OLED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

OLED產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介

　　OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機(jī)發(fā)光二極管)又稱(chēng)為OEL(Organic Electro Luminescence，有機(jī)電激發(fā)光)，是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和有機(jī)發(fā)光材料在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的技術(shù)。其原理是用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層，相遇后形成激子使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻射后發(fā)出可見(jiàn)光。輻射光可從ITO一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時(shí)也起了反射層的作用。

　　因此，OLED在結(jié)構(gòu)上比TFT-LCD簡(jiǎn)單，不需要背光、濾光片、偏光片和保護(hù)層，具有亮度高、色域?qū)挕⒐男〉葍?yōu)點(diǎn)，而且可制作輕薄和柔性顯示器。我國(guó)平板顯示專(zhuān)家曾就何種技術(shù)最有希望成為下一代主流平板顯示技術(shù)做過(guò)調(diào)查，參與調(diào)查的數(shù)十家企業(yè)和專(zhuān)家多數(shù)認(rèn)為非OLED莫屬。

　　韓國(guó)、日本均把OLED做為下一代顯示技術(shù)予以重點(diǎn)推進(jìn)。2010年，韓國(guó)政府推出了《顯示器產(chǎn)業(yè)動(dòng)向及應(yīng)對(duì)方案》，明確OLED發(fā)展目標(biāo)是到2013年率先量產(chǎn)AMOLED顯示面板。2010年，韓國(guó)政府投資75萬(wàn)億韓元，將現(xiàn)有的第5.5代AM OLED面板垂直和水平的涂層工藝轉(zhuǎn)換成垂直和水平連接型的工藝技術(shù)。同年還投資10億韓元用于核心有機(jī)材料的開(kāi)發(fā)。民間資本預(yù)計(jì)將在2010～2013年間投資10萬(wàn)億韓元，用于AMOLED面板的生產(chǎn)設(shè)備投資。

　　OLED與幾種顯示技術(shù)的對(duì)比見(jiàn)表4。

　　表4，OLED與其他顯示技術(shù)的對(duì)比

　　OLED顯示技術(shù)依據(jù)驅(qū)動(dòng)方式不同，分為無(wú)源驅(qū)動(dòng)OLED(Passive Matrix OLED，簡(jiǎn)稱(chēng)PMOLED)和有源驅(qū)動(dòng)OLED(Active Matrix OLED，簡(jiǎn)稱(chēng)AMOLED)兩種。與PMOLED相比，AMOLED具有更多的優(yōu)勢(shì)。AMOLED采用制備有TFT(薄膜晶體管)圖形的背板作為顯示基板，因此可以獲得更大的顯示容量、更優(yōu)的顯示質(zhì)量、更長(zhǎng)的壽命。在節(jié)能方面，一臺(tái)40英寸的大尺寸AMOLED電視，功耗將在100瓦以下，而且因?yàn)槭亲园l(fā)光，實(shí)際使用功耗還會(huì)更低。因此，AMOLED被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的下一代平板顯示技術(shù)之一。

　　雖然國(guó)際上OLED研發(fā)的單位較多，但核心技術(shù)主要掌握在歐美手中，尤其是高分子/聚合物OLED和柔性O(shè)LED方面的核心技術(shù)。主要包括三家公司：Universal Display Corp. (UDC)、Cambridge Display Technologies Ltd.(CDT)、Eastman Kodak，這三家公司掌握了OLED的大部分專(zhuān)利。

　　在OLED產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，三星和LG走在前列。三星在便攜式產(chǎn)品所用的AMOLED市場(chǎng)上一枝獨(dú)秀，其5.5代線、4.5代線和舊線的產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的35.1%、17.2%和19.5%，LGD的新線和舊線的產(chǎn)能占2.4%和5%，臺(tái)灣企業(yè)的產(chǎn)能占15.3%，其他日本企業(yè)占4.5%。Sony在2011年推出了17英寸和25英寸的專(zhuān)業(yè)級(jí)AMOLED顯示器。LG在2010年小批量量產(chǎn)15英寸AMOLED電視機(jī)，準(zhǔn)備于2013年在新的8.5代線上量產(chǎn)31英寸的AMOLED電視機(jī)。三星等企業(yè)還推出了半透明的OLED屏，這是其他顯示技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。臺(tái)灣地區(qū)的萊寶，日本的TMD、先鋒和TDK等公司的AMOLED也已形成規(guī)模。全球OLED生產(chǎn)線達(dá)到24條以上，其中日本6條，韓國(guó)5條，中國(guó)大陸2條，臺(tái)灣地區(qū)11條。

　　目前，AMOLED采用LTPS基板，今后將轉(zhuǎn)向金屬氧化物TFT。金屬氧化物TFT具有更薄，投資成本低的優(yōu)勢(shì)，三星、LG和友達(dá)光電都在投資開(kāi)發(fā)這種產(chǎn)品。三星、LG計(jì)劃在8代線的AMOLED上使用這種基板。

我國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　我國(guó)在OLED技術(shù)方面的研究起步并不晚，1991年，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有人開(kāi)始研究OLED。到目前為止，已經(jīng)有30多家高校和研究所在從事OLED的研發(fā)工作，其中包括吉林大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、華南理工大學(xué)、北京大學(xué)等，在機(jī)理研究、材料開(kāi)發(fā)、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面做了很多工作，尤其是在材料和工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)方面取得了很大進(jìn)展。從2000年起，國(guó)內(nèi)已有北京、上海、長(zhǎng)春、深圳、東莞等地的多家公司開(kāi)始介入OLED產(chǎn)業(yè)，主要有維信諾、四川虹視、信利、廣東中顯、吉林環(huán)宇、彩虹平板顯示公司等。

　　AMOLED有70%的原材料和工藝與TFT-LCD相同或近似，如玻璃基板、刻蝕設(shè)備、表面處理材料等，但是不需要濾光片和偏光片，在結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單。AMOLED關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)背板仍需要TFT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其制造過(guò)程與現(xiàn)有的TFT-LCD陣列工藝和模組工藝在大部分的設(shè)備與技術(shù)方面均可共用，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有TFT-LCD生產(chǎn)線少量的改造和設(shè)備的增添就能滿(mǎn)足未來(lái)AMOLED產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。TFT-LCD企業(yè)向AMOLED生產(chǎn)過(guò)渡，具有工藝和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，很多TFT-LCD制造商都在逐步轉(zhuǎn)向OLED，包括臺(tái)灣的友達(dá)光電，國(guó)內(nèi)的京東方和長(zhǎng)虹。

　　維信諾的OLED技術(shù)來(lái)源于清華大學(xué)。清華大學(xué)1996年開(kāi)始研究OLED，2001年北京維信諾科技有限公司在清華大學(xué)OLED項(xiàng)目組的基礎(chǔ)上成立，2002年建立國(guó)內(nèi)第一條OLED生產(chǎn)線。維信諾已經(jīng)掌握OLED材料、器件、工藝和驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種新型的單一顏色混合主體多發(fā)光層器件結(jié)構(gòu)，有效調(diào)控了載流子復(fù)合區(qū)域，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效率和長(zhǎng)壽命。其他OLED廠商采用單層單主體發(fā)光層或雙層單主體發(fā)光層，前者效率和壽命都比較短，后者效率高但壽命短。

　　2007年，長(zhǎng)虹投資3.6億元成立虹視顯示技術(shù)有限公司，進(jìn)入OLED產(chǎn)業(yè)。2008年，長(zhǎng)虹投資7億元，建設(shè)OLED屏生產(chǎn)線，形成年產(chǎn)1200萬(wàn)片OLED屏的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品以PMOLED為主，主要用于手機(jī)。技術(shù)來(lái)自長(zhǎng)虹收購(gòu)并控股的韓國(guó)ORION OLED(歐麗安)公司。后期工程以AMOLED和用于電視的OLED產(chǎn)品為主。

　　依托成都第4.5代TFT-LCD生產(chǎn)線，京東方已開(kāi)始AMOLED生產(chǎn)線改造，同時(shí)積極推進(jìn)AMOLED高世代線的布局。預(yù)計(jì)年內(nèi)，京東方就可以推出供手機(jī)等移動(dòng)終端用的LTPS(低溫多晶硅)顯示面板;在未來(lái)3到5年內(nèi)，還將陸續(xù)推出用于電腦顯示器和電視機(jī)的AMOLED面板。

　　彩虹位于佛山順德的2.5代AMOLED生產(chǎn)線是國(guó)內(nèi)最先投產(chǎn)AMOLED的生產(chǎn)線。安徽華夏電子有限公司和合肥工業(yè)大學(xué)光電技術(shù)研究院聯(lián)合，成功開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代平板顯示技術(shù)OLED基片及應(yīng)用組件產(chǎn)品，并制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，申報(bào)兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，兩項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利獲授權(quán)。

　　我國(guó)的OLED關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)剛剛起步。西安瑞聯(lián)、維信諾、吉林奧來(lái)德等開(kāi)發(fā)的新型有機(jī)發(fā)光材料，南玻、萊寶的導(dǎo)電玻璃，清華大學(xué)微電子所、浙江仕蘭、深圳天利半導(dǎo)體的驅(qū)動(dòng)IC，三利子的偏光片，浙江天晶光電、浙江京東方的封裝片都已取得一定進(jìn)展，但總體的國(guó)產(chǎn)化配套率不足20%。

　　我國(guó)還沒(méi)有可以生產(chǎn)成套OLED生產(chǎn)設(shè)備的制造商，關(guān)鍵設(shè)備以及整套設(shè)備的系統(tǒng)化技術(shù)等掌握在日本、韓國(guó)和歐洲企業(yè)手中。ITO玻璃、光刻膠、吸氣劑、封裝用的紫外固化膠等也不同程度存在類(lèi)似問(wèn)題。由于TFT技術(shù)發(fā)展滯后，我國(guó)在AMOLED的生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)方面難度較大。

　　雖然在產(chǎn)業(yè)化方面與國(guó)外還有差距，但我國(guó)在PMOLED上已經(jīng)具備一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，特別是成本和良率已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)發(fā)展OLED的一個(gè)有利因素是三星、LG、Sony等國(guó)際大廠的OLED專(zhuān)利數(shù)量還比較有限。據(jù)CSIP在2010年7月對(duì)美國(guó)OLED專(zhuān)利的統(tǒng)計(jì)，三星有1218件專(zhuān)利，Sony有294件專(zhuān)利，錸寶有89件專(zhuān)利，維信諾有9件專(zhuān)利，而各個(gè)企業(yè)在液晶上的專(zhuān)利有3萬(wàn)件。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在技術(shù)創(chuàng)新上的空間比較大，受到的約束比較少，有可能發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)。

OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

　　今后5-10年，OLED市場(chǎng)的成長(zhǎng)動(dòng)力主要來(lái)自于中小尺寸的AMOLED被大量應(yīng)用在手機(jī)和便攜式數(shù)碼產(chǎn)品上。隨著大尺寸AMOLED屏制造技術(shù)的成熟和良率的穩(wěn)步提高，將來(lái)會(huì)應(yīng)用到大屏幕電視機(jī)上。但由于大尺寸OLED屏的量產(chǎn)技術(shù)還有不確定性，良率提升和成本下降的速度會(huì)比較慢，預(yù)計(jì)TFT-LCD在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍是平板顯示的主流技術(shù)。

　　OLED具有可作為面光源、節(jié)能、輕薄、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等特點(diǎn)，被認(rèn)為是非常有潛力的下一代照明技術(shù)。Philips、GE、夏普、東芝、三菱電子、Osram、NEC照明、松下、日立照明、維信諾等都在積極開(kāi)展OLED的照明研究，在發(fā)光效率、產(chǎn)品壽命上不斷取得進(jìn)展，陸續(xù)推出具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的OLED照明產(chǎn)品。GE的液體涂布技術(shù)有望大幅降低制造成本。由于照明對(duì)色域、壞點(diǎn)、可靠性、壽命的要求較平板顯示要低，OLED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。因此，發(fā)展OLED是一舉兩得的事情，對(duì)平板顯示和照明兩個(gè)產(chǎn)業(yè)都有重大的推動(dòng)作用。

　　目前，OLED技術(shù)已經(jīng)初步滿(mǎn)足實(shí)用化的要求，在材料、彩色化、大尺寸、柔性顯示、照明方面還有很大的發(fā)展空間。OLED將沿中小尺寸—大尺寸—超大尺寸、無(wú)源—有源、硬屏—軟屏的方向發(fā)展。