柔性顯示屏市場發(fā)展趨勢分析

柔性顯示屏市場發(fā)展趨勢分析

一、PI薄膜

折疊屏手機要做到二十萬次以上的折疊和彎曲,保持5年的使用壽命,核心難點在于顯示屏和鉸鏈技術(shù).為了確保折疊屏20萬次以上的折疊不出問題,包含多層結(jié)構(gòu)的顯示模組厚度應(yīng)盡可能降低,屏幕模組的組成結(jié)構(gòu)要盡可能提升強度,核心在于提升蓋板材料、基板薄膜、偏光片、納米銀線和OCA膠等零件的性能.

AMOLED顯示模組厚度將從硬屏的1.45mm下降至柔性可折疊屏的0.56mm左右.蓋玻片、偏光片、OCA光學(xué)膠、觸控層、封裝基板層、硬質(zhì)保護膜等材料需要做得更薄或者使用超薄的柔性材料.

PI薄膜和UTG有望替代普通玻璃成為顯示屏的基板覆蓋材料.RigidOLED使用玻璃作為基板,可以阻隔水和氧氣進入面板內(nèi)部腐蝕電路,但傳統(tǒng)的玻璃基板為剛性材料,不適合應(yīng)用在柔性顯示屏中.具備替代潛力的基板材料可以是具有彈性的超薄玻璃（UTG）,也可以是聚合物薄膜：透明聚酰亞胺薄膜（PI薄膜或者CPI）或聚脂薄膜（PET）.

PI薄膜是目前適合折疊屏的基板材料.PI薄膜在低彎曲半徑、耐久性、表面硬度等方面均優(yōu)于超薄玻璃.但與玻璃相比,CPI薄膜具有低透明度、存在塑料感、容易劃傷等缺點.表面硬化處理可以增加PI薄膜的表面硬度,在保持柔性的同時使材質(zhì)更有玻璃質(zhì)感,但針對PI的表面硬化處理較為困難.而PET雖然透光率高,可達90.4%,但在多次彎折下容易產(chǎn)生塑性變形,目前折疊屏使用更多的是PI材料,PET薄膜應(yīng)用較少.UTG基板相比于聚合物基板,由于保留了玻璃的物理特性,具有更好的透光性、耐熱性和表面硬度.

PI薄膜擁有優(yōu)良的耐熱穩(wěn)定性,能夠滿足顯示屏加工過程中電極薄膜沉積和退火處理等高溫制程要求.PI薄膜本身比較柔軟,在表面硬化（HardCoating）處理后,具備良好的耐刮耐磨性能、滿足折疊屏反復(fù)彎折的要求,而且輕薄、透光性好,因而適合柔性屏、折疊屏制造需求.CPIvs超薄玻璃vsPET薄膜蓋板材料CPIUTGPET厚度/mm0.10.1-1.10.1透光率/%30-609290.4折射率/%1.761.471.66Tg/℃>300-78CTE/(ppm/℃)8-203.1733吸濕率/%2.0-3.0-0.5水汽透過率/(g/m2.d)--9

透明聚酰亞胺薄膜（PI薄膜）市場由美日韓主導(dǎo),主要生產(chǎn)企業(yè)包括杜邦、今山電子、長春高琦、日本三菱瓦斯、東麗杜邦、東洋紡公司、三井化學(xué)、韓國KOLON.日本占全球透明聚酰亞胺薄膜產(chǎn)量的95%,MGC是日本透明聚酰亞胺薄膜的重要生產(chǎn)商,其最早將聚酰亞胺薄膜產(chǎn)業(yè)化.SKC和KOLON也在積極研發(fā)透明聚酰亞胺薄膜,SKC計劃在17Q2量產(chǎn),KOLON計劃在18Q1量產(chǎn).

二、折疊屏用OLED偏光片

折疊屏OLED對光學(xué)性能要求提升,要求偏光片將光學(xué)性能發(fā)揮到極致,同時要求其大幅降低厚度.據(jù)三星SDC大會,GalaxyFold使用的偏光片厚度相比之前的降低了45%.偏光片是一種高分子材料復(fù)合膜,由偏光膜、內(nèi)保護膜、壓敏膠層及外保護膜組成,主要用于平板顯示（TFT-LCD、OLED）.偏光片中發(fā)揮偏振功能的核心膜材是PVA膜.偏光片按照功能分類可以分為：透射式偏光片、反射式偏光片、半透過半反射式偏光片、補償性偏光片.偏光片組成及其功能構(gòu)成材料功能保護膜PET/PSA保護偏光膜保護層TAC支持保護偏光膜偏光基體PVA偏光機制保護層TAC支撐保護偏光膜感壓膠PSA黏貼LCD基板離型膜PET保護黏著劑偏光片構(gòu)成膜的成本占比

偏光片的制造工藝主要包括延伸法和涂布法,具體包括染色、延伸、貼合、涂布、精密裁切等環(huán)節(jié),其中染色材料配方是技術(shù)關(guān)鍵.

延伸法目前是主流工藝.將其生產(chǎn)技術(shù)以PVA膜的延伸工藝來劃分,包括干法和濕法兩大類.濕法拉伸工藝中,拉伸倍率容易提高、著色均勻,生產(chǎn)的偏光片在色調(diào)均勻性和耐久性方面優(yōu)于干法拉伸工藝.干法拉伸工藝容易產(chǎn)生延伸不均勻及膜表面粗糙等弊端,其優(yōu)點是可以采用較大寬幅的PVA膜進行加工,生產(chǎn)效率較高等.日、韓及中國廠家一般采用濕法延伸工藝.

偏光片的基本性能指標(biāo)主要包括：光學(xué)性能、耐久性能、粘結(jié)特性、外觀性能以及其他特殊性能.OLED用偏光片的基本結(jié)構(gòu)分為偏光部分和功能性補償部分.偏光片的偏光度理想狀態(tài)需要大于99.9%,透過率達到45%以上,補償部分要求可見光全波長進行補償.

折疊屏OLED顯示要求偏光片具有可彎曲、輕薄、可靠性、耐刮性能.可彎曲和輕薄方面,為了配合折疊屏OLED面板的彎曲和開合功能,偏光片要求足夠薄,而且滿足數(shù)十萬次的可彎曲性能,比TFT-LCD更薄、更耐彎折.柔性和薄型化OLED要求補償膜的厚度比TFT-LCD低很多,液晶補償膜能夠達到2-10微米厚度,有望成為折疊屏偏光片的主流選擇.業(yè)界對正常的OLED偏光片厚度的要求是60-70微米,在彎折性能需要滿足在2mm曲率條件下完成10萬次測試,折疊屏對彎曲的性能要求更苛刻.

可靠性方面,以外折結(jié)構(gòu)設(shè)計的折疊屏因為轉(zhuǎn)軸處難以做到嚴絲合縫,而且偏光片處于顯示屏的最外層部分,其在耐高溫、耐溫濕性要求比正常手機要求更高.耐刮性能方面,折疊屏因為屏幕大,用戶直接接觸到偏光片的表面,且基板是PI薄膜等柔性材料,如果沒有硬化處理,表面容易出現(xiàn)劃痕而影響屏幕顯示,同時也要滿足一定的耐摩擦要求.

偏光片目前由日、韓、美國、中國臺灣等壟斷.美國主要是杜邦、3M,日本主要是日東電工、住友化學(xué)、日本合成化學(xué)等公司.韓國企業(yè)Koreno從日本進口半成品后通過后道加工生產(chǎn)偏光片.LG化學(xué)擁有自己的技術(shù),占據(jù)25%的偏光片市場.國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)主要是盛波光電和三利譜.能夠量產(chǎn)超薄偏光片主要包括日東電工和住友化學(xué).2014-2019偏光片全球產(chǎn)能分布（百萬平方米）

偏光片80%以上的需求來自TFT-LCD.據(jù)2018年AMOLED偏光片出貨面積為9.5百萬平方米,預(yù)計2019年將增長至13.9百萬平米,折疊屏手機由于顯示面積提升70%以上,將成為OLED偏光片新增長點.偏光片市場結(jié)構(gòu)（百萬平方米）

2018-2022年OLED偏光片需求面積（萬平方米）

三、折疊手機滲透率

折疊屏市場放量在即,到2021年折疊屏手機出貨量預(yù)計可達到1800萬部.據(jù)調(diào)數(shù)據(jù)顯示,三星正在研發(fā)第二款折疊屏手機,折疊方式上采用類似于傳統(tǒng)翻蓋手機的內(nèi)折疊方案.相比GalaxyFold,由于技術(shù)上更加成熟,三星的第二款折疊屏手機將會做的更加輕薄,成本上也會降低很多,從而進一步擴寬折疊屏手機的消費需求.預(yù)測,2019-2021年可折疊手機出貨量為150、830、1750萬部,到2025年出貨量將攀升至5340萬部,CAGR可達81%,滲透率約為3.4%.預(yù)測折疊屏手機AMOLED出貨量2021年將達到1750萬部

全球OLED面板出貨量預(yù)計今年可達7.68億片,其中三星依托將近10年的研發(fā)經(jīng)驗積累,占據(jù)了全球高端OLED屏超過90%的市場份額,壟斷了整個市場供給.預(yù)計,柔性AMOLED出貨滲透率將于2020年達到18%,超過3億片,產(chǎn)值將達到214億美元.而京東方成都6代全柔性AMOLED生產(chǎn)線已經(jīng)開始量產(chǎn),有望成為國產(chǎn)安卓機型的供應(yīng)商.2015-2019年全球OLED出貨量及預(yù)測

2018年全球智能手機AMOLED市場份額占比

國內(nèi)面板制造廠商像京東方、維信諾、深天馬等,也在不斷布局AMOLED生產(chǎn)線.2019年就有6條新的AMOLED生產(chǎn)線計劃量產(chǎn),包括京東方綿陽六代線、輝上海六代線、維信諾固安六代線、柔宇深圳五代半線、華星光電武漢六代線、信利安徽六代線,到2020年國內(nèi)計劃量產(chǎn)的AMOLED生產(chǎn)線有望超過13條.

在經(jīng)過近一年半的良率爬坡后,其成都6代柔性AMOLED生產(chǎn)良率已經(jīng)超過70%,但其生產(chǎn)的柔性O(shè)LED屏并不只是用于手機折疊屏,還包括可穿戴設(shè)備等其他領(lǐng)域.目前,京東方有望成為繼三星之后,國內(nèi)首家具有量產(chǎn)百萬級手機折疊屏的面板廠商.此外,LG的LGDE66代全柔性AMOLED已經(jīng)量產(chǎn),但產(chǎn)能有限.預(yù)計,2019年智能手機對OLED的需求約為4.5億片,其中柔性屏可達2億片,以三星、華為為首的手機廠商將消耗可折疊屏約110萬片.

四、觸控屏

折疊屏觸控層面將采用新的柔性電極材料.氧化銦錫（ITO）是目前主流的觸控電極材料,由于其彎折性能受限,多次彎折或者大幅度彎折后,電阻率會顯著上升且容易斷裂,難以用于柔性觸控屏和中大型觸控屏.

金屬網(wǎng)格（MetalMesh）、納米銀線、碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電聚合物等柔性材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,有望在柔性觸控屏中替代ITO,其中尤以金屬網(wǎng)格和納米銀線的應(yīng)用效果最好.碳納米管、石墨烯由于難以規(guī)?；a(chǎn),成本較高,故暫時不合適折疊屏生產(chǎn),金屬網(wǎng)格、銀納米線兼具良好性能和量產(chǎn)能力,已經(jīng)投入使用.柔性電極材料主要性能比較性質(zhì)ITO金屬網(wǎng)格納米銀線導(dǎo)電聚合物石墨烯碳納米管導(dǎo)電性中高高較低較低較低透光性中較高高中中高彎曲性低較低高高高高材料成本中中高高較低低制造成本中低高高低低穩(wěn)定性中較低較高中高高摩爾紋較高低高高高高

金屬網(wǎng)格是在柔性薄膜上壓制導(dǎo)電金屬網(wǎng)格圖案,并覆蓋銀、銅等金屬實現(xiàn)導(dǎo)通的觸控技術(shù),彎折性能優(yōu)異.金屬網(wǎng)格供應(yīng)商主要包括美國Atmel、歐菲光、東麗、富士等.國內(nèi)外納米銀線主要供應(yīng)商公司名稱公司所在地成立年份技術(shù)來源Cambrios美國2003自主研發(fā)C3nano美國/中國常州2010斯坦福大學(xué)教授蘇州諾菲納米蘇州2012硅谷團隊深圳華科創(chuàng)制深圳2014香港科技大學(xué)浙