预见2021:《2021年中国OLED产业全景图谱》(附市场规模、竞争格局、国产化情况等)

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20 柯素芳 • 2020-11-29 10:00:26  来源:前瞻产业研究院 E5446G1

OLED全称为有机发光二极管,又称为有机电激光显示、有机发光半导体,OLED显示技术是继LCD以后新一代平板显示技术,相对LCD显示,OLED显示技术具备省电、轻薄、可视角度大、柔性等优点,逐渐成为中小尺寸显示面板的主流方案。柔性OLED是实现曲面显示,乃至未来柔性显示的基础。目前, OLED行业发展已经引起国家层面的重视,受到国家的大力支持,行业正处于高速发展时期。

OLED产业链上游下游涉及面较广,产业链参与者众多

OLED产业链涉及的上游供应材料、设备,以及下游的应用领域较多,因此产业链的参与者较多。具体来看:

OLED产业链上游包括原材料生产、设备制造以及组装零部件的生产三大板块,各个板块又包括了较多细分的产品,如原材料有玻璃基板、有机材料、偏光板、封装胶等。由于OLED产业上游环节总体技术门槛较高,因此产业供应权基本掌握在海外厂商手上,国内能实现规模量产的上游企业不多。

OLED产业链下游为应用领域,包括智能手机、智能电视、VR/AR、可穿戴电子设备(智能手表等)、电脑、车载显示、照明等领域。其中智能手机、电视、VR等领域应用范围最大。

OLED产业链中游为OLED生产、销售,目前领先企业有三星、LG、京东方、长虹、华星光电等,其中三星是目前全球最大的中小型OLED面板生产商,LG显示最先主攻方向为大尺寸OLED,鉴于小屏电子产品的发展态势,LGD逐步加码中小尺寸OLED。

图表1:OLED产业链图谱

显示市场有望成为OLED主导时代,行业市场空间巨大

相比与上两代显示技术(CRT、LCD),OLED显示面板真正拥有了“未来科技“材料的轻、薄、快响应、透明显示、柔性可折叠的特点。其构造特殊,无需繁重真空器件和额外屏幕背光源、液晶相,只需将发光材料蒸镀到纤薄的ITO玻璃板上,通电即可发光显色。同时,OLED具有更广的色域、更大的视角、更宽的工作温度区间且更低的功耗。此外OLED下游终端市场应用广泛,近年更是快速发展,涉及智能手机、电视、VR、车载、可穿戴设备、照明等领域。因此,不管是其出色的显示优势,还是应用前景,都表明未来十年的显示市场有望成为OLED主导的时代。

图表2:显示技术发展历程

OLED商业化应用方面,随着更多的OLED面板产线的建成投产,2017年苹果iPhoneX手机开始采用OLED显示屏幕,其后三星、华为、小米、摩托罗拉等也于2019年相继推出OLED屏可折叠的手机,这些都标志着OLED技术现阶段商业化的成功。

具体市场前景空间方面,以可穿戴设备中的智能手表为例,由于OLED面板因具有广视角、轻重量与柔性可折叠的特点,在可穿戴设备领域具有很强的竞争力。2020年上半年全球智能手表出货量近4200万台,预计全年将超过8000万台,则对仅智能手表领域,2020年对OLED的需求规模就达到了10亿美元。未来,随着OLED加速向智能手机、车载显示、笔记本、可穿戴设备等领域渗透,行业市场空间巨大。

图表3:OLED显示技术商业化进程

图表4:OLED终端应用市场结构(单位:%)

国家大力发展OLED产业发展,国内OLED面板发展迅速,产能放量在即

我国是全球最大的消费电子产品生产国、消费国和出口国,广大的终端应用市场是我国OLED产业发展最大的推动力量。数据显示,2019年中国手机、计算机和电视产量占到全球总产量的90%、90%和70%以上,均稳居全球首位,下游终端应用需求旺盛,但OLED面板供应主要集中在韩国,国内OLED面板处于供不应求的状态。

因此,为加快我国OLED产业发展,近年来国家制定了一系列推进OLED技术研发及配套产业发展的支持政策,加速推进了OLED产业的规模化投资及配套产业本土化供应的进程,为行业发展提供了有利的政策支持与良好契机。2012年国家推出《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出“加快推进OLED 等新一代显示技术研发和产业化”。此后几年,更多政策出台,鼓励和支持OLED材料、面板以及工艺等方面的创新发展,2015年出台的《中国制造2025重点领域技术路线》中提出“将柔性显示等新型显示材料作为发展重点”;2016年《“十三五”国家重点研发计划》提出要自主发展有机半导体显示新材料。

截至目前,国内OLED产业发展政策如下:

图表5:国内OLED行业发展政策及主要内容(一)

图表6:国内OLED行业发展政策及主要内容(二)

在国家政策大力支持,以及下游需求推动下,国内企业加快了OLED面板生产,以京东方为首的OLED面板商近年来产能持续强劲释放。根据Omdia 统计,2019年国产面板厂商的OLED面板出货量达1.05亿块,相比于2018年的3200万块翻了三倍多。从产线来看,中国大陆诸多企业总共投入了约4400 亿资金来建设多条4- 6 代AMOLED 生产线。根据OLED Industry统计,中国内地已建和在建的6代产线共有12条,全部满产后总产能加起来超过50万片/月。

图表7:2018-2019年国产OLED面板出货量(单位:亿块)

图表8:国内已建和在建OLED产线情况

根据市场预测,随着国内OLED产能的释放,到2022年,中国大陆地区的OLED面板总产能占比将接近45%,届时中国将有望取韩国成为全球最大的OLED面板供应商。从良品率方面来看,近几年来以京东方、维诺信、和辉光电为代表的国产OLED面板商良品率持续爬升,根据DSCC预测,2023年国内面板厂商刚性与柔性OLED面板良品率将会基本与三星持平。

图表9:2022年全球柔性OLED产能分布预测(单位:%)

图表10:2016-2023年国内外主要OLED企业良品率情况及预测

OLED终端关键技术被国外垄断 国产化大势所趋

OLED是以多种有机材料为基础制造的将电能直接转换成光能的有机发光器件,是上游配套的核心所在。OLED材料基本结构包括阴极、阳极、辅助层和发光层,OLED在外加电场的作用下,电子从阴极注入,空穴从阳极注入,注入的电子和空穴分别从电子辅助层和空穴辅助层向发光层迁移;电子和空穴注入到发光层后,形成电子空穴对,即激子,激子辐射跃迁退激,发出光子而使OLED发光。由此可见,OLED材料直接决定了面板的发光特性,包括发光效率、寿命等等,因此是OLED上游制造的核心关键材料。

图表11:OLED有机发光器件基本结构

OLED有机发光材料是产业链中技术壁垒最高的领域之一,AMOLED面板需蒸镀十余层有机材料,蒸镀厚度和均匀度是核心指标,每层厚度从几纳米到上百纳米不等,用料虽少但其成本在面板生产总成本占比高达10%左右,仅次于设备制造。

而从结构分析,OLED有机发光材料包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)。其中发光层(EML)作用是将电子转换成光源,其他电子/空穴有机层帮助电子/空穴顺畅流动。从生产流程上看,OLED材料的生成需要经历化工原料、中间体、粗单体、终端材料四个环节,其中由粗单体到终端材料环节中的升华工艺技术壁垒较高,是国产化推进的主要问题所在。

由于技术限制,我国企业主要集中在中间体和粗单体领域,在利润较高的OLED有机发光材料成品(终端材料)领域占比较低。数据显示,2019年我国OLED终端材料市场规模占有机发光材料比重达83%,主要被美、日、韩、德等国的企业垄断,其中空穴层注入/传输材料、电子层注入/传输材料在国内市场供应占比12%左右,发光层材料供应占比不足5%,关键材料严重依赖进口。

图表12:OLED终端材料生产流程

图表13:全球OLED终端材料厂商及布局情况

核心保护专利逐步解封,掺杂材料国产化迎来曙光

OLED的EM层材料分为红绿蓝三色组合显色成像,由主体材料(红光主体、绿光主体、蓝光主体)和客体材料(又称掺杂材料,包括红光掺杂、绿光掺杂、蓝光掺杂)组成。据Ossila数据,掺杂材料部分是实现发光功能的关键,主要由金属配合物组成,其技术与专利壁垒最高,因此单价高达5000-20000元/克;主体材料主要实现了能量向掺杂材料的转移,由有机小分子构成,没有核心专利限制且技术壁垒相对较低,单价在2000-5000元/克。EML主客体材料供应上主要为美、德、韩、日等外国厂商垄断,国内依赖进口。尤其在掺杂材料领域,由于海外巨头强大的专利保护体系,我国OLED成品材料厂商前期始终难以绕过,因此只能在主体材料方面下功夫,关机。

近年来,相关掺杂材料重磅专利陆续到期,加之国内OLED发光材料的自主研发能力不断提高,专利数量逐年增长。据奥来德招股书,奥来德在高性能发光功能材料方面已获得52项专利,其中涉及到新型钇金属磷光材料的合成与应用的有两项;瑞联新材在红色掺杂材料的合成上也拥有一项专利;强力新材拥有台湾昱镭光电授权专利64项,经营业务涉及掺杂材料。此外鼎材科技、万润股份、鼎材科技、夏禾科技等企业也均有较强的研发能力。由此可见,国内中间体/粗单体材料商的整体研发、技术水平在提升,我们认为未来3-5年OLED成品材料国产化将不断加速,头部企业有望结合自身前端材料技术积累与研发进步,配合自主研发主体材料的系统,开发出新的掺杂材料体系,实现从0到1的突破。

图表14:全球 OLED终端材料EML层制造商一览

图表15:OLED核心掺杂材料专利封锁情况及到期情况

图表16:国内OLED终端材料相关公司主营产品及专利简况

以上数据及分析来自于前瞻产业研究院《中国OLED产业市场预测与投资前景分析报告》。

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