OLED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

OLED產(chǎn)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(qū)動下，通過載流子注入和復合導致發(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極和陰極，在一定電壓驅(qū)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(jīng)過輻射后發(fā)出可見光。輻射光可從ITO一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時也起了反射層的作用。

　　因此，OLED在結(jié)構(gòu)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?qū)挕⒐男〉葍?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(shù)最有希望成為下一代主流平板顯示技術(shù)做過調(diào)查，參與調(diào)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(shù)予以重點推進。2010年，韓國政府推出了《顯示器產(chǎn)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(chǎn)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(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(chǎn)設備投資。

　　OLED與幾種顯示技術(shù)的對比見表4。

　　表4，OLED與其他顯示技術(shù)的對比

　　OLED顯示技術(shù)依據(jù)驅(qū)動方式不同，分為無源驅(qū)動OLED(Passive Matrix OLED，簡稱PMOLED)和有源驅(qū)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(zhì)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(shù)之一。

　　雖然國際上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OLED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的大部分專利。

　　在OLED產(chǎn)業(yè)化應用方面，三星和LG走在前列。三星在便攜式產(chǎn)品所用的AMOLED市場上一枝獨秀，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英寸的專業(yè)級AMOLED顯示器。LG在2010年小批量量產(chǎn)15英寸AMOLED電視機，準備于2013年在新的8.5代線上量產(chǎn)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(shù)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(chǎn)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(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，三星、LG和友達光電都在投資開發(fā)這種產(chǎn)品。三星、LG計劃在8代線的AMOLED上使用這種基板。

我國OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　我國在OLED技術(shù)方面的研究起步并不晚，1991年，國內(nèi)已經(jīng)有人開始研究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、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(jié)構(gòu)設計等方面做了很多工作，尤其是在材料和工藝技術(shù)開發(fā)方面取得了很大進展。從2000年起，國內(nèi)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(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)上較為簡單。AMOLED關(guān)鍵的驅(qū)動背板仍需要TFT進行驅(qū)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(shù)方面均可共用，通過對現(xiàn)有TFT-LCD生產(chǎn)線少量的改造和設備的增添就能滿足未來AMOLED產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。TFT-LCD企業(yè)向AMOLED生產(chǎn)過渡，具有工藝和技術(shù)優(yōu)勢。因此，很多TFT-LCD制造商都在逐步轉(zhuǎn)向OLED，包括臺灣的友達光電，國內(nèi)的京東方和長虹。

　　維信諾的OLED技術(shù)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(chǔ)上成立，2002年建立國內(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)動等技術(shù)，設計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(shù)有限公司，進入OLED產(chǎn)業(yè)。2008年，長虹投資7億元，建設OLED屏生產(chǎn)線，形成年產(chǎn)1200萬片OLED屏的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品以PMOLED為主，主要用于手機。技術(shù)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(chǎn)品為主。

　　依托成都第4.5代TFT-LCD生產(chǎn)線，京東方已開始AMOLED生產(chǎn)線改造，同時積極推進AMOLED高世代線的布局。預計年內(nèi)，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(nèi)，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(chǎn)線是國內(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)大學光電技術(shù)研究院聯(lián)合，成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代平板顯示技術(shù)OLED基片及應用組件產(chǎn)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(quán)。

　　我國的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(qū)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(chǎn)化配套率不足20%。

　　我國還沒有可以生產(chǎn)成套OLED生產(chǎn)設備的制造商，關(guān)鍵設備以及整套設備的系統(tǒng)化技術(shù)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(shù)發(fā)展滯后，我國在AMOLED的生產(chǎn)工藝開發(fā)方面難度較大。

　　雖然在產(chǎn)業(yè)化方面與國外還有差距，但我國在PMOLED上已經(jīng)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(nèi)企業(yè)和研究機構(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。

OLED產(chǎn)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(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，將來會應用到大屏幕電視機上。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比較慢，預計TFT-LCD在未來很長一段時間內(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(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展OLED的照明研究，在發(fā)光效率、產(chǎn)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(chǎn)品。GE的液體涂布技術(shù)有望大幅降低制造成本。由于照明對色域、壞點、可靠性、壽命的要求較平板顯示要低，OLED在照明領(lǐng)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(chǎn)業(yè)都有重大的推動作用。

　　目前，OLED技術(shù)已經(jīng)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。