLED jest osadzanie próżniowe, w którym materiały organiczne są odparowywane i wzorowane za pomocą precyzyjnych masek metalowych w celu utworzenia czerwonych, zielonych i niebieskich warstw OLED. Maski te są niezwykle kosztowne w produkcji, wymagając materiałów o minimalnych deformacjach termicznych i precyzji na poziomie mikronów. Dodatkowo, zniekształcenia wywołane grawitacją w większych maskach sprawiają, że FMM-OLED jest niepraktyczny w produkcji na dużą skalę.

W przeciwieństwie do tego, technologia drukowanych OLED wykorzystuje druk atramentowy (IJP-OLED) do osadzania materiałów organicznych rozpuszczonych w roztworze. Precyzyjne głowice drukujące kontrolują objętość kropli (w skali piko litrów) i umieszczanie ich na wstępnie wzorowanych studzienkach pikseli na podłożach. Po suszeniu próżniowym tworzą one organiczne warstwy OLED i subpiksele kolorów. Ten usprawniony proces eliminuje potrzebę kosztownego sprzętu do osadzania próżniowego i skomplikowanych masek metalowych, zmniejszając zależność od obcej technologii, jednocześnie umożliwiając elastyczną produkcję we wszystkich rozmiarach wyświetlaczy – od telewizorów i monitorów po laptopy i tablety.

W dużych panelach OLED dominującymi technologiami są White OLED (WOLED) i Quantum Dot OLED (QD-OLED), obie charakteryzujące się złożoną strukturą. WOLED wykorzystuje osadzanie próżniowe do tworzenia warstw emitujących białe światło, wymagając 18-20 warstw ułożonych w stos, plus filtry kolorów dla subpikseli RGB. QD-OLED buduje niebieskie stosy OLED (22-24 warstwy) połączone z konwerterami kolorów z kropek kwantowych.

Drukowany OLED upraszcza to dramatycznie, tworząc subpiksele RGB za pomocą zaledwie 5-6 drukowanych warstw organicznych. Przy 90% wykorzystaniu materiału i braku osadzania próżniowego, koszty produkcji wyświetlaczy średnich i dużych są prognozowane na 10%-20% niższe niż WOLED/QD-OLED. Nawet w małych panelach (np. 13,3-calowych), drukowany OLED obniża koszty listy materiałowej o około 10% w porównaniu z FMM-OLED. Ponadto, początkowe inwestycje fabryczne i koszty operacyjne są znacznie niższe w porównaniu do wszystkich trzech alternatyw.

Współczynnik apertury – procent powierzchni piksela, który faktycznie emituje światło – ma kluczowe znaczenie dla trwałości OLED. Wyższe współczynniki pozwalają na niższe gęstości prądu przy danych poziomach jasności, spowalniając degradację urządzenia. Maski metalowe FMM-OLED muszą zachować integralność strukturalną, rezerwując znaczne obszary nieemitujące światła między subpikselami, wymuszając mniejsze otwory w miarę wzrostu gęstości pikseli. To fundamentalne ograniczenie ogranicza współczynniki apertury i ostatecznie żywotność produktu.

Drukowany OLED całkowicie pomija ograniczenia masek, umożliwiając doskonałe współczynniki apertury – szczególnie w konstrukcjach o wysokiej PPI. Powstałe niższe gęstości prądu obiecują znacznie wydłużoną trwałość wyświetlacza, jednocześnie poprawiając wrażenia użytkownika dzięki stałej jasności w czasie.

Ponieważ konsumenci wymagają ostrzejszych rozdzielczości (od 4K do 8K), technologie wyświetlania muszą nadążać. WOLED zmaga się z wysokim PPI ze względu na swoją czteropikselową (WRGB) konstrukcję, podczas gdy QD-OLED napotyka przesłuchy kolorów przy podwyższonych gęstościach (gdzie niebieskie światło wycieka do sąsiednich pikseli).

Prostsza architektura drukowanego OLED sprawdza się tutaj doskonale. TCL CSOT i JOLED zademonstrowały 204 PPI w komercyjnych 21,6-calowych panelach, z zweryfikowanymi prototypami 274 PPI (bez mieszania kolorów ani widocznej mury). Rozwój trwa w kierunku 300+ PPI. Dla kontekstu, 65-calowy telewizor 8K osiąga zaledwie 136 PPI – co oznacza, że drukowane wyświetlacze 274 PPI już przewyższają klarowność 8K. To pozycjonuje technologię idealnie dla laptopów, tabletów i innych wysokiej klasy małych/średnich urządzeń, gdzie gęstość pikseli ma największe znaczenie.

Dzięki uproszczonej produkcji, efektywności kosztowej, korzyściom z długowieczności i niezrównanemu potencjałowi rozdzielczości, technologia drukowanych OLED ma przekształcić branżę wyświetlaczy. Przełamując zagraniczne monopole techniczne i umożliwiając doskonałą wydajność we wszystkich formatach, obiecuje na nowo zdefiniować wrażenia wizualne na całym świecie. W miarę dojrzewania ekosystemu, drukowane wyświetlacze mogą zdominować przyszłe rynki – wprowadzając erę niedrogich, wysokowydajnych ekranów dla każdego zastosowania.