11代TFT-LCD面板線都來了！是瘋狂呢？還是理所當(dāng)然？
2016年3月30日下午，鴻海宣布，以3888億日元（約合224億元人民幣）完成收購夏普。估計，日本顯示界臉都綠了吧。“液晶之父”日本夏普曾經(jīng)是引導(dǎo)時代潮流的佼佼者，其被收購，很大程度上是為夏普10代線受累。
位于日本堺市的夏普10代線SDP堺工廠在2010年已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，“全球唯一一座10代線”的寶座已經(jīng)保持了近7年的時間。2007年做出興建這條10代線決定的是當(dāng)時的夏普社長片山干雄，由于市場需求高漲，而夏普一條6代線和一條8代線的產(chǎn)能已經(jīng)不能滿足，跨越式投資10代線，主攻60英寸液晶電視市場在當(dāng)時看來是有相當(dāng)遠見的選擇。
但是從實現(xiàn)量產(chǎn)那一天開始，虧損就一直陪伴著曾經(jīng)是日本高世代面板技術(shù)驕傲的夏普10代線，2009年，日本國內(nèi)電視機換代周期進入尾聲，市場需求銳減，建造成本高達4300億日元（只是計劃投資，實際投資更高）的10代線開工率一直維持在50%左右的低水平，到2012年，夏普的液晶面板部門虧損擴大到1050億日元。
2015年12月2日，京東方10.5代線在合肥動工建設(shè)，設(shè)計投資400億元人民幣（后追投58億元人民幣擴產(chǎn)）；2016年11月30日，華星光電11代線在深圳動工建設(shè)，設(shè)計投資538億元人民幣；2016年12月2日，惠科電子、昆明市、滇中新區(qū)正式簽約投建惠科昆明11代線項目，設(shè)計投資400億元人民幣；還有消息稱鴻海夏普將在廣州投建高世代顯示面板產(chǎn)線（10代以上），設(shè)計投資480億元人民幣的消息。不過，行業(yè)內(nèi)也傳言，中國大陸還有一條11代線將會投建，具體哪家企業(yè)暫時不點明了。未來中國大陸5條10.5及11代線那是穩(wěn)妥的了。
當(dāng)前，中國大陸多條8.5代線未來一兩年將相繼量產(chǎn)，加上10.5代以及11代線的投資，TFT-LCD產(chǎn)能過剩一直是行業(yè)比較關(guān)注的話題，特別是夏普10代線前車之鑒還歷歷在目，還有三星\LG已經(jīng)不斷關(guān)停低世代TFT-LCD面板線，三星7代線關(guān)停預(yù)計也是快了。而我們是否真的需要擔(dān)心這個問題呢？我們認為不需要太擔(dān)憂這個問題，畢竟10.5代以及11代線主要針對超高清、大尺寸電視產(chǎn)品，同時大尺寸OLED短期內(nèi)無法量產(chǎn)，不會對TFT-LCD產(chǎn)生巨大的威脅。相信，面板大廠動輒幾百億的投資還是經(jīng)過深思熟慮了的。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來超高清電視在市場的銷售急速增加。根據(jù)IHS DisplaySearch的數(shù)據(jù)顯示，2015年4k電視出貨量將達到3200萬臺，同比增長170%，8k電視的全球出貨量有望從2015年的2700臺增加至2019年的91.1萬。而與此同時，顯示大尺寸化也是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，過去十年中，電視市場的平均屏幕尺寸每年增加1英寸，預(yù)計到2019年65英寸及以上產(chǎn)品的電視出貨量將以17%的年復(fù)合增長率快速增長。電視尺寸增加1英寸就能消化一條8.5代線的面板，目前中國彩電平均尺寸43英寸左右，高于全球平均尺寸。超大尺寸10k、8k及4k超高清顯示屏在影視、交通、藝術(shù)、醫(yī)療等多個領(lǐng)域都有很大的商業(yè)機會，如聯(lián)合電影制片商研發(fā)8k電影、輔助公共交通管理系統(tǒng)中信息的監(jiān)管和發(fā)布、推動醫(yī)療遠程會診和臨床研究等。與此同時，伴隨5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，基于高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容將會成為未來家庭視覺內(nèi)容的主宰，4K甚至8K等超高清內(nèi)容源也將得到普及。至于價格，也不是什么太大問題，中國面板企業(yè)的加入，特別是完整的中下游產(chǎn)業(yè)鏈，一定能為大尺寸電視以及其他特殊應(yīng)用提供很好的成本空間的。
OLED柔性性能優(yōu)越 柔性液晶表示不服
隨著智能手機、智能手環(huán)、電視、電腦等消費電子產(chǎn)品向著輕薄、便攜、智能等方向快速發(fā)展,其顯示屏幕也經(jīng)歷著“球面屏—平面屏—柔性屏”的快速演化和迭代。在球面屏?xí)r代,CRT是唯一的選擇;在平面屏?xí)r代,LCD成為當(dāng)之無愧的王者;在未來的柔性屏?xí)r代,OLED由于具有結(jié)構(gòu)簡單、超輕薄、色飽和度和對比度高、功耗低、容易實現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)勢,成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界投資與研究的重點。
近年來,采用OLED作為屏幕的智能手機、智能手環(huán)、智能手表、電視等產(chǎn)品呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。在智能手機主戰(zhàn)場,越來越多的高端機采用OLED顯示屏,特別是柔性OLED屏幕。據(jù)統(tǒng)計,我國vivo、魅族、OPPO等品牌開始大規(guī)模采用OLED屏幕,2016年這些品牌的智能手機中OLED屏幕滲透率達到12%以上。隨著蘋果公司計劃在2017-2018年將其LCD屏幕升級為OLED屏幕,國內(nèi)外的產(chǎn)業(yè)鏈上下游也都在積極進行相關(guān)的產(chǎn)業(yè)布局,整個OLED市場呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。柔性OLED顯示面板將在未來5年保持快速增長的勢頭,年復(fù)合增長率將高達30%以上,其市場規(guī)模也將在2020年左右達到400億美元以上,OLED屏幕在智能手機市場的滲透率將超過50%。
2016-2020年柔性OLED以及設(shè)備市場發(fā)展趨勢 
面對著龐大的市場需求和光明的市場前景,我國京東方、天馬、維信諾、和輝光電、華星光電、信利等企業(yè)近年來陸續(xù)投入巨資建設(shè)多條G4.5~G6代OLED生產(chǎn)線,2016年已經(jīng)開始有基于玻璃的OLED顯示屏在智能手機中開始獲得小規(guī)模應(yīng)用。但由于我國對OLED產(chǎn)品的技術(shù)掌握不夠成熟、投資較晚,產(chǎn)能的充分釋放需要到2018年左右。當(dāng)前,韓企處于絕對的市場壟斷地位,其中三星占據(jù)了中小尺寸OLED面板市場份額的95%以上,LG則壟斷了整個大尺寸OLED電視面板市場。
從技術(shù)來看,主流OLED生產(chǎn)技術(shù)路線可分為兩種:低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS-TFT)驅(qū)動紅綠藍(RGB)OLED發(fā)光像素,以及氧化物薄膜晶體管(Oxide-TFT)驅(qū)動白光OLED像素發(fā)光并透過濾色片(ColorFilter)獲得RGB像素。前者主要用于小尺寸顯示,代表企業(yè)為三星;后者主要用于大尺寸顯示,代表企業(yè)為LG。
三星采用LTPS技術(shù),主要是圍繞著智能手機用的小尺寸OLED屏幕技術(shù)在發(fā)力,從GalaxyS到GalaxyS7,屏幕解析度已經(jīng)從218ppi提升到2K(577ppi),預(yù)計未來OLED手機解析度可能達到800ppi左右。LTPS技術(shù)優(yōu)勢在于遷移率高,可以實現(xiàn)低功耗,有利于應(yīng)用在電池進行供電的智能手機等移動終端設(shè)備;但LTPS本身為多晶結(jié)構(gòu),均勻性較差,且必須采用激光退火和離子注入等高成本工藝,造成產(chǎn)品的成本居高不下,并且難以應(yīng)用于大尺寸面板生產(chǎn)。
LG采用Oxide技術(shù),主要是因為Oxide為非晶結(jié)構(gòu),容易實現(xiàn)大面積、低成本制備,可以用在大尺寸OLED電視領(lǐng)域;但目前LG采用的IGZO(Oxide材料)技術(shù)TFT背板的遷移率偏低(~10cm2/Vs),導(dǎo)致功耗較高,如能大幅度提高OxideTFT的遷移率,則可以扭轉(zhuǎn)其功耗偏高的劣勢,并有望在智能手機等小尺寸市場取得競爭優(yōu)勢。特別是在柔性OLED顯示領(lǐng)域,LTPS的生產(chǎn)溫度高達450℃以上,對柔性襯底材料和制造工藝都是嚴苛的考驗,成本居高不下;而Oxide的生產(chǎn)溫度可以低至350℃以下,工藝簡單,成本低,對原材料的要求大幅度降低,有利于擴大原材料及關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化率,是我國實現(xiàn)趕超的一條有效思路。
在高遷移率OxideTFT技術(shù)領(lǐng)域,我國部分高校/科研機構(gòu)(華南理工大學(xué)、上海大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)、中科院蘇州納米所等)和企業(yè)都在進行積極地探索。廣州新視界光電科技有限公司(下稱:新視界)致力于突破國外對于IGZO類Oxide材料的限制,致力于開發(fā)基于鑭系稀土摻雜的In-Zn-O(Ln-IZO)新型Oxide半導(dǎo)體材料,結(jié)合自主研制的Nano-BarrierBCE結(jié)構(gòu)工藝路線(5次光刻,與s-SiTFT生產(chǎn)線兼容),實現(xiàn)了電子遷移率接近40cm2/Vs的高遷移率OxideTFT技術(shù),可以有效降低OLED顯示屏的整體功耗。目前,新視界正在與國內(nèi)面板廠商積極開展合作,探討將高遷移率Ln-IZOTFT技術(shù)在智能手機等小尺寸OLED顯示領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用的可能性。
未來的柔性OLED顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展,除了需要考慮TFT技術(shù)的低成本化替代,還需要考慮封裝、耐彎折和可靠性等問題。
從柔性OLED器件的封裝角度來看,OLED器件中的有機材料和電極等對環(huán)境中的水汽、氧氣敏感,因此OLED器件制作完成后必須原位進行封裝,達到阻水阻氧的效果,封裝薄膜的水汽阻隔能力需達到10-6g/m2/day才能保證器件的壽命。目前比較有效的封裝方式是采用薄膜封裝技術(shù)。所謂薄膜封裝,并不是事先做好封裝用的薄膜,再貼附于OLED器件上,而是需要在OLED電極制作完成后,在真空狀態(tài)下采用PECVD、ALD等方法原位在OLED電極上生長具有水氧阻隔特性的納米級薄膜,以達到封裝的目的,技術(shù)要求非常高。特別是對于柔性OLED而言,因為需要面臨多次的自由彎折,對封裝性能必然提出更苛刻的要求。
從柔性OLED顯示屏的抗彎折特性角度來看,現(xiàn)在市面上的柔性OLED全部都是固定曲面的,用戶不能根據(jù)自己的喜好自由彎折,主要是因為柔性OLED顯示屏彎折次數(shù)或者彎折曲率半徑超過一定限度,就會出現(xiàn)器件老化問題,導(dǎo)致亮度下降、產(chǎn)生黑點、暗線等損傷,使用壽命急速衰退。這需要從“材料—薄膜—器件—工藝”等角度出發(fā),通過系統(tǒng)研究來不斷解決。
總之,柔性OLED顯示產(chǎn)業(yè)正處在快速發(fā)展期,產(chǎn)業(yè)前景一片光明。但我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨技術(shù)積累不足、生產(chǎn)線建設(shè)起步較晚、設(shè)備及材料配套依賴進口等問題。這需要國內(nèi)上下游產(chǎn)業(yè)之間緊密協(xié)作,爭取在新一輪的柔性OLED產(chǎn)業(yè)競爭中掌握主動。
作為液晶顯示屏產(chǎn)業(yè)化的發(fā)源地，日企在LCD領(lǐng)域技術(shù)累積雄厚。同時韓企三星在OLED中小屏，LG在OLED大屏都技術(shù)成熟，被用于手機和電視產(chǎn)品多年，均有5.5代、6.5代線量產(chǎn)OLED。日企并無OLED技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢，同時現(xiàn)有液晶業(yè)務(wù)受韓國擠壓經(jīng)營較差，無力建設(shè)高價OLED產(chǎn)線。在此背景下，日企采取的是雙技術(shù)發(fā)展路線，一方面緊跟OLED發(fā)展但產(chǎn)線在建，至少要2017年末、2018年才具備量產(chǎn)能力；另一方面是充分利用LCD的技術(shù)和產(chǎn)線嘗試柔性屏，即柔性LCD技術(shù)。
柔性LCD基本原理可歸納為，將一般LCD屏中原本是剛性的背光源，驅(qū)動電路和基板，都采用柔性材料來替換。柔性背光源需要額外加入導(dǎo)光板與置于側(cè)邊的LED共同實現(xiàn)，上下偏光片在彎折情況下會產(chǎn)生相位差需要添加補償片，難點是在液晶盒內(nèi)形成聚合物間隔壁（polymerspacerwall），使液晶層保持網(wǎng)格狀，保證液晶層在彎曲情況下分布均勻。LCD實現(xiàn)柔性原理上可行，但工藝上繁瑣復(fù)雜，絲毫不比OLED簡單，同時與OLED自發(fā)光相比，LED背光導(dǎo)致的LCD顯示視角偏小、對比度較差等劣勢仍然存在。同時柔性LCD技術(shù)目前尚不成熟，僅有少量樣機展示，性能提升和量產(chǎn)還有相當(dāng)長的路要走。
日本推出柔性LCD，工藝復(fù)雜，顯示效果劣勢仍存
因此，結(jié)合技術(shù)實現(xiàn)的難度及最終色彩表現(xiàn)，我們認為OLED仍是柔性顯示的首選，已推出的產(chǎn)品也經(jīng)受住了消費者的考驗，柔性OLED技術(shù)將會是未來的主流。日本夏普和JDI紛紛投錢設(shè)立OLED產(chǎn)線，也是基于對OLED的看好，至于柔性LCD應(yīng)該只做技術(shù)儲備，短期內(nèi)估計無量產(chǎn)可行性。
雖然日本企業(yè)在OLED的投入上無法與中韓企業(yè)進行抗衡，不過日本牢牢抓住了OLED上游部分關(guān)鍵材料的供應(yīng)，目前許多公司如出光興產(chǎn)（IdemitsuKosan），住友化學(xué)（SumitomoChemical），東麗先進薄膜公司（TorayAdvancedFilm），凸版印刷（ToppanPrinting），以及大日本印刷（DNP）等等在增強AMOLED材料的壽命和特性方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。目前日本在全球OLED設(shè)備與材料占據(jù)絕對的技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢。
盡管OLED在柔性特性上具有更大的優(yōu)勢，但是作為當(dāng)前主流顯示技術(shù)——液晶顯示仍然不甘落后，眾多企業(yè)以及科研機構(gòu)開發(fā)除了柔性液晶顯示，這或許是對柔性OLED的一次反擊吧。
作為國際柔性有機電子研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)導(dǎo)者，英國FlexEnable公司近日成功開發(fā)了12.1英寸基于塑料基板的柔性有機薄膜晶體管液晶顯示屏，即有機液晶顯示屏(OLCD)，將會成為大尺寸柔性顯示商業(yè)化進程中的一個重要的里程碑。這項OLCD技術(shù)與現(xiàn)有的TFT-LCD生產(chǎn)線兼容，并且易于實現(xiàn)更大尺寸的顯示，以滿足包括汽車、消費電子和數(shù)字標牌等眾多迫切的市場需求。
同時，日本JDI、日本東北大學(xué)也各自推出了柔性液晶顯示產(chǎn)品。其中，JDI開發(fā)的柔性液晶顯示器在基板中采用了聚酰亞胺，并在上面設(shè)置了用來確保強度的丙烯樹脂層。另外，如果在基板中使用聚酰亞胺這樣的塑料，就必須防止斜向觀看顯示器時發(fā)生的背照燈光泄露現(xiàn)象，因此要在聚酰亞胺基板和偏光板之間導(dǎo)入被稱作“正極C板”的光學(xué)補償薄膜。
整體來看，柔性顯示在智能手機、車載顯示、智能穿戴、VR/AR等顯示應(yīng)用領(lǐng)域具有很好的發(fā)展?jié)摿�，已�?jīng)成為高端顯示產(chǎn)品的象征，其未來發(fā)展也值得我們期待�；蛟S，2017年蘋果智能手機應(yīng)用OLED顯示屏?xí)M一步明晰柔性顯示未來發(fā)展。
總結(jié)
未來顯示無處不在，延續(xù)2016年發(fā)展趨勢，2017年這一系列顯示行業(yè)熱點也將繼續(xù)持續(xù)下去，相關(guān)技術(shù)也將在各大顯示企業(yè)以及科研機構(gòu)的努力下，不斷發(fā)展成熟，也將給我們帶來更好的顯示體驗�？偠灾�2016年也是顯示產(chǎn)業(yè)值得欣喜的一年，2017年也值得我們期待。
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