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新时代,我国OLED产业开启新征程

2018-04-23余雪松

新材料产业 2018年1期
关键词:显示屏柔性面板

余雪松

2017年10月24日,中国共产党第十九次全国代表大会胜利闭幕,习近平总书记在党的十九大报告中指出,中国特色社会主义进入了新时代。2天之后,京东方(BOE)宣布位于成都的第6代柔性主动有机发光二极管(AMOLED)显示面板生产线提前实现量产,成为全球第2家实现柔性AMOLED显示面板量产的公司,打破韩国三星显示有限公司(以下简称“三星显示”)在这一领域的垄断。在中国特色社会主义新时代,我国有机发光二极管(OLED)显示产业开启了全新征程,加快推动显示强国建设。

一、过去5年,我国OLED显示产业实现飞速发展

1.全球OLED显示产业发展情况

(1)产业规模快速增长

在三星显示的大力推动下,AMOLED显示屏在智能手机尤其是高端智能手机中的渗透率迅速提高,目前华为、OPPO、vivo、小米等国内主流手机厂商均推出了采用AMOLED显示屏的手机产品。2017年9月,苹果发布的iPhone X也首次采用了AMOLED显示屏,将进一步刺激OLED显示产业增长。在智能手机的带动下,2016年全球OLED显示屏出货量达到4.3亿片,同比增长45%,其中仅手机用AMOLED显示屏出货量就达到3.7亿片。2016年全球OLED显示市场规模约180亿美元,同比增长约40%。

(2)AMOLED主导产业发展格局

OLED顯示技术包括被动式有机电激发光二极管(PMOLED)和AMOLED。凭借发光效率高、响应速度快、分辨率高、耗电量低等优点,AMOLED显示受到了市场青睐。技术快速迭代,发光材料由荧光向磷光到第3代的热活化延迟荧光(TADF)材料,像素密度由2010年232 ppi增长至2016年805 ppi,量产技术逐渐成熟。各种新产品相继涌现并投入市场,从最初的手机显示屏到后来的电视显示屏,现在更多的是曲面显示屏、柔性显示屏、透明显示屏等。曲面AMOLED占据了OLED显示市场的主流,并引领了新型显示产业发展潮流。自2009年,AMOLED显示市场规模超过PMOLED之后,其优势不断扩大,到2016年AMOLED占OLED显示市场的比例高达97%。而全球PMOLED生产企业由高峰的21家企业降至2016年的不足10家。

(3)韩国领先地位暂难撼动

凭借其在OLED显示技术上的长期积累以及终端产品上的自我大力推动,三星显示和LG显示器公司(以下简称“LG显示”)的OLED显示产品分别占据了智能手机OLED显示屏和OLED电视市场的绝对份额,这也说明韩国在OLED显示产业方面领先其他国家和地区一大步,这种领先优势在过去5年基本上没有发展变化。2016年,韩国占全球OLED显示市场的份额超过95%。尽管中国(包括中国台湾)、日本积极加快技术研发投入和生产线建设,但三星显示和LG显示同样积极扩产,韩国在OLED显示市场的领先地位暂时还不会发生较大变化。

(4)OLED军备竞赛全面启动

随着AMOLED显示技术不断进步,其在智能手机、彩电、智能穿戴设备、VR设备等终端产品的渗透率持续提升,市场前景广阔。为了把握显示技术发展趋势、抢占产业主导权,中国(包括中国台湾地区)、日本、韩国等国家骨干企业加大投资力度,积极建设AMOLED显示生产线,引发了全球OLED显示产业一轮投资热潮。据不完全统计,从2016年开始,包括京东方、深圳市华星光电技术有限公司(以下简称“华星光电”)、信利(惠州)智能显示有限公司(以下简称“信利”)、天马微电子股份有限公司(以下简称“天马”)、深圳市柔宇科技有限公司(以下简称 “柔宇”)、上海和辉光电有限公司(以下简称“和辉光电”)、维信诺、Sharp Corporation(以下简称“夏普”)、Japan Display Inc.(以下简称“JDI”)、三星显示和LG显示等企业共投资建设了15条AMOLED生产线,还不算计划投资项目。预计到2020年,全球OLED显示产能将是2016年的10倍以上。

2.我国OLED显示产业发展情况

(1)创新能力显著提升

过去5年,我国OLED领军企业强化创新驱动,加大研发投入,陆续推出了多项创新产品和新技术,超大尺寸、超高分辨率、窄边框、透明显示等技术达到世界先进水平。维信诺成功研发出全球首款3 mm弯曲半径180度对折柔性AMOLED显示器,京东方研发出厚度仅为0.24 mm、弯曲半径仅为5 mm的7.8英寸柔性可折叠显示屏,创维集团有限公司联合京东方、深圳市海思半导体有限公司发布首台中国自主研发OLED电视。2017年,经国家发改委批准,由华星光电牵头联合华南理工大学、中山大学、中国科学院长春应用化学研究所参与共建的“AMOLED工艺技术国家工程实验室”正式成立,这是目前国内唯一一个AMOLED显示领域的国家工程实验室。广东省印刷及柔性显示创新中心于2017年1月正式成立,其升级为国家创新中心建设方案在11月通过了工业和信息化部科技司的评审。

(2)AMOLED显示面板开始放量

2008年自主设计的首条PMOLED生产线在昆山建成投产,实现了我国OLED显示产业从无到有的跨越。截至2016年底,我国已经投产的OLED生产线包括3条PMOLED生产线、3条5.5代AMOLED线,另外还有2条4.5代AMOLED线进入量产阶段,我国 AMOLED显示面板产能已经达到了20万m2/a,全球占比不足2.5%。2016年,我国AMOLED面板出货量总计达到600万片。其中,和辉光电的AMOLED手机面板出货量就超过了300万片,国内首家实现百万片出货规模。同时,昆山国显光电有限公司、天马的AMOLED显示屏顺利进入品牌手机供应链。随着众多AMOLED产线在未来2年之内相继投产,到2019年我国AMOLED显示面板产能有望增长至460万m2/a,全球占比将提升至15%左右。

(3)柔性显示成为新一轮产线布局重点

自2016年以来,我国掀起了一轮AMOLED产线建设高潮,投资规模显著增长。京东方、天马、和辉光电、维信诺、华星光电、柔宇、信利等骨干企业先后在全国多地布局AMOLED生产线,如表1所示。在这一轮AMOLED产线布局中,柔性显示成为重点,表1中除了信利尚在计划中的6代线之外,其余6条6代线AMOLED显示面板生产线均为柔性生产线。2017年10月26日,京东方成都6代柔性AMOLED生产线实现量产,这是我国第1条、全球第2条量产的全柔性AMOLED生产线,突破了韩国三星显示的垄断地位。另外,我国还主导制定了“IEC 62715-6-2柔性显示器件环境试验方法”国际标准,极大地提升了我国在柔性显示领域的国际影响力。

(4)政策支持力度持续加强

作为液晶显示(LCD)之后的新一代显示技术,OLED显示技术发展备受国家重视,获得了从研发到产业化等多方面的政策支持。从2006年开始,我国出台了一系列支持OLED显示产业发展的政策文件。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“开发有机发光显示技术,建立平板显示材料与器件产业链”列为优先主题。国家“973”计划、“863”计划也分别从基础研究、器件研究及产业化方面给予了OLED显示连续支持。《2010-2012年平板顯示产业发展规划》、《新型显示科技发展“十二五”专项规划》、《2014-2016年新型显示产业创新发展行动计划》等专项规划更是着力推动OLED显示器件研发以及产业化。《关于新型显示器件生产企业进口物资税收政策的通知》从2009年开始连续多年对OLED显示面板生产企业给予进口税收减免优惠政策。OLED被列为“十三五”国家重点项目,“战略性先进电子材料专项”明确提出要进一步推动柔性AMOLED显示技术及其关键材料的研发。2016年5月,《国家发展改革委工业和信息化部关于实施制造业升级改造重大工程包的通知》明确提出“重点发展……有机发光半导体显示(AMOLED)等新一代显示量产技术”。2017年7月,国家发改委、工业和信息化部表示正在着手制定《新型显示产业超越发展三年行动计划(2018-2020年)》,将进一步加大对OLED显示产业的支持力度。详见表2所示。

(5)产业配套能力稳步提升

在国家政策大力支持下,在OLED显示面板生产线逐步量产的带动下,通过产业链上下游企业的共同努力,我国OLED显示产业配套能力逐步增强。在维信诺的积极推动下,我国PMOLED显示用材料和设备的国产化率从2009年的20%提升至2016年的95%以上。随着深圳市大富科技股份有限公司、西安瑞联新材料股份有限公司、吉林奥来德光电材料股份有限公司、北京阿格蕾雅科技发展有限公司、浙江永太科技股份有限公司、常州强力电子新材料股份有限公司等配套企业在金属掩膜板、电子材料、有机发光材料等领域的快速崛起。2016年我国AMOLED显示用原材料的国产化率达到了30%,关键设备的国产化率为15%。需要指出的是,已实现国产化的设备多为配套辅助设备及客户委托定制开发的非关键工艺设备,大型基础工艺装备仍然100%依赖进口。

二、新时代,我国OLED显示产业面临新机遇新挑战

显示技术的每一次进步,不仅会引发产业革命,还会改变人们的生活方式。回首过去30年,从CRT电视到液晶电视,从台式电脑到笔记本电脑再到平板电脑,从大哥大到手机再到智能手机,显示技术的进步在其中发挥了巨大的推动作用。当前,全球新型显示产业正处于新的发展阶段:以可穿戴设备、VR/AR等为代表新型智能终端产品不断涌现,对显示产品提出了柔性化、便携化方向等新的要求;AMOLED、量子点、激光显示、柔性显示等新兴技术快速发展。这些都为我国OLED显示产业带来了新机遇、提出了新挑战。

1.下游市场需求旺盛,OLED产业前景可期

OLED显示尤其是AMOLED显示具有柔性、轻薄、像素高、能耗低等特点,被视为下一代显示的主流技术,已经被广泛用于手机、彩电等领域。随着生产技术不断成熟和规模不断扩大,尤其是柔性AMOLED显示技术实现根本性突破之后,AMOLED显示产品有望在手机、智能可穿戴设备、AR/VR设备等下游终端产品开拓更大的市场空间(详见表3)。保守估计,到2020年全球AMOLED显示面板出货量将接近9亿片,市场规模接近500亿美元。

OLED显示面板市场需求提升主要来自2方面。一是对现有部分LCD面板的替代,重点是智能手机。三星显示一直是OLED显示面板的推动者,而另一大智能手机巨头苹果也从2017年发布的iPhone X采用了OLED显示屏并且是全面屏,我国华为、小米、OPPO、vivo等骨干手机品牌也推出了OLED显示屏的产品,但均受限于AMOLED显示屏供给能力(三星显示占据了95%的AMOLED市场)。随着我国京东方、和辉光电等企业开始放量,加上苹果的带动作用,AMOLED显示屏在智能手机市场的渗透率将显著提升。二是OLED显示面板凭借其优秀的理化特性,是智能穿戴、AR/VR近眼设备等新兴电子产品的首选。

2.技术路线未定型,后来者有望弯道超车

近年来,AMOLED显示技术飞速进步,产业化取得了显著成效,基本形成2大技术路线(图2):一是低温多晶硅(LPTS)背板+蒸镀+RGB OLED,主要生产中小尺寸AMOLED显示屏,以三星显示、京东方、和辉光电等企业为代表;二是氧化物(Oxide)背板+白光有机发光二极管(WOLED)+彩色滤光膜,主要生产大尺寸AMOLED显示屏,以LG显示为代表。2大技术路线均采用真空蒸镀方法,工艺非常复杂,制造精密度要求很高。因此,不仅生产成本高、良率低,更主要的是无法大面积制备。LG显示的WOLED+彩色滤光膜(CF)尽管实现量产,但与LCD相比无成本优势,还存在透光率低、寿命短等问题。

当前,中小尺寸AMOLED主流技术路线已经基本明晰,量产水平稳步提升,但是在大尺寸AMOLED方面,技术路线仍然存在一定的不确定性,为我国提供了追赶、超越的空间。印刷显示技术(含喷墨打印技术)被认为是解决OLED高成本和实现大面积制造的有效途径,具有广阔的发展前景,尤其适用于柔性显示面板制造。但印刷显示技术还面临重重困难,需要从显示材料、器件、装备到制造技术全产业链实现根本性突破。我国正在加大对印刷显示技术的支持力度,国家重点科技计划“战略性先进电子材料”第一批项目中就将印刷显示列入其中,广东省印刷及柔性显示创新中心将重点突破印刷显示的前沿、共性技术。

3.核心技术掌控不足,关键材料和设备依赖进口

我国大部分AMOLED产线尚处于在建阶段,已经投产的AMOLED产线仍处于爬坡阶段。与韩国相比,我国企业在AMOLED生产线设计、建设、调试、运营及技术人员培养等方面需要不断摸索,量产良率还需进一步提升,图2展示了中国和韩国OLED显示产业发展历程。在背板工艺、蒸镀/封装、高分辨、触控一体化、薄化、低功耗、柔性模组封装等AMOLED显示的关键核心技术研发方面,我国企业与业界先进水平仍有较大差距。

同时,我国AMOLED显示产业起步不久,国内配套企业加快追赶步伐,在OLED蒸镀用金属掩模板、光罩掩模板、玻璃基板等方面取得突破,距离产业化还有一定距离,部分关键原材料如驱动IC、导电玻璃、封装玻璃、有机材料基本依赖进口,关键设备以及整套设备的系统化技术等也都掌握在国外企业手中。

由于我国AMOLED显示产业起步较晚,知识产权布局不完善。而韩国三星显示、LG显示早早就开始在全球开展专利布局,日本出光兴产株式会社、Merck、Universal Display Corporation(UDC)等日美欧企业拥有关键材料的专利,一旦我国AMOLED显示产业快速崛起,大批量使用国产配套产品,专利问题将会随之出现。

三、新征程,我国OLED显示产业“扩量”“提质”并举

党的十九大报告指出,中国特色社会主义进入了新时代,我国社会主要矛盾已转化为“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”,并提出我国产业要“迈向全球价值链中高端”。根据总书记的要求,在中国特色社会主义新时代,我国OLED显示产业要开启新征程,强化创新驱动,以满足人民日益增长的多样化、个性化显示需求为宗旨,“扩量”“提质”并举,加快实现规模化供给能力,不断提升产业配套水平,逐步完善生态体系,打造战略引领地位、全球领先水平的AMOLED显示集群,抢占全球显示产业制高点。

1.加强行业统筹规划,加快推进产业化步伐

一是工业和信息化部会同有关部门研究制定新型显示产业新3年行动计划,加大对OLED显示产业的政策支持力度,加强产业规划和协调发展,统筹考虑,避免盲目投资,防范结构性产能过剩。二是加大对龙头企业的扶持力度,集中支持有自主知识产权、良好技术基础、规模化生产能力的骨干企业,对生产线建设和产业链构建加强指导,加快推动AMOLED产线形成量产能力。三是发挥市场配置资源决定性作用,采取政府协调与市场化投资相结合的办法,调动各方资源,与地方政府共同投资支持OLED显示企业的发展,带动社会投资的跟进,通过集中优势资源支持具有自主创新能力和能参与国际竞争的龙头企业。

2.提高自主创新能力,攻克产业核心技术

一是积极推动成立国家级OLED显示创新中心建设,支持建立省级创新中心,打造共性技术研发平台,逐步建立以企业为主导、产学研用相结合的自主创新体系,加快重大科技成果的产业化进程。二是积极支持AMOLED、柔性显示等重点产品研发和产业化,突破背板、蒸镀、封装等关键生产工艺,加强知识产权布局,逐步形成自主知识产权的核心技术体系。三是加强国际合作,积极引进吸收国际先进AMOLED显示技术,鼓励国内企业通过合作、并购、参股等方式提高对关键技术的掌握能力。

3.突破核心材料和设备,提升产业配套能力

一是鼓励产业链上下游企业积极开展关键共性技术联合开发,建立相应的利益(或成果)协调机制,明确解决关键技术联合开发过程中可能产生的各种利益冲突的方式,保障各企业在知识创新活动中能够合理、公平地履行其义务并获得其利益,促进联合开发创新的稳定、持续开展。减少重复投入,集中力量实现核心技术突破。二是统筹国家重点研发计划、工业强基等手段,积极支持并推动有机发光材料、掩膜板、蒸镀设备等关键材料和设备研发和产业化,不断完善OLED显示产业链建设,提升本地配套能力。三是支持面板生产企业设置专门推进本土配套产业链的部门,鼓励面板企业和配套企业加强合作,通过OLED产业联盟和工作组等平台,推进配套发展;以论坛、座谈、技术交流等手段,上下游企业间开展合作并联合研究,形成良性互动。

4.建設公共服务体系,优化产业发展环境

一是建立健全我国OLED显示行业组织,指导行业学协会做好服务工作,积极推动行业上下游企业加强交流与协作。二是加强国际交流和合作,优化产业发展环境,完善进出口税收政策,在保护我国本土企业健康发展的同时推动企业走出去参与国际竞争。三是提升行业风险防范意识,密切关注全球OLED显示产业专利态势,加强行业专利和知识产权宣传力度。加强标准体系建设,完善我国OLED显示产业标准体系,积极主导参与国际标准制定。

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