2011年OLED产业市场及技术发展状况
有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Display,OLED)是继LCD(液晶显示器)之后的新一代显示技术。OLED是一种自发光的显示器,其结构简单,具有使用功耗低、响应速度快、视角宽、自发光无需背光源、器件更薄、对比度更高、色彩更鲜艳、高低温性能优越等特点,易于实现3D显示、柔性显示和透明显示,被业界称为“梦幻显示器”,是最具发展前景的新型显示技术之一。
一、2011年全球OLED产业市场及技术的发展状况
(一)全球OLED产业发展状况
2011年,OLED正逐渐成长为全球面板巨头的投资热点,PM-OLED产业维持平稳发展,各大厂商纷纷加大面向中大尺寸AM-OLED市场的布局力度。
三星的第5.5代AM-OLED(1300mm×1500mm)量产线已于2011年6月量产,正在投建第8代AM-OLED生产线。三星SMD和LG Display还公布2012年下半年将向市场投放55英寸的OLEDTV。中国台湾地区的两大面板巨头——友达光电和奇美电子,则开始调整和提高现有OLED面板生产线布局:友达规划对既有产线进行整改,如新竹的第3.5代LTPS TFT线和新加坡的第4.5代LTPS TFT线都规划了部分产能转向AM-OLED,预计2012年下半年开始陆续投产;奇美现已在第3.5代LTPS TFT线上试制AM-OLED中小尺寸显示屏,并将逐步进行产能扩增。
权威市场调研机构DisplaySearch的数据报告显示,2011年全球OLED产值较2010年呈大幅攀升态势,全球OLED面板出货金额达到38.6亿美元,较之2010年增长了23亿美元。受到智能手机爆炸性增长的市场需求影响,AM-OLED出货金额高达35.2亿美元,占据OLED出货90%以上的份额。AM-OLED面板在9英寸及更小尺寸的中小尺寸面板市场的渗透率,正在加速提升,与TFT-LCD液晶面板形成强劲的竞争态势。2010年,AM-OLED在中小尺寸面板市场渗透率约为6%,但2011年AM-OLED面板在中小尺寸面板市场的渗透率已冲到12%。
从供货商排名来看,由于OLED市场的旺盛需求,三星SMD的优势继续放大,出货量高达8800万片(全部是AM-OLED,占据全球97%以上的份额);中国台湾智晶光电出货量为1580万片,位居第二;中国大陆厂商维信诺出货量达1457万片,从2010年的第五位跃居至第三位,中国台湾铼宝和日本先锋分列第四、第五位,其中后几位都是PM-OLED产品供应商。
2011年,伴随着整个OLED市场重心向AM-OLED的转移,各大厂商将目光聚焦于AM-OLED产业的发展,韩国三星在PM-OLED的基础上培育出了AM-OLED,在AM-OLED相对成熟后,撤出了在PM-OLED领域的竞争,转而将精力集中于AM-OLED产业和市场的拓展。全球PM-OLED生产线分布及市场份额如表1所示。
表1 2011年全球PM-OLED生产线分布及运营情况
资料来源:DisplaySearch及相关报道。
(二)全球OLED技术和市场发展状况
1.OLED显示
伴随着智能手机的大规模普及和三星第5.5代AM-OLED量产线的大批量出货,手机仍然是OLED主要的应用领域。据统计,2011年全球OLED手机已达到1.3亿部,在智能手机应用之出货量约达4100万支,较2010年大幅增长210%,在智能手机市场的比重约达9.2%。
根据DisplaySearch2011年第四季度的统计和预测,在未来的5年里将会有50%以上的OLED显示器被应用到手机领域,同时电视和电脑等也将更加广泛地采用AM-OLED(见图1)。
图1 OLED应用领域预测
资料来源:DisplaySearch。
在大尺寸领域,2011年度国际消费类电子产品展览会(CES)上,三菱公司展示了155英寸的OLED电视,这款电视由许多小块OLED面板组合而成。中国台湾友达光电在日本横滨举行的“FPD International2011”上,展出了32英寸的OLED电视样品,这是在IGZO TFT驱动的OLED面板中最大的画面尺寸(见图2)。
图2 友达光电32英寸OLED电视样品
索尼在2011年11月16日~19日于德国杜塞尔多夫举行的“MEDICA2011”上,大力宣传了2011年11月刚刚上市的25英寸医用OLED显示器(见图3)。配备的OLED面板采用了索尼自主开发的“超级顶部发光(Super Top Emission)”构造,像素为全高清(1920×1080)。
图3 索尼医用OLED显示器
韩国LG显示器2011年12月26日正式宣布,开发出了55英寸的OLED电视。LG介绍,该公司的55英寸OLED面板厚度只有4mm,实现了薄型、轻量,耗电量低于该公司的液晶面板,对比度高达10万比1以上,像素响应速度也是液晶面板的1000倍以上(见图4)。
图4 LG55英寸OLED显示器
2. 柔性OLED显示
OLED可实现基于塑料基板和金属基板的柔性显示,这一直以来是OLED领域的研究热点。2010年三星和罗姆等厂商就曾对外发布过柔性OLED的概念产品和柔性显示样品,2011年,更多的OLED厂商加入了柔性OLED研发的大军。友达光电开发出了4英寸的柔性OLED面板,并在横滨会展中心举行的“FPD International2011”上进行展示(见图5)。这款样品厚度仅为0.3mm,像素为240×320,OLED元件采用了从TFT基板提取光的底发光型构造。
图5 友达光电OLED柔性显示器
三星公司推出了该公司研发的一款全新可折叠式AM-OLED显示屏,该款显示屏可以像纸片一样进行折叠并重新伸展,而这样的折叠伸展可以达到10万次的耐久度且不会对显示屏本身造成损坏,这项显示屏技术采用了两块AM-OLED面板、硅橡胶以及配备了模块化外框的玻璃壳层(见图6)。
图6 三星可折叠OLED显示器
在三星等各大厂商纷纷进行OLED柔性技术研发的同时,该项技术也引起了韩国国家层面的支持和重视。2011年韩国政府组建了OLED显示和照明技术联盟,该联盟计划由26个机构和企业组成,它们将开发柔性显示器及材料,并计划在2018年生产40英寸的柔性电视。
3.OLED透明显示
此前,韩国三星和NeoView Kolon公司曾展出其研制的OLED透明显示屏。2011年这项技术逐步走向了产业化,应用领域也更为广泛。
TDK公布了其于2011年3月开始量产的透明OLED面板的结构,屏幕尺寸为2.4英寸,像素为QVGA(240×320),可实现彩色显示。该面板已被联想的手机所采用,于2011年3月开始投放市场。
近年来,3D技术受到热捧,但是由于景深存在限制,这种技术并不完善,通常要求用户佩戴眼镜,甚至配备昂贵的投影设备。2011年苹果提出一种新的解决方案——一种多层显示系统,通过由多个透明的OLED屏幕叠加而成,从而为一个图像创造多个层次,进而形成虚拟景深。3D技术和OLED技术相结合,势必会给观众带来更完美的视觉体验。
4.OLED照明
随着白光OLED技术的不断成熟,OLED照明产业化的雏形也逐渐形成。业界涌现出多个专门为OLED照明而成立的新公司,多条针对OLED照明产业化技术开发与生产的中试生产线也在陆续建设。
在日本,山形大学研究所的Kido教授与三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)、罗姆(ROHM)等公司合资成立了专注于OLED照明的公司Lumiotec公司,该公司从2011年1月开始量产OLED照明面板;柯尼卡公司在2011年3月开始销售OLED照明屏;松下公司致力于高显色性OLED照明产品的开发,初期应用于博物馆等对照明质量要求较高的领域。在欧洲,欧司朗的一条新型OLED试点生产线于2011年8月底建成投产,设备耗资2000万欧元,产线位于德国雷根斯堡,主要用于生产透明的OLED面板;法国的Astron FIAMM公司现有一条OLED照明2代中试线(370mm×470mm)。在韩国,LG公司从2011年11月开始启动第2代照明面板试生产线建设,预计2012年下半年实现面板的量产。部分OLED照明公司投资及产线现状如表2所示。
表2 部分OLED照明公司投资及产线现状
国内企业在OLED照明方面也有产品推出,如维信诺推出了数款OLED照明模块及灯具(见图7)。
图7 维信诺公司推出的OLED照明模块及灯具
二、2011年中国OLED产业状况
(一)中国OLED产业发展状况
OLED近两年来在国内得到了广泛的关注,自2008年维信诺公司建成中国第一条OLED大规模生产线至今,中国大陆已有多家企业将目光投向了OLED,尤其是面向中大尺寸的AM-OLED。全国性的产业联盟也已经建立。2011年6月2日,由国内19家OLED企事业单位共同发起的中国OLED产业联盟在广东惠州正式宣布成立,旨在引导成员单位在整合产业资源、加强信息交流、推动技术合作、开拓应用市场、推进相关标准制定和知识产权保护等方面广泛开展合作。
在中小尺寸OLED领域,维信诺公司2008年依靠自主技术建成的国内首条OLED大规模生产线,2010年虹视、彩虹引进国外二手设备建成了PM-OLED生产线。其中,维信诺公司建成的OLED大规模生产线,与全球范围内的同类生产线相比,生产节拍最快,产能最大,工艺技术达到国际领先水平。
在中大尺寸AM-OLED领域,维信诺公司和昆山工研院等企业联合成立了昆山平板显示中心,于2010年建成了国内首条LTPS TFT背板驱动的AM-OLED中试生产线。2011年昆山维信诺光电技术有限公司成立,正式启动AM-OLED大规模产业化项目,计划2012年启动建设一条第5.5代AM-OLED大规模生产线,该条生产线建成投产后,维信诺公司将成为全球唯一一家同时拥有PM-OLED大规模生产线和AM-OLED大规模生产线的企业。2010年,上海天马有限公司在现有第4.5代TFT-LCD生产线场地内建设了一条月加工玻璃基板1000张的第4.5代AM-OLED中试线,2011年这条AM-OLED中试生产线开始进行流片。京东方也正式对外发布,计划在鄂尔多斯建设一条第5.5代AM-OLED生产线。
在OLED照明产业方面,维信诺公司2009年就进入OLED照明领域,OLED照明产品已经小批量供应市场。2011年南京第壹有机光电建成了2000m2的洁净厂房,中试放大线建成。
(二)技术和市场发展状况
清华大学和维信诺公司经过十余年的技术开发及产业化工作,系统掌握了OLED材料、器件、工艺、驱动等关键技术和产品制备工艺;成功开发出新型高性能电子注入技术,突破了国外专利的限制;发明了高性能电子传输材料,取代了业界常用的传统材料;发明了新型器件结构,性能居国际领先水平;解决了高亮度、高对比度、抗震动、抗电磁干扰等技术问题,成功地将OLED显示器应用于“神七”舱外航天服上,开创了国际先例。2012年2月,维信诺公司清华大学的OLED项目获得2011年度我国科学技术奖最高奖——国家技术发明奖一等奖。截至2012年5月,清华大学和维信诺公司已申请专利391项,其中发明专利近300项,已授权141项。清华大学和维信诺公司还是OLED国际标准和OLED国家标准的主要参与者,现已完成国际标准一项,国家标准两项,军用标准一项。
国内越来越多的研究单位和企业开始关注AM-OLED大尺寸显示,加大在AM-OLED领域的研发力度。在大尺寸AM-OLED领域,清华大学和维信诺公司实现了AM-OLED制造工艺技术的全线贯通,2011年先后开发出了7.6英寸和12英寸AM-OLED显示屏(见图8),标志着我国AM-OLED技术正式进入“大屏”时代。据悉,上海天马微电子股份有限公司也开发出了12英寸AM-OLED显示屏。
图8 维信诺和昆山平板显示中心开发的12英寸AM-OLED显示屏
在OLED照明研究领域,在我国进行白光OLED研发的单位包括清华大学、吉林大学、苏州大学、华南理工大学、中科院理化所、长春应用化学研究所、维信诺公司、南京第壹有机光电等。国内OLED照明技术与产业化推进程度与国际水平基本同步。
清华大学早在2009年开发的白光荧光OLED在1000cd/m2的高亮度下寿命就已经超过10万h;2009年在中国国际半导体照明展览会暨论坛(SSL2009)会议上,清华大学报道的无光取出结构的荧光磷光复合结构白光器件的发光效率超过50lm/W;2011年,华南理工大学采用溶液加工法来制备高分子基的OLED照明器件,目前也实现了40lm/W(总发光效率可达50lm/W)的高水平白光;长春应用化学研究所、吉林大学等单位也在白光照明方面取得很大进展。
在市场方面,维信诺公司是中国大陆唯一一家实现OLED产品大规模量产的企业,现已开发出30多个系列,300余款OLED显示产品,其中小尺寸OLED产品出货量已位列全球第二位。产品遍及欧洲、日本、韩国等国内外市场,广泛应用于MP3、手机等便携式消费类产品,以及工控仪表、医疗仪器、金融信息、煤矿安全、智能监控系统等领域。广东信利2003年建成中试生产线,目前也有小批量产品供应市场。