退出LCD市场 三星OLED新突围

2022-09-14 10:03 来源:集微网作者: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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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