近年来,誉为“全球下一代显示技术”的OLED被广泛看好。2013年9月,三星、LG相继在中国市场推出55寸OLED电视,被两大韩国企业寄予厚望的OLED电视在色域和对比度方面较普通高清液晶电视有所提升,但其比同规格4K电视高出5-6倍的价格定位,让很多消费者“望而却步”。
目前针对中小尺寸的PMOLED已经实现了量产,韩国三星也已经实现了中小尺寸AMOLED的批量生产,大尺寸AMOLED技术目前受限于成本因素,尚未实现大量商品化。OLED到底是“烫手的山芋”,还是一次技术上的颠覆,业内众说纷纭。“OLED技术具有全固态、主动发光、超轻薄、色彩鲜艳、高对比度、耐高低温性能好、可实现柔性显示等优点,作为新一代显示技术,该项技术的出现给人类追求更优质的视觉享受提供了一种新的选择,因此对全球显示产业的发展具有重要意义。”平板显示行业专家万博泉教授对OLED的发展前景信心十足,对本刊记者也发表了自己的看法。
一、从中国制造到中国创造
万博泉教授从上世纪80年代开始从事LCD技术的研究,作为中国平板显示产业的老专家,近十余年,万博泉教授将研究视野逐渐转向了OLED,主要专注于OLED技术和产业的相关研究工作。许多与OLED产业发展相关的里程碑事件给他留下了深刻的印象:2008年,中国大陆第一条OLED大规模生产线在昆山建成投产,这是我国依靠自主技术建成的大规模生产线,这条生产线为我国OLED产业化迈出了关键性的一步,实现了从中国制造走向中国创造;2008年,由清华大学和维信诺公司自主开发的OLED显示屏成功用于“神七”舱外航天服,开创了国际先例;2012年以来,中国大陆多家企业开始建设AMOLED生产线,开启了AMOLED规模化生产的进程,为我国OLED产业跻身世界强国之林吹响了号角。
“过去十年是我国平板显示产业飞速发展的十年。十年前中国大陆还只能生产TN/STN LCD显示屏,平板显示技术远远落后于日本、韩国和我国台湾地区。十年后的今天,中国大陆已经发展成为全球平板显示器生产大国,2013年中国大陆TFT-LCD份额已占全球市场的13%,预计2016年将达到26%,超过中国台湾,位居世界第二。除了LCD发展迅速之外,作为下一代显示技术的OLED更是走在了世界先进行列,我国自主开发了OLED技术,并实现了产业化,我国大陆已成为PMOLED最主要的生产国,维信诺公司连续两年全球销量第一;我国在AMOLED技术开发上已取得重大突破,已自主掌握了AMOLED生产工艺技术,目前国内已有4条AMOLED生产线在建设中,其中4.5代线1条、5.5代线3条,今明两年全部量产后产能将达到160多万平方米,全球占比将达到28%,仅次于韩国。显示技术开始由全盘引进走向了自主创新的道路。我国不仅掌握了OLED核心关键技术,还成功参与了OLED国际标准的制定工作,由清华大学和维信诺公司参与制定的OLED国际标准正式颁布实施,使中国在全球显示领域第一次拥有了国际话语权。”万博泉教授给中国平板显示产业发展十周年这样的评价。
回顾十年,是显示产业的践行者们的坚持、执着和专注,铸就了我国平板显示产业今日的业绩。十年前,最早OLED厂商——维信诺、TFT-LCD厂商——京东方和龙腾涉足相关显示领域,在其发展过程中遇到了很多困难,也遇到了很多不理解和质疑,但他们的坚持,使得中国在显示产业的国际地位不断攀升,最终使我们在OLED方面能够用自主知识产权建立自己的产线,在LCD显示屏方面不再依赖进口……
十年的发展证明:坚持以我为主、自主创新、跨越式发展是我国平板显示产业做强做大的根本途径。
二、OLED商业化前景广阔
OLED显示技术具有自发光特性、可视角度大以及显著节能等诸多特点,备受业内人士的关注。特别是近几年来随着《电子信息产业调整和振兴规划》以及《2010-2012年平板显示产业发展规划》等政策的推动,我国平板显示产业呈现出加快发展的态势。OLED产业发展尤其受到了中国政府的高度关注,在工业和信息化部支持下,中国内地的OLED研发取得了突破性进展。
万博泉教授认为,AMOLED是OLED今后发展的方向,中小尺寸AMOLED技术相对成熟,目前已实现量产;大尺寸AMOLED TV仍然有比较大的技术障碍,提高成品率及降低成本是今后的主要课题。目前,三星和LG领跑AMOLED技术和产业,三星在中小尺寸AMOLED产品方面遥遥领先,LG在大尺寸AMOLED TV开发及产业化方面积极性似乎高于三星,除自给外,还积极与中国大陆几家著名彩电厂家合作,向他们提供显示屏。
他介绍,“我国OLED产业的发展从上世纪90年代开始,经过十余年的努力,现在已经取得了阶段性的成果,以维信诺为代表的一些企业为我国OLED产业化的发展,尤其是依靠自主创新实现产业化进行了一些有益的尝试。以PMOLED成功产业化以及持续良好运营盈利为基础,面向AMOLED显示领域,维信诺公司早在2010年就建成了中国大陆第一条完整的AMOLED中试生产线,开展了大量的AMOLED技术开发工作。目前,包括维信诺、京东方、天马、华星光电、和辉光电等在内的多家企业都在积极推进AMOLED的产业化。”
平板显示产业是电子信息领域的“支柱型产业”,对上下游产业的拉动作用显著。对我国而言,我国CRT和LCD产业的发展走了一条引进消化吸收再创新的发展道路,在技术和产业发展阶段上,与日韩等国家形成了较大的差距。目前全球OLED产业仍然处于产业发展的初期,我国与国外OLED技术与产业的发展基本同步,这为我国平板显示产业的发展进入全球第一梯队提供了难得的机遇。
OLED作为新一代显示技术,代表了“绿色”显示技术的发展趋势。由于OLED技术不含铅、汞、镉等传统显示设备所使用的有害物质,其突出的表现力与低碳环保理念,成为全球公认的绿色低碳显示设备,为科技影像市场带来新的活力并掀起显示领域技术变革的浪潮。
三、大尺寸OLED产业化技术路线是关键
有人认为,OLED电视发展的既定路线很可能要“事与愿违”,一方面过于强势的液晶电视依旧有相当旺盛的生命力,旺盛到足以影响到OLED电视的发展脚步;另一方面大尺寸OLED产业本身也有相当多的问题需要解决,比如成本控制、RGB三色寿命长短不一等等,棘手的问题比预想的只多不少。
万博泉教授介绍,目前面向中小尺寸的PMOLED技术已经成功实现了产业化,维信诺作为中国大陆唯一一家实现OLED产品大批量出货的企业,在2012年和2013年已经实现了PMOLED产品出货量的全球第一。
在AMOLED领域,目前韩国的三星已经实现了中小尺寸AMOLED的大规模产业化,中国大陆的平板显示厂商也在积极的推进AMOLED的产业化。OLED产业的市场空间广阔,但是大尺寸AMOLED尚未实现大规模的商业化应用,他认为主要是基于以下原因:
1、大尺寸AMOLED技术目前仍然处于产业发展的上升阶段,部分工艺技术仍待进一步改进和提升,随着工艺技术的进一步改进,产品良率等关键性指标改进将带来价格的下降、市场的追捧和销售的进一步扩张。
2、由于OLED产业属于资金密集型产业,因此产业的发展需要大量的资金投入,受到资金的限制,也在一定程度上限制了大尺寸OLED的产业化步伐。
AMOLED的关键技术包括OLED技术、背板技术和驱动电路技术。万博泉教授认为,在OLED技术产业化的过程中,特别是大尺寸OLED的制程和应用环节, AMOLED还有以下技术难题需要解决:
1、OLED技术是大尺寸OLED技术中的核心环节,这项技术相较于液晶技术产生的时间比较晚,目前全球掌握该项技术的企业较少,因此是否掌握该技术在一定程度上决定了产业发展的成功与否。现在AMOLED显示像素实现技术路线的选择是一大难题。目前OLED工艺路线有两种,一种是RGB模式,一种是白光+彩色滤光片的模式。RGB模式在小尺寸方面使用较广,且具有色域宽等优势,但无法应用到大尺寸领域。而白光+彩色滤光片可用在大尺寸,但是其显示效果劣于RGB模式。
2、AMOLED背板的工艺技术尚待继续发展和完善。AMOLED需要高迁移率的背板作为驱动,目前可供选择的主要有低温多晶硅(LTPS)和金属氧化物半导体TFT背板。低温多晶硅技术经过多年的商业化量产,产品性能优越,是相当成熟的AMOLED生产技术,但是这项技术也有缺陷,比如生产工艺较为复杂,大尺寸化比较困难。金属氧化物技术虽被多家厂商看好,但其稳定性还需要进一步验证。
3、AMOLED成膜工艺路线的选择。现阶段以真空蒸镀成膜为主,但基板尺寸、分辨率和制造产能有瓶颈,有机发光材料利用率和生产良率也很难提升。业界一直在探索其他的OLED成膜方式,包括喷墨打印和激光转印等,这些方式虽然理论上可以实现大尺寸、高效率、低成本OLED成膜,但是由于诸多技术、材料、工艺和设备等难题有待突破,未来以何为主作为OLED成膜方式还需要继续探索。
四、机遇与挑战同在
由于OLED本身所具有的技术优势和未来广阔的发展前景,近年来成为日韩等企业发展的热点。虽然创维已于去年11月底推出自主品牌大屏幕OLED电视产品,很多从业者认为OLED韩、日企业专属游戏的时代从此结束,中国彩电企业“进入OLED节奏”,但是由于OLED电视的核心器件——大尺寸的OLED显示屏尚未实现自给,因此在大尺寸显示屏方面距离OLED产业的“中国屏”还有待进一步发展。
万博泉教授认为,对中国平板显示产业而言,我们面临着前所未有的机遇和挑战,机遇是指目前我国的OLED技术及产业的发展与日韩基本同步,这为我国平板显示产业进入全球平板显示产业的第一梯队提供了难得的机遇。同时,这也为我国平板显示产业的发展带来新的挑战,面对新技术及产业,我们是否能坚定决心,专注推动发展OLED技术,并在产业发展阶段选择正确的发展步骤,即先发展小尺寸PMOLED技术奠定产业基础,在此基础上再发展大尺寸AMOLED技术,决定了我们在新一轮的全球竞争中的地位。
全球对OLED技术的重视,这也从侧面反映了平板显示技术及产业的发展方向。这也将打破我国平板显示产业的已有发展格局,事实上,专注于OLED技术及产业的公司已经孕育而生,有力的带动了上下游产业的共同发展。
在万博泉教授的推荐下,我们采访了中国大陆OLED行业的先锋——维信诺公司,维信诺的相关负责人向我们介绍了公司的情况:维信诺公司是中国大陆第一家专注于OLED技术开发及产业化的厂商,经过十余年的自主创新,维信诺系统掌握了OLED材料、器件、工艺和驱动等关键技术;截至目前,维信诺和清华大学已申请国内外专利824项,负责制定或修订3项OLED国际标准,主导制定3项OLED国家标准、5项OLED行业标准。公司自主开发生产三十多个系列、三百余款产品;产品广泛应用于便携式消费电子、仪器仪表、医疗设备等领域,产品销售遍及日本、韩国、欧洲等多个国家和地区。成功开发出7.6英寸和12英寸AMOLED样品;2013年推出了AMOLED柔性显示屏;AMOLED大规模生产线正在建设中,预计2014年底建成。维信诺公司和清华大学OLED技术获得了2011年度国家技术发明奖一等奖,这是我国在科学技术领域的最高荣誉。
据了解,目前,除维信诺之外,现在还有多家企业步入OLED领域,京东方、华星光电、天马、广州新视界等在OLED技术开发方面也取得了许多关键性的成果。
采访最后,万博泉教授对中国企业未来的发展给出了自己的建议。他认为,OLED还是一项技术密集型产业,是否掌握技术是未来决定OLED产业发展的决定性因素,要重视原始创新在新兴技术发展初期的关键性作用,要在自主开发的基础上开展广泛的国内外合作,更要有技术创新的自信与勇气。与此同时,要加快AMOLED产业化及产业链配套进程,合理布局,重点培育几家OLED技术和产业基础较好的企业做强做大,跻身世界一流OLED企业行列。
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