三、OLED有機材料發展情況
1.OLED有機材料發展前景及市場需求
(1)發展前景
OLED面板產線的加速發展無疑
將帶動整條產業鏈的發展,由于大部分OLED材料與LCD無法通用,上游材料市場將是彈性最大的環節。有機發光材料是OLED面板的核心組成部分,對整個OLED產業鏈的重要性不言而喻,其在OLED中的面板成本占比約為12%,是OLED產業鏈中技術壁壘最高的領域,其市場競爭小、毛利率高。隨著OLED面板出貨量的不斷增加,規模效應下未來OLED上游材料制造商的盈利將會維持較高水平,將是各生產廠家實現創新和競爭的重點領域。OLED有機發光材料領域未來發展空間一定非常廣闊。
(2)市場需求
根據UBI Research對OLED有機發光材料預測的數據(表3),2017年OLED發光材料市值為9.5億美元,考慮到當前發光材料每克價格有所下降,有些材料會進行循環利用,預計2021年發光材料市場總量達到30億美元。隨著OLED技術發展,各國發光材料銷售量均逐年上升。
由于韓國目前占據OLED絕大部分市場,所以韓國市場的OLED發光材料市場最為廣闊,但可以看出,中國的市場發展最為迅速,預計2021年將達到7億美元,同比增長28.2%。對于應用進行分析,智能手機目前占據最大用戶市場,但可以看到2021年OLED電視市場將大幅提升。隨著OLED電視的擴展,發光材料市場也將會有大幅增長。
2.OLED有機材料發展現狀
目前全球OLED有機材料的供應權基本掌握在海外廠商手中,國內能實現高質量、大規模量產的廠商很少。有機發光材料分為小分子材料與高分子材料。小分子材料主要采用真空熱蒸發工藝,主要為日韓廠商所壟斷。而高分子材料采用旋轉涂覆或噴涂印刷工藝,主要為歐美廠商主營業務,但因壽命和噴墨打印工藝尚未成熟,遲遲未實現產業化應用。
目前,綠色和紅色磷光材料的壽命已有顯著突破,綠光材料的主要供應商為三星SDI、默克公司。紅光材料的主要供應商為陶氏化學,足可以滿足智能手機面板的應用。但是藍光材料的壽命相較之下依然較短,由日本出光興產所供應,其也是OLED電子傳輸材料的主要供應商。
國內OLED有機材料產品主要是技術含量低的中間體和單體粗品,高純度升華品較少,僅有北京鼎材科技有限公司(以下簡稱“鼎材科技”)、廣東阿格蕾雅光電材料有限公司和吉林奧來德光電材料股份有限公司等幾家廠商進行生產。但是鑒于OLED在中國市場的發展前景,相信在OLED有機材料上具備技術優勢以及布局的國內OLED材料企業將有望實現破局。
3.國內OLED 有機材料困局和挑戰
全球OLED有機材料供應目前主要由海外廠商供應的最大原因是國外實行專利保護,國內難以自主創新。
OLED有機材料專利布局基本被國外廠商所壟斷,OLED熒光材料專利由出光興產、Merck、LG、陶氏、德山、斗山等海外公司所擁有,小分子磷光OLED染料由美國UDC公司擁有。
第3代超敏熒光材料(TADF)技術剛剛起步,目前日本九州大學及旗下的日本Kyulux公司和德國Cynora技術走得相對靠前。
我國平板顯示產業的專利布局仍處于起步階段,國內OLED材料企業技術積累薄弱,無核心專利拳頭產品,大多以仿制為主,或選擇技術含量低的中間體和單體粗品。因此,OLED中間體的生產主要集中在中國大陸,OLED中間體由國內廠商銷售給國外OLED終端材料廠商,其被升華提純后用于OLED面板生產。
此外,國內OLED材料企業大多缺乏量產配套經驗,品質管控手段尚未健全,產品品質較原廠產品品質差異較大。國內OLED材料企業缺乏器件設計應用經驗,不能準確高效地向面板客戶推薦或提供滿足屏體性能要求的材料產品及器件方案,這也是國內OLED材料企業所面臨的問題。
但基于國內面板廠商降低成本的需要,終端材料的本土化也將是大勢所趨,這就需要國內OLED材料廠商去自主研發創新,攻克技術壁壘,提升我國平板顯示產業專利轉化率,積累核心專利成果,去迎接OLED有機材料的挑戰。
4.國內OLED有機材料機遇
面對我國的OLED材料困局和挑戰,首先要突破國外的專利壁壘,攻堅技術堡壘,打破行業壟斷。與國內廠商相比較下,鼎材科技擁有一定量的專利申請,尤其在電子傳輸材料上有著專利優勢。通過對OLED材料和器件的機理開展研究,用理論指導OLED材料的設計,才能獲得既具有應用前景又具有清晰的知識產權的新材料。
鼎材科技作為國內OLED上游有機材料供應商,逐步建立了從OLED新材料設計、合成、提純到產品應用評價及量產導入完整的產發平臺,并不斷完善。在第3代TADF材料技術布局上,鼎材科技與清華大學及OLED面板廠商合作,對標世界一流技術,進行下一代高性能OLED材料產品技術開發。2017年,鼎材科技聯合清華大學通過研究開發了超敏熒光技術和熱活化敏化磷光技術,并研制出一系列新型的TADF OLED材料。
超敏熒光技術是利用具有小能級差的主體化合物的反向系間穿越過程實現能量的有效收集,進而傳遞給客體熒光材料實現高效發光的技術。采用超敏熒光技術所制備的天藍光OLED器件最大電流效率超過30 cd/A,并有效地改善了器件的效率滾降問題,在5 000 cd/m2的亮度下效率仍然超過26 cd/A,為目前行業最高值。采用熱活化敏華磷光技術設計的磷光主體,實現了超過75 cd/A的綠光OLED器件,10 000cd/m2的亮度下LT97壽命超過50 h。
顯示的行業瞬息萬變,新技術革新不斷。我國OLED上游企業應該抓住機遇,加大研發投入,找到對標,做好品質,由跟進創新到自主創新,不斷地通過創新開發出更具實用化前景的產品,向國外材料廠商的壟斷地位發起挑戰。
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