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OLED行业研究报告

发布时间:2018.01.04

(草莓视频app黄投资管理部  李安、章番)

一、 OLED 概述

(一)OLED工作原理及分类 

1、OLED工作原理

OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示,是继CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)、LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)之后的第三代显示技术。

OLED的基本结构是由一薄而透明且具半导体特性的铟锡氧化物(ITO)与电力正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括空穴注入层、空穴传输层、发光层(有机材料)、电子传输层与电子注入层。当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红绿蓝三色。

OLED是双注入型发光器件,将电能直接转化为有机半导体材料分子的光能,采用的是电致发光物理机制。所以与传统的LCD显示方式不同,OLED无需背光灯,具有自发光的特性,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。


1 LCD与OLED面板结构对比

OLED显示技术实现彩色显示的方式大致可以分为独立材料发光法,彩色滤光薄膜法、色转换法三种。其中独立材料发光法是直接采用独立的红绿蓝有机发光材料提供三基色,彩色滤光薄膜法是通过彩色滤光片将白光转换为彩色OLED所需要的红绿蓝三基色,色转换法主要利用三基色中能量最高的蓝色为发光源,经由光色转换薄膜将蓝光分别转换成能量较低的红光或绿光从而提供三基色。在市场上,三星的OLED采用的是分别对RGB进行涂色,LG的OLED电视采用的是白光OLED+彩色滤光片的显示技术。 


(二)OLED发展历程 



OLED的研究产生起源于一个偶然的发现。1979年的一天晚上,在美国柯达公司从事科研工作的华裔科学家邓青云博士(Dr.C.W.Tang)在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室里,回去以后,他发现黑暗中有个亮的东西。打开灯发现原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。OLED研究就此开始,从首次商业应用到成功推出55英寸电视屏仅仅用了16年时间,而LCD走过这段历程则花了32年时间,可见全球OLED产业发展非常迅猛。


 

数据来源:互联网

图2 OLED发展历程

从行业周期来看,LCD已经处于成熟期,在显示领域占领着绝对市场,而OLED正处于成长期。中国光学光电子行业协会液晶分会(CODA)秘书长梁新清在2016年8月于上海召开的“中国北京2015国际显示产业高峰论坛”的前期说明会上表示,到2025年前后,伴随柔性显示器的商品化,TFT液晶将会步入衰退期。与此同时,OLED将会取代TFT液晶,迎来成熟期。 

(三)OLED产业链介绍

随着OLED逐渐替代LCD,面板结构和制程的改变将带来设备、原材料及面板制造等环节的全产业链变化。

OLED面板为出发点,它的上游是制造OLED面板所需的零组件,包括原材料、生产设备及电子元器件,下游是OLED的终端应用,包括手机显示、VR、穿戴设备、平板、电脑、电视等。在OLED面板的成本构成中,除了设备之外,就是有机材料占比超过10%,为22.7%。另外,驱动芯片占比为6.9%。

 

数据来源:KDB Daewoo Securities Research

图3 OLED面板成本分析

 

在上游材料及设备方面,日本和欧美地区具有很强的研发和产业化实力,占据主导地位;在中游面板制造方面,亚洲基本占据了全球所有市场份额,尤其以韩国SMD、LGD为行业领头羊,我国台湾友达、新奇美电以及日本SONY、夏普、松下、日本显示等企业紧随其后,我国大陆除最早从事OLED研发及生产的维信诺、四川虹视外,京东方、天马、华星光电等传统的面板企业也加快了跟进行业发展的步伐;在下游终端应用方面,目前手机所占份额最大,而在畅销手机品牌中,美国有苹果、韩国有三星、中国有华为、OPPO、小米等,对OLED面板有很大的需求量。

 

二、OLED发展现状分析

(一)需求端发展现状

作为第三代显示技术,OLED正处于快速成长期,其应用市场主要是替代LCD。OLED的渗透率与其成本直接相关,而其成本又直接与生产良率相关。如果组件和材料价格合理,生产良率超过80%时,OLED成本将低于LCD。一旦成本低于LCD,OLED将凭借其性能优势大规模替代LCD

2017年Q2以来,5.5吋HD分辨率的面板已经出现了成本倒转,根据IHS Markit调查,5.5吋HD AMOLED面板的制造成本为12.1美元,而5.5吋HD LTPS LCD面板的成本则是12.2美元,不过5.5吋的HD a-Si LCD面板制造成本仅约10.4美元,仍低于AMOLED面板。在较高解析度的市场上,LCD的制造成本仍占有优势,据估计,5.5吋的QHD AMOLED面板和5.5吋的QHD LTPS LCD面板之间,大约存在30%的成本差距,至于a-Si技术则无法达到QHD的解析度。因为AMOLED结构较LCD面板简单,所以原则上AMOLED的材料成本应该低于LCD面板,AMOLED较高的成本主要来自折旧、劳动力成本等其他费用,而这些费用的单位成本将随着量产的规模效应而减少。随着OLED优势凸显,劣势逐步补齐,有望迎来需求爆发式的增长。

1、OLED中小尺寸需求分析

目前,10英寸以下中小尺寸AMOLED技术相对成熟,已实现量产,可广泛应用于手机、穿戴设备、VR等移动产品。目前手机对AMOLED面板的需求量最大。 

1.1 需求分析——手机行业

AMOLED面板在智能手机显示面板市场的渗透率正在迅速攀升。根据统计数据显示,2016年全球智能手机大概有23%搭载OLED面板。2018年下半年所有新款i phones都将采用OLED屏幕,这将会大大加速其他智能手机制造商对OLED屏幕的采用,Trendforce指出到2020年,OLED屏幕在手机上的采用率将达到50%。

 

数据来源:中关村在线

4  三大手机品牌均已采用AMOLED

根据智研咨询的统计,在手机市场,2015年AMOLED出货量约2.55亿片,预计到2019年将增长至7.5亿片,年复合增长率达32%;相应的市场规模从2015年的93亿美元增长至293亿美元,年复合增长率达33%。其中增长主要来自于软屏,柔性屏是未来的趋势。

1.2 需求分析——消费电子产品

OLED除了智能手机等消费电子产品外,未来还有望进一步应用于可穿戴设备、VR设备等各类泛智能硬件。随着智能手表、VR等新产品销量增长,OLED市场规模也将随之快速增长。

可穿戴设备需要具备弯折功能,并追求屏幕部分区域常亮。可穿戴设备体积较小,一般佩戴到手腕等部位,多呈现曲面,所以可穿戴设备的屏幕正往曲面方向发展,而OLED具有柔性特点是最佳选择。VR设备看重轻薄、广视角与高刷新率。屏幕轻薄可以减轻VR设备对头部的负担;在距眼睛较短的范围内,广视角是保证视觉效果的必要条件;刷新频率过低可能VR使用者的晕眩感,需要高刷新频率。OLED完全满足这些需求,市场上主流VR设备如Oculus Rift、Sony PlayStation VR等均采用OLED屏幕。

2、供给端发展现状

凭借在OLED领域深耕多年积累的技术经验,韩国面板厂商在OLED领域仍保持着极大的领先优势。三星稳步领跑中小尺寸OLED面板市场,智能手机OLED面板份额达98%,拥有较大的OLED硬屏产能,未来扩产方向主要在柔性屏。LG是目前主要的大尺寸OLED面板供应商,根据其产能扩张计划,至2020年可形成约270万平方米的产能。目前LG主要为长虹、康佳、创维、LG、索尼等品牌的OLED TV供货,有意凭借大尺寸AMOLED面板的量产经验切入小屏AMOLED市场。 

与此同时,国产面板厂商正加速追赶OLED布局。京东方的成都6代柔性AMOLED线已于今年5月点亮,预计10月开始逐步实现量产;天马、维信诺、和辉光电等面板厂商的新产线建设也在稳步推进。 

对于面板行业而言,由于存在库存因素以及维修市场的需求,因此测算供给超出需求5%以内一般是正常状态,在这一幅度内的供需相对平衡。对于柔性OLED来说,由于其工艺难度高、良率较低,从供需预测的结果来看,草莓视频深夜释放自己app预计直至2020年柔性OLED屏幕都将处于供不应求的状态。而如果考虑可折叠屏幕的出现,对OLED屏幕的需求面积成倍增长,可能未来较长一段时间内仍将处于供不应求的状态。对于OLED硬屏,根据目前的产能投资计划,随着全球厂商的产能逐渐释放,OLED硬屏的供应将会保持较为稳定的增长,未来几年基本上也处于供给小于需求的状态,直到2020年左右将有所缓解。

 

5 全球OLED硬屏及柔性屏供需对比

三、OLED行业发展趋势

如果你曾经设想过能拥有大尺寸显示屏移动设备,并且能折叠放进口袋会有多方便,或许在不久的将来梦想将会实现。根据应用材料公司(Applied Materials)最近进行的一份调查显示,80%的人会有这种想法。

这种态度反映在了未来几年柔性和曲面显示器市场的强劲增长趋势。例如,来自Touch Display Research的市场分析师预测,到2023年,柔性和曲面显示器将占全球显示器收入的16%,而2013年只有1%。与此同时,IHS iSuppli预计,到2020年,全球柔性显示器出货量将达到7.92亿台,高于2013年的320万台。

目前,市面上已经出现了一些新型曲面显示器,如三星已经推出了拥有极具魅力外观的曲面屏Galaxy Edge智能手机。但是,什么样的技术才能生产出柔性可弯曲的显示屏,并且拥有足够的分辨率、显示质量以及耐用性?最重要的是,什么样的技术才能以显示器和终端设备厂商接受的、能带来可观利润的成本实现上述要求呢?

1、材料是关键因素

材料在推动移动设备、电视、广告标牌以及其他用途的柔性显示方面发挥关键作用。显示材料面临的主要挑战是当设备弯曲或折叠时,如何摆脱硬质玻璃限制,而不会影响显示器的薄膜晶体管(TFT)背板的运作或可靠性。

柔性OLED显示器的早期采用者倾向于使用分层工艺在柔性薄膜上制造电晶体背板。但是这种分层工艺非常复杂且成本高。因此,其在技术突破之前量产还存在一些问题。

2、薄膜封装(TFE)

许多显示器制造技术的主要目标是实现TFT背板和OLED发射层的均匀性和性能稳定性。有效的薄膜层封装对于防止由水分和颗粒引起的AMOLED显示屏的老化至关重要。封装直接影响AMOLED设备的使用寿命和显示性能。

如应用材料提供的薄膜封装(TFE)工艺,支持柔性OLED显示器的制造要求,同时还能提供关键屏障保护。

此外,应用材料提供的AKT TFE产品线包括延长柔性OLED寿命的多层解决方案。多层构造通过去除阻挡膜中的缺陷部位并增加渗透通道长度来减少水渗透。

柔性、可弯曲显示器的发展带来了许多技术挑战,同时也需要制造工艺和材料的进步。想要尽可能快地实施这些新技术,并且可以推动大众消费者的采用,设备和材料供应商以及面板和设备制造商之间的紧密协作是不可或缺的。只有更多的设备材料厂商形成联合共同体,才能迎接在未来柔性屏方面的规划和挑战。


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