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纯干货!今天谈谈OLED材料那些事儿!

发布日期:2019-09-19 09:42   来源:未知   阅读:

  家电网-HEA.CN报道:科研技术层面的OLED工作原理解释,可能比较深奥和难懂。但也让我们知道,这第二个方面,就是空穴传输层(HTL),日本企业又习惯称为“正孔传输层”。

  OLED屏幕的智能手机、智能电视、智能手表等显示设备市场,正以不同程度的速度在扩大,中国面板厂商、手机厂商以及彩电厂商也在积极增加关联产品的事业布局。比如中国最大的面板龙头京东方(BOE)前两天就对投资者称,目前公司OLED产品已经量产出货,京东方就自称:“OLED指有机电激光显示”。

  大家都知道,现在全球面板产业,绝大部分的成品巨头都集中在韩国、日本、中国大陆以及中国台湾地区。所以外界对OLED的印象也集中在亚洲企业。但是,在OLED材料上游,情况就要复杂得多。可卡啤酒无界生活商业计划书

  首先,我们来谈谈OLED发光素子。资料显示,在红外线发光二极管中,日韩企业习惯将侧面发射红外光的元件,称为“红外发光素子”或者“发光素子”,将侧向接收红外光的元件,称为“红外受光素子”或者“受光素子”。国内企业一般也沿用日韩企业的叫法,市面上常见有“发光素子”、“受光素子”的半导体电子元件。

  按照市场调查机构的预估,2015年全球OLED发光素子市场规模达7669KG,到2019年有望增长至2万8213KG,年均增长率42%,市场金额也有望在2016年突破8亿美元大关。

  三星显示器公司(SamsungDisplay)和LG显示器公司(LG Display),是目前世界两大主要大尺寸和小尺寸的OLED面板制造商,但是构成这些面板的发光素子材料厂商却有很大不同,三星和LG是从全球很多家不同企业采购。

  在某些场合下,可能两家的供应厂商很相似,但是在其他场合下,供应链又差异明显。举例来说,在溶液工艺流程的场合下,高性能的发光素子,必须依赖美国杜邦公司、德国默克公司、日本三井化学、日本出光兴产等材料巨头。

  据家电网查阅,OLED基本结构层由空穴传输层(HTL)、发光层(EL)和电子传输层(ETL)组成。

  其工作原理简单描述如下:当一顺向偏压施加于元件时,电洞从阳极(anode、加正电压)注入空穴传输层(Hole Transport Layer, HTL)之最高填满分子轨域(HOMO),而电子从阴极(cathode,加负电压)注入电子传输层(Electron Transport layer, ETL)之最低未填满分子轨域(LUMO),注入之载子,在外加电场之影响下漂移,进而在发光层(此层可能是HTL或是ETL)中结合,电子落入电洞中而进入发光激态(luminescent excited state),形成激子(Exciton),导致激态分子之产生,部份激态分子以辐射衰减(radiative recombination)的方式回到基态,衰减时,将多余能量以光子的形态释出而发光。

  科研技术层面的OLED工作原理解释,可能比较深奥和难懂。但也让我们知道,这第二个方面,就是空穴传输层(HTL),日本企业又习惯称为“正孔传输层”。

  三星显示器公司的HTL采购有日本德山、斗山、出光兴产、默克等多家上游材料公司,而LG显示器公司(LGD)则是出光兴产、默克等集中的几家材料公司。所以在这个领域,目前还并没有绝对的霸主。

  比如德山公司,在HTL领域的市场份额是31%,德国默克集团是27%,出光兴产22%,斗山20%,都比较相近。

  第三个方面,我们把OLED有机电视,称为是自发光的电视机,是指这种彩电不需要液晶电视上使用的背光源和模组,具备电流移动共通层,能够实现自动补光而不需要另外的人工调光。

  而发光层(EL)材料,根据特性不同,大致分别萤光和磷光(Phosphorescence),所以有时候我们会看到POLED或PLED的说法,这就是指磷光材料制成。因发光是EL,所以日本彩电企业对OLED有机电视的说法就和中国和韩国企业不同,叫“有机EL电视”。

  使用磷光材料的OLED产品,将电能转化为光的效率比萤光至少要高4倍,因此制造OLED面板的两家厂商,未来的核心拓展方向大概率也是磷光。

  在磷光红色(RED)材料方面,三星显示器公司和LG显示器公司主要从美国陶氏化学(DowChemical)、美国UDC(Universal Display)两家公司采购,LGD还有很少一部分来自兄弟公司LG化学,但是比例非常小。

  在P-RED材料市场,陶氏化学是绝对的霸主,市场份额达到压倒性的73%,第二名的日本德山只有26%。

  在磷光绿色(GREEN)材料方面,三星显示器公司主要从兄弟公司三星SDI公司、UDC、新日铁化学、斗山和陶氏化学采购;LG显示器公司则主要从德国默克公司、出光兴产、陶氏化学和UDC采购。在P-GREEN材料市场,三星SDI公司的份额最大,达到49%、默克21%、新日铁化学14%、斗山7%、UDC 6%。

  在磷光蓝色(BLUE)材料方面,三星显示器公司主要从三星精密化学(SFC)、出光兴产和陶氏化学采购;LG显示器公司则主要从出光兴产采购。在P-BLUE材料市场,日本出光兴产份额高达69%,三星精密化学(SFC)19%,陶氏化学12%。

  最后是电子输送层(ETL)材料市场。三星显示器公司和LG显示器公司都有从LG化学采购,另外还有三星SDI、出光兴产等公司。该领域市场份额第一的是出光,第二的是LG化学。

  据家电网了解,目前有两种OLED技术方式,一种是FMM(精细金属遮罩,FineMetal Mask,也叫精细金属掩膜板),采用红、绿、蓝像素并置法(RGB-SBS,Side-By-Side),由红、绿、蓝像素分别发光所组成,不仅能获得较佳色彩饱和度,还能省电,但大尺寸蒸镀(Evaporation)非常不容易。

  所以,这种技术路线的大尺寸面板规模量产,当前是比较苦难的,成本很高,良品率很低,这是三星所选择的技术路线。因此,大家也看到,三星迟迟没有量产上市OLED电视,核心原因就是这里,实在是技术没办法短期内实现量产,并不是三星不想卖,不想做OLED电视。

  另一种,就是LG为代表的WOLED技术了。从市面上的彩电产品看,高效率的白光(White)OLED技术已经逐步成真,并且随着材料与元件的技术演进,白光OLED技术已到达照明领域与显示器领域上可以被接受的水准,至少是比现在的液晶电视要完美得多。

  在OLED素子市场,2015年WOLED的规模约2亿2300万美元,而FMM是4亿3600万美元。白光OLED虽然容易量产,产品也达到一个新的级别,但值得说明的是,相较于采用红、绿、蓝像素并置法FMM的OLED广色域与高色纯度,白光元件毕竟是妥协版。

  从这个层面而言,在普及阶段,白光OLED的发展速度更快,由于成本低,良品率也高,所以比较受彩电厂家的青睐;但FMM技术瓶颈的解决也是必然的方向,理论上最佳的产品技术,总会有成为现实摆在用户眼前的一天,只是时间早晚的问题。

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