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蓬勃发展的2016 充满期待的2017(下)
编辑:雁枫 [ 2017-1-4 15:44:25 ] 文章来源:数字标牌网
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11TFT-LCD面板线都来了!是疯狂呢?还是理所当然?

2016330日下午,鸿海宣布,以3888亿日元(约合224亿元人民币)完成收购夏普。估计,日本显示界脸都绿了吧。液晶之父日本夏普曾经是引导时代潮流的佼佼者,其被收购,很大程度上是为夏普10代线受累。

位于日本堺市的夏普10代线SDP堺工厂在2010年已经实现量产,全球唯一一座10代线的宝座已经保持了近7年的时间。2007年做出兴建这条10代线决定的是当时的夏普社长片山干雄,由于市场需求高涨,而夏普一条6代线和一条8代线的产能已经不能满足,跨越式投资10代线,主攻60英寸液晶电视市场在当时看来是有相当远见的选择。

但是从实现量产那一天开始,亏损就一直陪伴着曾经是日本高世代面板技术骄傲的夏普10代线,2009年,日本国内电视机换代周期进入尾声,市场需求锐减,建造成本高达4300亿日元(只是计划投资,实际投资更高)的10代线开工率一直维持在50%左右的低水平,到2012年,夏普的液晶面板部门亏损扩大到1050亿日元。

2015122日,京东方10.5代线在合肥动工建设,设计投资400亿元人民币(后追投58亿元人民币扩产);20161130日,华星光电11代线在深圳动工建设,设计投资538亿元人民币;2016122日,惠科电子、昆明市、滇中新区正式签约投建惠科昆明11代线项目,设计投资400亿元人民币;还有消息称鸿海夏普将在广州投建高世代显示面板产线(10代以上),设计投资480亿元人民币的消息。不过,行业内也传言,中国大陆还有一条11代线将会投建,具体哪家企业暂时不点明了。未来中国大陆510.511代线那是稳妥的了。

当前,中国大陆多条8.5代线未来一两年将相继量产,加上10.5代以及11代线的投资,TFT-LCD产能过剩一直是行业比较关注的话题,特别是夏普10代线前车之鉴还历历在目,还有三星\LG已经不断关停低世代TFT-LCD面板线,三星7代线关停预计也是快了。而我们是否真的需要担心这个问题呢?我们认为不需要太担忧这个问题,毕竟10.5代以及11代线主要针对超高清、大尺寸电视产品,同时大尺寸OLED短期内无法量产,不会对TFT-LCD产生巨大的威胁。相信,面板大厂动辄几百亿的投资还是经过深思熟虑了的。

相关数据显示,近年来超高清电视在市场的销售急速增加。根据IHS DisplaySearch的数据显示,20154k电视出货量将达到3200万台,同比增长170%8k电视的全球出货量有望从2015年的2700台增加至2019年的91.1万。而与此同时,显示大尺寸化也是不可逆转的发展趋势,过去十年中,电视市场的平均屏幕尺寸每年增加1英寸,预计到201965英寸及以上产品的电视出货量将以17%的年复合增长率快速增长。电视尺寸增加1英寸就能消化一条8.5代线的面板,目前中国彩电平均尺寸43英寸左右,高于全球平均尺寸。超大尺寸10k8k4k超高清显示屏在影视、交通、艺术、医疗等多个领域都有很大的商业机会,如联合电影制片商研发8k电影、辅助公共交通管理系统中信息的监管和发布、推动医疗远程会诊和临床研究等。与此同时,伴随5G网络技术快速发展,基于高速网络传输的内容将会成为未来家庭视觉内容的主宰,4K甚至8K等超高清内容源也将得到普及。至于价格,也不是什么太大问题,中国面板企业的加入,特别是完整的中下游产业链,一定能为大尺寸电视以及其他特殊应用提供很好的成本空间的。

OLED柔性性能优越    柔性液晶表示不服

随着智能手机、智能手环、电视、电脑等消费电子产品向着轻薄、便携、智能等方向快速发展,其显示屏幕也经历着球面屏平面屏柔性屏的快速演化和迭代。在球面屏时代,CRT是唯一的选择;在平面屏时代,LCD成为当之无愧的王者;在未来的柔性屏时代,OLED由于具有结构简单、超轻薄、色饱和度和对比度高、功耗低、容易实现柔性显示等优势,成为产业界和学术界投资与研究的重点。

近年来,采用OLED作为屏幕的智能手机、智能手环、智能手表、电视等产品呈现快速增长的态势。在智能手机主战场,越来越多的高端机采用OLED显示屏,特别是柔性OLED屏幕。据统计,我国vivo、魅族、OPPO等品牌开始大规模采用OLED屏幕,2016年这些品牌的智能手机中OLED屏幕渗透率达到12%以上。随着苹果公司计划在2017-2018年将其LCD屏幕升级为OLED屏幕,国内外的产业链上下游也都在积极进行相关的产业布局,整个OLED市场呈现蓬勃发展的态势。柔性OLED显示面板将在未来5年保持快速增长的势头,年复合增长率将高达30%以上,其市场规模也将在2020年左右达到400亿美元以上,OLED屏幕在智能手机市场的渗透率将超过50%

2016-2020年柔性OLED以及设备市场发展趋势 

面对着庞大的市场需求和光明的市场前景,我国京东方、天马、维信诺、和辉光电、华星光电、信利等企业近年来陆续投入巨资建设多条G4.5~G6OLED生产线,2016年已经开始有基于玻璃的OLED显示屏在智能手机中开始获得小规模应用。但由于我国对OLED产品的技术掌握不够成熟、投资较晚,产能的充分释放需要到2018年左右。当前,韩企处于绝对的市场垄断地位,其中三星占据了中小尺寸OLED面板市场份额的95%以上,LG则垄断了整个大尺寸OLED电视面板市场。

从技术来看,主流OLED生产技术路线可分为两种:低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)驱动红绿蓝(RGB)OLED发光像素,以及氧化物薄膜晶体管(Oxide-TFT)驱动白光OLED像素发光并透过滤色片(ColorFilter)获得RGB像素。前者主要用于小尺寸显示,代表企业为三星;后者主要用于大尺寸显示,代表企业为LG

三星采用LTPS技术,主要是围绕着智能手机用的小尺寸OLED屏幕技术在发力,GalaxySGalaxyS7,屏幕解析度已经从218ppi提升到2K(577ppi),预计未来OLED手机解析度可能达到800ppi左右。LTPS技术优势在于迁移率高,可以实现低功耗,有利于应用在电池进行供电的智能手机等移动终端设备;LTPS本身为多晶结构,均匀性较差,且必须采用激光退火和离子注入等高成本工艺,造成产品的成本居高不下,并且难以应用于大尺寸面板生产。

LG采用Oxide技术,主要是因为Oxide为非晶结构,容易实现大面积、低成本制备,可以用在大尺寸OLED电视领域;但目前LG采用的IGZO(Oxide材料)技术TFT背板的迁移率偏低(~10cm2/Vs),导致功耗较高,如能大幅度提高OxideTFT的迁移率,则可以扭转其功耗偏高的劣势,并有望在智能手机等小尺寸市场取得竞争优势。特别是在柔性OLED显示领域,LTPS的生产温度高达450℃以上,对柔性衬底材料和制造工艺都是严苛的考验,成本居高不下;Oxide的生产温度可以低至350℃以下,工艺简单,成本低,对原材料的要求大幅度降低,有利于扩大原材料及关键装备的国产化率,是我国实现赶超的一条有效思路。

在高迁移率OxideTFT技术领域,我国部分高校/科研机构(华南理工大学、上海大学、复旦大学、北京大学、中科院苏州纳米所等)和企业都在进行积极地探索。广州新视界光电科技有限公司(下称:新视界)致力于突破国外对于IGZOOxide材料的限制,致力于开发基于镧系稀土掺杂的In-Zn-O(Ln-IZO)新型Oxide半导体材料,结合自主研制的Nano-BarrierBCE结构工艺路线(5次光刻,s-SiTFT生产线兼容),实现了电子迁移率接近40cm2/Vs的高迁移率OxideTFT技术,可以有效降低OLED显示屏的整体功耗。目前,新视界正在与国内面板厂商积极开展合作,探讨将高迁移率Ln-IZOTFT技术在智能手机等小尺寸OLED显示领域的大规模应用的可能性。

未来的柔性OLED显示产业发展,除了需要考虑TFT技术的低成本化替代,还需要考虑封装、耐弯折和可靠性等问题。

从柔性OLED器件的封装角度来看,OLED器件中的有机材料和电极等对环境中的水汽、氧气敏感,因此OLED器件制作完成后必须原位进行封装,达到阻水阻氧的效果,封装薄膜的水汽阻隔能力需达到10-6g/m2/day才能保证器件的寿命。目前比较有效的封装方式是采用薄膜封装技术。所谓薄膜封装,并不是事先做好封装用的薄膜,再贴附于OLED器件上,而是需要在OLED电极制作完成后,在真空状态下采用PECVDALD等方法原位在OLED电极上生长具有水氧阻隔特性的纳米级薄膜,以达到封装的目的,技术要求非常高。特别是对于柔性OLED而言,因为需要面临多次的自由弯折,对封装性能必然提出更苛刻的要求。

从柔性OLED显示屏的抗弯折特性角度来看,现在市面上的柔性OLED全部都是固定曲面的,用户不能根据自己的喜好自由弯折,主要是因为柔性OLED显示屏弯折次数或者弯折曲率半径超过一定限度,就会出现器件老化问题,导致亮度下降、产生黑点、暗线等损伤,使用寿命急速衰退。这需要从材料薄膜器件工艺等角度出发,通过系统研究来不断解决。

总之,柔性OLED显示产业正处在快速发展期,产业前景一片光明。但我国产业发展仍面临技术积累不足、生产线建设起步较晚、设备及材料配套依赖进口等问题。这需要国内上下游产业之间紧密协作,争取在新一轮的柔性OLED产业竞争中掌握主动。

作为液晶显示屏产业化的发源地,日企在LCD领域技术累积雄厚。同时韩企三星在OLED中小屏,LGOLED大屏都技术成熟,被用于手机和电视产品多年,均有5.5代、6.5代线量产OLED。日企并无OLED技术的先发优势,同时现有液晶业务受韩国挤压经营较差,无力建设高价OLED产线。在此背景下,日企采取的是双技术发展路线,一方面紧跟OLED发展但产线在建,至少要2017年末、2018年才具备量产能力;另一方面是充分利用LCD的技术和产线尝试柔性屏,即柔性LCD技术。

柔性LCD基本原理可归纳为,将一般LCD屏中原本是刚性的背光源,驱动电路和基板,都采用柔性材料来替换。柔性背光源需要额外加入导光板与置于侧边的LED共同实现,上下偏光片在弯折情况下会产生相位差需要添加补偿片,难点是在液晶盒内形成聚合物间隔壁(polymerspacerwall),使液晶层保持网格状,保证液晶层在弯曲情况下分布均匀。LCD实现柔性原理上可行,但工艺上繁琐复杂,丝毫不比OLED简单,同时与OLED自发光相比,LED背光导致的LCD显示视角偏小、对比度较差等劣势仍然存在。同时柔性LCD技术目前尚不成熟,仅有少量样机展示,性能提升和量产还有相当长的路要走。

日本推出柔性LCD,工艺复杂,显示效果劣势仍存

因此,结合技术实现的难度及最终色彩表现,我们认为OLED仍是柔性显示的首选,已推出的产品也经受住了消费者的考验,柔性OLED技术将会是未来的主流。日本夏普和JDI纷纷投钱设立OLED产线,也是基于对OLED的看好,至于柔性LCD应该只做技术储备,短期内估计无量产可行性。

虽然日本企业在OLED的投入上无法与中韩企业进行抗衡,不过日本牢牢抓住了OLED上游部分关键材料的供应,目前许多公司如出光兴产(IdemitsuKosan),住友化学(SumitomoChemical),东丽先进薄膜公司(TorayAdvancedFilm),凸版印刷(ToppanPrinting),以及大日本印刷(DNP)等等在增强AMOLED材料的寿命和特性方面发挥了关键作用。目前日本在全球OLED设备与材料占据绝对的技术和规模优势。

尽管OLED在柔性特性上具有更大的优势,但是作为当前主流显示技术——液晶显示仍然不甘落后,众多企业以及科研机构开发除了柔性液晶显示,这或许是对柔性OLED的一次反击吧。

作为国际柔性有机电子研发与产业化的领导者,英国FlexEnable公司近日成功开发了12.1英寸基于塑料基板的柔性有机薄膜晶体管液晶显示屏,即有机液晶显示屏(OLCD),将会成为大尺寸柔性显示商业化进程中的一个重要的里程碑。这项OLCD技术与现有的TFT-LCD生产线兼容,并且易于实现更大尺寸的显示,以满足包括汽车、消费电子和数字标牌等众多迫切的市场需求。

同时,日本JDI、日本东北大学也各自推出了柔性液晶显示产品。其中,JDI开发的柔性液晶显示器在基板中采用了聚酰亚胺,并在上面设置了用来确保强度的丙烯树脂层。另外,如果在基板中使用聚酰亚胺这样的塑料,就必须防止斜向观看显示器时发生的背照灯光泄露现象,因此要在聚酰亚胺基板和偏光板之间导入被称作正极C的光学补偿薄膜。

整体来看,柔性显示在智能手机、车载显示、智能穿戴、VR/AR等显示应用领域具有很好的发展潜力,已经成为高端显示产品的象征,其未来发展也值得我们期待。或许,2017年苹果智能手机应用OLED显示屏会进一步明晰柔性显示未来发展。

总结

未来显示无处不在,延续2016年发展趋势,2017年这一系列显示行业热点也将继续持续下去,相关技术也将在各大显示企业以及科研机构的努力下,不断发展成熟,也将给我们带来更好的显示体验。总而言之,2016年也是显示产业值得欣喜的一年,2017年也值得我们期待。


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