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OLED产业链的上游包括材料制造、设备制造、新浦京棋牌手机版下载零件组,其中设备制造、材料制备和驱动模块属于
发布时间:2020-03-17 07:18
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OLED作为新一代显示与发光技术,在过去一年多呼声渐高,逐渐成为新的发展热点,全球主要显示与照明厂商都将主要的技术布局和产业布局向OLED产业转移。市场需求也极大地带动了与之相关的OLED材料产业的发展。预计未来随着市场需求的进一步扩大,OLED材料将有更大的发展潜力。更为重要的是,作为OLED器件上游的一大关键,材料领域发展的健康与否,关系到整个产业链的完整性与稳定性。  目前,OLED材料产业的技术和市场能力十分薄弱,行业的配套能力欠缺。但OLED毕竟是一个新兴技术,还处于起步阶段,如能及早切入,加强布局,仍是中国OLED企业追赶日韩的有利时机。因此,中国OLED上下游的企业应在政府部门的协调下,加大合作力度,建构本土产业链,这样才能强化本土先进OLED技术产业链的完整性与稳定性,避免陷入此前液晶行业因上游环节薄弱,而影响整体行业的发展的局面。  OLED作为新一代显示与发光技术,在过去一年多呼声渐高,逐渐成为新的发展热点,全球主要显示与照明厂商都将主要的技术布局和产业布局向OLED产业转移。市场需求也极大地带动了与之相关的OLED材料产业的发展。预计未来随着市场需求的进一步扩大,OLED材料将有更大的发展潜力。更为重要的是,作为OLED器件上游的一大关键,材料领域发展的健康与否,关系到整个产业链的完整性与稳定性。  目前,OLED材料产业的技术和市场能力十分薄弱,行业的配套能力欠缺。但OLED毕竟是一个新兴技术,还处于起步阶段,如能及早切入,加强布局,仍是中国OLED企业追赶日韩的有利时机。因此,中国OLED上下游的企业应在政府部门的协调下,加大合作力度,建构本土产业链,这样才能强化本土先进OLED技术产业链的完整性与稳定性,避免陷入此前液晶行业因上游环节薄弱,而影响整体行业的发展的局面。  OLED带热材料需求  OLED材料在显示与照明领域的整体应用价值将进入快速增长期。  近年来,OLED技术的商品化十分迅速。在韩国三星的带动下,主动矩阵式OLED(AMOLED)在小尺寸显示屏上已经实现大规模商品化,开始应用在手机、平板电脑之中,其中AMOLED在5英寸以下的移动终端市场已相对成熟。2012年年初,三星和LG Display更是推出55英寸OLED电视,掀起了大尺寸OLED的应用热潮。而根据Display Search预测,2012年全球OLED电视出货量大约达10.8万台,市场渗透率不到千分之一,2013年不到100万台,到2014年出货量接近300万台,OLED电视到2014年渗透率达到1%,如果商业化顺利的话,预计2020年OLED电视渗透率将达到50%。  此外,OLED作为一种照明技术,拥有面光源光线更为柔和均匀的特点,在普通室内应用有着广阔前景。因此,全球各大照明巨头相继发布了自己新一代OLED照明产品。可以预见,未来市场对AMOLED面板的需求将持续增长。  根据美国市场调查公司Nanomarkets发布的调查报告,预测OLED材料在显示与照明领域的整体应用价值将进入快速增长期,从2012年的5亿美元增长至2019年的70亿美元,其中电子注入与运输材料、主动发光材料、发光材料以及主体材料这些领域的价值就达30亿美元。   加速材料体系开发  中国企业关键还是无法提供一个属于自已的完整的OLED材料体系。  一般而言,OLED可按发光材料分为两种:小分子OLED和高分子OLED。小分子器件主要采用真空热蒸发工艺,高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。根据东方证券分析师黄盼盼的介绍,小分子材料厂商主要有:Eastman、Kodak、出光兴产、东洋INK制造、三菱化学等;高分子材料厂商主要有:CDT、Covin、Dow Chemical、住友化学等。  目前,日本、韩国、德国、美国材料厂商基本垄断了AMOLED发光材料市场。目前国际上与OLED有关的专利已经超过1400项,其中最基本的专利有3项。小分子OLED的基本专利由美国Kodak公司拥有,高分子OLED的专利由英国的CDT(Cambridge DisPlay Technology)和美国的Uniax公司拥有。近年来,中国不断加大OLED面板的开发力度,然而在OLED材料方面,仍然十分薄弱,材料依赖进口,自制不足。  但是,对于如何加快中国OLED材料产业,华南理工大学苏仕健教授指出,中国OLED材料产业当前最重要的不是开发或研制多少新材料,更重要的是形成一个自主的材料体系。OLED与液晶材料不同,液晶发展时间更长,已经形成了标准化的材料体系,但OLED每一个厂商都有一个自己的材料体系。而且这个材料体系是不对外公开的,即使拿到面板进行分析也是分析不出来的。  欧美材料厂家在进行产品销售时,不是仅卖某一个材料而是卖一个材料体系所形成的解决方案,比如用哪些材料可以做成某一个器件的结构可以产生红光(或者蓝光、绿光),可以达到多高的效率,多长的寿命。也就是说不仅要提供某种材料,还要提供完整的解决方案,这样才能体现出上游的价值。  对于下游企业来说,往往不是需求买某一个材料,然后再评估整合,而是希望拿过来就能用。可中国材料企业在这方面比较欠缺,目前还提供不了一个比较完整的材料体系。尽管目前中国企业已经逐渐认识到上游材料的重要性。有些厂商开始从事OLED材料的开发和生产,如吉林的奥来德、北京的阿格蕾亚等,此外中国企业也有自身的优势,可以把某一产品工艺做得很精,成本做得很低,在某一单纯材料上,与国际任何一家企业相比毫不逊色。但对适应下游产业应用角度来讲,欠缺仍然较多。中国企业关键还是提供不了一个属于自已的完整的OLED材料体系。在规模上很难在短期内做得比较大。这样一来,盈利空间也就不会很大。下游面板厂家向中国企业购买时,还要重新评估一个材料体系,所以对国内材料厂家的认可度还不是很高。  立足中长期布局  中国企业现在依然有机会建立自己的材料体系,形成自己的知识产权。  中国企业进入这个领域的时间不长,出现上述问题也算正常。但在未来的发展过程中,材料体系的开发应当被提到一个重要的位置。目前,OLED正处于起步阶段,此时切入更加有利于追赶美欧日韩等国家的先进企业,改变中国OLED产业链上游环节薄弱的情况,提高行业的配套能力。  对此,苏仕健教授指出,即使目前美欧日韩等企业已经开发出自己的材料体系,也形成了许多专利技术,但是OLED材料的特征是不一定非用某一个材料,甚至可以开发不同结构的材料,只要达到相同性能即可。因此,中国企业现在依然有机会建立自己的材料体系,形成自己的知识产权,这还是有足够的发展空间的。因此,中国材料企业目前不要把所有的心思都放在在短期的盈利上,政府也不应过多考虑现实层面的问题,忽略了中长期的布局,要从中长期的发展战略出发。不是合成几种材料,或者做一些中间体销售,应从战略的高度建立自己的高性能材料体系。  另外,中国OLED材料企业与面板企业各自独立,相互之间的合作比如专利许可、合作开发等都比较少,这与日本、韩国等企业通过资本、联盟等机制联合并有合作的模式存在很大不同。因此,中国OLED产业链上下游的企业之间需要加强合作的意识,多给本土材料公司机会。更为重要的是,政府应在这方面发挥更大的主导作用,促进中国OLED上下游企业间的合作,建构本土产业链,强化本土先进显示技术产业链的完整性。   材料观察:研发应注重高效率  目前OLED已在手机终端等小尺寸显示领域得到应用,在大尺寸电视和照明领域的发展潜力也得到业界的认可。不过,市场总体仍处初始阶段,只有持续改良现有材料,同时开发新材料,找出兼具高性能与低成本的解决方案,才能推动OLED商用的加速。由于OLED属于新兴技术,在材料开发上确实存在诸多可以提升的空间,比如材料的高效率、长寿命和低成本都是重要方向。  随着OLED开始应用于照明领域,对OLED材料的效率与寿命必将提出更高的要求。显示领域OLED亮度达到100~300cd/cm2就可以得到应用。然而在照明用途中,亮度至少要达到1000~3000cd/cm2。如此一来,对材料的使用寿命必然提出更高的要求。此外,无论是显示还是照明应用,对OLED发光效率的要求也越来越高。目前,日本出光兴产小分子领域的蓝色荧光材料效率在1000cd/cm2条件下,光效为9.9cd/A,绿光为37cd/A,红光为11cd/A。光效的提高意味着功耗的降低,在节能减排受到广泛重视的大背景下,提高效率非常关键,降低成本也非常关键。目前OLED仅在高端产品中得到少量应用,因此成本问题还不突出。未来如果要想得到大规模普及,要与现有显示、照明技术进行竞争,如何开发低成本的制造工艺与低成本的材料将是今后的发展方向。  如果要提高效率,采用磷光材料是一个解决的方向,不过目前磷光材料与当前主流的荧光材料相比,在热沉度与寿命上还存在较大的差距。比如深蓝色的磷光材料目前开发出的很少,而且寿命还达不到使用要求。中国企业如能在这方面取得突破,将会大大提升技术实力。在降低生产成本方面,小分子材料目前主要采用真空蒸镀的生产方式。如果能开发出更加简单的生产工艺如激光转印技术,也将极大推动成本的降低。  无论液晶还是OLED,我国企业在产业链上游的材料领域均存在薄弱环节,但OLED毕竟是一个新兴技术,还处于起步阶段,如能及早切入,加大对平板产业上游核心材料的科研投入和扶持力度,加强企业和科研单位的合作,将有望补足中国企业的一大短板。编辑:李杰

OLED(Organic Light-emitting Diodes),中文名称为有机发光二极管,是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点,不但可以作为显示器件,在照明领域也有很好的应用前景,OLED已经被视为21世纪最具前途的显示和照明产品之一。

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OLED作为第三代显示技术,目前在全球正迅猛发展。我国OLED技术与世界先进国家相比,在整个产业链上都存在一定差距。7月22日在南京举行的中国OLED产业联盟工作组成立及工作启动会上,业内专家建议,国内企业在制定标准、技术研发、专利保护、市场推广等方面都要加快脚步,争取早日进入良性发展轨道。

有机发光二极管自从问世之初,由于其众多优点而被广泛认为是最有希望的下一代显示技术,在液晶的背光源和固态照明光源领域也显示出了潜在的应用前景。有机发光二极管的低成本、低能耗优势以及柔性弯曲的特点,使这种发光二极管在下一代显示、液晶的背光源和固态照明三个核心领域呈现出巨大的市场,吸引了众多厂商参于其中,极大的推动了OLED产业的进步。在过去的十年中,OLED的效率平均每年都要提高一倍,符合LED的Haitz定律。从总体上看,OLED产业主要有三大领域,一是以OLED材料和器件为中心;二是以OLED面板、制造方法的概念为中心;三是以显示装置驱动方法等为中心的领域。本文主要从有机器件结构和材料的方面做主要评述。

OLED的发展可以追溯到上世纪30年代,Destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜,得到最早的电致发光器件,但是直到1987年才由Kodak公司的邓青云首次研制出基于小分子荧光材料具有实用价值的OLED,而聚合物OLED是1990年由英国剑桥大学的Friend与Burroughes等人用共轭聚合物PPV制造出来的。

有机发光二极管,又称有机电致发光显示器、有机发光半导体。OLED技术由美国柯达公司的邓青云博士在1979年发现,因其具有自发光、无穷高对比度、宽视角、低功耗、响应速度极快、可实现柔性显示等特性,自从发现之后就被视为新一代显示技术。

产业链多个环节都还不成熟

目前有众多国内外厂商和实验室从事OLED的材料与显示器件的研究开发工作,从材料的角度看,主要有3类:一是以英国剑桥显示技术公司、皇家飞利浦和日本住友化学等为代表的高分子材料阵营;二是以伊斯曼柯达、环宇显示和日本出光兴产等为代表的小分子阵营;最后一类是树枝状发光材料,由于其发光特性可以方便地由中心核调换不同的荧光染料来实现,另外大量的表面功能团和不同的代数可供选择来得到一些有趣的性质,如载流子传输功能、区域隔离效应、溶解性和天线效应等,最重要的是,该类材料兼有高分子材料的可溶液加工性和小分子材料的高性能性,已经被认为是最具发展的第三类材料体系。

OLED的基本结构通常是一种有机半导体层夹在两个电极之间的三明治结构,其中一个电极常采用一薄而透明的具有半导体特性的铟锡氧化物为正电极,而另一电极则通常采用低功函数的金属如Ca、Al等为负电极,当正负电极外加电压时,有机半导体层内就会产生激子并发光,依据有机半导体材料的不同,器件就会发射出红、绿、蓝,甚至白色光。为了获得更高性能的OLED,有机半导体层通常包含多个层,如空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层,同时还往往引入界面修饰层等。

OLED有机材料是OLED显示面板配套关键材料,本文在介绍OLED产业现状基础上,将着重介绍OLED前景及投资机遇分析。

据业内专家介绍,OLED产业链主要包括材料、装备、OLED器件和终端产品。目前,彩虹、信利、奇美等手机模组厂商生产的终端产品配套较齐全,可以应用OLED组件,也就是说,终端产品这个环节可以满足产业发展需要,其他环节在未来1—3年内都还处在培育阶段。

对于任何材料体系而言,目前都面临两个主要问题:一是如何获得高的效率;二是寿命与稳定性,如长时间静止画面的保持等;还有个后续问题就是如何得到高的迁移率,低的操作电压,从而降低功耗,为将来低功耗面板打下坚实的基础。这其中蓝光材料的效率与寿命一直都是瓶颈,出光兴产与索尼于08年5月19日宣布,共同开发出蓝色发光OLED元件,并已证实内部量子效率为28.5%,且发光寿命为3万小时以上,就荧光型发光材料而言,这一发光效率为全球最高水平。英国剑桥显示器技术公司和日本Sumation公司宣布蓝色高分子OLED材料取得新的提高,与07年3月发布的材料相比,寿命提高了40%,其蓝光材料在初始亮度为1000cd每平方米时的半衰寿命已经达到1万小时,按400cd每平方米亮度换算则为6万2000小时。

OLED按照组件所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同,OLED可区分为小分子基OLED和高分子基OLED两种不同的技术类型;按照OLED驱动方式的不同可分为无源与有源两种驱动方式。

一、OLED产业链概述

据介绍,OLED产业链上的材料厂商包括生产玻璃基板的南玻、东旭,生产发光材料的阿格蕾雅,生产OLED材料的西安瑞联等。“OLED分为PMOLED(被动式有机电激发光二极管)和AMOLED(主动式有机电激发光二极管),前者反应速度相对较慢,较难发展中大尺寸面板,后者反应速度较快,可发展各种尺寸应用。目前国内厂商基本已经研发出适合制作PMOLED器件的全套配套材料,但在AMOLED方面的技术储备还存在一定的差距。”彩虹公司副总裁李俞辰说。

为了使器件寿命能实现大幅提高,不仅要得到高效率的发光材料,还需要改进空穴注入材料和电子传输材料,从而提高载流子的注入和传输平衡,同时也要考虑将载流子有效地限制在发光层内来进一步提高器件效率,例如出光兴产采用新的电子传输材料来代替传统的8羟基喹啉铝,有效地降低了启亮电压,提高的器件的效率和稳定性。

根据OLED 的技术原理和制备工艺,通常把OLED 产业链划分为设备制造、材料制备、驱动模块、面板和器件制造以及下游应用等几个部分,其中设备制造、材料制备和驱动模块属于上游领域,面板器件以及模组制造属于中游,各种应用则属于下游。

OLED产业链的上游包括材料制造、设备制造、零件组,中游包括面板制造、模组、驱动芯片等,下游包括各类终端应用。

据了解,在装备方面,国内的设备厂商数量较少,研发的设备方向单一,只适用于低世代、小尺寸OLED器件的生产要求。另外,国内可量产的OLED器件生产线大多都是PMOLED,只有一条彩虹公司的4.5代AMOLED生产线今年刚投产。

在不断提高单色有机发光材料与器件的同时,人们也在考虑将红、绿、蓝三基色光复合实现白光,用于显示、液晶背光和照明。一般来说,有两大类技术得到白光OLED:第一类被称之为下转换,通过蓝光或紫外光激发光子,每个受激发的单元发出不同的光混合之后得到白光;第二类被称为色彩混合,这类技术是指通过混合两种互补颜色的光或者三原色来得到白光。在有机发光器件实施方面,目前主要有多发射层白光器件、激基复合物/激基缔合物复合发光白光器件,微腔结构白光器件、水平或垂直层叠结构白光器件、多重掺杂/共混单发射层白光器件。对于多发射层白光器件,该方法将每种发光材料掺杂在不同层的主体材料构成多种客体的多层发光器件结构,通过控制各有机层的复合电流,达到红、绿、蓝发射层同时发光实现白光的目的。

国内外OLED产业发展态势

1.OLED上游

要尽快制定标准、推进技术研发

例如,美国科学家利用三层光发光层(3-EML)结构,开发出了性能非常优越的白光OLED,在亮度(luminance)为1000cd每平方米时的最大发光效率达64±3lm/W,显色指数(CRI)达81;中科院长春应化所结合界面修饰技术,利用红、绿、蓝三发光层结构开发出了高效率的全荧光型白光OLEDs,最大亮度超过了40000cd每平方米,最大效率达到了20.8cd/A和16.8lm/W,寿命在500cd每平方米的亮度下超过了3500小时。三色白光OLED结构由于采用真空蒸镀的方法,各层厚度都可以得到很好的控制从而得到了具有理想色纯度的白光发射,并且目前性能比较好的白光OLED都采用这种结构。对于多重掺杂的单发射层白光器件,为了保证所有的发射来自于同一个发射层,必须使得产生白光的几个掺杂剂在同一个主体材料中混合。

一、技术研发

由于技术门槛高,OLED上游产业供应权基本掌握在海外厂商手上,国内能实现规模量产的上游企业不多。在设备制造领域,日本厂商Canon Tokki和爱发科在蒸镀等关键设备领域绝对领先,目前,国内还没有面向产业化的成套OLED生产设备制造厂商,关键设备以及整套设备的系统化技术等都掌握在日本、韩国和欧洲企业手中。

差距现实存在,我们怎么办?今年6月2日,京东方、彩虹、天马、南京第一有机光电等涉足OLED产业的公司组建了中国OLED产业联盟。在22日的联盟工作组成立大会上,来自各家公司的高管、专家们建议,要从制定标准、技术研发、专利保护、市场推广等方面入手,迎头赶上。

在这个器件结构中,由于蓝色掺杂剂是唯一形成激子的位置,一旦激子形成,向绿光和红光掺杂剂发生能量转移,从而产生绿光和红光发射,在器件的发光过程中,白光的色坐标基本不会变化,目前这种多重掺杂白光器件也得到较好的性能。尽管这两种结构白光器件都得到很好的效果,但是从器件制备的繁简性角度考虑,设计简单的单层单发射白光器件应该是最好的选择。

1、OLED器件结构

目前,OLED上游材料领域是日韩欧美的天下,主要掌握在日本出光兴产株式会社、保土谷化学工业株式会社、美国UDC公司以及一些韩国公司的手中。日韩厂商主要生产小分子发光材料,欧美厂商主要生产专利壁垒较高的发光材料及一些高端的制程工艺材料,其中日韩厂商约占80%的市场份额。日本是重要的OLED面板材料供应国家,其中住友化学株式会社和昭和电工株式会社生产的聚合物为OLED制程工艺的基础材料,出光兴产和三井化学株式会社则主要生产小分子发光材料。

维信诺副总裁李子实说,OLED显示的产品标准尚缺乏,而产品已经进入各种应用领域,OLED照明虽然处于中试研发阶段,但是许多国际知名企业已经涉足照明领域,建议借助产业联盟上下游产业链集中的优势,研究制定面向OLED产品的标准。

美国环宇显示技术公司(UDC)在SID2007上以标题为“有效率的白色磷光OLED器件”向人们展示了其白光OLED白色磷光OLED技术新成果。拥有新型结构的白光OLED外量子效率为20%,发光效率相当于33cd/A,其色坐标为(0.38,0.39),在1000cd每平方米亮度下的工作寿命超过4000小时,这是目前报道的外量子效率最高的单层白光OLED。UDC在2008年5月举办的“SocietyforInformationDisplay2008”展会上,发布发光效率为72lm/W的白光OLED,最近又发布了亮度为1000cd每平方米时的发光效率可达102lm/W的有机白光OLED,其显色指数为70,色温为3900K。

简化结构:OLED器件为了获得高的电能利用率,都需要非常复杂的结构设计。这种复杂的结构增加了OLED的生产工艺和生产成本,简化结构在一定程度上可以大大简化OLED生产过程,对于促进OLED的产品化具有很重要的意义。J. Meyer等人在2007年首次报导了一种只含有两层有机层的超简化绿光磷光器件,在100 cd/m2下器件效率仍高达40 lm/W。2011年Z. H. Lu教授课题组提出使用氯处理的ITO表面功函数可以被提高到6.1 eV,在制备器件时,省去其他多余的空穴注入层和空穴传输层就可以达到能级匹配的目的,大大简化了器件设计和制备。

OLED材料占OLED屏体产品总成本的30%,而LCD产品中,材料占据总成本的70%。在克服OLED产品良率低下的问题后,OLED有足够的成本下降空间,使其成本低于液晶显示面板。

在技术研发方面,南京第一有机光电技术总监田元生表示,要采取“合作、消化、本土”三步发展战略。专家表示,联盟还要全面细致解析OLED产业专业壁垒,构建中国OLED产业专利布局,在市场推广上,加强与国内外终端应用企业的交流合作,推动产业发展。

德国Novaled公司宣称他们已经开发出了照明用白光OLED,其发光效率目前为50lm/W,达到了白炽灯20lm/W的2倍以上,其试制的白光OLED照明产品在1000cd每平方米亮度下具有1万小时以上的寿命,发光效率为40~60lm/W,具有非常薄的特点,这些高性能白光OLED的取得极大推进了OLED在照明领域的发展和应用步伐。欧司朗光电半导体预测,OLED照明的市场规模将在2015年达到数十亿欧元。不过,要想实现OLED在普通照明领域的应用,就需要开发低成本量产技术。

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