近日,廣州市政府、廣州開發區管理委員會、TCL科技集團股份有限公司、TCL華星光電技術有限公司簽署了廣州華星第8.5代可卷繞印刷OLED/QLED顯示面板生產線項目合作協議,但是沒有公布具體的計劃表。
顯示產業鏈消息人士透露,受日本疫情影響,TCL華星與JOLED合作研發印刷OLED項目進度推遲,導致TCL華星廣州8.5代可卷繞印刷OLED/QLED產線項目比原計劃延后了一些時間。不過,截至目前,TCL華星工程師已經奔赴日本,并在JOLED產線上做實驗,成功研發出65英寸8 K印刷OLED樣品。
TCL工研院首席顧問朱昌昌表示,目前,中國印刷OLED處于接近量產階段,還需要在量產線上驗證。廣州華星第8.5代可卷繞印刷OLED/QLED顯示面板生產線項目將是我國從顯示大國邁向顯示強國的一個標志性項目。
TCL華星17英寸打印式OLED卷軸屏
聚華印刷顯示總經理、TCL集團工業研究院總監付東也認為,印刷OLED背板、墨水、打印裝備等要素均已具備,印刷OLED技術已經不是問題,印刷OLED產業化序幕即將開啟。
印刷OLED具有成本競爭力
作為下一代顯示技術之一,OLED具有優異的畫質效果、產品差異化設計以及產品競爭力等優勢。據了解,OLED可以呈現高對比度、寬視角、廣色域、清晰無拖尾的畫面,使用戶更有沉浸感;OLED不僅輕薄、輕便,還具有柔性、透明特性,能夠彎曲、卷繞、折疊,適合各種各樣的場景化應用;OLED無需背光模組,器件結構簡單,更具有BOM成本競爭力。
在過去的四五年間,OLED電視憑借畫質優勢在全球高端電視市場成績斐然。根據Omdia數據,OLED電視在高端市場的銷量份額逐年提升,從2017年的1.3%提高至2018年的2.0%,再到2019年的2.4%,2020年的2.7%。今年第一季度OLED電視更是取得了突破性進展,在高端市場的份額突破10%,達到13%。
索尼OLED電視
但是OLED電視的市場潛力還沒有被完全挖掘出來。目前,OLED電視面板唯一供應商LG Display采用WOLED技術,材料利用率不足20%,生產成本較高,導致OLED電視一直停留在高端市場,難以在中低端市場與液晶電視抗衡,使更具有性價比優勢的液晶電視仍然主導電視市場。
而且在8K時代,LGD WOLED技術可能更沒有競爭優勢。據了解,LGD 8K WOLED只有88英寸,而且非常昂貴,然而8K液晶面板尺寸非常豐富,從55英寸到98英寸都有8K液晶面板的身影。這使8K液晶電視產品和市場策略更加靈活,更可能在8K時代獲得主導地位。
OLED電視要想在未來電視市場擁有一席之地還需要更具有成本競爭力的OLED面板技術作為支撐,印刷OLED可能是選擇之一。據了解,印刷OLED理論上材料利用率可以達到90%以上,如果印刷OLED能達到蒸鍍OLED的良率,印刷OLED產品將更具有成本優勢。
中日韓廠商擁抱印刷OLED
目前,主流的面板廠商三星Display、LGD、TCL華星、京東方、JOLED、友達等都在積極研發印刷OLED,但是不同廠商對待印刷OLED態度上有所不同。
日本雖然在液晶面板領域依然保存一些殘存力量,但是在蒸鍍OLED卻落后于中韓,日本希望依托印刷OLED保持顯示技術的領先地位,推動日本印刷OLED產業鏈的發展。JOLED非常激進,在4.5代印刷OLED試驗線上取得技術突破之后,率先投建全球首條印刷OLED量產線,并成功實現出貨。
JOLED 5.5代印刷OLED工廠
韓國是全球OLED面板產業領導者,LGD與三星Display分別主導大尺寸OLED面板、中小尺寸OLED面板市場,似乎不急于推進印刷OLED量產。LGD已經建成4條8.5代WOLED生產線,計劃建10.5代WOLED生產線,WOLED正成為LGD的戰略方向。三星Display正在積極推進兩條8.5代QD-OLED生產線L8-1、L8-2,計劃投建10.5代QD-OLED產線,QD-OLED是三星Display大尺寸面板業務的新方向。作為蒸鍍OLED面板市場的既得利益者,韓國面板廠商雖然都在積極研發印刷OLED技術,但是目前并沒有具體的產線投建計劃。
中國大陸是OLED面板產業跟隨者,京東方、維信諾、天馬等正在侵蝕韓國廠商中小尺寸OLED市場份額,但是缺乏大尺寸OLED產線布局。為了突破大尺寸OLED技術瓶頸,我國組建了國家印刷及柔性顯示創新中心,希望借印刷OLED實現換道超車。截至目前,該創新中心研發出3.5英寸600PPI印刷OLED、31英寸可卷曲印刷OLED以及31英寸4K印刷QLED。
TCL華星31英寸可卷曲印刷OLED
中國大陸面板企業TCL華星、京東方也在尋求印刷OLED技術新突破。京東方搭建了8.5代WOLED、印刷OLED研發線,研發出全球首款55英寸8K印刷式OLED。TCL華星更加激進,不僅展出17英寸打印式OLED卷軸屏,還宣布將在廣州投建8.5代印刷OLED生產線。他們都希望借助印刷OLED技術對抗韓國WOLED、QD-OLED技術。
京東方55英寸8K印刷式OLED
中國臺灣面板廠商無力大筆投資OLED產線,相對較弱,但是并沒有停止印刷OLED研發。友達搭建了3.5代印刷OLED試驗線,研發出32英寸4K噴墨印刷 OLED,希望將其應用在汽車、醫療、電競等產品上。
友達32英寸4K噴墨印刷 OLED
付東認為,從技術發展的角度來看,OLED有WOLED、QD-OLED、印刷OLED等技術分支,每家廠商都有各自的發展路線,LGD采用WOLED,三星擁抱QD-OLED,TCL華星則在印刷OLED、印刷QLED中尋求技術突破,但最終或許都是印刷工藝+量子點電致發光。
而且印刷OLED、印刷QLED在紅、綠、藍光材料上雖然有所不同,但是技術方案上相似性很高,印刷QLED能借鑒和繼承印刷OLED的關鍵共性技術開發成果、量產經驗積累以及上下游產業鏈,他們是迭代的關系,不是競爭的關系。
印刷OLED面臨產業化挑戰
日本推動液晶面板產業化,韓國扛起蒸鍍OLED量產大旗,中國大陸廠商面板產業過去都是借鑒日韓經驗發展起來的,但是如今大尺寸印刷OLED沒有前人的量產經驗,將面臨各種不確定挑戰。付東說:“我們面前已經沒有帶頭大哥,必須闖出一條路。”
目前,印刷OLED的背板制程、OLED材料、封裝材料、柔性模組裝備、打印設備等都存在一些技術難點。
在背板制程方面,大尺寸印刷OLED需要更高遷移率更穩定的TFT,所以氧化物TFT更適合印刷OLED發展的需要。目前氧化物半導體材料很多,包括IZTO、IGTO、IGZTO、Ln-IZO等,遷移率大多數在10-20cm2/Vs之間,現在行業都在尋找能超過30cm2/Vs的半導體材料。
在OLED材料方面,目前,中小尺寸OLED都采用蒸鍍的電子傳輸材料,而大尺寸印刷OLED采用陰極材料,可以為器件設計、設備投資帶來更多便利。付東認為,OLED打印材料體系是建立在蒸鍍OLED體系的基礎上進一步發展而來的,國內目前蒸鍍OLED材料發展非常快,所以國內材料廠商可以在此基礎上開啟可溶性OLED材料新的賽道。
在封裝材料方面,OLED材料對水和氧氣十分敏感,需要通過面板封裝來阻隔水、氧氣進入器件,大尺寸AMOLED TV對使用壽命要求高,因此對封裝技術有更高的要求。付東指出,柔性薄膜封裝需用無機膜與有機膜交疊的結構提供水氧阻隔,在柔性印刷OLED、QLED器件上,還需整體覆蓋阻隔膜。其中薄膜封裝有機材料需要高透光、高折射率、少漏氣;阻隔膜用于機械保護下層TFE薄膜,提供初級水氧阻隔,如果水汽透過率小于10-5,阻隔膜就可以直接替代TFE。目前,大尺寸柔性OLED還缺乏有機、無機的薄膜封裝解決方案,存在很大的市場機遇。
在柔性模組裝備方面,柔性印刷顯示模組段新增的裝備主要有柔性基板剝離、Delami分離與BP貼膜、軟基板綁定等裝備。付東建議,針對柔性基板剝離設備,重點開展激光剝離光斑的光學系統、工業級激光器、以及機械運動系統的設計與研發工作;針對Delami分離與BP貼膜設備,重點開展柔性PI基板取下系統、大尺寸貼膜系統開發工作;針對軟基板綁定設備,重點開展大尺寸高精度COF對位壓合系統、大尺寸柔性基板無損轉移系統設計與開發工作。
在打印設備方面,目前主要的廠商有TEL、Kateeva、Panasonic等,他們的高分辨率高世代噴墨打印設備需要滿足量產節拍的打印頭陣列集成設計與其模組精度,升級高精度墨滴體積控制與墨滴落點位置控制,保證能夠實現高產能、高良率、MURA Free的打印等。
付東指出,印刷OLED、QLED產業技術正在加速發展,印刷OLED、QLED產業鏈正在形成與完善,存在大量的商業機會,聚華期待與學術界、產業界、產業鏈上下游等廣泛合作,從機理、材料、裝備、工藝等方面實現突破。