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我国OLED显示配套关键材料技术及产业发展挑战

来源:个人技术集锦
I I 匦薹 INSIGHT 我国O L E D显示 配套关键材料技术及产业发晨挑战 ■文/任雪艳 李亭亭 1.北京鼎材科技有限公司 2.固安鼎材科技有限公司 有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED),又 Canon Tokki和爱发科(Ulvac)在蒸 镀等关键设备领域绝对领先,目前,国 率低下的问题后,OLED有足够的成 本下降空间,使其成本低于液晶显示 面板。 称有机电致发光显示器、有机发光半 导体。0LED技术由美国柯达公司的 内还没有面向产业化的成套OLED 生产设备制造厂商,关键设备以及整 套设备的系统化技术等都掌握在日 本、韩国和欧洲企业手中。 目前,OLED上游材料领域是日 韩欧美的天下,主要掌握在日本出 光兴产株式会社(以下简称“出光兴 产”)、保土谷化学工业株式会社、美 2.OLED中游 在中游领域,三星集团(以下简称 “三星”)、LG集团等巨头把持中端面 板方向。全球量产的OLED显示面板 地区主要以韩国为主,其中三星是目 前全球最大的中小型OLED面板生产 商。LG显示(LG Display,LGD)最先 主攻方向为大尺寸0LED,鉴于小屏 电子产品的发展态势,LGD逐步加码 中小尺寸OLED。 邓青云博士在1979年发现,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、可实现柔性显示 等特性,自从发现之后就被视为新一 代显示技术。 OLED有机材料是OLED显示面 板配套关键材料,本文在介绍OLED 产业现状基础上,将着重介绍OLED 有机材料的技术及产业发展挑战。 国UDC公司以及一些韩国公司的手 中。日韩厂商主要生产小分子发光材 料,欧美厂商主要生产专利壁垒较高 的发光材料及一些高端的制程工艺 3.OLED下游 OLED技术逐渐成为下游终端 流行趋势,市场增速巨大。iPhone X 一 OLED产业链概述 OI ED产业链的上游包括材料制 材料,其中日韩厂商约占80%的市场 份额。日本是重要的OLED面板材料 供应国家,其中住友化学株式会社和 昭和电工株式会社生产的聚合物为 OLED制程工艺的基础材料,出光兴 造、设备制造、零件组,中游包括面板 采用了OLED显示屏,这给整个智能 手机板块带来强大的示范效应。而 LG、三星、华为、OPPO、TCL等国内 外电子产品厂商在2017年加紧布局 OLED ̄N关产业。除此之外,OLED在 制造、模组、驱动芯片等,下游包括各 类终端应用。 1.OLED上游 由于技术门槛高,OLED上游 产和三井化学株式会社则主要生产小 分子发光材料。 OLED材料 ̄OLED屏体产品总 成本的30%,而LCD产品中,材料占据 总成本的70%。在克H ̄OLED产品良 产业供应权基本掌握在海外厂商手 上,国内能实现规模量产的上游企 业不多。在设备制造领域,日本厂商 电视、汽车和航天、可穿戴设备以及工 业应用等方面依然有较大的增长潜 力,发展前景广阔。 唧Advanced Materials industry I ⅢsIBHT新一代显示OLED前景广阔,国 内国际机会众多。绝大部分的上游材 达到240亿美元,相较2016年同比增 长44.8%。IHS预测2021年OLED显示 I囤 板利润较液晶面板更为可观,同时 OLED屏体需求强势,各国显示企业 纷纷加大OLED投资布局。从全球 料配件如驱动I C、导电玻璃、封装玻 璃、有机材料、精密掩模板等都需要从 日本、韩国等国购买。相对来说,我国 国内厂商多集中于中下游面板、模组 等领域。 面板市场规模收益达到680亿美元。 随着企业纷纷意识NoLED面 AMOLED投资状况(表1)可知,目前 二.全球OLED显示面板产业  1现状及预测 l/删 丑 6 4 2 O 8 6 4 2 O 0 0 O O 0 O O 0 1.收益急剧增长,各国加大投资 ∞∞∞∞∞∞∞∞ 近年来,随着OLED技术不断走 向成熟,应用范围愈加广泛,OLED显 示产业出现急剧增长的形势,市场规 2008 2009 2010 20I1 2012 2013 20l4 20l5 2016 2017 2018 2019 2020 2021 模增速非常快。从OLED出货量市场 (图1)可知,2017年OLED显示屏收益 时间/年份 图1 OLED出货量市场预测 舳 0 0 ∞ 如 ∞ 如 加 m 0 O 0 O O 0 O 新剃料产业NO.02 201 8●目殂 匪 INSIGHT 全球有l8条已公布的柔性主动有机 年,韩国仍占据绝大多数市场份额,出 货量占97.2%,收益占98.9%。但是随 着中国和日本企业技术上的发展、大 量产可弯曲式OLED面板产品。国内 OLED企业相较El韩落后很多,和辉光 电、维信诺、京东方分别为30007d台、 2000 ̄台及1000万台,出货数量上远 发光二极管(AMOLED)生产线。韩国 面板企业三星将进行大幅度投资,产 能会不断提升。LGD也在投资发 力,计划在坡州建设6代生产线。我国 新型显示面板产业近年呈现良好发展 态势,产业规模持续扩大。OLED产业 幅度的投资,韩国的霸主地位也在渐 渐被削弱。预计2021年韩国企业销售 总额会达到580亿美元,中国大陆企 业会达到80亿美元,市场份额由2017 年占据0.8%猛增至11.9%。但是目 远少于三星,这正是国内企业需要加强 的地方。一方面,三星显示现阶段掌握 住了技术和市场的优势,另一方面,在 市场竞争激烈时,它可以将技术优势转 虽然处于发展起步期,但我国厂商的 新线建设速度很快,中国大陆京东方 成都生产线正式进入投产,同时正在 布局绵阳及重庆的量产线。天马微电 子股份有限公司(以下简称“天马”)的 前,中国OLED产业在出货量以及技 术和市场上均落后于韩国,因此未来 仍有很长一段路要走。 日韩企业继续发力,深度布局 化为价格优势。从2017年第一季度开 始,三星显示大幅降价,导致我国企业 出货量急剧下降,市场压力增大。 武汉生产线已经进入量产期。维信诺 也不甘落后,除在昆山已量产的G5.5 代线外,固安云谷生产线已于2017年 9)q底提前实现封顶,正在不断地加速 量产进程。目前,中国大陆显示面板 凭借多条高世代线建设,产能不断扩 0LED产业、扩大产能。作为OLED屏 幕最大的寡头,三星由于产能有限且 三星手机等产品的自用需求,对外供 三,OLEO有机材料发展情况 1.OLEO有机材料发展前景及市 场需求 (1)发展前景 应量有限,现在正逐步放宽供应链政 策。2017年出货量预计可以达到4.33 亿台,其中含柔性屏1.7亿台。三星 和LG分别关闭部分传统LCD面板生 OLED面板产线的加速发展无疑 将带动整条产业链的发展,由于大部 分OLED材料与LCD无法通用,上游 材料市场将是弹性最大的环节。有机 发光材料是O L E D面板的核心组成部 分,对整个0LED产业链的重要性不 言而喻,其在OLED中的面板成本占 比约为12%,是0LED产业链中技术 大,在多条产线建设和庞大下游市场 的多重作用下,中国大陆地区对全球 新型显示产业发展的影响力还将不断 加大,中国新型显示产业整体仍将保 持高速增长,产能有望在2020年位居 全球第1,OLED的投资已经陷入狂热 的竞赛之中。 产线,转向OLED面板生产线,日本 企业JDI也加大对0LED的布局。三 星计划在今后2年内针对中小OLED 面板进行10万亿~14万亿韩元的投 资,同时开始涉足大尺寸OLED电视 领域。LG在2015年宣布了包括中小尺 寸OLED、柔性0LED在内的约10万 亿韩元的投资计划,预计在2018年投 产。鸿海与夏普计划到2019年6F],投 壁垒最高的领域,其市场竞争小、毛 利率高。随着OLED面板出货量的不 断增加,规模效应下未来0LED上游 2.韩国独占鳌头,国内企业有压力 0LED面板生产的国家与地区 主要集中于韩国与中国大陆。从各 国OLED市场增速(表2)可知,2017 材料制造商的盈利将会维持较高水 平,将是各生产厂家实现创新和竞争 资2ooo4L日元布局0LED面板,规划 表2高速发展的OLED市场规模 出货量/百万片 fI 收益/百万美元 韩国 23 890 35984 44327 53234 58 309 出货面积/kin 韩国 l00l2 14620 l9952 23093 27244 韩国 中国大陆 El本 中国台湾 20l7 2018 2Ol9 2020 202l 48l 7l7 891 1 O58 l2l6 l1 4l 84 l51 248 0.1 3.3 6.8 l4 25 3.6 5.5 7.3 10 13 中国大陆 El本 中国台湾 194 968 2233 4645 8099 l6 l67 346 763 1323 58 88 lO5 195 271 中国大陆 日本 中国台湾 700 1 706 3493 6025 91l8 99 293 767 1 404 2090 69 102 l92 329 377 圜Advanced Materials Industry 的重点领域。OLED有机发光材料领 域未来发展空间一定非常广阔。 (2)市场需求 断。而高分子材料采用旋转涂覆或喷 国外厂商所垄断,OLED荧光材料专 利由出光兴产、Merck、LG、陶氏、德 山、斗山等海外公司所拥有,小分子 涂印届虹艺,主要为欧美厂商主营业 务,但因寿命和喷墨打印工艺尚未成 根据UBI Research对OLED有机 发光材料预测的数据(表3),2017年 OLED发光材料市值为9.5亿美元,考 熟,迟迟未实现产业化应用。目前,绿 色和红色磷光材料的寿命已有显著 突破,绿光材料的主要供应商为三星 SD I、默克公司。红光材料的主要供应 商为陶氏化学,足可以满足智能手机 面板的应用。但是蓝光材料的寿命相 较之下依然较短,由日本出光兴产所 供应,其也是OLED电子传输材料的 主要供应商。 国内OLED有机材料产品主要是 磷光0LED染料由美国U D C公司拥 有。第3代超敏荧光材料(TADF)技术 刚刚起步,目前日本九州大学及旗下 的日本Kyulux公司和德国Cynora技 术走得相对靠前。 虑到当前发光材料每克价格有所下 降,有些材料会进行循环利用,预计 2021年发光材料市场总量达到30亿 我国平板显示产业的专利布局 仍处于起步阶段,国内OLED材料企 业技术积累薄弱,无核心专利拳头产 品,大多以仿制为主,或选择技术含量 低的中间体和单体粗品。因此,OLED 美元。随着OLED技术发展,各国发光 材料销售量均逐年上升。由于韩国目 前占据OLED绝大部分市场,所以韩 国市场的OLED发光材料市场最为广 阔,但可以看出,中国的市场发展最为 迅速,预计2021年将达到7亿美元,同 技术含量低的中间体和单体粗品,高 纯度升华品较少,仅有北京鼎材科技 中间体的生产主要集中在中国大 陆,0LED中间体由国内厂商销售给 国外0LED终端材料厂商,其被升华 提纯后用于OLED面板生产。 此外,国内OLED材料企业大多 缺乏量产配套经验,品质管控手段尚 未健全,产品品质较原厂产品品质差 比增长28.2%。对于应用进行分析,智 能手机目前占据最大用户市场,但可 以看到2021年OLED电视市场将大幅 提升。随着OLED电视的扩展,发光材 有限公司(以下简称“鼎材科技”)、广 东阿格蕾雅光电材料有限公司和吉林 奥来德光电材料股份有限公司等几家 厂商进行生产。但是鉴于0LED在中 料市场也将会有大幅增长。 国市场的发展前景,相信在0LED有 机材料上具备技术优势以及布局的国 内OLED材料企业将有望实现破局。 2。OLED有机材料发展现状 目前全球0LED有机材料的供 应权基本掌握在海外厂商手中,国内 能实现高质量、大规模量产的厂商很 少。有机发光材料分为小分子材料与 高分子材料。小分子材料主要采用真 异较大。国内OLED材料企业缺乏器 件设计应用经验,不能准确高效地向 面板客户推荐或提供满足屏体性能要 求的材料产品及器件方案,这也是国 3.国内OLED有机材料困局和挑战 全球OLED有机材料供应目前 主要由海外厂商供应的最大原因是 国外实行专利保护,国内难以自主创 内OLED材料企业所面临的问题。 但基于国内面板厂商降低成本的 需要,终端材料的本土化也将是大势 空热蒸发工艺,主要为日韩厂商所垄 新。0LED有机材料专利布局基本被 表3 OLED有机发光材料市场预测 新脚料产业NO.02 201 8●目囝 豳Advanced Materials Indust ̄ ,J 0仃、 瞬息, , 技术 1 l析。找 ()I 1 【) 游 、Il,J、 i发抓 饥遄,JJ 『】夫研发投人,找刮刈 i,做 立rjI^J贞,l}J跟进(f J jI 1 笆 J ,1 地通过创瓤 镟“{世 川化旧 的 J I^,Ihj旧外{叶 :}J’商的擘断地f 发 起挑战。 一一一一一一一 一测 一一一一一一 一一~ 

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