柔性OLED一夜爆红,显示材料国产化或是更大瓶颈

OLED又被称为有机发光半导体,因其具有自发光、无穷高对比度、宽视角、低功耗、响应速度极快等特性,被普遍认为是下一代的主流显示技术。

国际龙头掌握OLED关键材料市场

整个OLED产业分为上中下游三个部分,上游为设备制造、材料制造与零件组装,中游为OLED面板制造、模组组装,下游为显示终端及其他应用领域。在上游材料制造领域,又分为ITO玻璃薄膜、OLED有机材料、偏光板、封装材料。

其中,OLED有机材料和设备是OLED最主要的成本构成。OLED核心的材料设备主要还是在国外企业,处于垄断地位。其他的话,国内从设备精密度、材料寿命等等都还存在差距。

以OLED有机材料为例,在OLED材料加工链内部,各个生产环节的细分行业壁垒不断提升,从充分市场竞争的大宗原料逐步向精细产品合成,至中间体、粗单体、单体延伸,最终交由面板厂进行多种产品的蒸镀印刷。

然而,以濮阳惠成、万润股份为代表的国内OLED发光材料厂商主要集中在中间体及粗单体阶段。

目前国际上在OLED材料采购方面具有明显的企业及产品资质限制,国际化工巨头三星、LG化学、韩国德山、陶氏化学等企业基本垄断了OLED成熟单体市场,而国内企业受到材料专利权的限制,目前还难以介入到贴近面板企业采购的高端材料行业中。

除了有机材料端外,OLED上游部分设备同样有赖于进口。以蒸镀为例,蒸镀是OLED制造工艺的关键,其决定了OLED面板像素点分辨率和良率,因此真空蒸镀机就如同OLED面板制程的“心脏”。

然而,目前全球中高档蒸镀机被日本Canon Tokki、韩国Sunic System、YAS、SFA等企业垄断,产能严重受限。其中,Canon Tokki更是目前全球最大的OLED设备供应商,它近乎垄断了高端OLED制造所需的真空蒸镀机。

柔性OLED一夜爆红,显示材料国产化或是更大瓶颈

柔性面板逐渐成熟

可折叠手机之于普通手机的关键变化,在于柔性屏幕技术的逐渐成熟。柔性屏幕之所以能够折叠,是因为OLED面板的弯曲特性,足以支持折叠时的弯曲半径。OLED普遍意义上来说分为两种,一种是硬屏OLED,另一种是柔性OLED。后者便是可折叠手机的命门所在。 而在三星大规模使用柔性OLED之前,这项技术离手机还很遥远。

2014年以来,三星开始尝试将柔性OLED屏幕技术用来制造手机。 彼时拥有一侧曲面屏幕的Galaxy Note Edge是第一款采用了柔性OLED屏幕并投入商用的产品,它的诞生让其拥有了引全球瞩目的光环。Galaxy Note Edge此后三星大量投入柔性OLED屏幕的研发,并在曲面屏手机的路上一去不复返。2017年开始,三星的S和Note双旗舰手机均采用了双曲面显示屏。同年苹果发布了具有划时代意义的 iPhone X,并引起市场剧烈反响。 彼时的 iPhone X将“全面屏”做到极致,需要屏幕与边框的距离变得更小,同时为了去掉手机的“下巴”,保证边框的一致宽度,苹果利用COP封装技术,将驱动IC贴合到背板上,并把柔性屏幕背板底部进行折叠,最后才得到iPhone X的完美“全面屏”形态。该过程中,柔性 OLED 屏幕是最大功臣之一。

柔性OLED屏幕的产量随着三星和苹果两家旗舰手机的大卖开始暴增,并逐渐为市场所接受。据悉2018年第三季度,三星在小尺寸的柔性OLED面板市场中,占有率达到了 94.2%,几近垄断。 随着OLED屏幕轻薄(自发光)、省电、可弯曲等优势被大家所熟知,越来越多的厂商开始采用柔性OLED屏幕。OLED相比较传统LCD更薄大量采用柔性OLED屏幕产品落地,以及更多的生厂商投入,意味着竞争更激烈、技术更成熟、产业链更加稳定。种种原因都加快了可折叠手机真正面世的步伐。

柔性OLED一夜爆红,显示材料国产化或是更大瓶颈

显示材料国产化或是更大瓶颈

在科研人员看来,显示材料国产化也许是更大的瓶颈。

发光材料是OLED器件中最重要的材料。“目前宁波真正做OLED发光材料研究的除了我们,应该没有其他研究机构了。”已具有15年OLED的研究经验的中科院宁波材料所葛子义研究员说,“包括蓝光材料、荧光材料、热延迟荧光材料(TADF)等。”

据其解释,OLED材料最早是用荧光材料做的,效率不高,后来又做磷光材料,但磷光材料一般含铱等过渡金属元素,稳定性差,寿命相对较短。目前无过渡金属元素的纯有机热延迟荧光材料也在探索应用。纯有机比较安全,虽然效率低但它寿命比较长,稳定的话,它能做到10万个小时或者20万个小时都没问题,而磷光材料在1-2万个小时后性能有可能就会衰减。比如用在台灯上,使用磷光材料的灯2年左右就会偏色,从白色慢慢变黄。

但哪怕是同样的荧光材料也在不停地迭代,比如三星手机,屏幕显示越来越精细,颜色越来越绚丽,应用的材料都是在更新的,若是效率或者寿命跟不上就会被淘汰。据了解,目前OLED发光材料实现量产的基本上都是国外的技术,美国UDC、陶氏化学、日本出光兴产、韩国LG、英国CDT等都处于垄断地位。国内主要是吉林奥来德、京阿格蕾雅、西安瑞联、濮阳惠成等,但普遍存在的瓶颈是规模小且缺乏专利技术,且以供应OLED中间体、单体粗品为主,价格普遍偏低,并未在升华材料上分得市场一杯羹。

此外,制作过程中所需要的蒸镀、封装等设备也是较大的投入。据了解,目前生产线上在用的基本是从日本、韩国进口的设备,价值在2000万~3000万元,国产的设备在精度上还无法满足实际生产需求。

另外两种OLED器件的核心材料其实应用于基板和盖板的材料,分别是耐高温聚酰亚胺和透明聚酰亚胺。宋伟杰带队的研发组正在从事相关研发。“在柔性基板上做透明导电膜实现柔性触控对可折叠手机也很重要,我们这个组也在做相关透明导电膜和触控技术研究。”宋伟杰说。

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