《電子技術(shù)應(yīng)用》
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解讀 如何發(fā)展AMOLED顯示產(chǎn)業(yè)

2016-04-01

  從韓國(guó)三星、LG計(jì)劃推出AM-OLED電視以來(lái),AMOLED一直保持較高的人氣,各種媒體甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)家都大呼其將很快代替TFT-LCD成為顯示的主流。在輿論的推動(dòng)下,投資也進(jìn)一步升溫,上海、河南等地均有新建項(xiàng)目。誠(chéng)然,在AM-OLED已經(jīng)有一定應(yīng)用市場(chǎng)的背景下,小規(guī)模的投資無(wú)可厚非,大規(guī)模投資的機(jī)會(huì)還未到來(lái),其發(fā)展模式卻值得探尋,是采用“進(jìn)口設(shè)備+引進(jìn)技術(shù)團(tuán)隊(duì)+進(jìn)口原材料”的快餐模式還是另尋出路,對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展至關(guān)重要。

  一、AMOLED產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期

  對(duì)于AMOLED是否已經(jīng)成熟的命題,業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家已經(jīng)討論過(guò)多次。大部分業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為,目前AMOLED還處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,存在眾多的問(wèn)題需要解決。在4月份的一個(gè)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家內(nèi)部討論會(huì)上,大家對(duì)AMOLED發(fā)展存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論,大致得出以下觀點(diǎn):

  第一、AMOLED背板的技術(shù)工藝尚不成熟。AMOLED需要高遷移率的背板作為驅(qū)動(dòng),目前可供選擇低溫多晶硅(LTPS)和金屬氧化物半導(dǎo)體TFT背板。而LTPS背板工藝較為復(fù)雜,需要十幾道工序,每道工序都會(huì)造成一定的良率損失,最終造成良率低下,而這十幾道工序也將會(huì)增加成本。金屬氧化物半導(dǎo)體TFT背板目前工藝尚不成熟,僅被夏普所掌握。

  第二、AMOLED顯示像素實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線(xiàn)的選擇。目前OLED工藝路線(xiàn)有兩種,一種是RGB模式,一種是白光+彩色濾光片的模式。RGB模式在小尺寸方面使用較廣,但無(wú)法應(yīng)用到大尺寸領(lǐng)域,其難點(diǎn)在于蒸鍍成膜階段,現(xiàn)階段都采取先將基板切成4片或者6片再進(jìn)行蒸鍍的方法進(jìn)行,生產(chǎn)效率不高。而白光+彩色濾光片的模式無(wú)法體現(xiàn)AMOLED真正的優(yōu)勢(shì),同時(shí)功耗也將居高不下。

  第三、AMOLED成膜工藝路線(xiàn)的選擇?,F(xiàn)階段以真空蒸鍍成膜為主,但基板尺寸、分辨率和制造產(chǎn)能有瓶頸,有機(jī)發(fā)光材料利用率和生產(chǎn)良率也很難提升。業(yè)界一直在探索其他的OLED成膜方式,包括噴墨打印和激光轉(zhuǎn)印等,這些方式雖然理論上可以實(shí)現(xiàn)大尺寸、高效率、低成本OLED成膜,但是由于諸多技術(shù)、材料、工藝和設(shè)備等難題有待突破,未來(lái)以何為主成為OLED成膜方式還需要繼續(xù)探索。

  第四、綜合以上三個(gè)方面,AMOLED成本還很高。由于裝備制造效率或單位產(chǎn)能、良率、材料利用率等方面的問(wèn)題,AMOLED雖然理論上有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì),但目前階段AMOLED的成本依然居高不下,難以和TFT-LCD競(jìng)爭(zhēng)。

  三星電子集團(tuán)由于將AMOLED大量的應(yīng)用在三星自有品牌的手機(jī)上,集團(tuán)內(nèi)部互為客戶(hù),價(jià)值體現(xiàn)在三星一流的品牌帶動(dòng)和集團(tuán)總體利益平衡。所以,三星AMOLED一家獨(dú)大有其獨(dú)特的不可復(fù)制性,其他企業(yè)貿(mào)然進(jìn)入AMOLED量產(chǎn),如果在裝備、工藝、材料、下游客戶(hù)等AMOLED全產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有準(zhǔn)備充分,是否能夠盈利尚未可知。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,身處企業(yè)一線(xiàn)的吳延德深有體會(huì):“大尺寸OLEDTV在超薄、快速響應(yīng)、色彩等方面有TFT-LCDTV無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),但是距離大規(guī)模普及還很遙遠(yuǎn)。比如,LG推出的AMOLEDTV價(jià)格高,出貨也只有幾百臺(tái),其中的主要因素有三:一是金屬氧化物背板技術(shù)不成熟,目前只有夏普在此技術(shù)上量產(chǎn);二是其白光+彩色濾光片的模式雖然破解了分辨率的難題,但大尺寸OLED成膜量產(chǎn)難度依然很大;三是大尺寸OLEDTV的壽命問(wèn)題還很難達(dá)到電視機(jī)使用的要求?!敝行〕叽鏏MOLED雖然已經(jīng)大批量上市,但是在分辨率方面,他表示:“中小尺寸AMOLED在分辨率方面仍然與TFT-LCD相比有一定差距。AMOLED背板上的一個(gè)像素中包含5-6個(gè)晶體管,相對(duì)于TFT-LCD的2個(gè)晶體管來(lái)說(shuō)復(fù)雜的多,要做到高分辨率難度則很大?!睂?duì)于目前中小尺寸AM-OLED是采用RGB模式還是白光+彩色濾光片的模式,吳延德更看好前者,他認(rèn)為彩色濾光片會(huì)影響光透過(guò)率,而要提高亮度,就要付出高功耗的代價(jià)。

  值得注意的是,華星光電等廠(chǎng)商的成功,其一個(gè)很重要的前提是TFT-LCD工藝技術(shù)及制造設(shè)備已經(jīng)走向標(biāo)準(zhǔn)化、成熟化。但在AM-OLED領(lǐng)域,目前除三星將AMOLED產(chǎn)業(yè)化之外,還沒(méi)有一家廠(chǎng)商正式進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn),包括工藝路線(xiàn)、生產(chǎn)設(shè)備都還在探索階段,沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化的程序,那么新建AMOLED生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是否有能力承擔(dān)產(chǎn)業(yè)化的重任,存在著不確定的風(fēng)險(xiǎn)因素。吳延德指出:“AMOLED產(chǎn)業(yè)目前除三星之外,沒(méi)有成功的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),而由于三星技術(shù)的保密限制,外界只能是參考,無(wú)法復(fù)制其技術(shù)。”

  那么如果在技術(shù)儲(chǔ)備不足的情況下貿(mào)然大規(guī)模投資AMOLED生產(chǎn)線(xiàn),其失敗不僅會(huì)造成資源浪費(fèi),同時(shí)也會(huì)對(duì)發(fā)展AMOLED產(chǎn)業(yè)的信心造成一定的影響。前面提到,AMOLED產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化初期,技術(shù)發(fā)展還不成熟,這正好給我們發(fā)展AMOLED產(chǎn)業(yè)留下了時(shí)間與空間。利用這段時(shí)間尋求技術(shù)上的突破,加快設(shè)備及原材料的研發(fā),真正的實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新,即使不能夠走在世界前列,但至少也縮小與先進(jìn)國(guó)家或地區(qū)的差距。

  二、發(fā)展AMOLED產(chǎn)業(yè)的幾點(diǎn)思路

  由于AMOLED需要使用TFT背板作為驅(qū)動(dòng),被認(rèn)為是TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的繼承,其在發(fā)展過(guò)程中可借鑒TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),同時(shí)吸取其發(fā)展過(guò)程中的不足。

  1、尋求其獨(dú)一無(wú)二的應(yīng)用領(lǐng)域恐怕是途徑之一。

  液晶技術(shù)研究源于美國(guó),產(chǎn)業(yè)卻興于日本,靠的是日本初期將液晶在電子表等產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。其后TFT-LCD幾起幾落,在筆記本電腦領(lǐng)域的應(yīng)用成為T(mén)FT-LCD產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑,隨后液晶顯示器、液晶電視、再到近兩年平板電腦和智能手機(jī)的應(yīng)用將TFT-LCD從低谷中拉起,目前新的背板技術(shù)、4K×2K等也欲刺激TFT-LCD產(chǎn)業(yè)繼續(xù)增長(zhǎng)前行。所以一種顯示技術(shù)的存在,必定需要一個(gè)強(qiáng)有力的應(yīng)用產(chǎn)品作為支撐,而且此應(yīng)用領(lǐng)域有著不可輕易替代的特性。對(duì)于AMOLED的應(yīng)用領(lǐng)域,業(yè)界認(rèn)為其獨(dú)特的領(lǐng)域在于柔性顯示領(lǐng)域,目前已經(jīng)有可卷起來(lái)的手機(jī)等概念性產(chǎn)品出現(xiàn),但其真正的普及還需柔性顯示技術(shù)的支持。除此之外,其他的應(yīng)用領(lǐng)域也在探尋,或許有一天,如同iPad和iPhone的出現(xiàn)再次推動(dòng)TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣,一個(gè)新應(yīng)用產(chǎn)品的誕生推動(dòng)AMOLED產(chǎn)業(yè)的前行。

  2、強(qiáng)大的品牌效應(yīng)支持。

  三星之所以能夠在AMOLED產(chǎn)業(yè)一直獨(dú)占鰲頭,與其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)密切相關(guān),其生產(chǎn)的AMOLED顯示屏一直內(nèi)部供應(yīng),應(yīng)用于其智能手機(jī),利潤(rùn)在集團(tuán)之間進(jìn)行分配,足以支持其可持續(xù)的發(fā)展。LG的OLEDTV也得益于其品牌效應(yīng),否則,試問(wèn)哪個(gè)電視機(jī)廠(chǎng)商敢于豪賭這一產(chǎn)品?其他研究AM-OLED的廠(chǎng)商雖一直稱(chēng)會(huì)量產(chǎn),但最終均無(wú)實(shí)質(zhì)性動(dòng)作,有趣的是日本JDI最近的說(shuō)法為“不量產(chǎn)只是因?yàn)椴辉敢鈳椭鷶橙恕?,這可以理解成為日本不愿意AMOLED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展觸動(dòng)其目前在液晶產(chǎn)業(yè)中的利益,也可理解為其因成本居高無(wú)法盈利推遲量產(chǎn)的借口。國(guó)內(nèi)的維信諾似乎已經(jīng)意識(shí)到品牌支撐的益處,開(kāi)始以其PMOLED顯示應(yīng)用為基礎(chǔ),推出電子血壓儀等健康應(yīng)用終端產(chǎn)品,試圖打造自有品脾,尋求新的發(fā)展契機(jī)。更期待中國(guó)民族品牌的智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦和電視機(jī)品牌,能夠率先覺(jué)醒,參與到AM-OLED產(chǎn)業(yè)的投資和產(chǎn)品先導(dǎo)性應(yīng)用。

  3、企業(yè)之間的通力合作。

  目前發(fā)展AMOLED的主要有三股力量,主力軍團(tuán)為T(mén)FT-LCD面板企業(yè),如三星、LG、JDI、京東方、天馬、友達(dá)、奇美等廠(chǎng)商;其次為傳統(tǒng)的OLED企業(yè)及研究機(jī)構(gòu),如維信諾、臺(tái)灣錸寶、廣州新視界等企業(yè);第三為投資機(jī)構(gòu),如和輝光電、信陽(yáng)激藍(lán)等企業(yè)。這三股力量各有優(yōu)勢(shì)也存在不足。TFT-LCD制造廠(chǎng)商有著豐富的TFT背板制造技術(shù),其對(duì)于顯示產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域輕車(chē)熟路,有著良好的營(yíng)銷(xiāo)渠道;在資金上,TFT-LCD的投資本來(lái)就很大,在效益較好的情況下其在TFT-LCD的收益足以支撐其對(duì)OLED工藝的研究,因此其最有實(shí)力也最有可能成功;但其在OLED工藝方面經(jīng)驗(yàn)欠缺,同時(shí)出于自身LCD產(chǎn)品利益的考量,若非成本降低及需求的推動(dòng),一般很少主動(dòng)推出量產(chǎn)產(chǎn)品。OLED廠(chǎng)商在PM-OLED摸爬滾打十幾年,在OLED技術(shù)領(lǐng)域有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn);但缺乏TFT背板的制造經(jīng)驗(yàn),其在PMOLED領(lǐng)域的收益不足以支撐其對(duì)TFT背板技術(shù)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐,因?yàn)橹挥谢ㄙM(fèi)高昂的代價(jià)購(gòu)進(jìn)TFT背板生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行實(shí)踐,才可能積累一定的經(jīng)驗(yàn);TFT-LCD廠(chǎng)出于利益考慮也不愿出售或高價(jià)出售TFT背板給OLED廠(chǎng)商,致使OLED廠(chǎng)商處于較為尷尬的境地。投資機(jī)構(gòu)則擁有雄厚的資金實(shí)力,但存在的問(wèn)題最多,缺乏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、營(yíng)銷(xiāo)渠道等,風(fēng)險(xiǎn)最大。那站在國(guó)家戰(zhàn)略的層次來(lái)考慮,整合TFT-LCD廠(chǎng)商、傳統(tǒng)OLED廠(chǎng)商及投資機(jī)構(gòu)的資源,或許是發(fā)展AMOLED的最佳方案。據(jù)吳延德介紹,三星的成功也源于其在PMOLED做了多年的技術(shù)積累,后來(lái)加大AM-OLED用低溫多晶硅(LTPSTFT)背板技術(shù)儲(chǔ)備,全力以赴進(jìn)入AM-OLED領(lǐng)域。

  4、加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)的研究。

  在技術(shù)不成熟的情況下,還有時(shí)間加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)的研究,這種研究看起來(lái)或許很沉悶,見(jiàn)效慢,但相對(duì)于技術(shù)不成熟的情況下盲目引進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)而走的彎路或許快得多。基礎(chǔ)研究包括背板技術(shù)、材料研究、設(shè)備研究等幾個(gè)方向。背板方面,北京大學(xué)教授關(guān)旭東認(rèn)為,LTPS最終會(huì)被金屬氧化物所替代,因?yàn)長(zhǎng)TPS存在著較多的問(wèn)題,如十幾道光罩工藝等,但金屬氧化物現(xiàn)在還不成熟,比IGZO更好的材料可能只是沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)而已;吳延德表示,IGZO是4組分的物質(zhì),穩(wěn)定性差,工藝波動(dòng)大,今后有可能研發(fā)出3組分甚至2組分的材料來(lái)替代。材料方面,TCL工研院朱昌昌指出,可溶性有機(jī)發(fā)光材料將會(huì)是AM-OLED發(fā)展的突破口,目前成膜階段的難點(diǎn)在于有機(jī)材料易氧化,造成均勻度差,而可溶性有機(jī)發(fā)光材料親水親氧的特性能夠解決這些問(wèn)題。南京平板顯示行業(yè)協(xié)會(huì)薛文進(jìn)提到,印刷技術(shù)是值得關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù),向電視等對(duì)于像素密度要求不高的產(chǎn)品,可考慮用印刷的方式完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備方面,吳延德指出,目前維信諾已經(jīng)與國(guó)內(nèi)一些設(shè)備廠(chǎng)商合作,計(jì)劃經(jīng)過(guò)幾年的研究開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)化的AM-OLED生產(chǎn)設(shè)備。

  5、統(tǒng)籌規(guī)劃國(guó)產(chǎn)化材料及設(shè)備的研發(fā)。

  國(guó)內(nèi)TFT-LCD面板原材料及設(shè)備是在TFT-LCD面板線(xiàn)建成投產(chǎn)之后才開(kāi)始投入研究與產(chǎn)業(yè)化,至今仍有許多產(chǎn)品處于認(rèn)證和小批量供貨階段。AM-OLED產(chǎn)業(yè)應(yīng)吸取這一教訓(xùn),提早布局。前車(chē)之鑒,后事之師。在TFT-LCD產(chǎn)業(yè)成功經(jīng)驗(yàn)與存在不足的指引下,探尋出AM-OLED良好的發(fā)展模式,對(duì)于我國(guó)今后顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有重大意義。


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