LG Display è tornata a parlare di FLiPP, una nuova tecnologia per la realizzazione di pannelli OLED senza maschere metalliche che promette più luminosità, consumi ridotti e costi inferiori. Bisognerà però attendere parecchio per i primi TV
LG Display accelera sul futuro degli OLED con FLiPP, una nuova tecnologia produttiva di cui abbiamo già parlato ad agosto destinata a intervenire su alcuni dei limiti più importanti dei pannelli organici tra cui costi di fabbricazione, efficienza luminosa, consumi energetici e durata operativa. L’acronimo FLiPP sta per FMM-Less Innovative Pixel Patterning e identifica un processo che elimina completamente le maschere metalliche utilizzate nella produzione tradizionale di display OLED. Il progetto è ancora in fase di sviluppo, ma gli aggiornamenti comunicati al magazine coreano Elec da LG Display delineano prospettive interessanti per la prossima generazione di schermi, dai monitor ai TV di grandi dimensioni.
Per comprendere la portata di questa tecnologia, bisogna partire dalle Fine Metal Mask (FMM), sottilissime maschere metalliche impiegate per depositare con precisione i materiali organici emissivi nelle posizioni corrette. Si tratta di componenti fondamentali nei processi di produzione di determinate tipologie di pannelli OLED, perché permettono di definire la disposizione dei subpixel e di ottenere la struttura necessaria alla riproduzione delle immagini.
Questo metodo presenta però alcuni limiti industriali. La precisione richiesta nella realizzazione delle maschere, la gestione dei materiali e le restrizioni legate alle dimensioni e alla geometria delle aperture possono infatti incidere sull’efficienza complessiva della produzione. Inoltre, una parte del substrato utilizzato non si traduce necessariamente in superficie attiva sfruttabile, con conseguenti sprechi che pesano sul costo produttivo finale. LG Display vuole superare questi vincoli depositando direttamente i materiali organici sul substrato del pannello, senza quindi ricorrere alle tradizionali maschere metalliche. Successivamente, uno strato protettivo viene applicato alla struttura e i pixel vengono definiti attraverso processi di incisione e fotolitografia, che consentono di controllarne con precisione la geometria.
In questo modo, si riesce a ottenere una disposizione dei pixel più efficiente e una maggiore utilizzazione del materiale disponibile. È un approccio che richiama, per alcuni aspetti, le tecniche di lavorazione impiegate nella produzione dei semiconduttori, dove fotolitografia e incisione permettono di realizzare strutture estremamente precise. Ovviamente, le specificità dei materiali organici e dei display richiedono processi dedicati, motivo per cui il risultato industriale dipenderà dalla capacità di trasferire questa impostazione a una produzione affidabile, ripetibile e su larga scala.
Uno dei numeri più significativi riguarda il tasso di utilizzazione del substrato. Secondo i dati diffusi da LG Display, con il processo convenzionale basato sulle FMM questo valore si attesta intorno al 75%, mentre con FLiPP dovrebbe superare il 93%. In termini pratici, significa riuscire a sfruttare una quota maggiore del materiale di partenza per ottenere superfici produttive utilizzabili, riducendo gli sprechi e migliorando il rendimento del processo. Se questi risultati verranno confermati nella produzione industriale, LG Display potrà potenzialmente abbassare il costo per pannello.
Va detto che la riduzione dei costi di fabbricazione non si traduce automaticamente in TV meno cari. Il prezzo finale dipende infatti anche dai costi degli altri componenti, dall’elettronica di pilotaggio, dalle dimensioni del pannello, dalla resa produttiva effettiva, dalla logistica e dalle strategie commerciali dei singoli marchi. Resta il fatto che una maggiore efficienza alla fonte può offrire ai produttori un margine di manovra più ampio favorendo l’arrivo di OLED in segmenti di prezzo oggi difficili da raggiungere, anche se prima di parlare di una rivoluzione commerciale occorrerà capire quanto del vantaggio teorico sopravviverà al passaggio dalla fase pilota alle linee produttive ad alto volume.
I vantaggi dichiarati da LG Display riguardano anche il comportamento del pannello una volta completato. L’azienda indica un miglioramento dell’efficienza dei materiali organici emissivi dal 40% al 74%, insieme a un rapporto di apertura dei pixel che raggiungerebbe il 65%. Quest’ultimo parametro descrive la porzione dell’area del pixel effettivamente disponibile per l’emissione luminosa.
Aumentarne il valore significa destinare una quota maggiore della superficie alla generazione della luce, riducendo relativamente lo spazio occupato dalle aree non emissive. In linea di principio, ciò permette di ottenere più luminanza a parità di altre condizioni, oppure di raggiungere la stessa luminosità con un minore dispendio energetico. LG Display sostiene inoltre che FLiPP possa incrementare la luminanza di circa 1,6 volte rispetto al riferimento utilizzato dall’azienda e che la durata operativa di un pannello con questa tecnologia potrebbe aumentare fino a 2,4 volte, oltre a consumare il 13% in meno di energia.
Al momento però non stiamo parlando di una tecnologia pronta per la commercializzazione. Il direttore tecnologico di LG Display, Choi Young-seok, ha spiegato che FLiPP si trova nella fase di sviluppo e che l’azienda sta preparando una prima produzione pilota per verificare la fattibilità del processo su scala industriale. Per questa fase LG Display ha acquistato da YAS, azienda sudcoreana specializzata in apparecchiature per la produzione di display, una macchina per la deposizione dei materiali. L’investimento sarebbe pari a circa 300 miliardi di won, una cifra che corrisponde indicativamente a 190 milioni di euro.
L’impianto dovrebbe consentire una produzione iniziale compresa tra 3.000 e 5.000 substrati al mese. Questi pannelli saranno destinati anche ai partner produttivi di LG Display, compresa la società del gruppo LG Electronics e altri marchi interessati a sviluppare prodotti basati sulla nuova tecnologia. La prima applicazione commerciale non riguarderà però i televisori. LG Display intende infatti cominciare con pannelli da 23,5 pollici, un formato adatto soprattutto ai monitor per PC e ad alcune tipologie di display per computer portatili.
La scelta consente di procedere per gradi, validando il processo su formati relativamente contenuti prima di affrontare le complessità dei pannelli televisivi. Aumentare le dimensioni del substrato e mantenere contemporaneamente precisione, resa produttiva e uniformità rappresenta infatti una sfida considerevole, soprattutto quando si punta a eliminare le maschere metalliche e a introdurre nuove fasi di lavorazione.
Secondo Young-seok, LG Display punta a perfezionare il processo per i pannelli più piccoli entro il 2027 e, se la tabella di marcia verrà rispettata, i primi prodotti commerciali basati su FLiPP potrebbero arrivare sul mercato nel 2028. Il passaggio ai televisori richiederà invece più tempo. Se lo sviluppo dei pannelli di piccole dimensioni procederà senza ostacoli, le prime applicazioni FLiPP per TV potrebbero arrivare tra il 2029 e il 2030, sebbene si tratti di una stima basata sulle tempistiche attualmente ipotizzate e non di una finestra di lancio ufficiale.
Un elemento decisivo sarà la possibilità di adattare gli impianti esistenti. Cho Heung-ryeol, responsabile dell’unità Next-Generation Display di LG Display, ha spiegato che l’azienda sta valutando se riutilizzare le attuali linee di produzione LCD e WOLED per realizzare pannelli FLiPP di maggiori dimensioni, evitando modifiche troppo estese. La questione ha un peso economico notevole, visto che riconvertire infrastrutture già disponibili potrebbe ridurre gli investimenti necessari e accelerare il passaggio alla produzione su larga scala. Se invece gli impianti esistenti non risultassero adeguati, LG Display potrebbe essere costretta a costruire un nuovo stabilimento, allungando i tempi e aumentando il capitale necessario.
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