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柔性显示前景广阔 产业面临诸多挑战
作者:常金龙 发表时间:2014年09月18日

  在信息消费需求高涨的带动下,信息智能终端快速发展,产品多样化和个性化趋势明显,智能手表、智能手环等可穿戴设备不断涌现并开始流行。自2013年Google Glass和iWatch概念的推出,到2014年CES和WMC大会从头到脚全方位多种类可穿戴设备的展出,可穿戴设备市场正在持续酝酿。作为可穿戴设备的核心——柔性显示技术和产业也迎来了难得的发展机遇。

  柔性显示需求渐显

  智能手机是智能终端中最重要的组成部分,2013年,全球智能手机出货量突破10亿部,在全球手机总出货量中占比超过55%,智能手机出货量首次超过功能手机。但智能手机发展过程中也面临如何解决大屏化和便携性的矛盾,以及智能手机外观设计趋同等问题。柔性AMOLED显示屏的应用给智能手机产品外观的变化带来了更多选择,同时对缓解手机屏幕尺寸逐渐增大带来的便携性降低的矛盾具有积极意义,有利于保持智能终端市场的持续活力。除智能手机外,厂商也在积极尝试在以电视为代表的大尺寸终端中引入柔性AMOLED显示技术,三星、LG均已经推出了采用柔性AMOLED显示技术的电视。

  可穿戴设备的兴起则成为撬动柔性显示屏市场启动的另一个潜在助推因素。以谷歌眼镜、智能手表、健康监视腕带为代表的可穿戴设备将成为继电视、电脑、手机之后的“第四平台”。谷歌、苹果、三星、索尼等厂商已把可穿戴设备作为其发展方向,三星、索尼等企业均已经发布或将要发布其智能手表产品。随着可穿戴设备应用领域的不断延伸,预计2016年可穿戴设备市场规模将达到100亿美元。柔性AMOLED显示屏将凭借可弯曲、超轻薄设计、超低功耗、耐用性以及便携性等优势满足可穿戴设备对于屏幕的需求,在可穿戴设备屏幕市场竞争中占有一席之地。

  从智能手机两侧的曲线显示,到智能手表的全景显示,都体现了柔性显示潜在的巨大使用价值。预计到2020年柔性显示屏的全球出货量将从2013年的320万块增长至7.92亿块;同期整体营业收入将从10万美元剧增到413亿美元。

  技术竞争日趋激烈

  由于柔性显示是OLED延伸发展方向,现有OLED生产企业如三星、LG在柔性显示技术研发上也较为积极,维信诺、京东方等国内厂商都在争相布局,技术竞争日趋激烈。

  LG Display在柔性显示领域走在世界前列,在成功研制全球最大的18英寸柔性OLED显示屏之后,今年7月份又推出一款18英寸柔性透明OLED面板,成为业内首款集柔性和透明于一体的产品。三星是全球AMOLED领先企业,在柔性领域的技术和产品开发方面有较强基础,相继推出采用“Youm”技术的柔性AMOLED显示屏以及采用该显示屏的智能手机。在OLED竞争中处于劣势的日本企业,也看好柔性显示技术的发展前景,投入力量进行柔性显示屏的研发,2013年CES展中,夏普展示了3.4英寸可弯折的柔性AMOLED显示屏。

  国内继去年维信诺推出中国大陆首款单色AMOLED柔性显示屏以来,近日,维信诺又研制成功4.6英寸柔性AMOLED全彩显示屏样品,该显示屏采用了LTPS-TFT背板和薄膜封装技术,并应用了维信诺自主开发的补偿电路技术,有效提升了显示均一性,其屏体显示分辨率为480×RGB×800,综合性能指标国内领先。除维信诺外,传统LCD面板龙头企业京东方也在加快柔性显示技术和产品的开发。

  对于柔性AMOLED显示屏而言,目前各大厂商所使用的材质大同小异,基本上都是使用塑料结构的材质,从而使移动设备屏幕变得更加耐摔。从整体技术水平来看,三星、LG、索尼和夏普技术实力相当;从产业化进程来看,三星和LG均计划在近期内实现产品量产;从产业链垂直整合来看,三星、LG、索尼、夏普等韩日企业均具有整机生产能力,有利于其柔性显示屏产品量产后快速导入其终端产品,具有较好的产业链上下游协同效应,对于企业率先切入市场,抢占市场发展先机具有积极作用。相对于日韩企业在柔性显示屏产业中占有的先发优势,国内企业在面板生产、柔性材料和制备工艺上还具有较大差距,预计产业化还需要相当长的一段时间。

  多项技术尚待突破

  柔性显示的可弯曲特征对材料和封装技术都有特殊要求。如驱动显示屏电路的透明导体,在非柔性OLED显示屏中,主要采用氧化铟锡(ITO),在柔性显示屏中厂商则需积极开发如纳米线、碳纳米管、石墨烯和导电网丝等新技术来代替ITO。生产流程和原材料技术的成熟和产业化均需要一个过程,这些上游环节的尚不完善成为阻碍柔性显示屏产业化的关键因素。

  除了柔性衬底技术外,封装技术的成熟与否对于实现柔性显示屏量产至关重要。为了实现显示屏柔性化,显示屏在生产过程中需要采用柔性基板,塑料材质是目前厂商普遍采用的一种基板材质。但由于塑料材质基板在气密性方面不如玻璃基板,在使用过程中水、氧气容易进入屏体内部从而影响显示屏的稳定性。如何在基板的柔性和气密性上找到最佳的平衡点,做到既不让水、氧渗透到显示屏内部,同时又能保证柔软性将成为封装技术不断提升努力的目标。三星在其“Youm”柔性显示屏生产过程中就遇到了封装技术问题而影响了其量产计划,现正在积极提升和改进其封装技术水平。

  受限于材料、技术、设备及厂商集中度高等原因,AMOLED生产成本依旧高于LCD。目前手机用AMOLED面板成本高出同尺寸LCD70%,大尺寸OLED面板成本与LCD相比差距更大。55寸FHDAMOLED面板成本是同尺寸LCD面板成本的6倍以上,即使是32寸AMOLED面板成本也是同尺寸LCD面板成本的2倍左右。柔性AMOLED显示屏是AMOLED延伸发展方向,现阶段还未实现量产,考虑到技术尚不成熟、良品率低、产业配套不完善等问题,预计量产后其成本要远高于AMOLED,与LCD相比成本差距将更为显著,这就使得厂商推出的采用柔性显示屏的终端产品价格将居高不下,过高的生产成本和终端价格将在一定程度上影响市场需求的持续性增长。

  加强集成协同创新

  国内对OLED产业虽早有布局,但总体来看,从产业链上游配套到柔性显示屏制备技术,我国由于技术储备不足仍落后于韩日及美国,产业布局更为缺乏,国内从事柔性AMOLED材料研发的生产企业屈指可数,产品进入产业化阶段的更是少之又少。

  要想在未来的新型显示领域的竞争中占有一席之地,必须加大对柔性显示屏基板技术、封装技术等核心技术和共性技术的研发力度,建立核心技术和共性技术研发基地或联盟,提升我国在柔性显示领域中的专利数量,增强国内企业在柔性显示领域的话语权。自上世纪90年代,柔性AMOLED技术逐步发展起来,2001年以后,进入发展小高潮,优先权专利申请量在数量上数倍于2000年,但由于基数较小,总体上看中国的柔性AMOLED技术仍处在发展的初级阶段。日本、美国和韩国依旧占据柔性显示技术专利申请量的前三位,精工爱普生、三星、索尼在柔性显示专利中占据优势。

  在技术研发上,国内需重点鼓励和扶持有研发力量的企业开展柔性显示技术的研发创新,以企业为主导深化产学研合作。鼓励企业与高等院校、科研院所构建产业技术创新战略联盟,加强集成协同创新。鼓励企业关注柔性显示技术,投入研发人员和研发力量从事技术研发,支持新型显示行业骨干企业建立高水平研发中心和创新平台。鼓励终端生产企业开发采用柔性AMOLED显示屏的可穿戴式设备、智能终端设备,创造下游市场需求空间带动产业起步发展。在产业链布局上,鼓励上游企业针对柔性显示相关材料、薄膜的研究提升产业上游配套能力,推进中游面板、模组企业的技术研发,下游应用产品的创新,实现柔性显示产业链的初步布局。在政策支持上,通过在科技研发创新、人才引进、投融资等方面给予一定的政策倾斜,助力产业在启动初期实现技术、人才和资金的集聚;鼓励有条件的企业展开柔性显示技术的研发、中试线建设,对本土企业在柔性显示技术中的研发投入及中试线建设提供一定比例的资金扶持;加强柔性显示技术人才队伍建设,利用产学研用合作机制,培养产业技术创新人才,充分发展和利用科技创新平台,聚集高端技术和管理人才。

  作者简介:

  赛迪顾问半导体产业研究中心光电子咨询事业部总经理

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