新材料研習社原創報導,2020年8月11日,小米召開十周年發布會,小米旗下至今為止最貴的電視產品—小米透明電視出盡風頭。其實早在2015年索尼與三星就已經在展覽會上介紹了小尺寸的透明電視,但是今天小米透明電視的首次量產讓我們看到了中國屏幕產業的崛起。
01 OLED簡介
小米透明電視的核心秘密在於其由LGD提供的透明OLED屏幕,1979年美籍華裔教授鄧青雲在實驗室中發現了有機發光二極體(organic Light—Emitting Djode,OLED),即某種有機材料在電場作用下,通過載流子注入和複合導致發光的現象,這是一種將電能通過有機發光材料轉化成光能的技術,包括無源驅動型OLED(PMOLED)和有源驅動型OLED(AMOLED),是繼CRT、LCD之後的新一代顯示技術,被稱為「夢幻般」的顯示技術。
構成OLED的材料主要是有機物,根據有機物的種類可劃分為小分子和高分子有機物。這兩類器件的主要差別在製作工藝上,小分子器件主要採用的是真空熱蒸發工藝,高分子器件採用的是旋轉塗覆或者是噴塗印刷工藝。
小分子材料生產主要以日系廠商為主,包括日本出光興產、新日鐵化學、東洋油墨、東麗、三菱化學,美國Kodak、UDC,韓國德山、鬥山等。
高分子材料生產主要以歐美廠商為主,英國劍橋顯示、德國Merck、美國杜邦、陶氏化學、飛利浦、西門子及日本住友化學等。
02 OLED發展現狀
隨著OLED技術發展、成本改善和產能建設等的逐步推進,OLED市場高速增長,根據統計數據,2018年全球OLED市場規模為265億美元,同比增長8.08%,2019年市場進一步提速,實現19%增長至304億美元。預計到2023年,全球OLED面板收入將能夠增長至462億美元。
根據國際數據調研機構DSCC統計及預測,2020年全球OLED出貨面積增速將能達到頂峰,單位出貨量將由2019年的約8億塊增長至10.26億塊,同比增長27%。在面板產能向大陸轉移趨勢下,國產面板廠商實現快速發展,據最新數據,京東方已經成為2019年全球智慧型手機面板出貨量最高的廠商,在AMOLED的出貨量也位列全球第二。此外維信諾、天馬也發展迅猛,出貨量分別位於第五和第六。
03 OLED材料
OLED材料結構為多層複合結構,中間是發光層材料,兩側分別為電子注入層、電子傳輸層、空穴傳輸層、空穴注入層,最外層是電極材料,其中有機發光層材料和傳輸層材料為OLED的核心材料。
發光層材料是OLED器件中最為關鍵的材料。它的發展可以分為三代,
第一代是以三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)為代表的螢光材料,專利權由柯達公司掌握,由於其能量利用效率低(<25%),正逐漸被替代。
第二代是磷光材料,以銥(Ir)或鉑(Pt)配合物為代表,專利權由美國UDC公司掌握,可將單臺的激發狀態轉換到三重態,效率接近100%,主要缺點是成本高,藍色磷光材料壽命短。
第三代材料熱活化延遲螢光材料(TADF)起步較晚,目前處於研發階段。
發光材料分為藍光、紅光、綠光,目前藍光主要使用第一代螢光,紅光、綠光用第二代磷光。
紅色發光材料領域,目前陶氏化學佔據約74%市場份額;
藍色發光材料領域,出光興產佔據65%市場份額;
綠色發光材料領域,三星SDI佔據50%市場份額,新日鐵化學佔據20%市場份額,德國默克佔據20%市場份額。
國內OLED材料生產
OLED材料的生產步驟為:化學原料→中間體→單體粗品→升華品→終端應用。
國內OLED材料總體處於起步階段,在產業鏈中主要參與OLED中間體和單體粗品生產,單體成品(升華品)面臨專利和技術門檻。
04 OLED上中遊材料生產企業
如下圖所示,目前國內的OLED上中遊材料的主要生產企業有:奧萊德、阿格蕾雅、寧波盧米藍、江西冠能、北京鼎材等。此外,已經開始推出第三代TADF材料產業鏈的企業有萬潤股份、濮陽惠成、維信諾、鼎材科技等。
維信諾
維信諾成立於2001年,是中國大陸第一家OLED產品供應商。前身是清華大學有機發光顯示器(Organic Light Emitting Display)項目組,是集OLED自主研發、規模生產、市場銷售於一體的高科技企業。
2018年公司實現營收17.78億,同比增長5504.44%,淨利潤3463.95萬元,同比增長125.95%。2019年實現營收27.02億元,同比增長52%,淨利潤6512萬元,同比增長88%。
透明屏幕方面,維信諾InV see屏下攝像解決方案是全球首個達到量產應用級別的屏下攝像解決方案。該方案通過開發應用新透明OLED器件、新型驅動電路和像素結構,導入高透明新材料,實現「真全面屏」。同時,該方案採用全新的製程和封裝方式,突破了量產工藝瓶頸,已經實現批量交付。
京東方
京東方科技集團股份有限公司(BOE)創立於1993年4月,是一家為信息交互和人類健康提供智慧埠產品和專業服務的物聯網公司。核心事業包括埠器件、智慧物聯和智慧醫工。2019年京東方液晶顯示屏在智慧型手機、平板電腦、筆記本電腦、顯示器、電視五大領域市佔率均位列全球第一。
其OLED顯示屏2019年出貨量是上年同期的7倍,柔性OLED在國內以86.7%的市佔率居首位。早在2017年,京東方就初步研製出了採用透明顯示屏幕,屏幕尺寸達43寸,解析度達到1080p的透明冰箱,其採用的透明屏幕也是完全自研產品。
然而良品率低是制約京東方OLED產品發展一大束縛,最主要的原因就是蒸鍍技術的不完善,而上遊蒸鍍設備供應不足也是主要原因之一。之前三星和LG增建產線幾乎買斷了相關蒸鍍設備,近幾年京東方也成為Canon Tokki為數不多的客戶之一。
此外,早在2009年京東方就與合肥合力建立了合肥鑫晟光電科技公司,這家公司的重心就是在蒸鍍設備的創新上,目前該公司所申請的蒸鍍技術專利已經公開,相信未來京東方的蒸鍍設備將不再依賴日韓企業。截至2019年11月維信諾崑山5.5代線綜合良率達90%,固安6代線也達70%。
目前來說,三星仍然佔據OLED屏幕98%的出貨量,其產品性能也備受國際認可。在中國品牌出海之前,我們應該清楚地認識到,目前國內公司面對的是本土來自國際品牌的市場擠壓,這不僅僅來源於中國屏幕行業較晚的起步,在尖端技術更新與產業鏈完善方面,企業、政府、高校研究機構均任重而道遠。
文章來源:新材料研習社 關注公眾號了解更多資訊