新一代信息技术 | 新型显示与OLED产业现状浅析

Original 王晶火石创造 2024-04-11

显示产业是我国电子信息产业的基石之一，也是信息领域为数不多的每年千亿美元级的产业，带动力和辐射力极强，吸引了国内外众多研究机构、企业的目光，成为了电子信息产业领域竞争的新高地。

随着科学技术的发展，我国的OLED（有机发光显示）技术有了很大进展，OLED产业是指有机半导体材料在电场作用下发光的技术，是最有发展前景的新型显示技术之一，也是国际上高技术领域的一个竞争热点。

新型显示产业

（一）新型显示技术与现状

新型显示技术是指基于芯片及器件控制、使用新型光电子材料的图像高清再现技术，其产品广泛应用于可穿戴设备、车载显示、虚拟现实等领域。随着阴极射线管显示（CRT）逐步被平板显示（FPD）取代，新型显示目前主要包括薄膜场效应晶体管液晶显示器（TFT-LCD)、量子点显示、电子纸显示（E-paper）、有机发光二极管显示器（OLED）、场发射显示器（FED）等。相比CRT，新型显示具有薄、轻、功耗小、辐射低、无闪烁等优点。智能手机与各样大屏显示设备广泛使用的今天，在材料性能与制备成本的综合市场选择下，目前LCD与OLED在新型显示市场中占有率最高。

2020 年，我国在新型显示产业领域投资超过 1.3 万亿元，已建成 6 代及以上面板生产线 35 条，实现直接营收 4460 亿元，同比增长19.7%，全球占比达到 40.3%，增长速度和市场占有率均处于全球首位，全球显示产业正加速向我国转移，新型显示已经成为我国后续发展的优势产业，在我国国民经济中占有重要的战略地位。

（二）新型显示产业集群

近年来，我国新型显示产业发展迅速，产业链条逐步完善，集聚发展态势愈加明显，已初步形成了京津冀地区、长三角地区、东南沿海地区以及中西部地区产业发展格局，四大地区在新型显示产业发展过程中形成了“龙头企业-重大项目-产业链条-产业集聚-产业基地”的集群发展。

表1：新型显示产业集群

资料来源：火石创造根据公开资料整理

（三）新型显示产业链

新型显示产业链涉及的上游供应材料、设备，中游产品以及下游的应用领域较多，具体以新型LCD与OLED产品的供应链进行阐述。相比传统液晶显示器，新型LCD由TFT阵列控制电流进行色彩与明暗度调节，与OLED一起占据新型显示产品市场的大半壁江山。

图1：显示技术发展历程

资料来源：火石创造根据公开资料整理

新型显示产业链上游包括原材料生产以及设备制造：原材料包含显示面板的核心材料（LCD面板的液晶材料、OLED面板的有机发光材料、ITO导电膜、偏光片等）、衬底材料与显示玻璃（柔性PI膜、玻璃基板等）、面板关键部件（FPC、背光源、驱动芯片）以及工艺核心材料（光刻胶、电子特种气体、靶材、湿电子化学品以及封装材料等）。关键设备主要有清洗设备、曝光显影设备、刻蚀设备、蒸镀设备、灌晶设备等。

产业链中游包括新型显示制造与产品。新型显示模组的生产技术壁垒集中在显示器件的制造，尤其是TFT阵列与OLED驱动芯片的制造，封装与组装过程中有大量企业帮助品牌面板制造商从事代加工业务；新型显示主要产品包括新型LCD面板（TFT-LCD）、新型LED面板（AMOLED、PMOLED、量子点自发光显示QLED、微米/次毫米发光二极管显示Micro/MiniLED )、其他新型显示（3D立体显示面板、激光投影显示LDT、彩色电子纸E-paper）及各类行业显示模组（工业显示模组、车载显示模组等）。

产业链下游为新型显示的应用领域，包括消费电子（智能手机、平板电脑、智能电视、可穿戴设备等）与商用显示两大块。

图2：新型显示产业链示意图

资料来源：火石创造根据公开资料整理

OLED产业上游浅析

OLED产业涉及的主要原材料包括玻璃或塑料基板、有机材料、湿化学品、特种气体、金属靶材、封装材料、偏光片、驱动IC等；关键设备包括PECVD、Sputter、曝光、显影、蚀刻、结晶化、离子注入、蒸镀、封装等。此外，光刻和蒸镀用掩膜版也是OLED产业非常重要的配套零组件。

从全球来看，目前OLED产业的上游配套已比较完善，参与企业众多，但核心材料和关键设备大部分掌握在日本、韩国、美国、欧洲企业的手中，如有机发光材料、玻璃基板、封装材料等由日、美、欧企业垄断；曝光机、蚀刻机、结晶化炉、蒸镀机等关键设备则被日、美、韩企业牢牢掌握。我国企业在OLED上游产业链虽然有一定布局，但未掌握部分关键技术，除了几个龙头企业集聚区，大多本地化配套能力弱，也就是说我国的OLED产业链建设还有待完善。

1. 国外OLED关键材料与设备

OLED面板产业的发展与OLED上游原材料和设备的发展相互促进和制约。我国由于目前材料和设备的发展不足，导致OLED技术商业化应用的成本依然很高，性能也与预期存在差异。OLED产业化路线的多样性，要求关键材料和设备的研发同样要多方向发展，这在一定程度上加大了材料和设备的商业化难度。例如，有机发光材料决定了OLED产品的制造技术，而它又分成小分子和高分子，两者对关键设备的要求不尽相同；再如，LTPS和氧化物两种主要TFT技术所需设备及原材料包括对OLED后段制备工艺的影响也各不相同。尽管如此，由于OLED作为新一代显示技术，在巨大的市场前景的吸引下，全球众多知名的材料企业及设备企业均持续不断的加大研发投入，因此全球近几年各项技术取得了很快的发展。

日本在OLED关键材料和设备等配套方面占有绝对领先地位，他们在OLED技术及产业化的研发中长期投入，掌握大量核心技术，配套能力更是全球领先。如住友化学是全球知名的有机发光材料供应商，旭硝子是全球OLED玻璃基板的主要供应商，Nikon尼康占据里OLED用光刻机全球市场份额90%，ULVAC则占有接近70%的PECVD设备市场份额，TOKKI是全球OLED蒸镀设备的主要供应商。

韩国在SAMSUNG、LGD的带动和大力支持下，产业配套能力显著提高，目前仅次于日本，SAMSUNG和LGD积极采购本土企业产品，带动相关企业发展，有机材料除红绿蓝掺杂材料外，大多数材料来自本土企业。另一方面SAMSUNG和LGD通过与国内设备企业合作，共同开发包括结晶化、蒸镀、真空物流、封装及自动化系统等核心设备和集成技术，成功建立本地设备供应链，为AMOLED的产业化奠定了坚实基础。

表2：OLED核心材料全球供应商

资料来源：《OLED显示技术》、火石创造整理

表3：OLED核心设备全球供应商

资料来源：《OLED显示技术》、火石创造整理

2. 国内OLED关键材料与设备

相比关键材料，在OLED关键设备方面，国产化率低、替代空间大、难度大。具体而言，中国OLED设备厂商较少，研发方向也单一，支具有生产低世代线、小尺寸的OLED生产线的后段设备和部分清洗设备的能力，核心设备例如PECVD、结晶炉、离子注入机、刻蚀机、蒸镀机仍然依赖进口。设备制造能力薄弱也是我国OLED整套设备的系统化技术落后，成为我国OLED产业发展的关键制约因素。