我國(guó)新型顯示關(guān)鍵材料發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)方向(組圖)
2021-10-04
作為電子信息領(lǐng)域千億級(jí)產(chǎn)業(yè)之一,新型顯示器是我國(guó)信息化、智能化時(shí)代戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向之一。本文論述了新型顯示關(guān)鍵材料和工藝在新型顯示技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略、支撐和支撐作用,梳理了具有代表性的新型顯示關(guān)鍵材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),對(duì)我國(guó)進(jìn)行了凝練。相關(guān)領(lǐng)域的材料技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題提出了我國(guó)新型顯示關(guān)鍵材料的發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)方向。
研究建議:把握新一輪顯示技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重大機(jī)遇,從國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體高度和全產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)角度出發(fā),以整機(jī)應(yīng)用為牽引,以核心材料為切入點(diǎn),打造新型顯示創(chuàng)新平臺(tái),構(gòu)建高效的技術(shù)創(chuàng)新體系;凝聚優(yōu)勢(shì)力量,突破產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的核心共性關(guān)鍵材料和工藝問(wèn)題,完善產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)。新的顯示創(chuàng)新平臺(tái)已經(jīng)從技術(shù)、市場(chǎng)、資金、政策等多個(gè)角度完成可行性分析,
一、前言
自1939年第一臺(tái)黑白電視機(jī)發(fā)明以來(lái),顯示器作為一種人機(jī)界面終端顯示設(shè)備,逐漸應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。如今,新型顯示器已成為電子信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一,應(yīng)用在工業(yè)、交通、通信、教育、航天、娛樂(lè)、醫(yī)療等諸多方面,形成千億美元的市場(chǎng)規(guī)模,成為戰(zhàn)略性高新技術(shù) 科技領(lǐng)域中最基礎(chǔ)、最具活力的產(chǎn)業(yè),極大地改變了人類(lèi)的生活方式。目前,出現(xiàn)了多種顯示技術(shù)創(chuàng)新,如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示、量子點(diǎn)(QD)顯示、-LED顯示、激光顯示(LD)等,推動(dòng)顯示技術(shù)向高清、全彩顯示方向發(fā)展。,大屏幕、柔性化、綠色化方向發(fā)展。光學(xué)、半導(dǎo)體、材料、視頻、信息等技術(shù)的融合,進(jìn)一步提升了顯示產(chǎn)品對(duì)終端消費(fèi)者的競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新性和吸引力。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)的顯示產(chǎn)業(yè)已成為世界的重要組成部分。2019年,中國(guó)大陸新型顯示產(chǎn)業(yè)綜合規(guī)模突破3萬(wàn)億元,成為全球顯示面板產(chǎn)能第一大國(guó),正處于“由大變強(qiáng)”的發(fā)展機(jī)遇期。值得指出的是,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)上游領(lǐng)域60%以上的關(guān)鍵材料和設(shè)備依賴進(jìn)口;行業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍難自主掌控,潛在發(fā)展障礙日益顯現(xiàn)。這些都是制約我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的瓶頸。
一代顯示材料決定一代顯示器件,新型顯示的自主創(chuàng)新必須以相關(guān)材料的創(chuàng)新為基礎(chǔ)。本文梳理了國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵新型顯示材料體系和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,濃縮了我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題,為我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展提出了針對(duì)性措施。我們希望通過(guò)宏觀研究,明確未來(lái)技術(shù)制高點(diǎn),推動(dòng)我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,盡快從顯示強(qiáng)國(guó)向顯示強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。
二、重點(diǎn)展示國(guó)外資料發(fā)展現(xiàn)狀
顯示產(chǎn)業(yè)是涉及光電材料與器件、光學(xué)工程、微電子與電子等領(lǐng)域的綜合性產(chǎn)業(yè)。新一代的技術(shù)變革往往是由材料和設(shè)備的突破推動(dòng)的??v觀顯示技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史,進(jìn)入21世紀(jì)后,以薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)為代表的第二代數(shù)字平板顯示技術(shù)逐漸成為主流。為響應(yīng)需求,顯示基板的尺寸不斷擴(kuò)大。目前,G8.5代線(及以上)大尺寸生產(chǎn)線已成為主力軍。相應(yīng)的半導(dǎo)體/真空工藝技術(shù)難度較大,
近年來(lái),隨著第五代移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的出現(xiàn),新型顯示與超高清視頻、柔性、傳感、和印刷電子,豐富了新型顯示終端產(chǎn)品體系。例如,印刷顯示、Mini/LED顯示、激光顯示、電子紙顯示等新型顯示技術(shù)和產(chǎn)品基本具備產(chǎn)業(yè)化條件,從顯示材料、器件、設(shè)備到制造技術(shù),引領(lǐng)顯示全產(chǎn)業(yè)鏈。全面科技創(chuàng)新。
(一)打印展示及其關(guān)鍵材料
印刷與顯示技術(shù)是利用噴墨印刷技術(shù),將OLED/量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)材料制備的油墨噴涂在所需像素位置,實(shí)現(xiàn)制造顯示器件的技術(shù)。對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵材料有印刷發(fā)光材料、油墨等,國(guó)外在印刷顯示產(chǎn)業(yè)及其關(guān)鍵材料方面布局較早,具有雄厚的材料技術(shù)和裝備基礎(chǔ),并已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
先進(jìn)國(guó)家在關(guān)鍵材料、器件、工藝和系統(tǒng)原型的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面投入了大量資源。杜邦公司、公司、美國(guó)公司、默克集團(tuán)公司、歐洲公司等正在印刷小分子OLED材料、有機(jī)半導(dǎo)體材料、OLED發(fā)光材料、QD材料、有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)背板綜合材料和制造工藝 具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。相關(guān)研究機(jī)構(gòu),如斯坦福大學(xué)、西北大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、歐洲劍橋大學(xué)、倫敦帝國(guó)理工學(xué)院、英國(guó)印刷電子中心、芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心、海德堡創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在德國(guó),
日本公司完成20in/230 PPI樣機(jī)研制,2018年開(kāi)始建設(shè)G5.5量產(chǎn)線;住友化學(xué)株式會(huì)社、東京電子株式會(huì)社/精工愛(ài)普生、凸版印刷株式會(huì)社分公司、大日本印刷株式會(huì)社布局樣機(jī)和量產(chǎn)工藝研究。騰云網(wǎng)絡(luò)已完成55個(gè)印刷OLED樣機(jī)的開(kāi)發(fā),騰云網(wǎng)絡(luò)正在實(shí)施印刷OLED/QLED材料及技術(shù)研發(fā)。
(二)蒸發(fā)OLED顯示材料
基于OLED顯示技術(shù)的蒸鍍工藝,關(guān)鍵材料包括紅、綠、藍(lán)光發(fā)光材料、空穴/電子傳輸材料、電極材料等。相關(guān)發(fā)光材料可分為熒光材料和磷光材料。根據(jù)其分子量又可分為小分子發(fā)光材料和高分子發(fā)光材料。這些關(guān)鍵材料約占OLED顯示材料成本的30%。
日本、美國(guó)和韓國(guó)在OLED顯示材料供應(yīng)方面具有優(yōu)勢(shì)。日本住友化學(xué)株式會(huì)社和昭和電工株式會(huì)社主要供應(yīng)OLED高分子發(fā)光材料。日本出光興產(chǎn)株式會(huì)社和三井化學(xué)株式會(huì)社是小分子發(fā)光材料供應(yīng)的領(lǐng)先企業(yè)。日本出光興產(chǎn)株式會(huì)社和騰云網(wǎng)已成為OLED電子傳輸材料的主導(dǎo)供應(yīng)商。日本德山株式會(huì)社、德國(guó)默克集團(tuán)、出光興產(chǎn)株式會(huì)社是空穴傳輸材料的主要供應(yīng)商。日鐵化學(xué)株式會(huì)社和德國(guó)默克集團(tuán)主要供應(yīng)綠色磷光材料,騰云網(wǎng)絡(luò)和日本德山株式會(huì)社是紅色磷光材料的主要供應(yīng)商。
(三)激光顯示及其關(guān)鍵材料
激光顯示是一種以紅、綠、藍(lán)三基色(或多基色)為光源的新型顯示技術(shù)。具有大尺寸/超大尺寸、大色域、超高清晰度、高觀看舒適度等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵材料包括三基色。激光材料、超高清成像材料。
1990年代,日韓美在美國(guó)能源部計(jì)劃、日本基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)計(jì)劃等國(guó)家項(xiàng)目的引導(dǎo)下,啟動(dòng)了激光顯示關(guān)鍵技術(shù)的研究布局,支持相關(guān)企業(yè)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。研究。日本日亞化學(xué)株式會(huì)社、三菱電機(jī)集團(tuán)等投資約32億美元研發(fā)三基色(半導(dǎo)體激光)激光顯示器,其中鎵銦磷()紅光、氮化鎵(GaN)藍(lán)綠激光顯示功率和壽命等關(guān)鍵指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。騰云網(wǎng)絡(luò)、日本索尼集團(tuán)等基本壟斷了2K/4K分辨率反射式數(shù)字微鏡(DMD)的供應(yīng),
(四)Mini/-LED顯示屏及其關(guān)鍵材料
Mini/-LED顯示是一種由微米級(jí)半導(dǎo)體發(fā)光像素陣列組成的新型顯示技術(shù)。它是一種綜合顯示技術(shù)和LED技術(shù)的綜合技術(shù)[8]。GaN發(fā)光材料、高遷移率半導(dǎo)體材料、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳質(zhì)技術(shù)是Mini/-LED顯示的關(guān)鍵材料和技術(shù)。
十多年前,Mini/-LED 顯示器引起了研究人員的關(guān)注。法國(guó)原子能委員會(huì)電子和信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(CEA-LETI)推出了一款用于虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示應(yīng)用的全彩顯示設(shè)備,像素尺寸僅為10微米。日本索尼集團(tuán)2012年發(fā)布的55英寸“LED”對(duì)比度高達(dá)百萬(wàn)比一,色彩飽和度高達(dá)140% NTSC(國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn))美國(guó)),響應(yīng)速度快,使用壽命長(zhǎng);2016年,日本索尼集團(tuán)推出了“模塊化拼接”工藝,即將多個(gè)模塊拼接成一塊更大尺寸的顯示屏。2018 年,
(五)QD顯示及其關(guān)鍵材料
QD顯示是一種使用發(fā)光QD材料的顯示技術(shù),根據(jù)發(fā)光形式的不同,可分為光致發(fā)光和電致發(fā)光。對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵材料是納米尺寸的QD材料。
目前,生產(chǎn)QD材料和QD背光器件的上游企業(yè)主要有騰云網(wǎng)絡(luò)、公司、英國(guó)集團(tuán)等。騰云網(wǎng)絡(luò)主要使用硒化鎘(CdSe)QD,而公司和集團(tuán)使用磷化銦(InP)QD;由于歐盟禁止銷(xiāo)售含有鎘(有毒)的電子產(chǎn)品,CdSe 已逐漸淡出商業(yè)應(yīng)用。韓國(guó)技術(shù)研發(fā)以騰云網(wǎng)絡(luò)為核心單位,與首爾大學(xué)、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院等科研院所合作;騰云網(wǎng)絡(luò)于2016年收購(gòu)騰云網(wǎng)絡(luò),其他QD材料如鈣鈦礦QD、碳點(diǎn)等屬于QD材料的新興研究方向,相關(guān)研究也在逐步深入。
(六)反光顯示屏及其關(guān)鍵材料
反射式顯示通常是指通過(guò)反射環(huán)境光來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種類(lèi)似紙張的顯示技術(shù)。目前主流技術(shù)分為電泳電子紙、電潤(rùn)濕電子紙、膽甾型液晶電子紙等,對(duì)應(yīng)的應(yīng)用終端包括電子書(shū)、移動(dòng)終端顯示器、輔助顯示器、智能電子標(biāo)簽等。相關(guān)關(guān)鍵材料包括:彩色顯示材料(粒子系統(tǒng)和溶液系統(tǒng))、介質(zhì)潤(rùn)濕材料、高透/高反射TFT背板材料、像素結(jié)構(gòu)材料等。
騰云網(wǎng)絡(luò)、德國(guó)ADT集團(tuán)和荷蘭公司是反射顯示技術(shù)的主導(dǎo)公司。2017年,這家美國(guó)公司還發(fā)布了全彩視頻顯示電子紙樣機(jī),可以以的幀率播放全彩視頻。2018年,公司在提高電子紙像素密度方面取得突破。發(fā)布的10.8 顯示屏分辨率達(dá)到500 PPI。
(七)其他顯示器及其關(guān)鍵材料
液晶顯示器作為目前主流的顯示產(chǎn)品新型seo技術(shù),涉及三種基本材料:液晶、玻璃基板、光學(xué)膜。在高端液晶材料市場(chǎng),德國(guó)默克集團(tuán)、日本智索、DIC、ADK等具有優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)。在玻璃基板材料方面,騰云網(wǎng)絡(luò)和旭硝子占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。在光學(xué)膜方面,中高端光學(xué)膜產(chǎn)品主要來(lái)自日本東麗株式會(huì)社、美國(guó) and (3M)公司、韓國(guó)SKC株式會(huì)社。大部分關(guān)鍵原材料具有較高的技術(shù)門(mén)檻。
柔性顯示器是一種可以通過(guò)柔性電子元件卷起來(lái)變形和組裝的顯示器。在移動(dòng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域有著廣闊的前景。相關(guān)的關(guān)鍵材料是柔性基板材料。聚酰亞胺(PI)基材具有優(yōu)異的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。它是目前唯一能夠制作柔性O(shè)LED基板的材料,已成為柔性O(shè)LED顯示器的關(guān)鍵核心材料。目前,美國(guó)和日本的杜邦公司、宇部興產(chǎn)株式會(huì)社、中原化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、東麗株式會(huì)社等在高溫電子級(jí)PI(黃色)和光學(xué)級(jí) PT(無(wú)色透明)。性地位,銷(xiāo)售額占全球PI市場(chǎng)的70%以上。
三、國(guó)產(chǎn)新型顯示關(guān)鍵材料發(fā)展現(xiàn)狀
(一)新的顯示產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)規(guī)模領(lǐng)先
我國(guó)高度重視新型顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展,出臺(tái)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》、《中國(guó)制造2025》技術(shù)路線圖等文件在關(guān)鍵領(lǐng)域。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)、863計(jì)劃、973計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家科技和產(chǎn)業(yè)計(jì)劃的不斷支持下,我國(guó)從a 完全依賴進(jìn)口顯示屏,自給率高;在OLED、QD顯示、-OLED顯示、激光顯示、電子紙顯示、三維(3D)顯示等細(xì)分領(lǐng)域也取得了實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步,
截至2019年,我國(guó)已投產(chǎn)生產(chǎn)線約45條,將投產(chǎn)約19條G8.5代線(及以上)和20條有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管()量產(chǎn)線將來(lái)投入使用。; 累計(jì)投資約1.3萬(wàn)億元,產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)3萬(wàn)億元。我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)已成為全球規(guī)模最大、市場(chǎng)規(guī)模最大、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的產(chǎn)業(yè),全球顯示產(chǎn)業(yè)正在加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移。例如,國(guó)產(chǎn)顯示面板占世界總產(chǎn)量的50%,電視屏幕占70%,電腦和手機(jī)的產(chǎn)量超過(guò)90%。
相應(yīng)地,我國(guó)顯示市場(chǎng)的快速發(fā)展推動(dòng)了關(guān)鍵顯示材料需求的進(jìn)一步擴(kuò)大。例如,預(yù)計(jì)到2021年OLED發(fā)光材料的需求量將超過(guò)159噸,年均增長(zhǎng)30%。預(yù)計(jì)到2022年激光顯示用三基色半導(dǎo)體激光器需求量將超過(guò)5×109。2021年液晶顯示G8.5及以上的基板玻璃需求量將增加到3.6×108 平方米。同時(shí),玻璃后蓋、3D蓋板、柔性蓋板的需求持續(xù)上升。
(二)技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng),新型顯示材料獲得創(chuàng)新應(yīng)用
科研院所、高校和企業(yè)在新型顯示相關(guān)關(guān)鍵材料、器件和工藝技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用方面開(kāi)展了大量工作,積累了良好的基礎(chǔ)。①在液晶顯示方面,國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)開(kāi)始注重自主技術(shù)創(chuàng)新,掌握了液晶顯示器件的量產(chǎn)技術(shù),具備了顯示面板的量產(chǎn)能力,培養(yǎng)了一批技術(shù)和生產(chǎn)骨干;以騰云網(wǎng)絡(luò)和騰云互聯(lián)網(wǎng)為代表的一批企業(yè)在行業(yè)上游開(kāi)展了玻璃基板、偏光片、液晶材料、薄膜材料等方面的研究并取得了局部突破,穩(wěn)步提高了相關(guān)材料的國(guó)產(chǎn)化率。②在OLED顯示材料方面,騰云網(wǎng)絡(luò)、騰云網(wǎng)絡(luò)、騰云網(wǎng)絡(luò)、騰云網(wǎng)絡(luò)等公司正專注于OLED材料的研發(fā)。③具有輕薄、柔性、大面積、綠色制造等特點(diǎn)的印刷顯示技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速。騰云網(wǎng)、騰云網(wǎng)、華南理工大學(xué)、福州大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了原理驗(yàn)證的研究和實(shí)現(xiàn)。騰云網(wǎng)絡(luò)專注于OLED材料的研發(fā)。③具有輕薄、柔性、大面積、綠色制造等特點(diǎn)的印刷顯示技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速。騰云網(wǎng)、騰云網(wǎng)、華南理工大學(xué)、福州大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了原理驗(yàn)證的研究和實(shí)現(xiàn)。騰云網(wǎng)絡(luò)專注于OLED材料的研發(fā)。③具有輕薄、柔性、大面積、綠色制造等特點(diǎn)的印刷顯示技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速。騰云網(wǎng)、騰云網(wǎng)、華南理工大學(xué)、福州大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了原理驗(yàn)證的研究和實(shí)現(xiàn)。
此外,我國(guó)在激光顯示、LED顯示等方面的技術(shù)發(fā)展迅速。①在激光顯示方面??,我國(guó)技術(shù)水平總體上與國(guó)際水平接軌,產(chǎn)業(yè)規(guī)模國(guó)際領(lǐng)先;圍繞三基色激光顯示、超高清成像芯片、光學(xué)鏡頭、高增益屏等關(guān)鍵激光顯示核心材料,實(shí)施重點(diǎn)攻關(guān);中國(guó)科學(xué)院理化所、半導(dǎo)體所、蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、騰云網(wǎng)絡(luò)、長(zhǎng)虹激光顯示技術(shù)公司、騰云網(wǎng)絡(luò)、騰云網(wǎng)絡(luò)等研究單位和企業(yè)正在迅速縮短與國(guó)外的差距,部分產(chǎn)品已國(guó)產(chǎn)。②Mini/-LED顯示方面,國(guó)內(nèi)重點(diǎn)是GaN外延材料、有源基板材料、傳質(zhì)和彩色顯示專用顯示材料。相關(guān)單位有騰云網(wǎng)絡(luò)、騰云網(wǎng)絡(luò)、南方科技大學(xué)、中科院微電子研究所、騰云網(wǎng)絡(luò)等。
四、我國(guó)關(guān)鍵新型顯示材料發(fā)展面臨的問(wèn)題
我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)雖然具有規(guī)模優(yōu)勢(shì),但整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡,關(guān)鍵材料和設(shè)備對(duì)外依存度高,整體利潤(rùn)率低。行業(yè)發(fā)展存在隱患。國(guó)內(nèi)工業(yè)技術(shù)積累與國(guó)外企業(yè)仍有較大差距,關(guān)鍵原材料“卡脖子”。在我國(guó)新型顯示材料與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大的背景下,盡管?chē)?guó)內(nèi)有大量企業(yè)、科研院所、高校涉足顯示材料,也取得了一定的整體進(jìn)步,但始終在關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用方面。這是薄弱環(huán)節(jié)。
(一)關(guān)鍵材料高度依賴外部資源
我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)仍處于“大而不強(qiáng)”的狀態(tài)。國(guó)內(nèi)平板顯示產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)集成與制造,但在關(guān)鍵材料與工藝、元器件與制備技術(shù)、輔助材料、高端裝備等方面仍存在高度對(duì)外依存度。例如,70%以上的相關(guān)材料依賴進(jìn)口。. 在中國(guó)主要從事加工制造,處于整個(gè)顯示產(chǎn)業(yè)鏈的底端,技術(shù)含量低,利潤(rùn)微薄。
與關(guān)鍵新型顯示材料相關(guān)的核心基礎(chǔ)專利技術(shù)集中在歐美企業(yè),產(chǎn)品和工藝方面的核心專利技術(shù)主要掌握在日韓企業(yè)手中。TFT-LCD顯示器的高端液晶材料長(zhǎng)期被德國(guó)和日本公司壟斷,曝光機(jī)被日本公司壟斷,TFT-LCD的玻璃基板多由美國(guó)和日本廠商進(jìn)口. OLED顯示發(fā)光材料依賴于美國(guó)、日本、韓國(guó)等公司的進(jìn)口。激光顯示器商業(yè)化的核心材料,包括三基色發(fā)光材料和成像材料,也依賴進(jìn)口。用于印刷顯示,
(二)部分行業(yè)“小、散、散”問(wèn)題突出,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)
新型顯示材料的開(kāi)發(fā)過(guò)程開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、投資大、爬坡緩慢。國(guó)內(nèi)企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展壓力較大,主要產(chǎn)品價(jià)格仍處于較低水平。對(duì)于這些公司來(lái)說(shuō),早期的技術(shù)積累和研發(fā)消耗了大量的資源和資金,持續(xù)的高投入是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。以O(shè)LED顯示領(lǐng)域?yàn)槔?,我?guó)面板廠商正在積極擴(kuò)大面向移動(dòng)市場(chǎng)的面板產(chǎn)能,新成立的OLED材料廠商有20多家;相關(guān)企業(yè)研發(fā)能力薄弱,缺乏統(tǒng)一部署和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,資金投入小而分散。技術(shù)應(yīng)用以短、平、快為主;
(三)高端產(chǎn)品自給率不高,高端應(yīng)用自主保障能力不足
我國(guó)在新型顯示關(guān)鍵材料領(lǐng)域取得長(zhǎng)足進(jìn)步,材料性能得到顯著提升。但與國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)相比仍有較大差距,突出表現(xiàn)在材料的穩(wěn)定性和壽命上。以激光顯示領(lǐng)域?yàn)槔?,?guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,體現(xiàn)在產(chǎn)品種類(lèi)不斷增加,市場(chǎng)認(rèn)知度逐步提高,市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,整體水平接近國(guó)際先進(jìn)水平。 ; 國(guó)內(nèi)企業(yè)有能力開(kāi)發(fā)中高端激光顯示產(chǎn)品,但在紅、綠、藍(lán)激光顯示材料器件等激光顯示核心材料方面存在明顯不足,超高清視頻圖像調(diào)制裝置、超短焦鏡頭、屏幕光闌。由于相關(guān)材料基本被國(guó)外企業(yè)壟斷,國(guó)內(nèi)高端激光顯示產(chǎn)品的生產(chǎn)成本大幅上升,制約了行業(yè)發(fā)展空間。
五、對(duì)我國(guó)新型展示關(guān)鍵材料發(fā)展的思考
(一)行業(yè)發(fā)展目標(biāo)
顯示產(chǎn)業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位,未來(lái)5至10年將是爭(zhēng)取產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵時(shí)期。在顯示產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn),要論證新型關(guān)鍵顯示材料的戰(zhàn)略制定和規(guī)劃部署,致力于從長(zhǎng)期跟進(jìn)發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)未來(lái)科技與發(fā)展。產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
到2025年,新型顯示材料整體技術(shù)和應(yīng)用與國(guó)際先進(jìn)水平同步,關(guān)鍵高端材料實(shí)現(xiàn)自主可控保障;圍繞新型顯示材料、技術(shù)和應(yīng)用形成創(chuàng)新平臺(tái),有效解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展材料短缺問(wèn)題。
到2030年,全面建成上下游協(xié)同創(chuàng)新體系、評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)等公共服務(wù)平臺(tái),打造涵蓋材料、器件、整機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài);提高關(guān)鍵材料技術(shù)成熟度、持續(xù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化率進(jìn)一步提高。
到2035年,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型關(guān)鍵顯示材料體系,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)主要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全面自主保護(hù);支持新型顯示產(chǎn)業(yè)集聚,推動(dòng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、人才水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先,成為顯示材料行列的世界領(lǐng)先者。
(二)整體開(kāi)發(fā)思路
新型顯示關(guān)鍵材料具有研發(fā)投入大、技術(shù)流程長(zhǎng)、投資風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn),屬于人才/投入/資源密集型產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前,在國(guó)際平板顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度放緩的情況下,我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)逆勢(shì)而上的良好勢(shì)頭,但上游關(guān)鍵材料大部分依賴進(jìn)口,巨大的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模與風(fēng)險(xiǎn)并存。
為保障我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)自主可控、安全發(fā)展,亟需構(gòu)建頂層設(shè)計(jì),以材料突破為先導(dǎo),圍繞新型顯示材料、器件和應(yīng)用開(kāi)展全鏈布局。系統(tǒng);打通產(chǎn)業(yè)鏈各技術(shù)環(huán)節(jié),以核心材料為突破口 推動(dòng)整體突破,解決行業(yè)新顯示技術(shù)瓶頸和技術(shù)缺失等實(shí)際問(wèn)題;推進(jìn)材料、技術(shù)、裝備國(guó)產(chǎn)化,提升新型顯示產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
(三)重點(diǎn)發(fā)展方向
顯示行業(yè)進(jìn)入更新?lián)Q代“大洗牌”新階段。未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),各種顯示技術(shù)將在各自的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用領(lǐng)域并存并多元化發(fā)展。有望呈現(xiàn)百花盛開(kāi)、綜合發(fā)展的特點(diǎn)。實(shí)施新型關(guān)鍵顯示材料和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)行動(dòng),提高關(guān)鍵材料成熟度、持續(xù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。重點(diǎn)發(fā)展方向如下。
開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣相沉積OLED材料和印刷OLED材料,提高氣相沉積材料和印刷油墨的性能,完善全球?qū)@季帧?/p>
開(kāi)發(fā)窄譜寬、高效率、長(zhǎng)壽命的環(huán)保QD發(fā)光材料,以及材料產(chǎn)量100公斤的量產(chǎn)工藝,提升產(chǎn)品創(chuàng)新能力。
大面積、低成本GaN外延材料和高遷移率、高穩(wěn)定性有源襯底材料的開(kāi)發(fā)/Mini-LED應(yīng)用,解決大規(guī)模轉(zhuǎn)移與鍵合、顏色轉(zhuǎn)換、光提取等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
以整機(jī)應(yīng)用為動(dòng)力,在短波長(zhǎng)鋁鎵銦磷紅光、長(zhǎng)波長(zhǎng)銦鎵氮藍(lán)綠光等激光顯示發(fā)光材料技術(shù)上取得突破。提高新材料的持續(xù)供應(yīng)。
發(fā)展彩色顯示材料、介質(zhì)潤(rùn)濕材料、像素結(jié)構(gòu)材料等新一代反射顯示材料,支持低功耗、視覺(jué)健康、低光熱輻射、柔性顯示器件等方向應(yīng)用。
發(fā)展玻璃基板玻璃、高鋁蓋板玻璃、高分辨率玻璃材料和量產(chǎn)工藝等顯示基板材料和技術(shù),實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代高世代應(yīng)用。
六、發(fā)展建議-新型顯示創(chuàng)新平臺(tái)
(一)平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)
新型顯示作為涵蓋材料、設(shè)備、面板、終端產(chǎn)品的完整體系,需要發(fā)揮國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)作用,集聚國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源,實(shí)施“政產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同創(chuàng)新。打造新型顯示創(chuàng)新平臺(tái),是順應(yīng)顯示產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),構(gòu)建顯示產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的重要舉措。也是搶抓新一代顯示技術(shù)和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇,引領(lǐng)行業(yè)國(guó)際技術(shù)創(chuàng)新合作與競(jìng)爭(zhēng)的有力支撐。
在平臺(tái)建設(shè)思路上新型seo技術(shù),以國(guó)家為指導(dǎo),聚集顯示行業(yè)在材料、工藝、器件等方面的優(yōu)勢(shì)機(jī)構(gòu),共同開(kāi)展顯示關(guān)鍵新技術(shù)研究;作為一個(gè)公共開(kāi)放平臺(tái),它應(yīng)該專注于印刷顯示、OLED顯示、激光顯示和/或Mini-LED顯示等新型顯示關(guān)鍵材料的研發(fā)。
平臺(tái)運(yùn)營(yíng)以市場(chǎng)為原則,以技術(shù)為導(dǎo)向,以市場(chǎng)為導(dǎo)向,為上下游企業(yè)提供開(kāi)放共享的研發(fā)、中試和服務(wù);通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)孵化、平臺(tái)技術(shù)服務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等機(jī)制逐步實(shí)現(xiàn)。“自我造血”;形成我國(guó)顯示核心技術(shù)供給源、區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的創(chuàng)新高地、新型顯示人才培養(yǎng)輸出地。
(二)平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)分析
對(duì)于新型顯示技術(shù)及其關(guān)鍵材料,世界顯示大國(guó)進(jìn)行了較為充分的發(fā)展戰(zhàn)略探討和基礎(chǔ)研究布局,技術(shù)積累也較為豐富。我國(guó)正在開(kāi)展平臺(tái)建設(shè)和重點(diǎn)方向,技術(shù)路徑選擇風(fēng)險(xiǎn)不大。
在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)方面,新型顯示契合大屏、柔性、高清、透明、三維、智能、低成本的技術(shù)和產(chǎn)品趨勢(shì),將是未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然方向。新型顯示材料的開(kāi)發(fā)更好地圍繞上述應(yīng)用方向和場(chǎng)景特點(diǎn),能夠提供技術(shù)方向明確、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)可控的基本判斷。
在資金風(fēng)險(xiǎn)方面,平臺(tái)以國(guó)家領(lǐng)先資源為支撐,以具有資金實(shí)力的公司為主體,發(fā)揮公共資源與市場(chǎng)資源相結(jié)合的優(yōu)勢(shì),降低投融資風(fēng)險(xiǎn);平臺(tái)的技術(shù)成果可以實(shí)現(xiàn)快速的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)投資價(jià)值最大化,同時(shí)帶動(dòng)新型顯示產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級(jí)。因此,資金風(fēng)險(xiǎn)可控。
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面,平臺(tái)可集聚國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)資源,建立涵蓋基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的完整生態(tài)系統(tǒng);支持專利池建設(shè)和人才培養(yǎng),將全面提升我國(guó)新型顯示產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。