面板企业大尺寸化进程影响因素包括哪些?

面板企业大尺寸化进程影响因素包括哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/12/03 11:27

技术、经济、市场应用等诸多因素共 同决定了面板企业对 Cell 段的大尺寸化进程。

(一)技术上,材料和设备是影响 OLED 面板大尺寸化进程的首要因素。 传统 RGB-OLED 面板是以真空蒸镀的方式将有机发光材料和金属阴极材料镀 膜在 TFT 基板上,生产工艺流程包括制备 TFT 基板的 Array 段,制备有机发 光层的 Cell 段和偏光片、驱动 IC、触控盖板贴合的 Module 段,其中 Array 段 和 Cell 段因技术要求高生产难度大而国产化率较低。目前 Cell 段中用以实现 蒸镀工艺的关键材料精密金属掩膜版(FMM)和蒸镀机只适用于中小尺寸,成 为限制 OLED 面板大尺寸化快速推进的瓶颈。具体来看:

(1)材料方面,精密金属掩膜版 FMM 通过不同的开孔控制蒸镀过程中 加热升华的有机材料沉积在 TFT 基板的指定位置从而形成像素,准确对位和 精细沉淀有机物是定义像素精密度 PPI 的关键,也直接决定 AMOLED 显示屏 的分辨率、成像质量和生产良率。然而 FMM 在大尺寸进程中存在明显障碍:

a. 性能方面,FMM 技术在大尺寸面板制程中存在分辨率受限、张网难度 高、材料利用率低等缺陷。由于 FMM 厚度极薄(比 A4 纸还薄),多由极低热 变形系数的材料制作而成,在高温和重力作用下 FMM 中间与边缘易发生变形 蠕变导致像素对位孔出现偏移,且尺寸越大弯曲下垂越明显。对位偏移直接导 致子像素(Sub Pixel)之间出现混色现象,进而影响显示的对比度、清晰度、 色彩表现和生产良率。此外,为了保证 FMM 足够的强度,RGB-OLED 蒸镀FMM 开孔尺寸在微米级别,开孔率并不高,FMM 头部公司大日本印刷 DNP 蚀刻工艺由于“宽厚比”限制理论上最小开口 25μm。低开口率不仅会制约面 板的像素密度 PPI、分辨率和亮度提升,还会导致大量的 OLED 有机发光材料 浪费,增加了生产成本;

b. 成本方面,作为核心消耗性材料,不能反复使用,每蒸镀一次就要更换 一张,显著提高了 OLED 的生产成本;

c. 供应方面,国产化率极低,容易被海外厂商“卡脖子”。目前 DNP 占据 FMM 95%市场份额,2018 年 DNP 与三星的垄断合约(提供 10-20μm 厚的 FMM)到期,DNP开始逐步向京东方供应WQHD级手机用30μm厚的FMM。 DNP FMM 上游关键基材——Invar 材料(铁镍合金)由日立金属 Hitachi Metals 独供。目前全球 10~20μm 厚的 FMM 仍被日立金属垄断,DNP 与日立金属 协议规定 2029 年以前日立金属 50μm 以下 Invar 材料仍将独供 DNP。而国 内宁波寰采星科技投建的中国首条 6 代 AMOLED 蒸镀用 FMM 量产线于 2023 年 1 月量产并成功导入和辉光电 G6 AMOLED 生产线。海外高寡占市场并不 利于我国 OLED 面板产业的供应链安全。此外,DNP 最大尺寸 8 代 OLEDFMM 产线于 2024H1 开始稼动,在 IT、车载等中尺寸 AMOLED 领域并没有 成熟经验,暂时没有开发更高世代线更大尺寸 FMM 线的计划。

(2)设备方面,蒸镀机由多个腔室组成,完成从基板清洗、发光层注入、 玻璃封装等一整套流程,其对位精度与封装气密性直接影响产品的良率和质量, 是整个面板生产过程中最核心的环节。蒸镀机的供应能力是决定面板厂商投建 OLED 产能的关键要素,主要原因在于:

a. 工艺方面,高度定制化。AMOLED 蒸镀机无法通过 LCD 设备改装升 级得到,并且 OLED 工艺标准化程度较低,定制化需求高;随着 G8.6 代基板 尺寸变大,为了使有机发光材料沉积均匀,必须开发新的蒸镀机;

b. 供应方面,日韩高度垄断,产量低、交期长、价格贵。日本 Canon Tokki 在全球 AMOLED 面板蒸镀机市场上长期处于垄断地位,目前正在运行的 G6 OLED 蒸镀设备大部分由 Canon Tokki 提供。得益于近年来 AMOLED 产线投 资的持续升温,在优先供给三星、LG、夏普等日韩面板企业的政策下 Canon Tokki 年产 10+台的产能不足以填补大陆面板企业的缺口,即使加价购买陆厂 采购交期也在两年以上。此外,由于 G8.X OLED 蒸镀机的结构特性,Canon Tokki 每年最多只能生产两台。2024 年 3 月三星交付了 Canon Tokki 第一台 G8.X OLED 水平蒸镀机,采购价格 52.3 亿元,比当前全球最先进光刻机 ASML High NA EUV 单台售价 25 亿元贵了 1 倍多。同时,据 Magirror Research 统计三星已经垄断了 Canon Tokki 2026 年之前的 G8.6 代 OLED 蒸镀机全部 产能。为了不影响产线推进速度,京东方于 2024 年 4 月确认招标韩国 Sunic System 两套 G8.6 代 OLED 蒸镀系统,招标价超 70 亿元约占投资总金额 630 亿元的 11%。(3.2 万片/月设计产能 2290mm×2620mm 玻璃基板理论上需要 半切蒸镀设备至少 4 台)作为 2023 年进入苹果供应商认证体系的全球第二大 OLED 蒸镀设备商,Sunic System 首次量产 G8.6 代线蒸镀机在产品质量、交 付能力方面还需进一步观察,目前年产 2 台 G8.X OLED 蒸镀机的产能未见扩 充迹象。

(二)经济上,TV 整机对面板价格更敏感,短期内 LCD 性价比优势难以撼动。 不同于手机 BOM 中面板占比较低,TV 整机 BOM 中面板占比高达 51%,是价值量 最高的零部件。高 BOM 占比使得 TV 终端厂商对面板价格更为敏感,采购策略也更 谨慎。短期来看,TV OLED 居高不下的成本不利于其快速渗透,TV LCD 的高性价 比优势仍难以撼动。

(三)应用上,现行技术路线尚未成熟,TV OLED 渗透率有待提升。为突破大 尺寸 OLED 工艺中 FMM 和蒸镀机的限制,各大面板厂纷纷加码改进 Cell 段工艺, 涌现出基于 OMM+蒸镀工艺的 LGD WOLED 和三星 QD-OLED,基于无 FMM+光刻 工艺的维信诺 Vip 技术和日本 JDI eLEAP 以及 TCL 科技的印刷 OLED。目前,各大 技术路线积极扩展,但技术成熟度、量产经济性均有待提升,渗透率增长缓慢。具体 来看: LGD 借鉴 LCD 彩色滤光片过滤白色背光的方式开发出 WOLED 显示技术。WOLED 利用面向整个 TFT 基板完全开口的开放式金属掩膜版 OMM 替代 FMM,将 红绿蓝发光有机物分别蒸镀至 TFT 基板上形成白色背光,再通过彩色滤光片过滤形 成 RGB 三基色,并且增加白色子像素用以补偿白色背光通过滤光片时的亮度损失以 及寿命最短的蓝光的光能损失。由于彩色滤光片的过滤能力有限,WOLED 过滤出的 相邻单色光“混色”较严重,影响面板的色彩表现力; 三星结合 OMM-蒸镀和喷墨印刷两种工艺开发出 QD-OLED 显示,以 OMM-蒸 镀镀膜的蓝光(蓝光寿命最短)为背光源照射位于顶端的红绿量子点转换层,利用红 绿量子点将蓝光分别转换成红绿光从而形成 RGB 三基色。虽然 QD-OLED 在亮度、 色彩饱和度、色域、能耗等方面均有所提升,但是 QD-OLED 的量子点转换效率、生 产成本、良率仍是制约其发展的重要因素。 无 FMM 光刻技术相当于把现行工艺延长了三倍,即每制作一种颜色,就需要封 装一次,并且对封装层进行抛光、清洁后才可以进入到下一道工序。这种频繁进出蒸 镀机的工艺流程,对真正量产时的生产效率、产品良率、综合效益有何影响,仍有待 评估。 据 Omdia 预测,2025 年全球 TV OLED 面板出货量占比不超 5%,TV LCD 面 板仍占据绝对主流。

参考报告

TCL科技研究报告:供需改善+份额提升,进入业绩收获期.pdf

TCL科技研究报告:供需改善+份额提升,进入业绩收获期。聚焦半导体显示主业,布局半导体光伏&材料开辟第二增长曲线。TCL科技致力于打造以半导体显示、半导体光伏&半导体材料、产业金融及投资创投三大业务为核心的全球领先智能科技产业集团。其中,半导体显示业务不断扩充产能全面布局大中小全尺寸领域,产能规模全球第二。2023H2随着陆厂主导的供给侧“控产稳价”策略逐步显现,各尺寸面板价格走出周期底部迎来上涨,公司作为面板“双寡头”之一深度受益;半导体光伏及材料业务不断深化技术创新和精益制造,持续推进降本增效,加速国际化布局,以更强的相对竞争...

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