【芯调查】退出LCD市场 三星OLED新突围

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集微网报道(文/林美炳)OLED集省电、轻薄、柔性等优势于一身,被认为是下一代显示技术,得OLED得天下。全球面板行业群雄逐鹿,三星显示器公司、LG Display、京东方、维信诺等皆斥巨资不断加码OLED,抢占OLED市场机遇。

目前,三星显示器公司是中小尺寸OLED市场王者,但是中大尺寸OLED却是其多年来不愿提及的痛,九年前三星显示器公司由于选错中大尺寸OLED技术路线,输给LG Display,不得不暂时败退。

如今,三星显示器公司彻底退出液晶面板市场,重返中尺寸OLED市场,不再孤注一掷,而是双管齐下。三星显示器公司水平蒸镀8.5代QD-OLED量产不到一年就决定投资垂直蒸镀8.5代RGB OLED。近日,三星显示器公司首席执行官崔周善(Joo-seon Choi)在IMID 2022主题演讲中表示,将投资IT用第 8 代OLED生产线,目标2024年投产。

但是水平蒸镀8.5代OLED面临“重力下垂”等挑战,垂直蒸镀8.5代OLED更是无人区,充满未知风险,三星显示器公司能否复制中小尺寸OLED成功经验,在两者之间探索出一条康庄大道,再次登上中大尺寸OLED王座呢?

投资QD-OLED 打通水平蒸镀工艺路线

蒸镀工艺是OLED制造的核心工艺之一制约着OLED的良率和产能。根据精密金属掩膜版(FMM)放置方向,蒸镀工艺可分为水平蒸镀以及垂直蒸镀。目前,水平蒸镀是OLED产业的主流,所有已量产的OLED生产线都采用水平蒸镀工艺。

LG Display水平蒸镀8.5代WOLED生产线已经量产多年。三星显示器公司采用跟随策略,其8.5代QD-OLED生产线也采用水平蒸镀,目前良率正在持续提高。根据韩国媒体报道,去年11月,QD-OLED良率仅50%;今年4月中旬提高至75%;今年6月初提升到了80%;今年7月,崔周善透露,QD-OLED良品率已达到85%。这对三星显示器公司来说意义重大,良率85%有利于其开拓除索尼、戴尔、三星电子之外的更多品牌客户。

伴随着良率不断提高,QD-OLED成本也将持续下降。今年8月,市场研究公司DSCC预计,三星显示器公司QD-OLED明年制造成本将比今年降低20%-25%。崔周善自信满满地表示明年QD-OLED将再创里程碑。

良率提高,成本降低,有望促进QD-OLED电视销售。三星电子DX事业部负责人韩钟熙近日表示,QD-OLED 电视是三星电子的电视产品线之一,并计划通过扩大产能在韩国发布。UBI Research预计,三星电子明年QD-OLED电视的销量将增加到100万台。

为了应对迫切的市场需求,三星显示器公司将提高QD-OLED产能,扩大产品线。据韩国媒体报道,三星显示器公司计划在今年底通过减少设备节拍时间的方式提高30%的QD-OLED产能。与此同时,三星显示器公司明年还将增加77 英寸QD-OLED,以满足电视市场大尺寸化的需求。

但是业界并不看好QD-OLED面板市场前景。OLED行业工程师丁源(化名)指出,QD-OLED虽然具有色域优势,但是其QD材料成本、功耗较高,分辨率受限,存在光学串扰等问题,更加适合应用于大尺寸的电视,但是电视对面板价格又非常敏感,所以QD-OLED在电视面板市场没有竞争力,只是过渡方案。

QD-OLED很可能是三星显示器公司通往大尺寸RGB OLED的桥梁。QD-OLED至少可以应用于电视,如果进一步突破有可能促进大尺寸RGB OLED工艺路线的打通。丁源指出,三星显示器公司8.5代半切式水平蒸镀QD-OLED生产线Q1月产能仅15K,没有立即扩产,很可能是水平蒸镀8.5代RGB OLED生产线的先导线。因为目前QD-OLED采用半切式水平蒸镀工艺,其电子传输层、电子注入层等都采用有机发光材料,所以QD-OLED有助于三星显示器公司开发全切式水平蒸镀RGB OLED量产工艺。

规避重力下垂 垂直蒸镀工艺是新方向

8.5代OLED用FMM在全切式水平蒸镀时会遇到了“重力下垂”的技术瓶颈。据介绍,FMM是超薄的金属遮罩,当水平放置时,在重力的作用下FMM中间与边缘存在一定的偏移量,而且FMM尺寸越大偏移的幅度越明显。这不利于提高AMOLED的PPI,使混色良率降低,大幅提高了AMOLED生产成本。

目前,FMM重力下垂挑战还未被完全克服,半切水平蒸镀可以缓解FMM下垂幅度,加速OLED量产,成为主流蒸镀方案。接近三星显示器公司产业链从业者王颖(化名)指出,半切式水平蒸镀6代AMOLED产线通过采用磁性吸盘与张网机可以有效减少下垂量。但是8.5代AMOLED产线的FMM尺寸更大,即使采用半切式水平蒸工艺,原有的磁性吸盘与张网机已经无法满足其生产要求,厂商可以选择将两片FMM焊接,但是焊接良率不高,DNP FMM产能也不够。

而垂直蒸镀工艺就能避免水平蒸镀工艺FMM“重力下垂”带来的干扰。垂直蒸镀工艺则将FMM垂直放置,FMM和玻璃基板形变小,蒸镀更均匀,像素位置精度(PPA)更高,混色更小,同时可以提升分辨率,降低功耗、成本,成为一个重要的蒸镀工艺制程方向。

爱发科、应用材料一直在研究垂直蒸镀工艺设备。一名韩国蒸镀设备从业者指出,垂直蒸镀方式一直以来被判定为是不能实现量产的技术,应用材料几年前几乎无偿地将垂直蒸镀设备demo转让给JDI。但是接近应用材料的显示行业人士冯唐(化名)告诉集微网,JDI手表用OLED通过苹果测试认证之后,向应用材料采购大量用于量产的垂直蒸镀设备。

爱发科也坚持垂直蒸镀方向,投入超过1000亿韩元(折合人民币5.035亿元),与三星显示器公司联合攻关,突破一些技术壁垒,研发出第8.5代垂直蒸镀设备。显示产业链从业者张明(化名)向集微网透露,与Tokki水平蒸镀设备不同,爱发科在垂直蒸镀设备领域的研究已经坚持十几年,三年前爱发科垂直蒸镀设备已经取得一些关键性技术突破,还与检测设备厂商联合推进垂直蒸镀工艺检测设备。

但是垂直蒸镀工艺存在各种不确定性挑战。张明(化名)指出,垂直蒸镀的挑战主要是在蒸镀源的设计。垂直蒸镀将气化的有机材料均匀地推到玻璃基板上,需要高温环境下产生的蒸汽压,但是温度如果过高可能会影响有机发光材料的寿命、电压等特性。为了减少温度对有机发光材料的影响,垂直蒸镀过程中可能需要引入特种气体作为载气。此外,确保重复蒸镀2米以上的8.5代玻璃基板的蒸镀工艺,并在无损伤的情况下移动的物流技术也并非易事。

集微咨询(JW Insights)显示行业首席分析师李雷广认为,目前,垂直蒸镀尚无量产化实例,技术仍有待于验证。

购买蒸镀设备 探索垂直蒸镀工艺路线

当前,只有JDI拥有一条垂直蒸镀工艺低世代量产线,主要用于生产手表用的OLED。JDI表示,垂直方式蒸镀设备所占面积相比目前的水平方式蒸镀设备的减少30%。

但是垂直蒸镀工艺在高世代产线上没有量产的案例。三星显示器公司决定成为第一家”吃螃蟹“的公司。据韩国媒体报道,三星显示器公司同意以6000亿韩元(30.15亿元人民币)的价格购买爱发科的第8.5代垂直蒸镀机。如果三星显示器公司与爱发科达成最终协议,预计第8.5代垂直式蒸镀机的订单将在今年内下达。由于是首批引进的设备,蒸镀机性能测试时间可能较长,因此订单可能会推迟到明年初,预计2024年三星显示器公司垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线量产。

显示行业人士刘强(化名)向集微网透露,三星显示器公司垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线很可能与水平蒸镀8.5代RGB OLED产线一样,只是一条先导线,投资额在3万亿韩元左右。通过这条垂直蒸镀先导线,三星显示器公司进一步确认垂直蒸镀与像素相关的工艺窗口,然后放大垂直蒸镀尺寸,增加辅助电极,探索全切式垂直蒸镀的可行性,以降低投资风险。

根据三星显示器公司规划,垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线主要用于生产笔记本电脑、显示器等IT面板,所以三星显示器公司会先攻克半切式垂直蒸镀工艺路线。

中国电子视像行业协会副秘书长董敏告诉集微网半切式垂直蒸镀面积更小,切割电视面板不经济,但是良率更高,更适合切割IT面板,比6代线生产效率更高。例如,6代线生产48片13.3 英寸面板,8.5 代线可以生产 96片;6代线生产32片15.6英寸面板,8.5代线可生产70片,因此后者经济切割效率更高,有助于提高OLED在IT市场的渗透率。

IT市场是目前三星显示器公司重点攻关的市场之一。近年来,三星显示器公司用6代线切割笔记本电脑面板,出货不断增加,根据Omdia数据,三星显示器公司2021 年笔记本电脑OLED面板出货量达到470万片,同比大幅增长395%。如果三星显示器公司垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线能够量产,将加快OLED在IT市场的普及速度,并逐步替代LCD。

更为重要的是,苹果iPad和MacBook计划从2024年开始采用OLED面板。而且其他IT品牌厂商也已经导入OLED,只要三星显示器公司垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线能够量产,不愁出海口。

主动战略转型 试图复制中小尺寸OLED经验

目前,大尺寸RGB OLED技术路线不明确。无论是半切式水平蒸镀8.5代QD-OLED产线,还是半切式垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线,都是三星显示器公司全切式蒸镀8.5代RGB OLED产线量产工艺的”试金石“。中国光学光电子行业协会液晶分会常务副秘书长胡春明指出三星显示器公司试图在大尺寸RGB OLED领域复制中小尺寸RGB OLED主动战略转型的成功经验。

胡春明进一步表示,三星显示器公司曾经通过主动战略转型,首先在中小尺寸RGB OLED实现技术领先,其次通过大规模投资实现产能领先,最终在市场中实现效益领先。目前,虽然三星显示器公司中小尺寸RGB OLED市场份额正在被后来者逐步侵蚀,但是其中小尺寸RGB OLED市场霸主地位依然稳固。根据DSCC数据,三星显示器公司第二季度OLED面板出货占比高达64%。

三星显示器公司8.5代RGB OLED实际上是其中小尺寸RGB OLED的延伸。三星显示器公司已经在中小尺寸应用市场充分展示RGB OLED的画质、功耗、柔性、轻薄等优势,在智能手机市场渗透率已经超过40%,预计到2022年底,将达到50%左右。但是6代RGB OLED切割IT、TV面板不经济,需要进一步突破8.5代RGB OLED,才有可能在IT、TV市场逐步取代LCD。

目前,三星显示器公司已经退出液晶面板市场,将全部的资源投入到8.5代RGB OLED,尝试实现技术领先。OLED行业人士郑兴(化名)指出,三星显示器公司拥有足够的资源,投资半切式水平蒸镀8.5代QD-OLED产线、半切式垂直蒸镀8.5代RGB OLED产线就是为了搜集足够的生产经验和良率,寻找最适合的材料、设备和工艺,确定最终的量产路线,然后进行大规模复制,实现规模的领先,最终达到效益领先。

如果三星显示器公司率先突破8.5代RGB OLED量产瓶颈,有可能在中尺寸市场率先对LCD形成冲击。OLED产业链人士林诚(化名)指出,8.5代线是非常灵活的产线,既可以生产大尺寸电视面板,也可以生产中尺寸的IT面板,甚至可以生产中小尺寸的手机面板。按照三星显示器公司此前6代线的经验,只要8.5代RGB OLED生产成本不断接近LCD,并且具有画质、柔性、轻薄、省电等优势,就有可能在中尺寸市场不断侵蚀LCD市场空间。当然,三星显示器公司还想通过8.5代RGB OLED进一步占领电视面板市场,让OLED取代LCD在大、中、小尺寸应用市场全面普及。

总之,三星显示器公司已经成功推动OLED在智能手机市场普及,但是目前6代线及以下世代RGB OLED产线切割中大尺寸面板不经济,三星显示器公司如果中大尺寸RGB OLED要复制中小尺寸OLED全面领先的经验,还需要进一步攻破8.5代RGB OLED生产线量产工艺瓶颈,提高OLED性能,降低成本,才有可能促进RGB OLED在中大尺寸应用市场全面普及。

(校对/张轶群)


责编: 张轶群
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