顯示材料與裝備配套能力顯著提升鼓勵技術加強深度合作

2021-07-09 16:31:48

材料與裝備作為顯示產業(yè)的上游,發(fā)揮著基礎、關鍵的作用。近十年來,我國新型顯示產業(yè)雖然取得了巨大的成績,但是在核心材料以及前端工藝設備方面,我國企業(yè)依然存在較大差距。如何做大做強中國的顯示材料與裝備產業(yè)?6月18日,由中國光學光電子行業(yè)協(xié)會液晶分會、中國電子材料行業(yè)協(xié)會、中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會共同承辦的2021世界顯示產業(yè)大會顯示材料與裝備主題論壇在安徽省合肥市舉辦。以“穩(wěn)鏈強鏈,先進集群”為主題,與會專家就新型顯示材料與裝備產業(yè)的發(fā)展進行了深入的探討。

王連貴:

應鼓勵國內外資本、人才、技術加強深度合作

伴隨著顯示面板產品需求大幅度提升,上游原材料和相關設備的需求也急劇增加,對材料和裝備也提出了更高的要求,新材料、新技術、新工藝、新裝備層出不窮,向著科學化、智能化、信息化的方向發(fā)展。企業(yè)應堅持開放合作,加強新型顯示產業(yè)的深度協(xié)作,政府應鼓勵國內外資本、人才、技術等市場要素加強深度合作。

作為國內產業(yè)鏈條最完整、技術水平最先進的新型顯示產業(yè)集聚地,合肥新站高新區(qū)已經集聚維信諾、京東方、康寧、彩虹等一批顯示產業(yè)龍頭企業(yè),形成涵蓋了上游裝備、材料、器械、模組以及下游終端智能較為完整的產業(yè)鏈,實現(xiàn)了“從沙子到整機”的整體布局。“十四五”期間,合肥新站高新區(qū)將堅持把做強做優(yōu)實體經濟作為主攻方向,不斷優(yōu)化營商環(huán)境,聚焦“芯屏器合,集終生智”,建立健全主導產業(yè)、新型產業(yè)、未來產業(yè)一體化推進的現(xiàn)代化產業(yè)體系。

梁新清:

打造材料裝備產業(yè)鏈,強化顯示產業(yè)創(chuàng)新能力

過去的一年里,中國新型顯示產業(yè)雖然受到新冠肺炎疫情、產業(yè)周期波動等諸多不利因素影響,但是在全行業(yè)的共同努力下,依然取得了不俗的成績。過去的20年間中國顯示走過了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程,業(yè)界同仁經歷了資金、技術、市場周期等諸多因素的考驗,取得了舉世矚目的成績。目前,中國成為了全球產能最大的地區(qū),2020年顯示面板出貨面積占到了全球的55.6%。AMOLED基本上完成了布局。這些生產線都在有序實現(xiàn)量產,MicroLED和印刷顯示等新型顯示技術的創(chuàng)新研發(fā)也表現(xiàn)得非常活躍。

去年下半年,市場需求增長,顯示面板價格逐月上漲,各面板企業(yè)的盈利能力大幅度提升?,F(xiàn)在這個階段,中國需要進一步提升核心能力,特別是強化上游材料、裝備的建設,做好專利布局,重點突破關鍵材料的開發(fā),發(fā)揮面板企業(yè)對材料裝備等基礎產業(yè)的拉動作用。下一階段國內企業(yè)應該在新一輪顯示技術的進步中把握住機會,用創(chuàng)新技術賦能人類生活的方方面面,讓我國從一個顯示器件的生產大國轉變?yōu)閯?chuàng)新大國。

魯瑾:

中國顯示產業(yè)核心材料和高端裝備配套能力仍待加強

新型顯示是新一代信息技術當中的重要組成部分,近年來在國家高度關心和大力支持下,我國的新型顯示產業(yè)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展,行業(yè)上下游技術創(chuàng)新活躍,產業(yè)規(guī)模不斷擴大。2020年中國新型顯示全行業(yè)的營業(yè)收入達到4225億元,同比增長7.9%。

伴隨著產業(yè)規(guī)模的壯大,我國新型顯示產業(yè)的技術水平也在不斷提升:氧化物和低溫多晶硅TFT面板進一步成熟,超高清大尺寸面板顯著增強,柔性AMOLED良品率持續(xù)增長,MiniLED和MicroLED等新技術不斷涌現(xiàn)。下游顯示產業(yè)在快速發(fā)展的同時,促進國內材料和裝備產業(yè)近年來取得了長足的進步。

2020年,我國新型顯示材料市場規(guī)模是1288億元。玻璃基板、偏光片等本地化的生產快速推進。但隨著產業(yè)的不斷更新迭代,技術不斷升級,產業(yè)快速發(fā)展的同時,也顯現(xiàn)出一些問題。主要體現(xiàn)在關鍵的核心材料和高端裝備配套能力仍然不完備,比如顯示用光刻膠、有機發(fā)光材料,品種還不能完全的配套。圓光片透明的PI還主要依賴進口。在核心裝備方面,曝光機、刻蝕設備、蒸鍍機、上游的零部件同樣需要提升配套能力。因此,下一階段,我國應加強全產業(yè)鏈上下游的協(xié)同融合發(fā)展,推動我國顯示產業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

李恩元:

液空助力顯示產業(yè)數(shù)字化發(fā)展

隨著技術的發(fā)展、轉型的加速,包括顯示在內的電子產業(yè)都在加快數(shù)字化,產業(yè)數(shù)字化正成為發(fā)展的方向之一。

液空集團為京東方等中國企業(yè)提供大宗氣體服務,同時為輸送這些氣體提供設備安裝服務。先進材料正隨著顯示技術的發(fā)展在不斷演進,液空集團提供更多先進的材料產品。

液空集團在全球布局了9個電子材料中心,主要產品已經超過了150個。電子材料包括特氣,都需要一些現(xiàn)場的輸送裝置,可以簡單稱之為氣柜或者液體輸送的柜體,液空集團為500種以上的先進材料提供傳送系統(tǒng)。除此之外,我們也為客戶提供氣體管理甚至是氣體分析服務,PAC就是在大宗氣體領域提供的集中能效分析的中心。

黃金輝:

充分利用資金加快顯示關鍵材料研發(fā)

中國新型顯示產業(yè)在國家政策扶持和產業(yè)鏈上下游業(yè)界人士的共同努力下已經得到高速發(fā)展,目前全球市場占有率達到40%以上,產業(yè)規(guī)模在全球排第一位。但是,我國顯示產業(yè)的上游材料和裝備卻還沒有跟上,與國際先進水平存在一定差距,如“膜晶顯”關鍵材料、OLED核心材料、上游原材料等領域依賴于進口。在“膜晶顯”關鍵材料中的刻蝕液(Ag)、光學絕緣樹脂/液態(tài)光學透明膠/光學彈性樹脂、有機電子阻擋材料、有機空穴傳輸材料、電荷產生層材料、氧化鈮靶材、邊框油墨/黑框膠這些市場,國內幾乎為空白。這就要加快核心技術產業(yè)規(guī)?;季?,發(fā)力關鍵顯示材料本地化及其上游原料的開發(fā)。

國內顯示企業(yè)在創(chuàng)新開發(fā)時,有幾點需要注意:一是要把錢用好。企業(yè)一方面要舍得投入,顯示行業(yè)不管是裝備還是材料,都需要大量資金的投入。同時要把這些錢用在刀刃上,花在最適當?shù)奈恢谩6且讶擞煤茫押线m的人才都安排在合適的崗位上。三是機制要用好,要建立完善適用的人才激勵體系。

戴睿士·查雅:

能源處理是顯示制造良品率提升的關鍵一環(huán)

顯示行業(yè)包括TFT-LCD和AMOLED制造過程中都需要良好的供電和激光解決方案。在液晶面板的加工過程中,如TFT背板制造需要用到不同的材料,涉及不同的加工方式,這些材料的加工都需要電力供應。很多材料的加工甚至需要定制化的解決方案,需要控制整個過程,這樣才能使整個生產過程穩(wěn)定可控。比如在OLED或者LCD的生產中,需要沉積不同的沉積層,在沉積的時候需要不同材料參與,這就需要對電力供應嚴格進行管理控制。

等離子技術也很重要,在OLED前板生產過程中要用到等離子技術,涉及許多不同的處理方式,如噴射、感光處理等,最終才能實現(xiàn)把有機層進行分離和絕緣。

柔性LED顯示的生產涉及兩個部分,背板的處理和前板的處理,需要激光解決方案,如對背板進行激光切割,在背板處理過程中則涉及激光注膜等。

此外,OLED生產涉及大量有機材料,很多材料對潮濕、空氣等非常敏感。在生產過程中需要嚴密的保護,這也涉及能源處理方案。如果管理不慎會影響到顯示終端產品的壽命?;敉⒏衩嫦蚰茉刺幚?,致力于開發(fā)、制造用于各種沉積和干腐蝕工藝的能源處理。

劉永輝:

聚合物網絡液晶和固化液晶研究新進展

液晶是一種兼有晶體和液體的部分性質的中間態(tài)物質。這種由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向有序流體稱為液晶。在不加電壓的狀態(tài)下,液晶分子受到聚合物網絡的影響呈現(xiàn)一種不規(guī)則的排列狀態(tài),這種狀態(tài)就是固態(tài)的。如果加電壓,在電場的作用下,液晶都會呈現(xiàn)垂直的排列。

正向模式下,液晶分子和聚合物網絡分子非常接近,屏幕就會呈現(xiàn)出透明狀態(tài)。另有一種反向模式,需要施加配向膜。在配向膜的影響下,液晶呈現(xiàn)出垂直排列。在這種情況下對液晶進行光照,反應性單體就會聚合。因為液晶跟反應性聚合物網絡折射率比較接近,所以會呈現(xiàn)出透明的狀態(tài)。反之如果加電壓的話,液晶就會倒伏,呈現(xiàn)出固態(tài)。

目前,液晶顯示面板的應用范圍不斷擴展,除電視、手機等之外,智慧窗戶和智能車窗、可穿戴設備屏幕等均開始應用,對上游液晶材料性能的要求也不斷提高。DIC針對聚合物網絡液晶和固化液晶等進行大量研究,并取得了一系列成果,為顯示產業(yè)做出積極貢獻。

葉森宇:

AR/VR市場活躍對顯示檢測提出更高要求

高世代顯示面板生產線的加快建設以及新型顯示技術的發(fā)展,使平板顯示檢測成為各制程中的必備環(huán)節(jié)。在LCD和OLED等平板顯示器件的生產過程中進行顯示、觸控、光學、信號、電性能等各種功能檢測,新技術、新產品不斷出現(xiàn),顯示檢測設備與顯示產業(yè)的發(fā)展具有很強的聯(lián)動性。

目前表面顏色測量設備應用面很廣,包括紡織、食品、塑料、油漆、醫(yī)藥、化妝品等。

手機外殼無論是塑料還是金屬,都會用到表面顏色檢測設備做顏色管理。光學測量的產品包括亮度計、照度計以及色彩分析儀,同樣的光測量設備也用在傳統(tǒng)的顯示產品,如投影儀、電視機、智能手機以及照明、汽車的車燈、儀表盤、發(fā)光鍵盤等。

顯示行業(yè)對測試測量設備的要求也越來越高,過去的顯示器亮度只有500cd/m2,現(xiàn)在最高達到1000cd/m2以上。顏色方面,新興的OLED、QOLED顯示擁有更窄的光源,也對光學測量設備有了新的挑戰(zhàn)。

此外,一些新的顯示終端產品日趨活躍,一些企業(yè)開發(fā)出了專門的AR、VR鏡頭,這些鏡頭模擬人眼,對檢測設備提出更多新挑戰(zhàn)。AR/VR主要測試項目包括點均勻性、Mura缺陷檢測,以及水平、垂直和對角線視場角的測量等。

楊軍:

定向發(fā)聲將顯示和聲音有機結合

屏幕發(fā)聲技術從物理學原理上,是利用屏幕作為激發(fā)空氣振動的媒介。此技術作為喇叭揚聲器的替代方案,因無需開孔,為手機、電視等提供全新設計思路和可行性。屏幕發(fā)聲技術主要有幾種主要模式:彎曲振動模式、平推模式、邊界振動耦合模式、直接空氣耦合模式、超聲模式等。

出于私密性的考慮,人們有時會希望對著屏幕的時候只有自己能聽到屏幕的聲音,這就需要定向發(fā)聲,使得具有定向發(fā)聲潛力的超聲模式成為當前研究的重點。

以超聲為載波信號,以特定透明復合材料為發(fā)聲單元,利用參量陣原理,超聲模式可以實現(xiàn)定向發(fā)聲。將超聲模式的透明發(fā)聲單元與屏幕整合,則可實現(xiàn)屏幕的定向發(fā)聲。目前超聲的屏幕發(fā)聲技術,在音質方面還是有一些失真,音量也不夠大,在生產方面也存在進一步優(yōu)化的需要。定向發(fā)聲未來的發(fā)展方向是把顯示材料和聲音真正意義上地結合起來,才能達到傳音入位的效果。

余賜賢:

UTG玻璃市場需求有望迅速放大

UTG超薄玻璃技術用于可折疊面板產品,具有柔韌性好、抗沖擊性強、折疊和展開次數(shù)優(yōu)等特性,逐漸開始用于折疊智能手機、折疊顯示面板等產品,是當前業(yè)界關注的重點。不管是在玻璃蓋板上的應用,或者是在玻璃基板上的應用,都可以看到很明確的趨勢,市場有望迅速放大。

但UTG玻璃目前也存在許多問題,比如成本問題。針對這個問題,拓米一是將大片原材玻璃減薄,2021年計劃實現(xiàn)550mm×650mm面板的減薄,可切割12片8英寸或28片150mm×75mm的UTG玻璃,比傳統(tǒng)減薄工藝大幅度提升產能與良率,2022年計劃實現(xiàn)1100mm×1300mm原材玻璃的減薄,進一步降低成本。

此外,UTG玻璃減薄,非常脆弱,必須在上面做額外的加工確保其可使用性。

目前拓米正在嘗試三種方案:

一是在UTG的表面貼膜進行保護。

二是跟國內終端企業(yè)開發(fā)UTG鍍膜+貼膜的方法。

三是對UTG+全鍍膜的技術進行研究開發(fā)。

UTG貼膜方案短期內可滿足抗沖擊等要求,但仍然存在折痕、厚度等問題,也存在觸感不佳的問題。因此,UTG鍍膜才是高端折疊手機蓋板玻璃的終極方案。

來華杭:

柔性顯示用PVD是沉積設備發(fā)展重點

PVD即物理氣相沉積,是指在真空條件下,采用低電壓、大電流的電弧放電,利用電場的加速作用,使被蒸發(fā)物質及其反應產物沉積的薄膜沉積技術。該種技術設備廣泛應用于在玻璃等基板上沉積納米薄膜材料,是新型顯示的核心技術裝備。

從技術上看,柔性顯示用PVD設備、連續(xù)式光學PVD設備、全固態(tài)電致變色PVD設備,均為發(fā)展的方向。柔性顯示鍍膜設備市場超過30億元,目前國內市場100%依賴進口。PVD的開發(fā)難度相當大。

想象一下,在8.5代顯示面板上,即2.2米×2.5米的玻璃上,鍍100納米的薄膜(相當于頭發(fā)直徑的千分之一),還要保證薄膜的均勻性,設備開發(fā)的難度可見一斑。

除技術挑戰(zhàn)之外,企業(yè)投入PVD開發(fā)還要克服龐大的研發(fā)資金投入、專利風險等。

徐兵:

真空蒸鍍設備影響AMOLED良率與精度

AMOLED產品由于輕薄體積小、可彎曲、可折疊、高對比度、異形顯示等特點,近年來應用范圍不斷擴大。其中柔性顯示的增長比例是最快的,年均增長率超過42%。

從技術角度來看,AMOLED不斷發(fā)展,目前在超載邊框、曲面、全面屏以及折疊屏等領域已經有了很好的應用,下一代AMOLED技術將向多折屏,滑移屏以及全面屏發(fā)展,將為未來的顯示行業(yè)提供更多想象空間。

在AMOLED的制造生產中,真空蒸鍍是目前量產的主流技術。由于真空蒸鍍過程中,精細金屬掩模版(FMM)和玻璃基板溫度升高熱膨脹,不利于規(guī)則沉積,需要給FMM一定的張力,因此OLED用精密金屬掩模版張網機成為OLED量產的關鍵設備之一。AMOLED顯示的分辨率主要取決于像素。在所有影響因素中,F(xiàn)MM張網和蒸鍍是最大影響因子。

理論上,張網機的張網精度可以達到560PPI分辨率,在一定程度上決定了AMOLED顯示的分辨率。張網機和蒸鍍機可以說是AMOLED制造中非常核心的設備,關系到AMOLED的良率及生產效率。上海微電子已完成G6FMM張網設備開發(fā),目前已經完成了客戶測試,預計今年能完成出貨。

標簽: 材料 裝備 配套 技術

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