智能制造

我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模和在建產(chǎn)線均居世界第一，但主要核心裝備依賴進(jìn)口，制約我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展。新型顯示器件向大尺寸、超高清、柔性化方向發(fā)展，其面臨的重大挑戰(zhàn)是如何在大面積柔性基板上實(shí)現(xiàn)納米特征-微米結(jié)構(gòu)-米級(jí)器件跨尺度高精度制造。光刻/蒸鍍技術(shù)受限于模板尺寸和平面工藝，傳統(tǒng)噴印受制于打印分辨率低（>20μm），均無法滿足大尺寸/超高清/柔性化新型顯示高精度/高效率/高可靠制造要求，急需發(fā)明新的制造原理、技術(shù)與裝備。

針對(duì)新型顯示器件高精高效制造國(guó)際難題，本項(xiàng)目原創(chuàng)高分辨率電流體噴印新原理，發(fā)明了電流體噴印新噴頭、新技術(shù)和新裝備，國(guó)際首創(chuàng)多款柔性新型顯示器件并占領(lǐng)高端市場(chǎng)。

目前提出的“拉伸式”高分辨率電流體噴印新原理，實(shí)現(xiàn)<200nm結(jié)構(gòu)的噴印制造，兼具按需點(diǎn)噴、射流直寫、霧化制膜等不同噴射模式，突破了傳統(tǒng)噴墨打印技術(shù)分辨率低、材料適用范圍窄、噴射模式單一的問題。

本成果發(fā)明了陣列化獨(dú)立可控電流體噴印系列噴頭、高速視覺測(cè)量裝置等核心裝置與智能控制算法，開發(fā)了國(guó)際首臺(tái)新型顯示電流體噴印裝備。部分核心專利作價(jià)3000萬元實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，創(chuàng)新技術(shù)支持下開發(fā)的系列裝備在顯示龍頭企業(yè)測(cè)試應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高分辨率OLED/QLED/PeLED（>300PPI）等新型顯示器件集成制造。

與現(xiàn)有技術(shù)最相近的是熱泡式、壓電式等傳統(tǒng)噴墨打印技術(shù)。傳統(tǒng)噴印技術(shù)是基于“擠壓式”原理，將墨水從噴頭中擠出。流體的“擠出脹大”效應(yīng)導(dǎo)致傳統(tǒng)噴印結(jié)構(gòu)尺寸遠(yuǎn)大于噴嘴內(nèi)徑，分辨率通常在20μm以上。傳統(tǒng)噴印技術(shù)存在打印模式單一（僅能逐點(diǎn)打?。⒛蛇x擇性小、分辨率低等原理性限制，且相關(guān)核心專利被美日韓等壟斷。

本項(xiàng)目提出了“拉伸式”電流體動(dòng)力噴印新原理，通過在基板和噴嘴之間施加電場(chǎng)拉力，將墨水從噴嘴處拉下來，變革了傳統(tǒng)噴印的“擠壓式”噴射模式。目前提出的“拉伸式”高分辨率電流體噴印新原理，實(shí)現(xiàn)<200nm結(jié)構(gòu)的噴印制造，兼具按需點(diǎn)噴、射流直寫、霧化制膜等不同噴射模式，突破了傳統(tǒng)噴墨打印技術(shù)分辨率低、材料適用范圍窄、噴射模式單一的問題。電流體噴印技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，且項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有更廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

通過本成果發(fā)明的電流體噴印技術(shù)及裝備與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)進(jìn)行比較，從表1中可以看出，項(xiàng)目首創(chuàng)的電流體噴印技術(shù)與裝備，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，主要技術(shù)指標(biāo)超過國(guó)際同類技術(shù)先進(jìn)水平。

表1 該項(xiàng)目發(fā)明的電流體噴印技術(shù)與裝備的性能指標(biāo)綜合比較

獲2017年湖北省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2021年湖北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2021年全國(guó)發(fā)明展“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)目獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)。

本成果已有對(duì)應(yīng)樣機(jī)，處于可量產(chǎn)階段

本成果在國(guó)際上率先開發(fā)了高分辨率電流體噴印系列裝備，目前已廣泛應(yīng)用于新型顯示、集成電路（IC）、國(guó)防軍工等領(lǐng)域高端電子產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)場(chǎng)景。

本成果提出的電流體噴印制造技術(shù)為通用類技術(shù)，除了前述的新型顯示等高端電子產(chǎn)品市場(chǎng)，也可應(yīng)用于柔性傳感、穿戴電子等新興領(lǐng)域，具有較為寬闊的市場(chǎng)前景，預(yù)估整體市場(chǎng)規(guī)模可在百億規(guī)模級(jí)別。

本成果已申請(qǐng)并授權(quán)多項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利。

技術(shù)許可、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、作價(jià)入股、技術(shù)開發(fā)、面談等