OLED產業(yè)現(xiàn)狀

OLED產業(yè)簡介

　　OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機發(fā)光二極管)又稱為OEL(Organic Electro Luminescence，有機電激發(fā)光)，是指有機半導體材料和有機發(fā)光材料在電場的驅動下，通過載流子注入和復合導致發(fā)光的技術。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極和陰極，在一定電壓驅動下，電子和空穴分別從陰極和陽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)，后者經過輻射后發(fā)出可見光。輻射光可從ITO一側觀察到，金屬電極膜同時也起了反射層的作用。

　　因此，OLED在結構上比TFT-LCD簡單，不需要背光、濾光片、偏光片和保護層，具有亮度高、色域寬、功耗小等優(yōu)點，而且可制作輕薄和柔性顯示器。我國平板顯示專家曾就何種技術最有希望成為下一代主流平板顯示技術做過調查，參與調查的數(shù)十家企業(yè)和專家多數(shù)認為非OLED莫屬。

　　韓國、日本均把OLED做為下一代顯示技術予以重點推進。2010年，韓國政府推出了《顯示器產業(yè)動向及應對方案》，明確OLED發(fā)展目標是到2013年率先量產AMOLED顯示面板。2010年，韓國政府投資75萬億韓元，將現(xiàn)有的第5.5代AM OLED面板垂直和水平的涂層工藝轉換成垂直和水平連接型的工藝技術。同年還投資10億韓元用于核心有機材料的開發(fā)。民間資本預計將在2010～2013年間投資10萬億韓元，用于AMOLED面板的生產設備投資。

　　OLED與幾種顯示技術的對比見表4。

　　表4，OLED與其他顯示技術的對比

　　OLED顯示技術依據(jù)驅動方式不同，分為無源驅動OLED(Passive Matrix OLED，簡稱PMOLED)和有源驅動OLED(Active Matrix OLED，簡稱AMOLED)兩種。與PMOLED相比，AMOLED具有更多的優(yōu)勢。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)的顯示質量、更長的壽命。在節(jié)能方面，一臺40英寸的大尺寸AMOLED電視，功耗將在100瓦以下，而且因為是自發(fā)光，實際使用功耗還會更低。因此，AMOLED被認為是最有發(fā)展前景的下一代平板顯示技術之一。

　　雖然國際上OLED研發(fā)的單位較多，但核心技術主要掌握在歐美手中，尤其是高分子/聚合物OLED和柔性OLED方面的核心技術。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的大部分專利。

　　在OLED產業(yè)化應用方面，三星和LG走在前列。三星在便攜式產品所用的AMOLED市場上一枝獨秀，其5.5代線、4.5代線和舊線的產能占全球產能的35.1%、17.2%和19.5%，LGD的新線和舊線的產能占2.4%和5%，臺灣企業(yè)的產能占15.3%，其他日本企業(yè)占4.5%。Sony在2011年推出了17英寸和25英寸的專業(yè)級AMOLED顯示器。LG在2010年小批量量產15英寸AMOLED電視機，準備于2013年在新的8.5代線上量產31英寸的AMOLED電視機。三星等企業(yè)還推出了半透明的OLED屏，這是其他顯示技術無法實現(xiàn)的。臺灣地區(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生產線達到24條以上，其中日本6條，韓國5條，中國大陸2條，臺灣地區(qū)11條。

　　目前，AMOLED采用LTPS基板，今后將轉向金屬氧化物TFT。金屬氧化物TFT具有更薄，投資成本低的優(yōu)勢，三星、LG和友達光電都在投資開發(fā)這種產品。三星、LG計劃在8代線的AMOLED上使用這種基板。

我國OLED產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　我國在OLED技術方面的研究起步并不晚，1991年，國內已經有人開始研究OLED。到目前為止，已經有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、清華大學、中國科學院、華南理工大學、北京大學等，在機理研究、材料開發(fā)、器件結構設計等方面做了很多工作，尤其是在材料和工藝技術開發(fā)方面取得了很大進展。從2000年起，國內已有北京、上海、長春、深圳、東莞等地的多家公司開始介入OLED產業(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、刻蝕設備、表面處理材料等，但是不需要濾光片和偏光片，在結構上較為簡單。AMOLED關鍵的驅動背板仍需要TFT進行驅動，其制造過程與現(xiàn)有的TFT-LCD陣列工藝和模組工藝在大部分的設備與技術方面均可共用，通過對現(xiàn)有TFT-LCD生產線少量的改造和設備的增添就能滿足未來AMOLED產品的開發(fā)與生產。TFT-LCD企業(yè)向AMOLED生產過渡，具有工藝和技術優(yōu)勢。因此，很多TFT-LCD制造商都在逐步轉向OLED，包括臺灣的友達光電，國內的京東方和長虹。

　　維信諾的OLED技術來源于清華大學。清華大學1996年開始研究OLED，2001年北京維信諾科技有限公司在清華大學OLED項目組的基礎上成立，2002年建立國內第一條OLED生產線。維信諾已經掌握OLED材料、器件、工藝和驅動等技術，設計了一種新型的單一顏色混合主體多發(fā)光層器件結構，有效調控了載流子復合區(qū)域，同時實現(xiàn)了高效率和長壽命。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，長虹投資3.6億元成立虹視顯示技術有限公司，進入OLED產業(yè)。2008年，長虹投資7億元，建設OLED屏生產線，形成年產1200萬片OLED屏的生產能力，產品以PMOLED為主，主要用于手機。技術來自長虹收購并控股的韓國ORION OLED(歐麗安)公司。后期工程以AMOLED和用于電視的OLED產品為主。

　　依托成都第4.5代TFT-LCD生產線，京東方已開始AMOLED生產線改造，同時積極推進AMOLED高世代線的布局。預計年內，京東方就可以推出供手機等移動終端用的LTPS(低溫多晶硅)顯示面板;在未來3到5年內，還將陸續(xù)推出用于電腦顯示器和電視機的AMOLED面板。

　　彩虹位于佛山順德的2.5代AMOLED生產線是國內最先投產AMOLED的生產線。安徽華夏電子有限公司和合肥工業(yè)大學光電技術研究院聯(lián)合，成功開發(fā)出具有自主知識產權的新一代平板顯示技術OLED基片及應用組件產品，并制定了相應標準，申報兩項發(fā)明專利，兩項實用新型專利獲授權。

　　我國的OLED關鍵材料產業(yè)剛剛起步。西安瑞聯(lián)、維信諾、吉林奧來德等開發(fā)的新型有機發(fā)光材料，南玻、萊寶的導電玻璃，清華大學微電子所、浙江仕蘭、深圳天利半導體的驅動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展，但總體的國產化配套率不足20%。

　　我國還沒有可以生產成套OLED生產設備的制造商，關鍵設備以及整套設備的系統(tǒng)化技術等掌握在日本、韓國和歐洲企業(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似問題。由于TFT技術發(fā)展滯后，我國在AMOLED的生產工藝開發(fā)方面難度較大。

　　雖然在產業(yè)化方面與國外還有差距，但我國在PMOLED上已經具備一定國際競爭力，特別是成本和良率已達到國際先進水平。我國發(fā)展OLED的一個有利因素是三星、LG、Sony等國際大廠的OLED專利數(shù)量還比較有限。據(jù)CSIP在2010年7月對美國OLED專利的統(tǒng)計，三星有1218件專利，Sony有294件專利，錸寶有89件專利，維信諾有9件專利，而各個企業(yè)在液晶上的專利有3萬件。因此，國內企業(yè)和研究機構在技術創(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。

OLED產業(yè)發(fā)展趨勢

　　今后5-10年，OLED市場的成長動力主要來自于中小尺寸的AMOLED被大量應用在手機和便攜式數(shù)碼產品上。隨著大尺寸AMOLED屏制造技術的成熟和良率的穩(wěn)步提高，將來會應用到大屏幕電視機上。但由于大尺寸OLED屏的量產技術還有不確定性，良率提升和成本下降的速度會比較慢，預計TFT-LCD在未來很長一段時間內仍是平板顯示的主流技術。

　　OLED具有可作為面光源、節(jié)能、輕薄、可實現(xiàn)柔性顯示等特點，被認為是非常有潛力的下一代照明技術。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展OLED的照明研究，在發(fā)光效率、產品壽命上不斷取得進展，陸續(xù)推出具價格競爭力的OLED照明產品。GE的液體涂布技術有望大幅降低制造成本。由于照明對色域、壞點、可靠性、壽命的要求較平板顯示要低，OLED在照明領域的應用前景非常廣闊。因此，發(fā)展OLED是一舉兩得的事情，對平板顯示和照明兩個產業(yè)都有重大的推動作用。

　　目前，OLED技術已經初步滿足實用化的要求，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、無源—有源、硬屏—軟屏的方向發(fā)展。