中日韩打响“无FMM OLED”技术突围战

据韩媒日前报道,LGD(LG Display)计划评估无FMM面板技术,即不使用精细金属掩模版(Fine Metal Mask, FMM),而是通过半导体光刻工艺生产OLED面板。与传统FMM技术不同,这项技术是将有机材料沉积后,通过光刻设备完成OLED图案化制程。

据悉,目前,由于广州生产成本较低,LGD大部分TV OLED面板都在广州生产,而坡州厂大尺寸TV产线E4稼动率低,LGD因此计划在E4产线上测试无FMM技术。

报道称,该产线现已安装CVD(化学气相沉积)设备,能够采用类似eLEAP的技术制造OLED,再通过TFT(薄膜晶体管)及薄膜封装工艺制成成品面板。此外,LGD预计还将安装额外的研究设备,不过,其现阶段并没有打算投入大量资金,以规模量产该技术。

LGD主攻WOLED,无FMM OLED或形成互补

在OLED技术路径上,LGD主要发展WOLED(White OLED)、POLED(Plastic OLED)两大路线,分别面向大尺寸与中小尺寸应用市场。

大尺寸WOLED:有别于FMM-RGB技术,WOLED是通过蒸镀白光OLED材料,再通过上层的彩色滤光膜(Color Filter)来实现全彩显示,绕开了FMM在大尺寸应用上的难题。近年来,LGD 通过引入“META Technology”(包含微透镜阵列和亮度增强算法),不断提升WOLED面板的亮度、视角和能效。到目前为止,LGD仍是全球唯一量产大尺寸WOLED电视面板的厂商。

无FMM初步竞争格局

来源:LGD

中小尺寸POLED:POLED(塑性有机屏)主要用于智能手机、智能手表、车载显示和高端笔记本电脑等。该技术采用的是传统FMM技术,与三星显示直接竞争。LGD也在该领域不断创新,如开发了更耐用、更适合折叠设备的Tandem(双层堆叠)OLED 技术。

此外,LGD还在透明OLED等前沿领域持续投入,其产品已应用于商业展示、交通等多个场景。

而当下LGD评估无FMM技术,就TrendForce集邦咨询观察,一方面是希望尝试是否能尽可能以最小改动设备的方式,探索将WOLED产线改造为无FMM RGB OLED产线的可能性,提升其产线利用率,并扩大其产线的未来潜在发展空间。

以JDI过去发展eLEAP技术时投入开发的尺寸产品来看,包含了头戴装置面板,穿戴手表用面板,笔记本面板以及大型车用面板,印证了无FMM技术在理论上PPI限制被打开之下,有机会涵盖全尺寸应用,甚至有机会满足头戴装置面板的超高PPI规格。

对于LGD而言,无FMM技术可能会与其成熟的WOLED技术形成互补关系,LGD也能借此完善对各尺寸面板的布局。其中,WOLED将继续巩固其在中大尺寸电视与显示器市场的优势,而无FMM技术则有可能在POLED的基础上,成为LGD攻入笔记本、车载显示、医疗专业显示甚至更小尺寸产品等新高地的利器。

FMM逼近“天花板”,无FMM期待值上升

据了解,在主流中小尺寸OLED面板制造中,如何将微小的有机发光材料精准地沉积到基板上指定的位置,是决定屏幕分辨率、色彩准确度和良率的关键,而FMM是OLED蒸镀工艺中的消耗性核心零部件,其主要作用是在OLED生产过程中沉积RGB有机物质并形成像素。

FMM是具有微米级小孔的极薄金属板,随着分辨率增高、像素数增多,金属掩模版上的小孔就越精细越密集,一张金属掩模板上约有2000万个孔,工艺难度较大。并且,RGB每种颜色的子像素都需要使用不同的FMM,重复进行蒸镀过程。

随着尺寸及需求升级,FMM技术逐渐逼近物理极限,出现精度限制大、材料利用率较低等一系列问题,进而影响OLED显示器的像素密度、亮度和寿命表现,具体挑战如下:

分辨率极限:由于FMM本身需要一定的厚度和框架支撑,限制了孔径的精细度和排列密度,OLED像素密度难以突破1000 PPI的天花板,而这对于要求超高分辨率的AR/VR等设备来说,便是一大障碍。

“遮蔽效应”与材料浪费:FMM的金属框架会遮挡部分蒸镀区域,导致开口率(Aperture Ratio,有效发光面积)受限,影响屏幕亮度和能效。同时,大量有机材料会附着在掩模版上而非基板上,造成材料浪费和成本增加。

大尺寸制造难题:随着面板尺寸增大,FMM会因重力而产生下垂、变形等问题,导致蒸镀图案错位,良率显著下降。鉴于此,FMM技术目前主要用于中小尺寸面板,大尺寸电视面板目前多采用WOLED技术以及类似的QD-OLED技术。

生产周期与成本:FMM的设计和制造过程复杂且昂贵,尤其对于定制化、异形屏等产品,FMM的开模成本高、周期长。

据TrendForce集邦咨询分析,蒸镀技术在从6代往8.6代升级过程中,FMM开发难度陡增,色偏问题与蒸镀均匀性成为技术难点。Tandem(双层堆叠)技术虽可提高产品寿命,但由于其重复的制作过程,将导致良率面临挑战,进而影响成本。

在此背景下,基于半导体光刻技术的无FMM技术逐渐获得市场的关注和期待。该技术的核心思路是不再依赖物理的“面具”进行遮挡,而是先将有机发光材料大面积沉积在基板上,然后利用光刻工艺,通过曝光、显影等化学方式,对有机材料层进行“雕刻”,最后形成所需的RGB子像素图案,主要优势如下:

高分辨率:由于光刻技术能够实现远超FMM的精度,理论上可以将像素密度提升至数千甚至上万 PPI;

高开口率:因不需要FMM作为遮挡,开口率可大幅提高(如:JDI宣称其eLEAP技术开口率可达60%以上,是传统FMM的两倍),这意味着在同等亮度下,驱动电流更小,有利于延长OLED的使用寿命,改善“烧屏”问题;或者在同等寿命下,可实现更高的峰值亮度。

大尺寸和自由形态:光刻工艺不受设备与相关零部件等尺寸的限制,为制造更大尺寸、任意形状的 OLED面板提供了可能。

降本增效:尽管初期设备投资较高,但长远来看,该技术能显著减少有机材料的浪费,并且省去了FMM的设计、制造和清洁成本,有望降低整体生产成本。

虽然这项技术尚未得到验证,业界认为其在OLED利基面板领域具备发展潜力,如IT或车载显示等中尺寸面板适合先进技术的小规模量产,未来可望成为无FMM OLED技术的主要应用领域。

目前,无FMM技术已吸引中日韩头部面板厂商的青睐,如日本显示JDI、中国维信诺、韩国三星显示(SDC)等均在积极展开相关布局,若传言属实,则说明LGD也切入了这一赛道。

无FMM技术竞争格局初步形成,新一轮群雄逐鹿开启

JDI:JDI是首家入局无FMM技术的企业,其于2022年5月发布eLEAP 技术,与当时索尼基于白光加彩膜的W OLED相比,eLEAP技术生产的OLED显示器开口率(透光区域与全部区域的比例)可达到60%。

JDI无FMM技术

图片来源:JDI

2022年,eLEAP开始样品出货;2023年4月,JDI响应客户需求,开发了14英寸笔记本产品,其亮度峰值可达1600 nits,是JDI以往OLED产品的3倍。JDI表示,若eLEAP采用串联结构,亮度可达3000nits以上。同年10月,JDI开始试产eLEAP技术,并于2024年4月取得重要突破——良率超过60%,攻克了量产道路上的主要难题。

技术突破之外,JDI积极联合其他厂商,推动eLEAP技术的商业化。

2024年底,JDI与群创及其子公司CarUX共同成立eLEAP策略联盟,推广32吋OLED整合型车载显示器。据悉,其新一代OLED“eLEAP”显示技术与市场现有OLED显示器相比,亮度提高1倍、寿命延长3倍。

然而,JDI在2025年2月宣布因长期受财务压力影响,将收敛旗下生产工厂,并将放弃自行生产eLEAP此技术,改为寻求与其他策略合作伙伴共同进行开发,并交由策略伙伴生产的方式,因此eLEAP技术未来能否存续,仍尚待观察。

维信诺:继JDI之后,维信诺于2023年5月发布无FMM技术——ViP(Visionox intelligent Pixelization)维信诺智能像素化技术。

该技术通过半导体光刻工艺实现像素图案化制备,拥有更高的开口率与更低的电压降(IR Drop),以独立像素为主要特点,能够有效抑制暗点扩大现象(Growing Dark Spot,GDS)。同时,支持多种像素排列,可使AMOLED开口率从传统的29%增加至69%,也可使像素密度提升至1700 PPI以上;同时,配合维信诺Tandem叠层器件,器件寿命与亮度分别是FMM AMOLED的6倍、4倍。

维信诺 ViP

来源:维信诺

2023年12月,维信诺成功点亮ViP AMOLED量产项目首片模组,标志着ViP技术量产工艺全线跑通,向量产迈进一大步。2024年9月,维信诺G8.6代AMOLED新产线开工(由其合资公司合肥国显主导),预计同时导入FMM与ViP技术,锁定中大尺寸市场,产品覆盖平板、笔电、车载显示等应用领域。

知识产权方面,维信诺在ViP技术布局上已覆盖十余个技术领域,累计布局专利500余件,围绕像素定义层、隔断结构、独立封装、辅助阴极等关键要素领域进行了全面的技术布局,形成多个自主知识产权技术组合。

三星显示:三星显示(SDC)也于2023年开始探索新的OLED面板生产工艺。2024年6月,据韩媒报道,三星显示向美国企业Orthogonal购买了5项无 FMM OLED领域的美国专利,包含“有机电子器件的光刻图案化”专利、“具有更大孔径比的彩色OLED显示器”专利等。

在此基础上,三星显示被传已向应用材料公司(Applied Materials)采购了非 FMM 蒸镀设备,将在其研发产线进行评估,这表明三星正在为未来的技术迭代做准备。

三星显示在OLED技术路线上重点布局量子点技术,与WOLED不同,QD-OLED技术是通过蓝色OLED光源激发红色与绿色量子点层,直接生成RGB三原色,无需依赖白色子像素,色彩纯度与亮度更佳。

三星显示QD-LED

TCL华星:印刷OLED技术(IJP)亦是一种创新的无FMM技术,该技术是将RGB发光材料作为喷墨材料,通过喷嘴将墨滴喷射到基板上的指定位置直接图案化,制程简化、材料利用率高,可减少材料损耗30%,也不受大尺寸FMM的限制。

目前,TCL华星光电是唯一布局印刷OLED技术的面板厂,主要面向中尺寸应用。其t5产线已于去年底试产21.6英寸4K医疗显示器。在此基础上,TCL华星计划以季度为单位,推进印刷OLED消费类产品的量产。在今年SID显示周上,TCL华星已展示了覆盖6.5吋手机显示到65吋电视显示的印刷OLED产品全家桶。

综合来看,维信诺当前在无FMM技术领域进展较快,从技术与产能两方面积极推进。若关于三星显示与LGD的报道为真,考虑到OLED被视为韩国国家层面的战略方向,未来三星显示及LGD亦可能会加快推进相关工作。

显而易见的是,无FMM技术初步竞争格局已然形成,中日韩之间新一轮较量开始了。

无FMM技术初步竞争格局

中尺寸突围,无FMM技术玩家拥抱更大的舞台

现阶段,在所有新型显示技术中,OLED的竞争现状是:小尺寸遥遥领先,中尺寸突围在望,大尺寸缓慢前行,换言之,中尺寸是眼下OLED有机会爆发潜力的领域。

在小尺寸领域,OLED已经坐稳智能手机的王座。根据TrendForce集邦咨询《AMOLED产业链报告》、《AMOLED市场与技术趋势报告》数据显示,2025年OLED在智能手机领域的渗透率已达61%。另外,Apple掀起了新一轮大世代OLED产线投资热潮,预计将带动更多IT品牌产品导入OLED面板。

在笔记本电脑(NB)及桌上显示器(MNT)等中尺寸领域,OLED处于起步阶段,主要面临寿命与成本的挑战。不过,与大尺寸的现状(受制于成本与产能,成长缓慢)有所不同,随着消费者对高阶显示效果的需求不断提高,含NB、MNT、Pad及车载显示在内的中尺寸应用领域已成为当下的必争之地。

在这一轮竞争中,产业链厂商也逐步在材料与成本上取得突破。

材料:蓝光材料升级、发光材料老化机制优化

据TrendForce集邦咨询调研,蓝色磷光材料正在加速商用化,TADF敏化技术与高色域材料的组合开发也逐步完善,不仅保留了TADF 100%内量子效率的优势,同时还弥补了传统荧光材料在发光效率上的不足,使得效能与稳定性获得显著提升。此外,随着越来越多研究的发布,发光材料的老化机制逐渐清晰。

成本:国内厂商材料突破,加快成本优化的脚步

国内厂商在UTG、FMM等OLED关键技术材料上取得突破,如UTG已经打破萧特垄断的局面,开发出30μm甚至更薄的母片供加工,FMM目前已进入G6产线的量产及验证,这些都将有助于改善成本。

基于材料突破与成本优化,OLED逐渐朝向折叠笔记本电脑、车载显示等中尺寸领域延伸,不过,亮度竞赛与成本博弈仍然是市场竞争的核心变量。

另外,中尺寸领域正处于技术创新与成本控制的关键时期,除了高世代产线、新型蒸镀技术之外,无FMM技术的加快发展也将有助于提升OLED的产品性能、控制成本,助力推动OLED打开中尺寸应用市场。

根据TrendForce集邦咨询数据显示,2025年,OLED在笔电市场的渗透率已达4.5%,呈现稳定增长;同时,预估2025年OLED显示器出货量年增达83%,整体显示器市场的渗透率将上升至2%,到2028年有机会挑战5%。

而OLED市场规模的扩大,也意味着无FMM技术拥有了更大的舞台,布局无FMM技术的厂商有望借此推动技术的落地与商业化,进而转化为业绩增长动能。

结语

无论LGD是否会大规模投资布局无FMM OLED技术,该技术正持续受到关注,前景是明朗的,但其目前仍处于初期发展阶段,距离量产还需攻关相关难题。据TrendForce集邦咨询分析,以维信诺ViP技术为例,由于需要多次掩膜和刻蚀,该技术制程的复杂性对良率提出了挑战。至于印刷OLED技术,其成熟之后有望应用于更高世代产线,但喷墨精度与材料均匀性仍需进一步突破。(文:LEDinside 陈佳纯)

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