浅谈OLED新技术-eLEAP技术

2023年4月7日HKC与JDI签署了一份谅解备忘录（MOU），二者将建立战略联盟，在下一代OLED技术、产线、全球创新和产业化中心以及高端车载显示器业务方面展开合作。对此，行业分析，JDI的目标主要是实现“自救”，而对于HKC其看重的则是“下一代OLED技术”——即JDI独家开发的蒸镀+光刻OLED工艺（eLEAP OLED技术）。

eLEAP是什么呢？ 

2022年5月13日，JDI宣布开发出被称为“eLEAP”的OLED技术，宣称是世界上首次采用“maskless depositon”和“lithography”并可供量产的OLED技术。

如下所示，eLEAP是一个英文首字母缩写词。其中，e表示对环境更友好，L即为前面说到的“Lithography with maskless depositon”，E为超长的寿命，低功耗和高亮度，A为可以做成任何形状的图形。eLEAP主要说明的该技术的优势或特点。

与传统FMM的OLED技术相比，eLEAP技术有何优势？

目前，在大尺寸OLED制备上，主要有真空蒸镀、WOLED(白光+彩色滤光片)、印刷OLED、QD-OLED(真空蒸镀+印刷)等技术路线。

其中，真空蒸镀OLED电视显然更“高端大气上档次”，这种RGB三色排列的典型OLED屏幕，三原色都非常纯粹，但技术难度大，成本非常高昂。

WOLED主要为LGDisplay生产OLED电视的技术方案，其采用“白光+三种彩色滤光片”的方式。即以白色为背光，再加彩色滤光片的方式进行生产大尺寸OLED。这种方案是一种较低成本的技术方案，但加上滤光片之后，透光率、光色纯度都成问题，所以在理论上亮度、对比度、色彩、节能表现都不及RGB OLED。

QD-OLED一度成为三星对抗LG Display“白光彩色滤光片”的技术方案，从理论上比现有的白色OLED (WOED)或甚至RGB OLEDD电视相比，可能成本更低，更易于制造，但实际上制造QD-OLED所需的许多制造技术尚不成熟。

喷墨印刷OLED方法主要是使用溶剂将OLED有机材料融化，然后将材料直接喷印在基板表面形成R(红)、G(绿）、B(蓝)有机发光层。目前这种方法也被业界证明，大尺寸OLED空穴传输层、发光层以及阴极材料都可使用喷墨打印技术制备，材料浪费更少，且成本更低。但在全印刷工艺OLED显示屏的制备中，关键难题是可印刷阴极墨水的开发和大面积成膜技术的实现，同时像素较低、寿命期较短。

在谈eLEAP技术优势之前，要先从OLED蒸镀工艺、FMM技术及工艺说起。

在OLED面板的制造工艺上，真空蒸镀至关重要。真空蒸镀就是在真空中通过电流加热、电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们随即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜。

真空蒸镀必须用到FMM（FineMetalMask，精细金属掩膜版)。而FMM这个材料的制造有很大的技术挑战。目前中小尺寸OLED面板真空蒸镀相对比较成熟，但大尺寸OLED面板需要利用大尺寸FMM，就会导致在蒸镀过程中产生变形与材料过度使用等弊病。与此同时，FMM是OLED生产所产生的消耗性核心零部件，比纸还薄，需要定期更换，且生产成本较大。而要想有效解决FMM在大尺寸OLED面板因加工中产生的热，造成金属面罩弯曲及孔位对位不正等问题，就需要采用Invar材料来制作FMM。越高性能的OLED对FMM的薄度要求更高，所需要的Invar合金精密度也越高。在全球范围内，应用于OLED领域的Invar合金仅有日本日立金属(HitachiMetals)一家企业生产，其30微米以下的Invar合金不对外销售。因此，从技术难度以及垄断性而言，FMM几乎可以比肩真空镀膜设备。

与传统产品相比，在eLEAP技术支持下的显示面板具有特殊的发光结构，发光区域和峰值辉度扩大了两倍、寿命延长了三倍。根据JDInfiniTech事业部新业务推进部部长前田智宏接受日媒电子Device产业新闻采访的信息，eLEAP技木最大的亮点是辉度极高。如果采用与以往相同的电流密度，峰值辉度将达到以往的两倍，亮度极高。相反，同样辉度条件下，由于可以降低电流，因此对像素施加的负荷会变低，从而使寿命达到以往的三倍。这是因为把开口率从原来的28%提高到了60%。

据悉，为了防止子像素之间出现混色现象，需要保留较大的间隙，因此采用FMM技术会出现RGB各个像素中实际发光的部分(开口率)较小的问题。

从理论上来讲，相同颜色之间是存在互相干扰的风险的，这是引起诸多场景下“画面串音”的主要原因。由于“eLEAP”具有特殊的结构，理论上来讲，既不会发生混色问题，又可以大幅度提高开口率。

关于“eLEAP”的具体构造，前田智宏仅简单介绍，在整个工艺制程中，首先在整个玻璃基板面上形成第一种发光素子，然后用光刻法刻画线路，仅留下发光素子部分、除去不需要的部分。接着，把第二种颜色形成在第一种颜色上面，覆盖整个基板面，再用光刻法刻画线路，除去不需要的部分。通过重复以上作业，即可形成RGB分别独立的发光素子。

由于采用的是光刻技术，因此理论上可以使用各种大尺寸玻璃基板来生产。同时，由于可以无限缩小像素间的尺寸，因此eLEAP技术可轻松实现高精细化(据说可以实现2000ppi)，而现有OLED技术则很难实现。

另一方面，由于新技术不需要“FMM”，不仅大幅度提高了生产效率，还可以以良好的条件形成像素，因此有助于提高产品寿命。由于省去了掩膜版(Mask)清洗等工艺制程，也有望降低环境负荷。

eLEAP技术以无掩膜蒸镀与光刻相结合方式形成像素的OLED量产技术，克服了FMM工艺的弱点，将打破大尺寸OLED制造因量产难、成本高等因素而迟迟打不开的局面。不过，JDI首创的eLEAP技术能否尽快实现商业化，还要看该技术是否具备量产可能性。

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参考内容：

[1]夸克显示."JDI的eLEAP技术到底有多硬核？连三星也觊觎这一技术"微信公众号 2023-04-11.

[2]显示工程师."解读一下JDI的eLEAP技术"微信公众号 2022-05-18.