光刻路線，打通OLED全尺寸之門(mén)？

當(dāng)前，在競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化的OLED領(lǐng)域，繼傳統(tǒng)FMM（精細(xì)金屬掩模版）蒸鍍和印刷顯示之外，被視為OLED第三條路線的“無(wú)FMM光刻技術(shù)”正在成為讓OLED顯示界寄予厚望的新焦點(diǎn)。2023年以來(lái)，多家半導(dǎo)體顯示企業(yè)宣布將使用半導(dǎo)體光刻工藝而非FMM的OLED技術(shù)。

那么，有望攻克傳統(tǒng)OLED軟肋的“光刻”路線，究竟能否為OLED顯示開(kāi)辟出一條極具未來(lái)前景的新航道？近日，多位業(yè)內(nèi)專家向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出，無(wú)FMM光刻O(píng)LED路線如果成功商業(yè)化，將有望進(jìn)一步拓展OLED的應(yīng)用領(lǐng)域，把OLED產(chǎn)業(yè)推向下一個(gè)階段。

束縛OLED的“軟肋”逐步浮現(xiàn)

目前，OLED顯示技術(shù)勢(shì)頭正盛，尤其AMOLED已在小尺寸領(lǐng)域占據(jù)半壁江山。Omdia數(shù)據(jù)顯示，2022年全球OLED面板市場(chǎng)規(guī)模為433億美元，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到577億美元。但OLED要想在顯示界“更上一層樓”，未來(lái)的重頭戲會(huì)聚焦于中大尺寸方向，以搶占更大的市場(chǎng)空間。

“當(dāng)前，AMOLED技術(shù)已經(jīng)在6代產(chǎn)線和智能手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域取得成功，但要從迭代技術(shù)成為主流技術(shù)，AMOLED還需要向其他應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展?jié)B透。”中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)液晶分會(huì)常務(wù)副秘書(shū)長(zhǎng)胡春明向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，中大尺寸的IT產(chǎn)品是下一步AMOLED技術(shù)合適的攻關(guān)方向，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)切割尺寸的需要，現(xiàn)有的6代產(chǎn)線需升級(jí)到8.5+代產(chǎn)線。8.5+產(chǎn)線目前仍采用6代產(chǎn)線水平蒸鍍的方式，但蒸鍍?cè)O(shè)備十分昂貴，而垂直蒸鍍的方式還有一些問(wèn)題沒(méi)有根本解決。

在OLED向更大尺寸和更高世代線的方向突破時(shí)，具有高附加值和高技術(shù)壁壘的FMM（即精細(xì)金屬掩膜版）成為一道無(wú)法繞開(kāi)的“壁壘”。

據(jù)了解，OLED面板量產(chǎn)的主流方法是真空蒸鍍工藝，而FMM作為用于OLED核心蒸鍍制程的消耗性核心材料，可解決蒸鍍有機(jī)材料RGB三基色的微米級(jí)像素陣列涂布，直接決定了AMOLED顯示屏的分辨率、顯示效果、生產(chǎn)良率。FMM是中小尺寸柔性O(shè)LED生產(chǎn)中不可或缺的材料，也是形成高分辨率像素的必備零部件。

地位如此重要的FMM，卻也成為綁在OLED生產(chǎn)企業(yè)頭上的“緊箍咒”。需要指出的是，目前日本印刷株式會(huì)社（DNP）壟斷了全球FMM 90%以上的市場(chǎng)份額，包括韓國(guó)三星顯示、LG Display以及國(guó)內(nèi)主要OLED面板廠商只能與日本DNP簽署相關(guān)排他性協(xié)議。另外，制造FMM的關(guān)鍵材料Invar合金僅有日本日立金屬（HitachiMetals）一家企業(yè)生產(chǎn)，而且還不能大面積拼接。為了避免FMM在蒸鍍期間變形，目前6代產(chǎn)線幾乎已是FMM的極限尺寸。

另辟蹊徑，“光刻”路線一夜成名

在技術(shù)快速迭代的半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域，創(chuàng)新才是硬道理。當(dāng)舊路線變成阻礙，新路線便會(huì)脫穎而出。

“蒸鍍工藝所需要的FMM供給資源十分有限且容易受制于人，因此無(wú)需使用FMM的光刻路線日益受到一些面板廠的關(guān)注，并最終成為其戰(zhàn)略選擇?！焙好髡f(shuō)道。

去年5月，日本顯示器公司（JDI）突然宣布，公司開(kāi)發(fā)出了使用無(wú)掩模沉積和光刻技術(shù)的OLED技術(shù)，并將其命名為“eLEAP”。JDI表示該技術(shù)不使用FMM，但卻可以更精確地對(duì)RGB像素進(jìn)行圖案化。同年8月，eLEAP樣品被交付客戶，并計(jì)劃于2024年開(kāi)始量產(chǎn)。今年4月，JDI宣布與中國(guó)面板企業(yè)惠科HKC簽署戰(zhàn)略聯(lián)盟諒解備忘錄，雙方的合作內(nèi)容包括共同開(kāi)發(fā)下一代OLED技術(shù)。

實(shí)際上，無(wú)FMM光刻技術(shù)路線已經(jīng)在OLED顯示圈引起了不小震動(dòng)，也受到了包括三星顯示在內(nèi)的多家企業(yè)關(guān)注。

今年5月，維信諾在2023世界超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上全球首發(fā)了無(wú)精密金屬掩膜板RGB自對(duì)位像素化技術(shù)（即維信諾ViP技術(shù)）。據(jù)悉，維信諾ViP技術(shù)具有無(wú)FMM、獨(dú)立像素、高精度的特點(diǎn)，通過(guò)半導(dǎo)體光刻工藝，實(shí)現(xiàn)更精密的AMOLED像素。由于該方案在蒸鍍制程中不需要FMM，使蒸鍍制程和設(shè)備簡(jiǎn)單化，解決了FMM對(duì)顯示屏尺寸、分辨率及其他屏體性能的限制，是超高性能、全域尺寸、敏捷交付的AMOLED量產(chǎn)升級(jí)方案。

“從產(chǎn)業(yè)界的消息來(lái)看，當(dāng)前中日韓三國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)企業(yè)都在進(jìn)行光刻O(píng)LED技術(shù)的研發(fā)。”維信諾研發(fā)總監(jiān)肖一鳴向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，目前維信諾已完成ViP技術(shù)驗(yàn)證和量產(chǎn)工藝集成，正在合肥第六代 AMOLED量產(chǎn)線上增加投資，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，并于2024年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨，隨后公司將擇機(jī)建設(shè)更高世代量產(chǎn)線。

在短短一年左右的時(shí)間里，無(wú)FMM 光刻路線在OLED顯示圈開(kāi)始“名聲大噪”，這讓走傳統(tǒng)蒸鍍FMM路線的玩家變得不再淡定。

今年6月初，韓國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)創(chuàng)新顯示創(chuàng)新工藝項(xiàng)目組主任Kim Yong-seok在研討會(huì)上指出，對(duì)通過(guò)半導(dǎo)體光刻工藝OLED 而不使用FMM 的技術(shù)應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度，因?yàn)樵诮衲甑腟ID上，多家企業(yè)宣布使用半導(dǎo)體光刻工藝而不使用FMM的OLED技術(shù)。另外，有業(yè)界觀點(diǎn)認(rèn)為，如今韓國(guó)在OLED行業(yè)已經(jīng)建立了基于FMM的像素結(jié)構(gòu)專利壁壘，一旦光刻O(píng)LED技術(shù)商業(yè)化，行業(yè)可能會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變，那么之前的專利壁壘或?qū)⑾А?/p>

未來(lái)能否成為OLED產(chǎn)業(yè)的“萬(wàn)能鑰匙”？

“無(wú)FMM光刻O(píng)LED路線的核心優(yōu)勢(shì)在于使用半導(dǎo)體光刻工藝制備獨(dú)立的、高密度的顯示像素，該路線有望突破FMM制備過(guò)程中存在的顯示亮度、密度的‘天花板’。利用該技術(shù)制備的AMOLED面板，可具有更高的分辨率和亮度，以及更好的色彩表現(xiàn)力?！辟惖现菐?kù)集成電路研究所主任耿怡在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示。

目前來(lái)看，被視為OLED第三條路線的“無(wú)FMM光刻技術(shù)”具備的潛在優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在性能、應(yīng)用和成本三個(gè)方面。在性能方面，該技術(shù)路線顯著改善了OLED顯示的峰值亮度、分辨率、壽命和功耗；在應(yīng)用方面，突破了FMM對(duì)顯示屏形狀的限制，允許將屏幕設(shè)計(jì)為自由形狀，可以覆蓋從VR/AR微小尺寸到電視等超大尺寸的全應(yīng)用領(lǐng)域；在成本方面，解決了FMM費(fèi)用高、交期長(zhǎng)、起訂門(mén)檻高的痛點(diǎn)，擁有新的量產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)成本低。

鑒于上述潛在優(yōu)勢(shì)，“光刻”路線將對(duì)OLED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生怎樣的影響？

在肖一鳴看來(lái)，該技術(shù)將成為OLED產(chǎn)業(yè)應(yīng)用擴(kuò)大化的重要切入點(diǎn)，并推動(dòng)AMOLED產(chǎn)業(yè)進(jìn)入下一個(gè)階段?？梢哉f(shuō)它是一把萬(wàn)能鑰匙，能解決OLED顯示從微小到中大尺寸的“堵點(diǎn)”技術(shù)問(wèn)題，打開(kāi)通路，實(shí)現(xiàn)新的突破和發(fā)展。

“如果光刻O(píng)LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，將會(huì)加速OLED向中大尺寸應(yīng)用滲透的進(jìn)度?！辈贿^(guò)，胡春明也向記者指出，目前無(wú)FMM光刻技術(shù)主要的不足是缺乏量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，需要進(jìn)行必要的中試驗(yàn)證。

“該技術(shù)的前景令人興奮，但是否會(huì)帶來(lái)翻天覆地的變化，還有待觀察?；贔MM路線生產(chǎn)的OLED顯示面板已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于智能手機(jī)、手表等領(lǐng)域，產(chǎn)線相對(duì)成熟，成本控制更具優(yōu)勢(shì)。”耿怡進(jìn)一步解釋道，該技術(shù)屬于新興技術(shù)，目前還未有產(chǎn)線投入量產(chǎn)，在量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，生產(chǎn)效率、設(shè)備成本、良率提升、材料體系探索等方面還有待進(jìn)一步觀察?！盁o(wú)FMM光刻O(píng)LED路線商業(yè)化成功后，有望進(jìn)一步擴(kuò)展OLED的應(yīng)用范圍?！?/p>

但與此同時(shí)，也有業(yè)內(nèi)人士向記者表示，對(duì)無(wú)FMM光刻技術(shù)持保守態(tài)度，它本質(zhì)上還屬于蒸鍍工藝，最大的問(wèn)題就是相當(dāng)于把現(xiàn)行工藝延長(zhǎng)了三倍，由此會(huì)帶來(lái)各種工藝損耗，而良率也是一大挑戰(zhàn)。

其中，針對(duì)日本JDI的eLEAP技術(shù)，就有供應(yīng)商提到，如果按照這種制作流程，仍然還是采用鍍膜工藝，幾乎每制作一種顏色，就需要封裝一次，并且對(duì)封裝層進(jìn)行拋光、清潔后才可以進(jìn)入到下一套工序，這種頻繁進(jìn)出蒸鍍機(jī)的工藝流程，對(duì)真正量產(chǎn)時(shí)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品良率、綜合效益有何影響，仍有待評(píng)估。但至少，eLEAP給了行業(yè)一條較為清晰的工藝路線，就是發(fā)光層是可以通過(guò)光刻工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

談及不同OLED技術(shù)路線的未來(lái)趨勢(shì)，胡春明強(qiáng)調(diào)，中大尺寸OLED技術(shù)路線——包括蒸鍍、無(wú)掩膜光刻和印刷都各有優(yōu)缺點(diǎn)，關(guān)鍵是企業(yè)要做出自己的戰(zhàn)略選擇并有能力引領(lǐng)上下游通力合作，才能最終實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。

“無(wú)FMM光刻O(píng)LED路線將會(huì)是接下來(lái)一段時(shí)間的研究熱點(diǎn)，隨著更多的企業(yè)進(jìn)入，該技術(shù)有望更加完善和成熟?？偟膩?lái)看，目前OLED產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局仍將維持較長(zhǎng)一段時(shí)間，創(chuàng)新能力的提升將是企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和關(guān)鍵?！惫⑩蛴浾哒f(shuō)道。

作者丨楊鵬岳

編輯丨邱江勇

美編丨馬利亞

監(jiān)制丨連曉東