2023年4月7日HKC與JDI簽署了一份諒解備忘錄(MOU),二者將建立戰(zhàn)略聯(lián)盟,在下一代OLED技術(shù)、產(chǎn)線、全球創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化中心以及高端車(chē)載顯示器業(yè)務(wù)方面展開(kāi)合作。對(duì)此,行業(yè)分析,JDI的目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)“自救”,而對(duì)于HKC其看重的則是“下一代OLED技術(shù)”——即JDI獨(dú)家開(kāi)發(fā)的蒸鍍+光刻O(píng)LED工藝(eLEAP OLED技術(shù))。
eLEAP是什么呢?
2022年5月13日,JDI宣布開(kāi)發(fā)出被稱(chēng)為“eLEAP”的OLED技術(shù),宣稱(chēng)是世界上首次采用“maskless depositon”和“l(fā)ithography”并可供量產(chǎn)的OLED技術(shù)。
如下所示,eLEAP是一個(gè)英文首字母縮寫(xiě)詞。其中,e表示對(duì)環(huán)境更友好,L即為前面說(shuō)到的“Lithography with maskless depositon”,E為超長(zhǎng)的壽命,低功耗和高亮度,A為可以做成任何形狀的圖形。eLEAP主要說(shuō)明的該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)或特點(diǎn)。
與傳統(tǒng)FMM的OLED技術(shù)相比,eLEAP技術(shù)有何優(yōu)勢(shì)?
目前,在大尺寸OLED制備上,主要有真空蒸鍍、WOLED(白光+彩色濾光片)、印刷OLED、QD-OLED(真空蒸鍍+印刷)等技術(shù)路線。
其中,真空蒸鍍OLED電視顯然更“高端大氣上檔次”,這種RGB三色排列的典型OLED屏幕,三原色都非常純粹,但技術(shù)難度大,成本非常高昂。
WOLED主要為L(zhǎng)GDisplay生產(chǎn)OLED電視的技術(shù)方案,其采用“白光+三種彩色濾光片”的方式。即以白色為背光,再加彩色濾光片的方式進(jìn)行生產(chǎn)大尺寸OLED。這種方案是一種較低成本的技術(shù)方案,但加上濾光片之后,透光率、光色純度都成問(wèn)題,所以在理論上亮度、對(duì)比度、色彩、節(jié)能表現(xiàn)都不及RGB OLED。
QD-OLED一度成為三星對(duì)抗LG Display“白光彩色濾光片”的技術(shù)方案,從理論上比現(xiàn)有的白色OLED (WOED)或甚至RGB OLEDD電視相比,可能成本更低,更易于制造,但實(shí)際上制造QD-OLED所需的許多制造技術(shù)尚不成熟。
噴墨印刷OLED方法主要是使用溶劑將OLED有機(jī)材料融化,然后將材料直接噴印在基板表面形成R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))有機(jī)發(fā)光層。目前這種方法也被業(yè)界證明,大尺寸OLED空穴傳輸層、發(fā)光層以及陰極材料都可使用噴墨打印技術(shù)制備,材料浪費(fèi)更少,且成本更低。但在全印刷工藝OLED顯示屏的制備中,關(guān)鍵難題是可印刷陰極墨水的開(kāi)發(fā)和大面積成膜技術(shù)的實(shí)現(xiàn),同時(shí)像素較低、壽命期較短。
在談eLEAP技術(shù)優(yōu)勢(shì)之前,要先從OLED蒸鍍工藝、FMM技術(shù)及工藝說(shuō)起。
在OLED面板的制造工藝上,真空蒸鍍至關(guān)重要。真空蒸鍍就是在真空中通過(guò)電流加熱、電子束轟擊加熱和激光加熱等方法,使被蒸材料蒸發(fā)成原子或分子,它們隨即以較大的自由程作直線運(yùn)動(dòng),碰撞基片表面而凝結(jié),形成薄膜。
真空蒸鍍必須用到FMM(FineMetalMask,精細(xì)金屬掩膜版)。而FMM這個(gè)材料的制造有很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前中小尺寸OLED面板真空蒸鍍相對(duì)比較成熟,但大尺寸OLED面板需要利用大尺寸FMM,就會(huì)導(dǎo)致在蒸鍍過(guò)程中產(chǎn)生變形與材料過(guò)度使用等弊病。與此同時(shí),F(xiàn)MM是OLED生產(chǎn)所產(chǎn)生的消耗性核心零部件,比紙還薄,需要定期更換,且生產(chǎn)成本較大。而要想有效解決FMM在大尺寸OLED面板因加工中產(chǎn)生的熱,造成金屬面罩彎曲及孔位對(duì)位不正等問(wèn)題,就需要采用Invar材料來(lái)制作FMM。越高性能的OLED對(duì)FMM的薄度要求更高,所需要的Invar合金精密度也越高。在全球范圍內(nèi),應(yīng)用于OLED領(lǐng)域的Invar合金僅有日本日立金屬(HitachiMetals)一家企業(yè)生產(chǎn),其30微米以下的Invar合金不對(duì)外銷(xiāo)售。因此,從技術(shù)難度以及壟斷性而言,F(xiàn)MM幾乎可以比肩真空鍍膜設(shè)備。
與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,在eLEAP技術(shù)支持下的顯示面板具有特殊的發(fā)光結(jié)構(gòu),發(fā)光區(qū)域和峰值輝度擴(kuò)大了兩倍、壽命延長(zhǎng)了三倍。根據(jù)JDInfiniTech事業(yè)部新業(yè)務(wù)推進(jìn)部部長(zhǎng)前田智宏接受日媒電子Device產(chǎn)業(yè)新聞采訪的信息,eLEAP技木最大的亮點(diǎn)是輝度極高。如果采用與以往相同的電流密度,峰值輝度將達(dá)到以往的兩倍,亮度極高。相反,同樣輝度條件下,由于可以降低電流,因此對(duì)像素施加的負(fù)荷會(huì)變低,從而使壽命達(dá)到以往的三倍。這是因?yàn)榘验_(kāi)口率從原來(lái)的28%提高到了60%。
據(jù)悉,為了防止子像素之間出現(xiàn)混色現(xiàn)象,需要保留較大的間隙,因此采用FMM技術(shù)會(huì)出現(xiàn)RGB各個(gè)像素中實(shí)際發(fā)光的部分(開(kāi)口率)較小的問(wèn)題。
從理論上來(lái)講,相同顏色之間是存在互相干擾的風(fēng)險(xiǎn)的,這是引起諸多場(chǎng)景下“畫(huà)面串音”的主要原因。由于“eLEAP”具有特殊的結(jié)構(gòu),理論上來(lái)講,既不會(huì)發(fā)生混色問(wèn)題,又可以大幅度提高開(kāi)口率。
關(guān)于“eLEAP”的具體構(gòu)造,前田智宏僅簡(jiǎn)單介紹,在整個(gè)工藝制程中,首先在整個(gè)玻璃基板面上形成第一種發(fā)光素子,然后用光刻法刻畫(huà)線路,僅留下發(fā)光素子部分、除去不需要的部分。接著,把第二種顏色形成在第一種顏色上面,覆蓋整個(gè)基板面,再用光刻法刻畫(huà)線路,除去不需要的部分。通過(guò)重復(fù)以上作業(yè),即可形成RGB分別獨(dú)立的發(fā)光素子。
由于采用的是光刻技術(shù),因此理論上可以使用各種大尺寸玻璃基板來(lái)生產(chǎn)。同時(shí),由于可以無(wú)限縮小像素間的尺寸,因此eLEAP技術(shù)可輕松實(shí)現(xiàn)高精細(xì)化(據(jù)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)2000ppi),而現(xiàn)有OLED技術(shù)則很難實(shí)現(xiàn)。
另一方面,由于新技術(shù)不需要“FMM”,不僅大幅度提高了生產(chǎn)效率,還可以以良好的條件形成像素,因此有助于提高產(chǎn)品壽命。由于省去了掩膜版(Mask)清洗等工藝制程,也有望降低環(huán)境負(fù)荷。
eLEAP技術(shù)以無(wú)掩膜蒸鍍與光刻相結(jié)合方式形成像素的OLED量產(chǎn)技術(shù),克服了FMM工藝的弱點(diǎn),將打破大尺寸OLED制造因量產(chǎn)難、成本高等因素而遲遲打不開(kāi)的局面。不過(guò),JDI首創(chuàng)的eLEAP技術(shù)能否盡快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,還要看該技術(shù)是否具備量產(chǎn)可能性。
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參考內(nèi)容:
[1]夸克顯示."JDI的eLEAP技術(shù)到底有多硬核?連三星也覬覦這一技術(shù)"微信公眾號(hào) 2023-04-11.
[2]顯示工程師."解讀一下JDI的eLEAP技術(shù)"微信公眾號(hào) 2022-05-18.