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OLED材料深度报告:膜材料行业将迎来发展大机遇

作者:阿仁 日期:2016-8-5 1:51:26 信息来源:

  观点

  1、柔性是OLED的杀手锏,可卷曲是OLED的终极形态

  与LCD相比,OLED的杀手锏为柔性,LCD的液晶形态决定了其做成柔性的可能性很小。而柔性又是可穿戴设备、VR等新兴显示的关键需求,并且柔性还可带来显示方式革命性的变化,所以OLED取代LCD已是大势所趋,而OLED显示也将沿着曲面可折叠可卷曲的方向前进。

  2、膜材料是实现柔性的关键因素之一,将有大机遇

  有机发光材料和薄膜为OLED实现柔性的两个关键材料,我们在OLED材料深度报告之一《OLED材料:行业爆发在即》中已经专门研究过发光和传输材料,本篇报告将专注于研究薄膜材料。此处的薄膜主要指基板和阻隔膜,相应的薄膜及其基材和镀膜材料(靶材)都将有巨大的机遇。

  3、阻隔膜受益最大

  由于OLED有机材料对水和氧气敏感,遇水或遇氧容易发生反应而失效,所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能,尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现,也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材,在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比,柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量,受益最大。

  4、聚酰亚胺(PI)材料有望崛起

  柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片,由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT(根据发射方式不同而有所区别)材料,所以基材一般为耐高温的聚合物,现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺(PI)材料。

  5、靶材企业占据有利地位

  靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,由于薄膜都会面临改性的问题,例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度等,这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现,相应的靶材需求量就会大幅增加。

  1

  柔性是OLED的杀手锏,可卷曲是OLED的终极形态

  小分子OLED和有源驱动型(AMOLED)前景广阔

  OLED(OrganicLight-EmittingDiode)中文名称为有机发光二极管,由美籍华裔教授邓青云在实验室中发现,与LCD需要外光源不同,OLED具有自发光的特性,不需要外加光源,所以具有柔性、轻薄、省电、可视角度大等优点,其应用领域不断扩大,大有取代LCD之势。

  根据使用有机功能材料的不同,OLED器件可以分为两大类:小分子器件和高分子器件。小分子OLED技术发展得较早(1987年),而且技术已经达到商业化生产水平。高分子OLED又被称为PLED(PolymerLED),其发展始于1990年,由于聚合物可以采用旋涂、喷墨印刷等方法制备薄膜,从而有可能大大降低器件生产成本,但目前该技术远未成熟。

  根据驱动方式的不同,OLED器件也可以分为无源驱动型(PassiveMatrix,PM,亦称被动驱动,PMOLED)和有源驱动型(ActiveMatrix,AM,亦称主动驱动,AMOLED)两种。无源驱动型不采用薄膜晶体管(TFT,ThinFilmTransistor)基板,一般适用于中小尺寸显示;有源驱动型则采用TFT基板,适用于中大尺寸显示,特别是大尺寸全彩色动态图像显示。目前,无源驱动型OLED技术已经比较成熟,商业化的产品绝大部分是无源驱动型。

  柔性是OLED的杀手锏

  OLED显示技术之所以倍受关注,是因为它作为显示器件有着很多优点:

  (1)显示效果出众。OLED具有自发光特性,不需要背光源,在对比度、亮度方面有着无可比拟的优势,它不存在视角和响应时间的问题,可轻松实现真彩色高分辨率显示,而且随着材料技术的不断发展,OLED显示器在图像表现上的潜力将无法估量。

  (2)实现软屏化。由于OLED器件的核心层厚度很薄,甚至可以小于1毫米,并且可以呈现各种各样的弯曲形状,因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。如果将有机层蒸镀或涂在塑料基衬上,就可以实现软屏,使可折叠电视、电脑的制造成为可能。可以预见在不久的将来,电视可以像一张纸一样挂在墙壁上,不用时像布一样叠起来,随意携带。

  (3)屏幕微型化、巨型化。小分子OLED可以制作出小于1英寸的屏幕,使显示屏幕微型化。高分子OLED(PLED)则在超大尺寸、低成本上占有更大的技术优势。小分子材料的分子量一般在数百左右,而高分子则在数万至数百万之间,因此,高分子材料有良好的热稳定性与机械性质,可以使材料完美地均匀分布于超大面积基板上。由于PLED可采用喷墨式的制造工艺,只要喷印技术和面板尺寸许可,显示器尺寸之大将让现有的显示器望尘莫及,实现巨型化的高清晰显示。

  (4)环境适应能力强。OLED显示技术具有全固态特性,无真空腔,无液态成分。因此它的机械性能好,抗震性强,温度适应能力也很强,在-40℃~80℃范围内都可正常工作,大大超过了其它显示器件,因此在军事,航天领域将大有作为。

  (5)环保、省电。同样是自发光,和CRT、PDP、LCD相比,OLED具有低压驱动和低功耗特性,驱动电压在10V以下,且更加省电。高分子PLED有着更低的驱动电压(3V~4V),其功耗更低。

  (6)更低的生产成本。OLED技术的构成简单,无需背光单元,基板选择面广,材料和工艺方面的要求比LCD低近1/3。

  但是与LCD相比,OLED最关键的优势还是柔性。OLED发光层和传输层均为有机层,只要基板和盖板为可弯曲的材料,OLED面板就可以实现柔性。而LCD实现柔性的难度非常大,其一,LCD具有背光模组,这些发光器件本身厚度较大,且需要保证各像素点亮度一致,要实现弯曲的难度极大;其二,LCD含有液晶层,正常显示时需要液晶层的高度保持一致,但液晶本身为液体,如果LCD弯曲将会导致液晶层高度的不一致,使显示效果打折扣,这些都大幅增加了LCD实现弯曲的难度。

  新兴需求需要柔性

  与LCD相比,OLED具有众多优点,但也有寿命短、成本高等缺点,但我们认为,OLED的柔性和广视角特征将使它更能适应未来多应用场景的需求,一个重要的领域为未来可能大爆发的虚拟现实(VR)行业,三星已向Facebook旗下厂商Oculus提供OLED显示屏,这是对OLED显示屏强有力的认可。据悉,很多VR头盔制造商(包括Oculus公司、HTC、索尼等)都采用低余晖OLED屏,而不是LCD屏。

  另一个有可能引起OLED行业大发展的是智能手机,使用OLED可使智能手机做的更薄、更轻、可折叠,目前三星、诺基亚、HTC、华为、OPPO均有采用OLED显示屏的手机,市场一直有传闻苹果手机可能会使用OLED显示屏,我们认为随着OLED良率的提高,其成本不断下降,而柔性、省电、对比度高、视角广的优势极有可能让苹果公司采用OLED显示屏作为新的卖点。

  同时,柔性显示将会带来显示形态的革命。柔性显示大大拓展了显示的空间形态,有望创造出巨大的新增需求。例如OLED柔性显示可以用于飞机内部,形成透明飞机的效果,在旅游领域前景广阔;三星也曾推出柔性手机概念,柔性手机从外表上看就是一只笔,需要时拉出屏幕就是手机。未来,随着显示屏实现柔性,人们可以发挥想象空间,创造出更多的显示应用。

  柔性显示的最终形态为可卷曲

  当前OLED柔性显示的初级形态为曲面,即屏幕保持固定的曲面角度,屏幕表面一般采用3D玻璃盖板。曲面屏已经初步显示了OLED柔性的威力,为手机屏幕的外观的创新提供了良好基础。下一步,OLED面板可做成可折叠的形式,这样会使现有手机的屏幕面积翻倍,这就需要将折叠部分的盖板和基板材料变为可折叠的。最终,OLED可做成可卷曲的形式,像纸一样,可卷曲的特性将会大大拓展OLED屏的应用场景,它将是OLED显示发展的最终形态。

  2、膜材料行业是实现柔性的关键,将大有机遇

  OLED产业链有望崛起

  整个OLED产业可以分为上中下游三个生产阶段,上游为设备制造、材料制造与零件组装,中游为OLED面板制造、面板组装、模组组装,下游为显示终端及其他应用领域,并且包含一些分支产业例如销售端和研发端。

  OLED的快速发展将带动整个OLED产业链的快速扩张,包括制造设备、材料、组装等产业链都将孕育巨大的机遇。大部分OLED材料与LCD无法通用,所以OLED上游材料领域的市场机遇更大。在我们发布的深度报告《OLED材料:行业爆发在即》,我们已经研究了上游传输层材料和发光层材料。本报告将重点研究对OLED实现柔性同样关键的薄膜及其相关材料。

  膜材料是实现柔性的关键

  传统OLED封装中,一般采用玻璃基板和玻璃盖板,由于玻璃难以弯曲,传统OLED显示屏无法实现折叠和可卷曲的功能。如果要实现柔性的OLED显示,基板和盖板均需要更换为柔性材料(一般为聚合物),所以柔性聚合物膜材料是OLED显示面板实现柔性的关键。

  薄膜及对应的基材和靶材最受益

  阻隔膜受益最大。由于OLED有机材料对水和氧气敏感,遇水或遇氧容易发生反应而失效,所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能,尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现,也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材,在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比,柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量,受益最大。

  聚酰亚胺(PI)材料有望崛起。柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片,由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT(根据发射方式不同而有所区别)材料,所以基材一般为耐高温的聚合物,现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺(PI)材料。

  靶材企业占据有利地位,靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,由于薄膜都会面临改性的问题,例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度等,这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现,相应的靶材需求量就会大幅增加。

  3、阻隔膜受益最大

  由于OLED有机材料对水和氧气敏感,遇水或遇氧容易发生反应而失效,所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能,尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现,也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材,在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比,柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量,受益最大。

  国内从事显示膜业务的上市公司中,做触控上面ITO导电膜的企业较多,但真正做封装阻隔膜的企业非常少,目前有一些企业正在进行送样测试。封装阻隔膜暂时还处于爆发的前夕,但未来封装材料柔性化是大势所趋,封装阻隔膜后续增长空间巨大。如下为与OLED显示膜相关的上市公司。

  与OLED显示膜相关的上市公司

  万顺股份:从事环保包装材料、高精度铝箔、功能性薄膜三大业务,是国内包装材料行业中具有领先优势的龙头企业。导电膜生产项目是公司经营结构全面升级的重要战略部署,公司于2012年正式成立光电薄膜分公司,全力打造国内最大导电膜生产基地,大力推进公司在功能性薄膜领域的发展,公司生产的ITO导电膜已正式通过联想、酷派等品牌的认证,应用于手机、平板电脑等产品。2015年度导电膜销售收入1.14亿元。根据公司介绍,公司用在OLED封装领域的高阻隔膜产品目前处于客户送样阶段,送样客户系OLED制造厂商。

  康得新:从事高分子复合膜材料的研发、生产和销售,是全球预涂膜产业的领导企业、中国光学膜的龙头企业。康得新现已发展成为拥有预涂膜、光学膜两大产业群,北京、张家港、泗水、杭州、南通五大生产基地,十二家子公司的国际化企业集团。公司拥有水汽阻隔膜专利,已经在柔性显示领域取得突破性进展,最新研发的水汽阻隔膜产品可达玻璃级封装标准,目前正在与OLED显示器厂家合作。

  丹邦科技:专业从事挠性电路与材料的研发和生产,主要产品包括柔性FCCL、高密度FPC、芯片封装COF基板、芯片及器件封装产品及柔性封装相关功能热固化胶、微粘性胶膜等。公司正进行PI膜客户验证,且公司将采用高分子烧结法制备碳化膜。

  新纶科技:主要从事防静电/洁净室产品研发、生产、销售,净化工程设计、施工及维护和超净清洗服务,是中国实验室系统工程综合解决方案提供商与行业领导者。公司近年来向电子功能材料、高性能纤维材料等新材料领域拓展。主要产品包括高净化胶带、光学胶带、高净化保护、石墨散热片等,公司与日本东山公司进行技术合作研发,用COP膜来代替TAC膜以满足OLED的显示技术升级需要。

  南洋科技:我国最大的电容器专用电子薄膜制造企业之一,中国高端电容器薄膜主导供应商和中国产品系列最全的电容器薄膜生产商,公司主导产品电容器用聚丙烯电子薄膜拥有两大类、七个品种。公司光学膜产能6000万平方米,其中增亮膜2000万平方米,增亮膜主要供应LG。

  东材科技:公司主要从事新型绝缘材料和功能高分子材料及精细化工材料的研发、制造和销售,重点发展新型绝缘材料、光学膜材料和环保阻燃材料,产品广泛应用于新能源、特高压、智能电网、消费电子、平板显示、电工电器、军工等领域。公司开发的AB胶是一种结合钢化玻璃使用的手机外屏保护膜,由子公司金张科技负责生产,业绩增速较快。

  双星新材:主营各类包装薄膜及复合包装材料、功能性高分子新材料等系列产品。是国内大型包装新材料生产企业之一,产品畅销全国三十多个省、市、自治区,并出口到中东、欧美、东南亚、香港、台湾等二十多个国家和地区,地区,技术水平居全国领先地位。公司光学膜一期产能1亿平方米,预计将于今年上半年建成投产。

  佛塑科技:主要从事新能源、新材料、节能环保产业的研发制造,现已逐步形成以渗析材料、电工材料、光学材料和阻隔材料四大系列产品为框架的产业布局。公司近期研发的晶硅太阳能电池用PVDF膜背板项目、复合智能节能薄膜项目等,标志着公司向新能源、新材料产业高端发展迈向新的台阶。目前公司的控股子公司纬达公司已掌握OLED用偏光膜的相关技术,该产品仍处于研发当中,部分OLED用偏光膜已送至客户试样。

  凯盛科技:主要从事ITO导电膜玻璃、在线复合镀膜玻璃、浮法玻璃、玻璃深加工制品及新型材料的开发研究、生产、销售,信息咨询等的经营。子公司华益有13条ITO导电膜生产线,国内规模前列,共有80万平的混合镀膜,预计年产4000万片ITO导电膜,主要应用于触控屏。

  4、聚酰亚胺(PI材料)有望崛起

  聚酰亚胺性能优越

  柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片,由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT(根据发射方式不同而有所区别)材料,所以基材一般为耐高温的聚合物,现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺(PI材料)。

  聚酰亚胺,英文名称为Polyimide,顾又称为PI材料。其分子结构为含有酰亚氨基官能团(─C(O)─N─C(O)─)的芳杂环高分子化合物。聚酰亚胺按物化性质可大致分为四类:1)均苯型PI,2)可溶性PI,3)聚酰胺-酰亚胺(PAI),4)聚醚亚胺(PEI)。

  聚酰亚胺在工程塑料中属于性能最优越的品种之一。PI材料具有以下优良性能:1)热稳定性强,长期-269℃-280℃间不产生形变;2)高强度高韧性,一些品种可与碳纤维比肩;3)优异的绝缘性;4)良好的阻燃性;5)耐化学腐蚀性强;6)抗辐射性好;7)无毒无污染。一般聚酰亚胺可以被制成五类产品:1)工程塑料;2)纤维;3)复合材料;4)泡沫塑料);5)薄膜。

  需求快速增长

  聚酰亚胺的制造工艺流程也较复杂,重要参数在全球范围内只有少数企业中的少数人员掌握,保密性极强。工业上制造聚酰亚胺薄膜使用的材料为均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在极强性溶剂二甲基乙酰胺中经缩聚并流延展成膜,再经亚胺化而成。薄膜分为三个档次:1)普通PI薄膜;2)电子级PI薄膜;3)透明柔性薄膜。其中透明柔性薄膜可替代玻璃作为新一代OLED照明/显示的柔性衬底。

  全球对电子级PI薄膜的需求在稳步增长,2006年~2015年消费量的年均增速约为6%,中国对薄膜的需求增长则更加迅猛,2006年~2015年消费量的年均增速达到了18%,由于技术要求较高,我国目前使用的电子级薄膜80%依赖进口。

  与PI膜材料有关的公司

  丹邦科技和深圳惠程具有相关技术

  丹邦科技:公司2013年10月定向增发募集资金投入“微电子级高性能聚酰亚胺研发与产业化”项目,主要用于研发与生产微电子级高性能聚酰亚胺薄膜(PI膜),项目建设周期约24个月,建设完成后第一年、第二年的产能利用率分别为60%、80%,第三年完全达产。全面达产后将年产PI膜300吨,预计每年新增营业收入3.1亿元,新增利润1.5亿元。该项目研发的PI膜最小厚度可达9微米,2016年2月连续48小时投料试生产成功。公司此前PI膜全部依赖外部采购。

  深圳惠程:主营业务为电气业务和投资业务。深圳惠程曾致力于聚酰亚胺纤维、纳米纤维、薄膜、树脂及复合材料的综合研究开发及相关材料购销,但由于亏损严重,目前已将大部分聚酰亚胺业务剥离。

  5、靶材企业占据有利地位

  靶材是电子薄膜材料主要原材料

  靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,由于薄膜都会面临改性的问题,例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度、导电性能等,这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现,相应的靶材需求量就会大幅增加。

  溅射靶材是物理气相沉积技术(PVD)制备电子薄膜材料的主要原材料,其主要由靶坯、背板等部分构成。其中,靶坯是制备过程中高速离子流轰击的目标材料,其表面原子被轰击后飞散出来沉积形成薄膜材料;而背板具有良好的导电、导热性能,主要起在轰击过程中固定溅射靶材的作用。

  溅射材料种类较多,按形状可分为长靶、方靶、圆靶;按化学成份可分为金属靶材(纯纯金属铝、钛、铜、钽等)、合金靶材(镍铬合金、镍钴合金等)、陶瓷化合物靶材(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)。其应用领域广泛,不同应用领域对溅射靶材的材料选择和性能要求存在一定差异,具体情况如下:

  溅射靶材行业属于电子材料领域,上游产业是有色金属的开采加工业,下游是电子薄膜材料制造业,终端产品应用于计算机、电视等电子设备终端。产业链上下游关系如下:

  溅射靶材在我国还属于较新的行业,但下游溅射镀膜和终端应用已经发展得较为成熟,高纯度金属以及溅射靶材等关键原材料主要依靠进口供给,因此,亟需将产业链向上游扩展,加大研发投入,大力发展高纯金属提纯和溅射靶材制造业务,形成相对完整的产业链条。

  溅射靶材市场规模日益扩大

  20世纪90年代以来,随着下游消费电子等终端应用市场的飞速发展,溅射靶材市场规模日益扩大,呈现高速增长势头。据统计,2014年世界高纯溅射靶材市场年销售额约87.5亿美元。据预测,未来5年,世界溅射靶材的市场规模将超过160亿美元,市场规模年复合增长率可达到13%。

  国内企业主要为有研新材和隆华节能

  溅射靶材是半导体、液晶显示、太阳能光伏等各应用行业的上游材料,溅射靶材的品质要求高、行业认证壁垒高,行业集中度也很高。同时,溅射靶材行业市场化程度很高,竞争较为激烈。长期以来,溅射靶材,主要被日本、美国的国际化企业所垄断。

  近年来,国内少数企业加大技术研发投入,经过数年的科技攻关和产业化应用,已逐渐突破关键技术门槛,拥有了部分产品的规模化生产能力,这些企业正在经历快速发展时期,上升势头较快。

  6、对应的主要上市公司

  柔性膜是OLED显示实现柔性的关键因素之一,我们认为OLED柔性显示的爆发将带动柔性膜的快速发展,相对应的柔性膜、PI材料和靶材的生产企业也将迎来快速发展的机遇。

  观点

  1、柔性是OLED的杀手锏,可卷曲是OLED的终极形态

  与LCD相比,OLED的杀手锏为柔性,LCD的液晶形态决定了其做成柔性的可能性很小。而柔性又是可穿戴设备、VR等新兴显示的关键需求,并且柔性还可带来显示方式革命性的变化,所以OLED取代LCD已是大势所趋,而OLED显示也将沿着曲面可折叠可卷曲的方向前进。

  2、膜材料是实现柔性的关键因素之一,将有大机遇

  有机发光材料和薄膜为OLED实现柔性的两个关键材料,我们在OLED材料深度报告之一《OLED材料:行业爆发在即》中已经专门研究过发光和传输材料,本篇报告将专注于研究薄膜材料。此处的薄膜主要指基板和阻隔膜,相应的薄膜及其基材和镀膜材料(靶材)都将有巨大的机遇。

  3、阻隔膜受益最大

  由于OLED有机材料对水和氧气敏感,遇水或遇氧容易发生反应而失效,所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能,尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现,也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材,在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比,柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量,受益最大。

  4、聚酰亚胺(PI)材料有望崛起

  柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片,由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT(根据发射方式不同而有所区别)材料,所以基材一般为耐高温的聚合物,现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺(PI)材料。

  5、靶材企业占据有利地位

  靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,由于薄膜都会面临改性的问题,例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度等,这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现,相应的靶材需求量就会大幅增加。

  1、柔性是OLED的杀手锏,可卷曲是OLED的终极形态

  小分子OLED和有源驱动型(AMOLED)前景广阔

  OLED(OrganicLight-EmittingDiode)中文名称为有机发光二极管,由美籍华裔教授邓青云在实验室中发现,与LCD需要外光源不同,OLED具有自发光的特性,不需要外加光源,所以具有柔性、轻薄、省电、可视角度大等优点,其应用领域不断扩大,大有取代LCD之势。

  根据使用有机功能材料的不同,OLED器件可以分为两大类:小分子器件和高分子器件。小分子OLED技术发展得较早(1987年),而且技术已经达到商业化生产水平。高分子OLED又被称为PLED(PolymerLED),其发展始于1990年,由于聚合物可以采用旋涂、喷墨印刷等方法制备薄膜,从而有可能大大降低器件生产成本,但目前该技术远未成熟。

  根据驱动方式的不同,OLED器件也可以分为无源驱动型(PassiveMatrix,PM,亦称被动驱动,PMOLED)和有源驱动型(ActiveMatrix,AM,亦称主动驱动,AMOLED)两种。无源驱动型不采用薄膜晶体管(TFT,ThinFilmTransistor)基板,一般适用于中小尺寸显示;有源驱动型则采用TFT基板,适用于中大尺寸显示,特别是大尺寸全彩色动态图像显示。目前,无源驱动型OLED技术已经比较成熟,商业化的产品绝大部分是无源驱动型。

  柔性是OLED的杀手锏

  OLED显示技术之所以倍受关注,是因为它作为显示器件有着很多优点:

  (1)显示效果出众。OLED具有自发光特性,不需要背光源,在对比度、亮度方面有着无可比拟的优势,它不存在视角和响应时间的问题,可轻松实现真彩色高分辨率显示,而且随着材料技术的不断发展,OLED显示器在图像表现上的潜力将无法估量。

  (2)实现软屏化。由于OLED器件的核心层厚度很薄,甚至可以小于1毫米,并且可以呈现各种各样的弯曲形状,因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。如果将有机层蒸镀或涂在塑料基衬上,就可以实现软屏,使可折叠电视、电脑的制造成为可能。可以预见在不久的将来,电视可以像一张纸一样挂在墙壁上,不用时像布一样叠起来,随意携带。

  (3)屏幕微型化、巨型化。小分子OLED可以制作出小于1英寸的屏幕,使显示屏幕微型化。高分子OLED(PLED)则在超大尺寸、低成本上占有更大的技术优势。小分子材料的分子量一般在数百左右,而高分子则在数万至数百万之间,因此,高分子材料有良好的热稳定性与机械性质,可以使材料完美地均匀分布于超大面积基板上。由于PLED可采用喷墨式的制造工艺,只要喷印技术和面板尺寸许可,显示器尺寸之大将让现有的显示器望尘莫及,实现巨型化的高清晰显示。

  (4)环境适应能力强。OLED显示技术具有全固态特性,无真空腔,无液态成分。因此它的机械性能好,抗震性强,温度适应能力也很强,在-40℃~80℃范围内都可正常工作,大大超过了其它显示器件,因此在军事,航天领域将大有作为。

  (5)环保、省电。同样是自发光,和CRT、PDP、LCD相比,OLED具有低压驱动和低功耗特性,驱动电压在10V以下,且更加省电。高分子PLED有着更低的驱动电压(3V~4V),其功耗更低。

  (6)更低的生产成本。OLED技术的构成简单,无需背光单元,基板选择面广,材料和工艺方面的要求比LCD低近1/3。

  但是与LCD相比,OLED最关键的优势还是柔性。OLED发光层和传输层均为有机层,只要基板和盖板为可弯曲的材料,OLED面板就可以实现柔性。而LCD实现柔性的难度非常大,其一,LCD具有背光模组,这些发光器件本身厚度较大,且需要保证各像素点亮度一致,要实现弯曲的难度极大;其二,LCD含有液晶层,正常显示时需要液晶层的高度保持一致,但液晶本身为液体,如果LCD弯曲将会导致液晶层高度的不一致,使显示效果打折扣,这些都大幅增加了LCD实现弯曲的难度。

  新兴需求需要柔性

  与LCD相比,OLED具有众多优点,但也有寿命短、成本高等缺点,但我们认为,OLED的柔性和广视角特征将使它更能适应未来多应用场景的需求,一个重要的领域为未来可能大爆发的虚拟现实(VR)行业,三星已向Facebook旗下厂商Oculus提供OLED显示屏,这是对OLED显示屏强有力的认可。据悉,很多VR头盔制造商(包括Oculus公司、HTC、索尼等)都采用低余晖OLED屏,而不是LCD屏。

  另一个有可能引起OLED行业大发展的是智能手机,使用OLED可使智能手机做的更薄、更轻、可折叠,目前三星、诺基亚、HTC、华为、OPPO均有采用OLED显示屏的手机,市场一直有传闻苹果手机可能会使用OLED显示屏,我们认为随着OLED良率的提高,其成本不断下降,而柔性、省电、对比度高、视角广的优势极有可能让苹果公司采用OLED显示屏作为新的卖点。

  同时,柔性显示将会带来显示形态的革命。柔性显示大大拓展了显示的空间形态,有望创造出巨大的新增需求。例如OLED柔性显示可以用于飞机内部,形成透明飞机的效果,在旅游领域前景广阔;三星也曾推出柔性手机概念,柔性手机从外表上看就是一只笔,需要时拉出屏幕就是手机。未来,随着显示屏实现柔性,人们可以发挥想象空间,创造出更多的显示应用。

  柔性显示的最终形态为可卷曲

  当前OLED柔性显示的初级形态为曲面,即屏幕保持固定的曲面角度,屏幕表面一般采用3D玻璃盖板。曲面屏已经初步显示了OLED柔性的威力,为手机屏幕的外观的创新提供了良好基础。下一步,OLED面板可做成可折叠的形式,这样会使现有手机的屏幕面积翻倍,这就需要将折叠部分的盖板和基板材料变为可折叠的。最终,OLED可做成可卷曲的形式,像纸一样,可卷曲的特性将会大大拓展OLED屏的应用场景,它将是OLED显示发展的最终形态。

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