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OLED(含柔性、印刷工艺)及Micro LED材料

广州华睿光电材料有限公司总经理宋晶尧:

广州华睿光电主要的业务在OLED,受主办方的邀请,讲一下印刷OLED的材料。因为之前我在广州华睿也是做印刷工艺和技术,所以大致讲一下印刷OLED器件中对材料的基本要求。

广州华睿光电材料有限公司总经理宋晶尧

首先讲一下OLED的发展趋势。大家都知道显示正朝着轻薄柔性的方向发展,所以OLED得到了大量的应用,包括手机、可折叠、可穿戴以及大屏等等。OLED的优势也是很明显的,外观方面它比较简单、薄、轻便,结构上可以变成柔性可弯折,显示速度快,视角广,对比度高。

接下来是印刷OLED的技术。其实它原理上还是OLED的一种,只是使用的工艺手段不太一样。传统方法是将材料加热,通过真空方式研发,而OLED是将材料灌在打印机里,针对RGB把需要的材料打在特定位置,不需要精密掩膜,适合大尺寸的打印,目前在中小尺寸中OLED是极具竞争力的。

印刷OLED的一个常规的工业流程是这样的,它是由可溶性的OLED的材料,放到溶剂里面制成墨水配方,通过打印机打到需要的像素点位置。因为它是一种液态,所以要通过真空干燥以及烘烤模式使它成膜,再结合器件结构和背板就可以制作成显示器件。

接下来讲一下OLED材料关键的技术要点。首先这里对比了一下针对性和印刷性OLED的器件结构,印刷的OLED器件结构明显简单很多。简单的同时对工艺带来好处,但是对材料也提出了更多的要求,对蒸镀的要求有些相同有些不同。蒸镀器件结构,一般来说包含作用传输和辅助发光层材料,后边是电子传输。印刷性的是没有辅助发光层材料,能级结构和器件结构在下面。讲一下每层的要求。对材料的热稳定性,因为蒸镀工艺过程中间受到高温,但是有一点特别要注意,使用openmask来做的在横向保健方面有严格的要求,在印刷里面反而不太是一样的要求。印刷里可以看到,由于器件结构特别的简单,只有HI和HT两层,在蒸镀可以通过辅助发光层来调节,在印刷层只能有这两层,可容纳的墨水量是有限的,这个调节落到HI这一层要承担功能性。HI需要进行一部分的调节,能级也是一样的,多出来的是溶解性,对溶剂的稳定性有要求。正是因为兼具了调节的作用,迁移率相比蒸镀也是有要求。因为要起到相同调节,所以光学也很重要,传统的PSS的材料用不了,吸收值K值太大,这样在它的透过率方面也提出要求。

因为它是一个打印的工艺,这个材料它本身在这些容器中间应该是一个PH中性的,像P到PS强酸性对设备有腐蚀的也不行。同样也需要有很好的正交性,为了满足正交性有多种做法,一种是做小分子的聚合,另一种是做比较大的分子结构。还有做离子型的化合物,这一层在印刷OLED中间来说是相当难的一层,兼具的功能太多。

接下来是空穴传输层,一个就是传输层本身,另外是辅助发光层,各自的要求不太一样,空穴传输层最重要的聚焦在迁移率、热稳定性、能级方面的要求。在辅助发光层方面,除了以上以外,与发光层相邻,所以有一些对激发的需求。这一层能级也是有要求。HT也需要光学特性。蒸镀里有一个好处,红绿蓝的辅助发光层,可以分别来蒸镀,可以采用不同的分子接口。这两层基本上到了印刷里面,就被柔和成一层材料。这些性能相当于叠加,还提出更多的要求。之前说的能级、迁移率、单线、双线等光学的要求,都是衔接在一起。因为打印过程中间HTL材料只有一层材料,打印不同的厚度,这层材料要同时满足红绿蓝材料对迁移率也好,对能级的要求也好,要做一个妥协,要同时满足,这个材料的开发在这里就增加很大难度。

除此之外,还要有很好的溶解性和正交性,它需要有一些通常也是用高分子或者可交连来实现。HTL是融合两层而且还有更多的性能需求,这个在印刷材料里面也是相当有挑战的。

接下来是蒸镀这一层,在印刷里面来说反而相对蒸镀来说有更多的自由度,蒸镀来说的话,发光层的主体材料要在电子空穴上有平衡,在能级方面要满足红绿蓝不同的要求。但是说到蒸发的工艺要求,它往往只能是一个主体加一个客体,哪怕是双主体也要预混,对分子料的设计蒸发也是比较苛刻的,包括材料热稳定性,这些都是蒸镀里常规的。但是到了溶液里面反而有更大的自由度,体现最大的因为它是材料溶解在溶剂当中,自然而然就是很均匀的分散的情况,所以说它跟分子量也好就不太相关的。所以很容易做到双组分或者多组分的发光层的溶剂都是很容易实现的,包括客体方面也是,客体和主体的选择,以及电子空穴平衡方面也是更容易达到细微调整的。

蒸镀一样,在能级、激发态是一样的,不一样的还是有一个材料的溶解特性,很多的主体材料是过热度比较大,分子比较大,所以就需要增加蒸融集团,往往上去会影响光电性能,这反而是它的劣势,在增加溶解性的同时,可能要失去一些本真的光电特性。

接下来电子传输这一块或者加空穴阻导这一块,如果说有一个比较好的ETL的材料,能够实现可打印,特别是跟EML实现正交性,也是相关具有吸引力的,因为这样就可以大大简化设备投资,不需要蒸镀机的参与,这一块如果有比较好的材料,对于印刷来说帮助特别大。

最后蒸镀材料和印刷材料之间要求的不同的点,在蒸镀OLED里面发光层是最具挑战的,反而在印刷材料里像HI、HTL两层是最有难度的,接下来在蒸镀里像传输层和辅助层是其次,印刷里反而是红绿的发光主客体要容易一些,接下来下面就是一样的。

最后我稍微介绍一下,华睿的自主的材料,以及我们自己本身公司的一个介绍。我们现在已经实现量产能力的是CPI合成材料,这里写的材料开发历程,这个材料的要求,不是参与发光的历程,在整个期间最外层需要很高的折射率,这样能够使OLED发出的光很好的从器件中提取出来。这一层材料开发的过程,第一瞄准它的光学特性,同时这个材料比较厚,蒸镀的速度比较快,热稳定性好,热稳定性好的同时不能加大分子量,分子量大之后蒸镀温度也变高了。同时像我们做柔性显示的,上面还会进行TFE的封装,所以要接受等离子以及U微光的照射,在材料稳定性方面要求也特别高。

这里是我们开发的一个历程,最早关注的是折射率,做完了之后发现TFE封装出了问题,后来我们改进完了之后材料稳定性很好了,但是分子量也变大,蒸发温度也太高接受不了,最后我们开发出从各个方面都很好的满足客户的需求。这是材料的基本特性,我们玻璃化转化温度170度,把160分解速度在有机材料接近500度,已经相当高,反而我们蒸镀温度没有明显上升。同时可以看得到我们折射率列的是620,红光,蓝光都已经超过200多,比红光的话是接近1.9,而且材料很稳定。在85度或者115度加热上千小时也不会有转变,或者说一些结晶出现。

材料本身的热稳定性也很好,我们是在380度,400度都烧过10天,可以看到纯度下降非常小。这款材料也是在面板厂商进行了器件评估,可以看得到对齐绿光性能时,我们蓝光和红光的效率都要高一些,这个原因是我们从蓝光到红光的折射率的一个衰减是很小的。

这是在4.5线上的一个量产的情况,可以看得到我们加进去原材料的纯度,以及通过整个工艺流程下来之后,这个里面的剩余残渣的程度,基本完全没有变化的,而且性能也是完全没有变化的。六代线上经过10天以后纯度的变化也是为微乎其微的。

除了第一代的以后我们用瞄准开发了下一代的CPI的材料,这个材料主要瞄准在提升器件稳定性,特别是在穿戴手机长时间在高的紫外照射下面的对器件稳定性的提升,所以看得到蓝线是新的这款材料在380到430,超过430之后再吸收影响蓝光效率,低于380以后对器件保护没有太大的作用,因为有偏光片。往下走对短波层的吸收远远超过CPI,这是穿透率,另外变化特别快,我从430慢慢变到380的,基本是430之后就是一刀切下来,这个材料在405的吸收,值也是相当大,证明吸收速度相当快。

总结来说CPI的材料,材料的蒸镀温度在600线上,引入的长期稳定性比较好,成膜也很好,还有我们材料它的溶解性并不是一味地增大折射率,然后溶解性牺牲特别大。折射率衰减也比较小,RGB可以很好的平衡,我们在六代线上通过验证导入量产化的。

接下来就是我们合成和生产能力也是单批10公斤以下满足量产需求。接下来是我们自研的红光辅助发光层材料,这款材料的作用在蒸镀材料也说了,首先是要调节HT和发光层之间,所以说它在能级方面有要求,同时它还有传输空穴,迁移率有要求,调节圈层还有阻挡电子以及禁锢激发态,要同时满足这些条件下,进行分子结构的设计。

这是我们自己设计的一款红光辅助发光材料的特性,可以看得到在器件的工作电压方面我们会有一个比较明显的降低,同时我们在这个VTH开启电压上,在红绿蓝的器件中间,蓝和绿色的这个起动电压都要偏高的,如果红光的起动电压不够高,使用过程中红光容易出现脱料,我们跟一流企业之间存在一些差距,主要体现在寿命方面,我们目前的寿命来看,还是需要更进一步的提升,大概只有80%左右。

接下来是我们公司的一个介绍,我们公司是在2014年成立的,在2014到2019是技术积累期包括研发场地的建设,合成场地的建设,2019年底建成了正儿八经的合成车间,然后开始就进入量产化了。

我们公司目前主要的几个方向,一个是光耦合成材料,一个是红光辅助发光材料,以及绿光的主体材料。我们公司包括研发、分析、器件表征这一套都是相当完善的,生产这边也是,我们大概月产能目前是300公斤每月,然后包括合成能力都是对等的。

北京鼎材科技有限公司产品总监兼OLED研发中心主任刘嵩:

我们探讨一下OLED材料以及实现产业配套要做哪些工作。

首先看一下整个中国的OLED材料的需求情况。这张图是我们整个中国的AMOLED面板线的分布情况,其实在华东以及华南、华北和西南地区形成了四个比较强烈的面板的集聚区,都有对应的OLED的产线,重点是以六代线为主。上午专家提到中国整个AMOLED面板的未来的市场生产规模,正逐步超越韩国的面板公司。

北京鼎材科技有限公司产品总监兼OLED研发中心主任刘嵩

具体来看,整个全球市场OLED材料的增长也是非常迅速的,在国内的增量是非常巨大的,从市场角度来讲具有较好前景。从去年习主席提出深化整个产业链结构,实现整个产业链的稳定要求来看的话,整个显示行业提出了稳链、补链、强链,从技术到整个产业规模的一个需求。可以看到从面板企业到一些很多材料厂商、芯片厂商、专卖厂商,一起努力,为整个产业的发展作出很大的贡献。

刚才提到显示产业的强链、补链和稳链的一个产业要求,我们公司也是在这样的产业发展机会下,面板公司给我们很多的支持,配套的开发需要一个持续的跟面板公司的通力协作。并不是依靠说材料企业的开展,或者面板企业,或者我自己去推动整个产业链的开发,是需要双方共同配合,以产品性能为基础提升开展的。

刚才提到从政策角度来讲我们整个产业的要求,使得实现本地化、本土化和国产化的成为一个迫切的需求。接下来我介绍一下鼎材在OLED国产化开展的一些工作。这个图是面板器件结构,里面大约有15种材料,我们不可能一次性把所有的材料都配套齐全。可以借鉴韩国配套整个的思路,OLED材料可以按照它的功能,分为两大类,一类就是传输材料,包括工业传输材料和电子传输材料,另外就是主体和染料两类。传输材料基本上是以韩国为主,为什么形成这样的一个局面?主要原因就是前期整个面板AMOLED生产重点都在韩国。传输材料利用空穴和电子协同作用,整个体系搭建的平衡性才是整个传输材料实现量产的基础。所以一定是材料企业和面板企业通力合作才能实现的方案。

随着我们国内的面板企业的规模逐渐扩大。在这两块平衡性一定像韩国一样,传输材料会率先开发出来。发光材料只有材料的本真特性,像日本、韩国这些地区仍然保有很大的份额,我们看到韩国的份额也逐渐地在起来。给我们最大的启示是,整个OLED材料国产化推进导入要先完成一个补边的工作,要完成传输材料的配套,接下来进行强量的工作,在发光层材料这一类材料里红绿蓝这三个,做更多的一些工作。

简单介绍一下我们在传输层材料做的一些工作。首先要实现材料的国产化,第一步要有一个很清晰的专利。材料专利不能落入到其他的友商或者竞争对手知识产权导入范围,性能要能满足产线的技术要求。这是我们整个公司在辅助发光层初步的脉络,前期使得我们的产品能够满足它的性能。这个工作其实很快就可以完成,我们在两三年前做出的材料基本上和国外达到同一个水平。我们发现在材料本身的特性,像玻璃化温度,在客户那边是不可接受的,针对这些做一些改进,第二代的材料出来了,客户那边测试通过了,性能还可以,走到产线又遇到问题了,这批次的话,蒸镀时长比较短,纯度没有下降很多,没有问题,但是当它的蒸镀时长长了,客户那边为了改善自己的蒸镀揭牌,改善自己的产能的一个要求,实际上要延长我的蒸镀时间,延长之后的话,材料的温度偏低的时候,就会遇到一系列的问题。

在产线上可能会影响良率或者是影响后期的一些产品的性能。针对这块的话,我们还要做更多的改进,那么我们这些开发材料像HT-5,HT-6,这是升华温度,也能够反映出我们显示产线上的一个蒸镀温度的水平,这是电解温度,这两个差距拉得越来越大,像我们HT差距已经拉到100摄氏度,在整个工艺过程中的稳定性提供了很好的帮助,尤其对于中国产线来说,刚刚是一个爬坡阶段,其实它的良率要求产线稳定要求比成熟产线要求更高,对这块的要求更加严格一些。

像HT-5,HT-6都是满足客户的要求,可以看到像这个材料液压可能更低,未必在客户那边有同样的表现,在我们自己体系是这样的结果,可能到客户体系有不同的表征。刚才宋总也提到,对于它的折射率这些数据也要关注,为什么要关注,我们其实可以看到,这两个材料HT-5和HT-6显示面板,HT-5有更高的折射率,HT-6有更低的折射率,哪个差异更好,哪些更差,这到客户面板整个体系里看,没有单独的看单个红光器件或者绿光器件,或者单独看材料的一些特性,而是一定要纳入到客户整个面板体系,面板整个机构里去看它的特性。

同样的,视角的特性,折射率的不同对于不同色度下,效率的状况也是不一样,这又和客户的面板的特性是相关的,所以在这块的开发上,一定是说材料企业和面板企业共同去配合,然后最终一定能够反映到最终的产品性能上,是反映在面板性能上,有一个更优的表现。

我们材料的开发,尤其是OLED的材料开发并不是单独的一支材料或者两支材料就可以满足客户要求用的。我们有几十只光电性能的材料,在折射率在温度等等这些特性上,是有一些差异的,我们就可以提供给客户一个非常广泛的选择的余地,也只有在这种有选择余地的情况下,客户认为跟我们合作可以更好的实现产品性能的提升,和品质的改善的时候,它才能够引入我们国产的材料。

红光是这样的,绿光其实也是一样的,我们也是同样的,开发了一系列的绿光材料,有的材料寿命会更长一些。也可以放到客户体系里面要求,如果客户做车载显示可能就需要寿命更长一些,在移动终端这边,对功耗要求更高的时候可以选择效率更高的,又可以回归到面板客户产品的需求去考虑。

电子传输材料也是一样,还有一个特征它和空穴传输材料它一定是成匹配的要求,我们有大量的电子材料,有的电子材料形成我的电压会比较低,效率会比较高,但是寿命会比较短,有的正好相反,那么因为搭配不同的HT的话,是否能够在客户的这个面板的性能要求里面,适用,那又是一个问题了,所以说一定要有充足的材料储备,相当于有一个材料库,让客户去挑选的时候,才能更好的形成配套,刚才提到就是说我们传输材料的一些开发,对发光材料来看它是发光本身的特性,所以一定要从发光的机理去探讨说,怎么样实现更高的效率,更好的性能。这是我们和清华大学合作的一项新的技术,叫银光的技术,相比于TFT材料是日本提出的一个方案,我们把这个材料作为主体去敏化的方案,把广谱做窄,并不是低亮度的效率,而是高亮度下效率得到有效的提高。它是新一代的OLED的材料的技术,希望替代现有的技术,一个是在蓝光里用到银光的技术,在红光绿光是用到的银光的技术,同时的话我们知道银光是可以实现100%的量子效率,所以有一个高效率的特点,具体来比它最重要的优点提高更高效率的要求,这首先是这种技术和传统的银光的发光技术来对比的话,利用了三线态能级,有50%的效率提升,效率提升在面板上大约会有10%到20%的功耗降低,这是在蓝光方面,那么在红光和绿光和银光对比的话,它也有潜在效率提升的功效在里面。

银光材料的发光是比较宽的,但是TFT的发光是比较低的,基于这种发光风的变化情况下,如果说它具有相同的量子效率的情况下,是能够获得一个更高的出色光的辐射效率,这样一来的话我们跟美国的UGC整个的银光体系技术对比也是潜在有一个功耗降低,效率提升的作用,所以整个新的技术并不仅仅带来的技术替代,更重要的是说我们能够带来产品上的性能提升。这个技术现在还有很长的路要走,更重要的是寿命的问题,特别是在蓝光里,寿命影响是非常大的,现在很多的国外企业也提到,我们做了类似的一个TFT器件或者说别的器件等等,他们的这个色度基本上在470纳米,这个时候寿命还是可以有比较长的寿命的表现。但是当它的发光风逐渐的向短波去推进的时候,做成更深蓝光的,这是整个面板需求指标的时候,它的寿命会变得非常的短,由几倍甚至十几倍寿命的降低。所以目前这块仍然是它的主要的一个技术的问题,也是需要从学术界到产业界共同努力的一个技术点。

总结一下我们国产化工作的点,一个是要求知识产权非常的清晰,能够有非常好的知识产权的保护,尤其是做材料非常的简单,对知识产权的要求额外的高,另外我们一定要对标我们国际的友人优秀材料的性能,使得我们国内的面板能够得到性能的一个改善,这才能够真正的实用化,同时要做到系统性的开发,并不是单一开发一两支材料,而是要形成丰富的材料库让客户去选择和匹配,同时我们要着眼于未来,要有先进技术才能真正做到我们强量的过程。

刚才介绍的是OLED,那么鼎材的话,目前有三家企业,一个是北京鼎材定位是总部的分支中心,固安有一个小批量的生产基地是2015年投入生产的,合肥这边是建大规模生产基地,预计下半年就可以正式的投产,这是整个建设的进度,从2018年3月份成立,到去年疫情期间我们正式开工奠基,预计下半年OLED投产。

在整个OLED的开发过程中,我们和客户建立了一个内外双循环。一方面是我们内部开发的一个持续的迭代开发,同时我们和客户形成一个紧密配合,形成一个外部的循环,通过这种密切合作循环方式推进整个国产化配套的工作。我们也建立了比较完善的质量生产体系。目前我们在固安有3吨的OLED的产能,未来在河北建设滞后OLED的产能将扩大到15吨。刚才介绍的是OLED材料的情况,那么在光刻胶我们也是秉承这样的思路和面板公司要有一个密切合作,我们光刻胶对上游的原材料也是有相当高的要求。所以我们是打通从上游到下游的一个全链条的合作,通过这种合作方式也成功的将我们的产品导入到了华兴,这是导入华兴的绿色的光刻胶,去年在深圳实现量产,也是国内首次以自己技术然后实现的一个量产。

那么我们在红色和蓝色的光刻胶也开展一些布局工作,目前这两个产品也在和客户进行相应的推进,同时还做了一些高分辨率的光刻胶,基本上能够满足OLED所用的LTPS和LTPO所用到的精度,这个也得到了工业强基的支持。刚才提到材料开发的话它的基础就是知识产权跌我们公司从成立之初,就开始非常重视知识产权的一个推进,目前的话已经申请了580多项,授权的话,已经有140项的授权专利。

最后简单做一个总结,OLED材料如果真正能够实现国产化的话,第一就是上下游互信包容,以开放的联合方式,并且能够以实用材料促进OLED的材料国产推进。第二我们要有新的理论支撑新的技术和新材料的研究开发,一定要以性能显著提升打造LTPO材料的增长点。第三以客户应用为向导,建立和可互相匹配的OLED材料工艺检测技术以及大规模生产的品质要求,最后我们还要保持独立自强,以客户需求为核心,以技术发展趋势为依托,来进行相应的研发和工作。

北京显芯科技有限公司总经理严丞辉:

接下来由我给大家带来HDR的实现以及OLED背光介绍的部分。今天早上有很多的专家和领导提到我们国家LCD产能转变情况,直到今年我们国家的像BOE华星光电、慧科已经稳做到产能TOP3的位置,产能我们已经实现全球前3,我们接下来如何用新的产品新的技术赋能做到真正的价值取胜的话题,可能是我们所有产业要去解决的问题。今天我们讨论Micro LED,都可以成为新型的高端显示,我们可以看到红色的区域这一块,Mini跟Micro借助近几年LED的很好的发展,蓝色这一块是由白光OLED和QB OLED这一块,这部分显示效果非常卓越,因为受到一些产能闲置,国外粉色的Mini OLED这一部分是我们重点规划的,因为它可以cover的产品足够多,从中小尺寸的笔记本,然后到TV,都可以借助OLED的很好的产能优势,做好真正的HDR的显示器。

北京显芯科技有限公司总经理严丞辉

什么是HDR我们从三个维度来看它,一个是色域部分,另外是高的对比度,还有就是从驱动芯片去解决Motion Blur进行说明,对比度也是用LED来提升非常多,现在实现百万比1以上,就是很轻松的事情,如何去掉Motion Blur是重点要解决的方向。

Mini OLED的产品并不陌生,我们看到已经有陆陆续续出产品,在不同的尺寸也有产品级别,定位都不一样。Mini OLED从去年开始产品导入实际应用的时候会考虑很多的因素,比如说基板,是用PC机,还是别的,我们也知道包括苹果用的都是被动式的驱动方式。被动式也是一个话题。我们这边更多的是前端显示的一个概念,来做到实收实发,以上就还是要解决显示的终极问题,如何降低它的功耗,如何提升它的画质,包括厚度,都是我们要系统的解决的问题。

这部分就是我们公司在去年正式推出的全新驱动的架构,它也很简单,我们把Mini 的一个背光想成低分辨率的超大尺寸但是需要调光功能的显示器。从这样的思路来看,驱动架构非常的简单。右边图可以看到我们只保留一个Data线,大大简化横向的复杂结构。这样的话PCB可以做到很好的驱动效果。

重点还是通过我们一套系统来实现全数字驱动实现这种无延时功能。这部分是驱动芯片比较详细的介绍,因为它是一个系统,我们从界面收到信号以后,可以实时转发到LED,也就是镶嵌LED灯板上的芯片。

左边是Mini LED,背光,实际前后都是用主动式的背板,从OC端出来任何的信号可以做到前后没有任何的延时。也期待明年四季度能够真正用到的我们的产品可以问世。我用实际的数据和功能来说明我们主张的AM是如何真正的做到可以去Motion Blur,不管是正扫还是反扫都是可以做到实时的传输,这是可以做到跟前面的OC屏完美的同步,这是第一点。第二点就是我们功耗的数据,我们可以看到这部分是全白光的时候,这个是在31.5寸,我们同样的是存了模组实测数据,可以看到使用了可以看到图片123有明显的下降,左边这块是用白光不同的30、50、80来对比功耗实际降下去的数据说明。

另外一部分,这个也是我们功能的一个亮点,刚才前面也提到它有四个通道,分别来控制四个分区,每个分区里面LED有可能是1到9个或者十几个这个是根据客户都不一样的,这个时候我们的特点就是说,可以精细的控制每一个LED的输出电流,然后来做到其实在OLED里面是一样的概念,可以做到调γ,它的一个终极目标就是我可以让对比图可以拉到100万1比,左边是在低电能1毫安,右边是30毫安,我们在1毫安依然可以通过,做到完美的0点0几电流的实际呈现。

最后一部分我们是用来介绍怎么样真正的做到去掉Motion Blur这部分。我们是LED里面一定要解决的问题,包括我也不停的提到要实现没有脱敏。如果用高刷的方法,我们可以看到它在T com还有FAC端它的这个压力还是非常大的,我们通过背光的一些像扫描的方法,达到高刷的效果。实际上不是的。因为前面的OC一直是120,所以传统的方法是这样。通过图例可以放大看一下,可以看到这个红色的区域,传统的方法就是T com做出动作,已经上升到240多。传统的用背光来达到的这样的一个效果。我们刚才也说到可以用开关的方式,扫描的方式,达到这样一个同样的效果。这样做的一个缺点就是说,背光开关压力也是非常大的,还有这样其实没有能真正的实现,因为它还是全背光或者部分的进行开关和扫描。

所以以上是我们的一个概念,T com端是120的输入,我们是怎么实现的这个真正的高刷,通过diver部分,来实现从120到240的背屏,从而实现这样的一个效果,前面OC可以不用120赫兹,在背光里把它提高到240赫兹,还是通过这边来擦黑也好,或者是自刷性也好,达到了这种高刷性的效果。两个案例我们都有列出来,但是这里面的一个重点,就是擦黑的这个时间点,我其实是可以控制的,这个亮点也是被很多的客户买单的部分,因为我们知道液晶屏为什么会出现Motion Blur,或者脱敏现象,也是因为液晶本身有反应时间,所以我们在背光通过调整这个擦黑的时间段,那就是可以做到前面液晶反应到背光来开启完美同步,实现真正的没有延迟。

这是实际的擦黑,擦黑以后,一个也好,四个也好,是真正的达到这样的一个效果的,实现宽色域、高对比度,驱动都是4比特的这样的一个驱动频率。

最后总结一下,我们用自创的主动式的背光驱动,可以助力ICD的显示器,可以在HDR实现上高色域、高对比度的完美显示方案,同样我们通过背光上的创新,也是在前端的SOC和T com可以有更少的投入,这个是我们希望可以广泛来应用的。

默克光电材料(上海)有限公司显示科技事业部中国区市场部总监黄镐通:

各位朋友,大家好,我是默克的黄镐通,非常感谢协会邀请我们默克来做报告。"加速柔性显示",看到这个时候不由自主的想起了秘书长还有梁总经常提的一句话,叫做创新赋能行稳致远。因为大家都知道我们默克是一家353年的公司,创建于1668年,涉足大家都比较熟悉的液晶。我们1904年开始涉足液晶,到今天117年。关于OLED的材料,我们已经涉足将近30多年,在这个过程中可以深刻体会到创新对于像默克这样一家公司的重要性。

默克光电材料(上海)有限公司显示科技事业部中国区市场部总监黄镐通

今天早上也听到很多业内专家和朋友提到现在这个时代显示产业的变化,今天我着重讲两点,给大家汇报我们默克根据市场变化做出相应创新和材料方面的布局。

第一点今天应该很多人都已经提到了,大家也应该都认同折叠机的时代、柔性时代已经到来,包括早上提到很多报告和数据觉得都可能偏保守。未来相信对柔性的显示,它会有一个更加好的发展,像现在在市场上不管是华为、小米大家看到都推陈出新,推出来不同的机种,国外三星、苹果也是相应作出布局。相信在这个问题上大家都应该同意柔性折叠,而且在不久的将来,包括可卷曲的产品,相信也会很快的在这个市场上就可以看得到。

另外一点就是关于OLED,今天早上很多朋友已经提到了OLED的产业,尤其在国内,布局是非常的快速,今天来讲在手机主要的应用肯定是全面开始取代我们传统的技术,根据对市场的了解和合作伙伴了解到,除了在手机和ipad,这些东西在市场上都开始新的应用。另外一块在车载,大家可能也有点吃惊,对长寿命方面要求比较严格,根据对市场了解,车载奔驰比较高端的系列已经用了OLED的屏。5G带来车载自动驾驶的变化,留给我们OLED将会有更多的机会,不用太担心OLED的产能问题,未来市场需求将会非常大的超出预期,过程会比较曲折一点。

根据现在主要的两个市场,默克这边也比较早的做了一些布局。作为传统的液晶供应商,今天主要讲一下柔性这一块里面的布局,在这里由于时间限制就只能讲两块,一个是OLED的材料,一个是柔性显示的材料。

从1996年默克就已经开始布局OLED的产业,通过合作、兼并、收购专利等等,10多年时间在初具规模下,我们把总部搬到在德国法兰克福的小镇附近,从那以后大家也知道整个产业链重心也在东亚地区,根据就近服务客户原则,我们在韩国、台湾、中国、日本建立了化学实验分析室。今天上午也谈到供应链的问题,我们也决定在液晶工厂这边投产建立我们OLED的工厂,应该在明年也会投入量产,OLED在中国这边的布局,相信未来的市场需求是非常巨大的,默克作为其中供应商之一,应该有责任保证供应链的安全。

在这里面,我们的研发从非常早期的基础研究开始,到中期产品研发,到后期的产品应用阶段,都布置了相当的研发的力量在里面。这个是非常漫长的开发过程,在我们面前没有什么要学习的,都从自己的研发去发现。通过和客户亲密无间的合作,开发材料关起门来自己搞不起来,只有听听客户他们的声音和反馈,反复试验和调整,我们材料才有可能达到客户在大批量生产尤其稳定性得到认可的材料。

HDR材料,由于我们长期和客户的合作,知道当中发现的问题,快速和客户解决这些问题,就像刚才刘总提到,在这块IP布局也是非常早,花了非常多的资源在IP上面,客户用默克产品专利不用担心,还有品质稳定性,在其他的业界朋友提到一样,OLED的sink里面,一个合格的OLED的稳定的供应商,品质的稳定是非常的重要,默克在这方面也是花相当大的资源和积累非常多的经验。关于绿色材料发光方面,我们也花很大的时间和精力在上面,取得一些成就,在长寿命和效率均衡性方面我们也找到很好的突破,相信后续和我们客户还有合作伙伴会有更好的结果。

业内很多朋友提到这个产业链,尤其是作为创新来讲,整合全球的创新资源是非常的重要,我们是尽量让研发的资源利用倾听客户的声音,从早期的研发,将学校一些资源整合在一起,达到开发OLED最佳效果,这个投入和耐心非常大。这里我再小结一下在OLED材料当中的简单的情况,从早期的研发阶段确保专利方面让客户无忧,在业务阶段也非常的重要,积累过去这么多年和我们的客户合作的经验。相信在未来新的合作伙伴和客户应用中更加快速的解决客户在生产制造的过程中发现的问题。最后是制造,我们是一个德国的公司,在制造各方面积累了相当多的经验,确保产品的稳定性和更多安全性。

我再汇报一下我们的柔性材料,它有特殊的需求,取代传统的玻璃之后就要实现表面机械功能的平衡,对表面硬膜材料提出新的要求。我们客户的需求是比较多,有些是在CPI上,还有是用在UT机上,唯一最终实现的目的就是要实现柔性功能。

在表面过程中,从这个表上也可以看到有很多的需求,这个材料必须要符合光学信耐性,导致对这个材料有非常大的挑战,根据不同的客户他们的设计和需求,我们相应有两个系列的产品,第一个产品是HS产品,另外是HO系列,HS它是有一定的硬度实现抗指纹的效果,厚度可以根据客户来加以设计,HO这个材料在很薄的情况下实现很强的硬度,另外穿透率在CPI基板穿透力表现好,主要是这两个特点。

总的来说,我们这个材料,目前来讲,在国内由于保密性,至少应该和4到5家国内企业,目前已经处在评价的阶段,客户反馈来说不错的,涉足材料时间不长,但是从客户端和合作的伙伴那边应该是不错的。折叠机分外折和内折,半径可以达到3.5,内径可以达到1.5,这个标准是不错的结果。另外它的硬度基本上可以根据客户不同产品需求达到折曲,不管是CPI,UT机上面,都是可以适用的。

今天非常感谢有这个时间,向大家汇报一下我们关于这两块材料方面的布局。另外向大家汇报一下我们默克材料这边名字的更新,以前叫高性能材料,现在我们叫做电子材料,这个应该也是顺应时代的变化,现在5G、8K意味着数据时代的到来,公司根据相应产品和技术变化,做了名字上的更改,相应在事业部下面,四块业务没有变化,包括显示材料,半导体材料,DSS和SS材料,具体到里面的材料,如果大家有兴趣也可以欢迎,会后进一步交流。

凯盛科技股份有限公司副总经理张少波:

各位同仁,大家下午好!我今天汇报的题目是超薄玻璃在柔性显示屏的应用及发展趋势。我先展示一下我们的超薄柔性玻璃,这个玻璃30微米,可以任意卷曲弯折,后续可以用到我们的折叠显示屏上,跟大家分享一下。

凯盛科技股份有限公司副总经理张少波

我的汇报分五个方面。首先我想大家可能对我们的集团不是很了解,我先给大家简要介绍一下。我们集团隶属于中国建材集团,是全球最大的综合性的建材产业集团和世界领先的新材料开发商和服务商中国建材集团下属二级企业凯盛集团,是中国建材集团玻璃新材料产业创新平台,产业平台,开放平台,集研发制造工程于一体的综合性的企业集团。凯盛集团的董事长也是我们国家玻璃行业唯一的一个工程院院士,上面是我们凯盛集团的一些主业,包括电子玻璃、药用玻璃等等。

凯盛集团有17个科研平台,43个总部级研发平台,还拥有一个新技术国家重点实验室。凯盛集团有完整的显示玻璃产业链,从操作玻璃盖板和玻璃基板的制造,到盖板的加工以及覆盖,从上游原材料到下游产品玻璃的全产业链,还可以看到我们超薄玻璃的原材料,以及下面还有8.5代TMT玻璃,还有显示模组,最终到我们显示终端上面。凯盛科技股份,股票代码是60005,我们股票是专注于新型显示和新材料两大为一体的科技公司,02年在上海证券交易所上市的。

下面介绍一下柔性可折叠显示器件的发展趋势,从最早的大哥大一直到我们现在的折叠手机,手机的演变也是因为手机的屏幕占比越来越大,功能越来越丰富,功能越来越多,柔性显示有可折叠的特点,可以取代平板电脑、笔记本电脑等电子产品,随着5G时代的到来,手机可以作为个人最紧密和应用的结合,性能和便捷性是最好的一个平台。

可折叠显示上面两个大家应该了解了,上面是联想的 think X1,右边是LG的卷曲电视,去年已经发布了,关注了一下价格60万一台,代表一个方向。下面这两个应用我想可能还是未来的一个可能的发展方向,在玻璃的OLED采用的是玻璃的封装,玻璃在水汽阻隔方面是有优异特性,它的阻隔性能可以达到负8以上,我们柔性的OLED现在采用的是隔膜的封装,据我了解,大概达到负3的等级,在阻隔性能上,玻璃还有蛮大的差距,以前我们可能没有这个条件,我们现在柔性玻璃出来以后,做柔性的厂家是否可以关注UTG跟我们柔性OLED作为阻隔封装的材料。上午有一些专家介绍我们柔性显示在车载方面的应用,车载上应用的曲面都是通过热弯的工艺实现的,随着我们UTG玻璃发展,可以应用到车载,使得造型方面更加方便和炫酷。

在预测方面了解了一下折叠手机2020年出货量是400万台,主要是三星和华为,2021年预测超过千万级的数量,2025年折叠手机出货量突破1.5亿台。这个图片可以看出CPI在折叠手机方面的应用,左边这个图片是三星早期的折叠手机发布的时候出现的严重的折叠痕,后续经过调整,到2020年3月份三星首先使用了UTG材料,实际的图片,还是有一点很轻微,整体比CPI的折痕和平整度,有一些不平等的情况。CPI这两年技术上也有很大的进步,今年2月份华为发布的手机我们也研究了一下,实际上平整度还有外观做得也是蛮好的,CPI的技术也在进步

UTG不仅做到薄了一定程度以后有柔韧性,可弯曲,而且对屏幕有支撑,还有非常好的光学性能和透明度,以及表面平整度,后续我们认为UTG柔性盖板是柔性折叠盖板手机真正的发展方向,右边的图片也是三星现在目前网上也有一些信息,三星折叠手机会引入触碰的功能,UTG具有很好的刚性和支撑性。我们分析了UTG玻璃作为盖板材料它的优势,柔韧性好,硬度高,平稳度好,气温性好,化学性能稳定,强度高,回弹性能好。另外这个图片也是我们和CPI的对比,从厚度方面因为我们完全可以和CPI一样的去做到小于100微米以下,最薄30微米50微米都可以完全实现,光学性能它的光透过率最高可以达到92,CPI应该我们了解的最高大概只能到90,那么其他在硬度方面,耐温方面,相较于CPI有一些优势。但是因为整个的UTG产业在市场尤其是国内市场刚刚起步,所以还没有一家真正能够量产,所以在市场上,真正完全使用UTG的也就三星的两款手机,其他的都在使用CPI的材料。

这个也是去年2月份三星在业界首次实现了折叠屏用超薄UTG的盖板进行量产,它使用的主要是德国萧克的玻璃,70微米以下的玻璃也是被三星垄断了,市场上萧克70微米以下的不对外,全部配套三星的折叠屏。国内面临缺芯少屏的困惑,通过巨大的投入,初步解决了问题,柔性显示屏因其应用刚开始,是弯道超车的绝佳机会,如果错过将成为下一个卡脖子的技术。

凯盛集团也是在凯盛科技股份会,联合我们玻璃设计院,自主研发出高强度柔性玻璃,玻璃原材的配方是我们玻璃院自己研发的,经过二次减薄,化学强化,切割和弹性加工的技术,生产出了30到70微米厚度主流规格的超薄玻璃。我们在检测过程中连续40万次弯折不破损,因为我们是批量检测,也不是随机性的,弯折半径小于1.5毫米,形成了国内唯一,大家重点可能要关注一下,是国内唯一覆盖高强玻璃的原材,集薄化,高精度加工的全国产化的超薄柔性玻璃生产产业链,打破国外的垄断,从源头上保证中国信息显示产业的安全。UTG已经申报了20多项的发明专利。

我们柔性盖板也是2019年9月份就开始立项,目前取得阶段性的成果,性能已经通过客户验证,目前也在整机的验证过程中,我们跟客户合作有一个保密协议,所以更多的细节我不跟大家再透露。本次实现量产以后我们可以打破韩国和萧克对柔性玻璃的垄断,填补国内玻璃的空白,推动国内折叠手机的发展。

下面我再介绍一下我们柔性玻璃技术发展的一个趋势,因为国内没有100微米以下的玻璃,我们目前做UTG玻璃主要还是通过减薄的方法,对超薄玻璃进行二次减薄,达到30、50、70微米的厚度,减薄了之后就是井喷和浸泡方案。井喷式的工艺从外观质量方面,各种性能都优于浸泡式的,右边这个图是我们凯盛集团已经规划立项,我们准备生产来建造直接下拉成型的工艺,可以直接生产最高30微米的玻璃,项目应该预计到明年年底可以建成,建成以后我们就不用减薄工艺,对我们产业以及加工制成,技术有大大的提升,同时使得成本大幅度的下降。

在后加工方面,我们目前还是采用传统的CNC叠层和CNC加工的工艺方法,因为这个工艺目前是比较成熟的,从加工工艺也好,整个质量控制方面也好,是非常成熟的工艺,也是我们目前主流的工艺。现在市场有很多的厂家在寻求激光加入的工艺路线做UTG玻璃,通过我们了解,激光工艺目前存在一些问题,我们也在涉足激光工艺,可能还有技术方面的工艺需要解决。从我了解的情况,还没有办法进行大批量的量产,但是未来是不是主流,大家要拭目以待,我们也在密切的关注。另外我们目前给客户提供的UTG的产品不是单纯的一片玻璃,绿色的部分是我们UTG,上下还要切OCA,最外层要加PET或者PCR,UTG玻璃如果外力造成损伤的话,玻璃一旦破损之后,因为它不是物理钢化,会形成锐角,有一些尖角会有危险性,目前行业里面结构外面还要贴一层PED或者PCR,对玻璃强度和性能进行工艺上的优化,因此这个进度能够进一步的加强。一旦破损希望它形成钝角不会形成尖角伤人,只在上面涂一个涂层就可以直接用于我们折叠手机,这样折叠手机体验还有表面的这个性能会更好。

最下面为什么会有这样的一个说法,我们目前最薄的是30微米,因为最近三星有一些报道出来,希望在下一代的折叠手机上面希望把UTG玻璃加厚,加厚的原因是因为折叠手机会引进一个功能,也就是手写的这个功能,使得屏幕的刚性更强一些,耐住我们手写笔的压力。看看下一步三星的情况,我们也是密切关注技术的发展。

我们凯盛股份因为是上市公司,规划的项目都在我们股市公告,去年是公布年产200万UTG的生产线,今年6月底就会完成,出货量是200万片,二期也已经公报了,会新建一个工厂6万平方米的厂房,规划的年产量1500万,这样的一个储备项目,希望通过我们的量产,带动我们国产手机材料的提升。

我们的规划主要是打破柔性显示完整的产业链,推动产业发展,微米柔性玻璃的生产,我们希望明年年底投产,包括直接成型的柔性玻璃,再经过我们的加工,再把它整合成柔性显示触控的模组,最后服务于我们终端客户。

未来,凯盛科技集团依托于玻璃工业设计院,瞄准柔性显示和可折叠盖板开发与工程化两个方向发展,进一步升级高强盖板的工艺技术,进而达到折叠次数、硬度、内弯折内径、半径新的突破,不断推动产品技术创新和优化升级,不断增强企业核心竞争力,努力实现高强柔性玻璃盖板从上游原材料到下游盖板产品应用的全部国产化。我的报告完了,谢谢聆听。

深圳市新纶科技股份有限公司董事兼副总裁市东一元:

深圳新纶科技股份有限公司成立于2002年,经过投资,在2021年我们年报营业收入是22.47亿,我们在苏州市工业园区有一个新纶科技的研发中心,那边是以自主研发为主导的产学研合作的运营模式,附属的配套测试设备一应俱全。量产产业也都是集中在我们常州产业园,我也是长期在常州产业园进行办公的。

深圳市新纶科技股份有限公司董事兼副总裁市东一元

常州产业园有三家工厂,第一家是VC工厂,已经进入了美国公司的一个产业链,并在持续稳定的量产阶段。第二个,我们是做锂电池软包与塑膜的项目。第三个,我们是做柔性膜,主要是做精密涂布,在2018年9月份完成设备安装进行调试,然后进入投产阶段的,这个工厂它的特点是工厂内部所有的设备都是全日本进口的,包括设备的安装都是由日本人员过来安装。还有一个核心团队,我带领的9名员工在这边研发、生产、制造包括工艺品质保证等等各个部门,在中国国内也许有一些公司会请一些日本的技术人员,或者作为顾问形式,但是一般都很少,1到2名左右,我们在国内的精密涂布行业,有9名技术人员全面管理,还有也可以算是在业界最尖端的产线,国内的话只有我们一家。

精密涂布工厂主要做三类产品,其中一个就是CPI的硬化膜。我们这边来讲一下CPI的特点,对于盖板材料来说的话,是从平板的盖板到柔性盖板的发展,柔性它追求的一些性能,这边有写到,透明性、硬度、耐擦伤、耐湿热性。这边陈列的是一个透明膜的性能的比较,每一个材料有它的优势和劣势,CPI在这么多材料当中如何取得优势地位,如何克服它性能上的一些课题,这都是我们需要努力的方向。CPI膜它的优势,硬度高、耐弯折性好,耐冲击性良好,耐热性良好。CPI的这个课题也是罗列了4项,一个是外观的漆性,因为它是化学物的合成,包括在涂布也有异物伤痕的缺陷,也在改进中。还有CPI的价格,目前价格比较高的,要达到1平方米600美金左右,光学性能虽然说透明性比较好,但是还是在YA值上,是UTG稍微高一些的。

针对这些问题如何来进行改善,那就是作为我们这样的一个精密涂布公司的工作,会提升它的韧性,从性能还有硬度上来进行进一步的提升。第二点很重要的是缺陷的减少,我们会在CPI上进行涂布。涂料开发模式分为两步,一个是我们有具备自主研发,自主设计,合成的一个能力,第二个我们是可以对现有的厂家的涂料,和添加剂材料进行评价,进行改良和提升,包括配方的提升。刚才说的是材料方面,这边是说我们在产线工艺上面也可以对CPI的涂布进行更好的性能的实现。

这边的工艺展示,其实也是所有产线的商业秘密所在,也是比较机密的,但是在此的话希望给大家分享展示一下,一个是我们的拼接装置,普通的塑料薄膜它的性能跟CPI不一样,CPI会非常容易折断,所以需要非常高端的拼接装置,还有在主涂之外会有预涂,清楚表面的一些污渍和灰尘,在清洗包括烘干结束以后,会有一个除静电,完成以后才正式进入主涂。涂布完成以后,进入后道工序。烘干以后,会进行一个固化,固化完成以后会有检查装置,这个装置我们配备了很多CPI的摄像头在里面,它的分辨率达到35。我们在产线的生产过程中,它会有一个封装机,会实时检测薄膜的厚度。

在CPI的基膜上,还存在价格的问题,包括与玻璃材质相比它的一个外观的缺陷。我们跟科隆是有非常良好的合作关系,科隆也是给我们大力支持,但是除科隆之外我们还在进行日韩包括国内的其他的CPI供应商的基材的评价,和他们进行共同的开发。在涂料的方面,为了改善价格,我们现在有机和无机混合的一款合成型的高性价比的新材料也在进行中,包括柔性折叠也需要兼具硬度,我们也在进行自主研发。

现在的CPI硬化膜已经对面板厂商所采用了,一些物理性能,20万次的弯折,然后光学性能雾度是0.5%,因为终端面板厂商它的要求非常高,希望这个CPI的性能能够接近于或者说完成和玻璃材质的UTG保持一致,所以我们还在挑战更高的目标,也就是最右边的性能。

最后总结一下的话,我们公司的一个优势一个是高端的设备,还有一个核心研发的人才,以及材料开发的能力。对于CPI硬化膜的优势,以UTG来说,它的耐冲击性和耐弯折性更好一些,对柔性显示的发展,我们也有非常大的期望,希望这个市场不断的发展。

CPI的涂布我们在国内做到除了日本的两家公司之外,我们是国内唯一一家可以做CPI硬化量产的公司。现在也是面临很多的问题,包括CPI的性能提升,还有和UTG的竞争,这些都是我们所面临的问题。还有整个行业的价格现在也是很大的问题,折叠手机虽然是量产的,在座的各位人人手上都可以拿到手机,但还没有呈现爆发式的增长,是值得期待同时也是未知的市场的发展趋势。

罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司董事长&总经理李雍:

非常荣幸受邀参加这次的分享会,我来自江苏罗化芯显示科技有限公司,我叫李雍。我这边的内容比较简单一点主,要是发光材料方面的。大家知道现在的背景是5G已经商用了,所以我们对超高清视频的需求是特别多的,在线上会议等也都有超高清视频的需求,包括工信部的超高清视频发展行动计划里也说到,整个超高清视频在2022年超过4万亿,其中新兴显示器超过7000亿左右。这里面对超高清视频需求就会越来越多。

罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司董事长&总经理李雍

超高清视频,在一个超高清视频产业联盟里有很多的定义,里面提到很多的内容,但是至少要具备超高的分辨率,超高的对比度,超宽的色域。今天重点讲一讲液晶显示这一块的怎样提高色域的问题。大家知道这个是OLED的基本原理,它的出光效率是比较低的,如果背光出光是100%,在表面上呈现的大家看到的效率只有3%到6%的水平,所以现在直下式的背光越来越多,也就是Mini背光的需求。

这个是LED显示的系统结构。液晶显示屏已经有很多年了,它有一个基本原理是液晶通电时液晶分子排列规律,不通电的时候排列比较混乱,阻止光通过。背光通过液晶分子的彩色滤光片之后实现颜色,背光源本身色彩的饱和度,里面出现的红绿蓝RGB的光线带宽,它的品质决定了整个背光的色彩饱和度。在背光方案里,现在也有几个比较主流的方案,第一个是POD,也就是封装成小的CSP,它自己已经发白光了,跟严总的方向比较契合的,另外市面上看到比较多的,就是蓝芯加不管是QD膜还是银光膜,还有RGB的模组。目前来说上面两种是见得比较多的。

这里就讲到我们发光材料,我们发光材料目前是世界首创。我们荧光粉在色彩的饱和度可以提高到103的水平,对整个色彩的饱和度有很大的提高。这个是怎样生产出来的,我们其实做了很多的努力,包括在高光效,微量化方面,以及微光结构调整上做了很多的努力。大家可能看到其实早在好几年之前,夏普就推出了第一款他们的8K的液晶显示,当时的背光用到我们这款荧光粉。

这个荧光粉均值淡化技术可能和普通的淡化不太一样,我们是先把金属丝、铝、硅粉等金属相溶,溶成合金金属再淡化,经过高温高压形成产品。这个中间还有一些其他的复杂介绍,尤其是现在在往小尺寸方向走的话,对荧光粉的内径要求比较高。正常来讲一个荧光粉效率要比较高的话,内径至少要达到10几微米,到20微米。既要让它内径小,保持光效,要通过配置的处理技术,比如说氢氟酸的酸洗,预计达到10几微米以下,同时保证它的光效。这是荧光粉的一些具体的关键的参数,第一个就是要提高它的一个相对的亮度和它的显示指数,其次的话,我们也是能够大大的提高它的光电转换效率,第一个是吸收效率提高6%,光转换效率提高10%。刚刚提到的离散度,通过一些特殊处理可以让它达到0.9,这个和友商相比已经是相当高的水平。在分标成灯珠之后,通过液晶显示屏,它的光筛还会分布在3%以内,大家知道可能没有1113这种荧光粉,我们自己可以生产的但是整个知识产权还在日本人手上,还有两三年专利就会到期,到这个情况就可以自己生产了。

这是在背光上的发光材料,说到背光的话,我刚才提到荧光粉主要是解决它提高色域的问题,要提高它的对比度,然后亮度,通过分区或直下式来决定的。我们虽然生产荧光粉,但是一般情况下不自己销售荧光粉,而是把它分标成灯珠,或者贴成模组。这里也提到一个光学设置方面,由于刚刚提到要把内径做小,其实也跟光学设计有关系,就决定让每个灯的距离要小,所以这个灯尺寸也要相应减少,荧光粉内径比较大,就会影响。如果说这个CSP尺寸在1毫米以下,普通的荧光粉就会有问题,为了适应这样光学设计的需求,我们必须要把荧光粉的内径做到10厘米以下,才可以适应内径需求。

这是做成CSP的工艺路线,可能比较简单一点。CSP的一些优点都比较清楚,它的稳定性会比较好,而且可以把尺寸做得更小,热阻也会比较低,由于它的尺寸小,应用的灵活性也会比较好,性价比会更高一些。这个是我们传统的应用,目前也是在Mini的背光电视上使用到这个产品,可能跟显示没有什么关系,荧光粉比较突出一些,所以我们现在就分装成一些光源,也有一些市场。然后在Mini这个行业,有两个大的方向,这个是芯片可能就不会涉及到光转化的材料,但是在使用蓝芯这一块量子转化膜一块就会涉及到很多光转化的材料。这个光转化材料目前有两个方向,一个是大家知道的台湾交大的老师,也发表过很多的文章,主要是研究光刻胶技术和光刻通过打印技术。但是有一个特点,是不是所有这些现在的光转换材料,都会强调色域大大的提升,色域达到110,甚至北大的老师,他们文章里也提到,色域提高很多,大家也注意到他们完全没有提到稳定性,还有一个就是寿命,还有环境安全性上面的一些问题,我们自己也在这方面有一些布局,但是说实话它离量产离产业化其实还是有一点点距离的。

这个也是GE的,使用的绿色和红色的KSF粉,也是经过了验证的,这个应该是比较好的,但是可能寿命也还是有点问题,停留在实验室阶段的。所以我们自己这边主要布局的还是利用氮化物的荧光粉,来做这样的光转化的材料,我们自己觉得可能比较现实一点或者马上可以用的,应该是蓝芯+绿色再加红色的KSF粉,可能是目前可以量产的方向,这是我在材料方面的介绍。

这是我们公司的介绍,是2019年成立的,但是我们公司相关的技术积累是在2013年就开始的,而且整个在荧光粉发光材料基本上是来源于日本国内材料研究所,我们的几个股东,包括我们在日本研究所几个老专家都是国内材料研究所出来的,在整个材料方面的技术应该是目前至少说氮化物方面是处在实践顶级地位的。我们成立的芯显示不是说把材料拿来应用,主要是做这个行业,我们会把它做成Mini的灯珠,或者荧光转化膜,适应风头浪尖的这个行业。

晶能光电(江西)有限公司外延中心总监涂逵:

大家好,我来自江西晶能光电有限公司。我们公司在2015年因为硅衬底 LED技术得到国家科技发明一等奖。现在Micro LED有很多的优点,这里我就不细说了,可以说是集万千宠爱在一身。在可穿戴设备,像眼镜、AR、VR,有众多的应用。南昌现在围绕VR、AR显示给我们还打造了一个Micro LED的产业技术园。还有大屏幕的显示,应用是非常的广泛。它有非常多的优点,但就现在目前的技术发展而言,有很多的难点,其中就包括批量转移。这是芯片这边最大的特点,对外延来说如何做全色的显示,红光的芯片做Mini的尺寸做到4X4,100微米X100微米以上可以应用,但是在更小尺寸上红光就有很多不适用的点,面向商用最大的特点就是它的成本。

晶能光电(江西)有限公司外延中心总监涂逵

下面是小间距和微间距市场的预估,可以看到在2021年有一个产品苹果的ipad pro,发布了一个Mini的显示屏。2021年很多的厂家来进入量产Mini LED的纪元年,在Mini和Micro市场来看,2021年是一个起点,后续每年的增长率都在18%左右,这个市场增长速率是非常快的。

这张表是一个目前市场上Micro LED背光电视售价的对比,代表性的就是三星的量子点电视,2020年由于疫情原因,欧美在家里待的时间非常的长,那么三星在去年一年在欧美市场就卖了几十万台的量子点的电视。非常的贵,普通65寸的电视售价达到16000,17000块钱,面向普通的消费大众是很难接受的价格。但是我们可以做一个对比,家用65寸的电视,今年最新发布的一个OPPO的 K9才卖1999,像我们经常戏称的一句话,叫LED 永不为奴,这个价格太便宜了,Mini相当于是一个baby Micro LED,它的成本比Micro LED便宜非常多,但是面向LCD竞争的时候,它成本劣势也是非常的明显。针对市场Mini它的定位非常重要的,它和LCD应用很大的差异那就是在,比如说巨型屏幕,像125寸的以上的家庭影院,这是第一种LCD不太好做的,另外是面向影院级的,电影院做成模块化的巨型屏幕这是第二个应用。还有是户外屏,户外的电竞屏还有演唱会这种屏幕,它的这个亮度要求非常的高,在这点上,它也是一个优势。

但是总的来说,不管怎么讲,你要大规模开发市场,最重要的就是要保证成本,在保证性能下成本要低,做85寸8K的屏就要五六万块钱,这个还是Mini级的,如果是Micro级售价都是百万的。

介绍一下我们公司在硅基LED的积累,我们公司主要是从事大功率细分领域的生产,现在比较大的都是做一个方向光的两轮车灯,像摩托车、电动车、手电筒这是一个方向。第二个方向就是做手机闪光灯,在座用的国内的手机闪光灯基本上都是我们做的,在UA我们做一些3.5的,像美甲,光固化、印刷这是一个大的市场。还有一个就是南昌赣江边上的景观亮化工程。

在汽车行业我们已经布局了5年,其中我们在去年也通过AECQ的认证,现在已经有部分的汽车厂商开始应用我们的芯片做,还有封装,甚至模组做汽车大灯,我们现在正在开发的一个就是硅基的汽车矩阵大灯,现在比较火的特斯拉的Model 3有一个矩阵大灯,是信息交互的功能。最后一个是2020年开始量产的一个Mini LED的屏,主要是做P09375,是4K、8K这样的一个分辨率的级别。

在上面的那些市场上,我们在垂直LED芯片还有UVA,还有陶瓷灯、闪光灯这些我们都是国内领先的,其中在陶瓷灯的封装我们是排世界第三,我们公司走的路线跟一般大众的芯片厂稍微有点不一样,大家是走规模化,我们是走垂直整合产品个性化的一个路线。

在技术储备方面,我们去年新量产的垂直的Mini 芯片,还有一个是新研发的硅基的LED,我们相当于把全色系都做了。最后这个Micro,有没有用这个技术我们都会做两手准备,对硅设计来说有很大的想像空间,有很大的可能,因为IC的技术发展非常成熟,导致硅衬底的技术是非常成熟的。主要我们有相应的外延和芯片的技术匹配,那么这个有很多的奇迹可以发生。另外在供应器件方面我们也很多外延材料的技术准备,我们不做芯片只做外延。我们有一个很大的特点,现在量产是4寸的硅基LED,经济质量可以说是全球top级别的,而不是说最好。

我们公司成立于2006年,做硅衬底的量产已经有14年技术了,8英寸我们是2010年开发完成的,在经验积累上准备了非常的充分,这也是为什么我们现在才开始进入显示屏行业的一个原因,因为要保证充足产品的可靠性。Mini Micro LED使用硅衬底到底有哪些优势?我们今天讲到底是用蓝宝石还是用硅?那么硅因为IC的发展这么多年,它有很大的优势就是它的尺寸优势,在至少是8寸或者12寸上面我们可以看到它的这个芯片的利用率,非常的高。如果做Micro LED,相当于做一个模块化,把IC的驱动集合到里面,不是转移一个芯片而是转移一个模块,在大尺寸它的良率会显著的提高。第二个就是这个成本可以看到蓝宝石的衬底PSS和硅基衬底的价格对比,在6寸上面这个差得还不是特别多,差了2倍,它是目前还没有8寸的蓝宝石衬底,那硅基的8寸衬底是非常的便宜,比6寸的蓝宝石甚至还要更便宜。

在调序控制和播放方面,随着外延技术的积累,还有工艺器件的技术发展,大家对外延材料的技术,也越来越成熟,这个非常好,我后面会有一些数据来汇报。在芯片结构上,因为我们的硅基衬底非常的容易剥离,不像蓝宝石,蓝宝石要做激光玻璃,因为它的高能量导致它的工艺控制比较复杂,良率就不太可控,特别是做Micro和Mini,你的芯片非常的小,这种不稳定性会导致你的良率和可靠性急剧下降,那么这个显然是不适用产品的。

最后一个它非常匹配IC工艺,将来如果能够在硅基上显示LED加上这个全色系在直接把IC的这个驱动电路做上面,可以节约很多的工序。刚才讲成本是最大的问题点,你工艺越复杂,工艺步骤越多,成本就不可能降下来,竞争力就很低了。

所以外延在这个基础上做了一些数据,不管是蓝光还是绿光,在K462这个系统上做的良率都不够好,Mini LED的出货算到2纳米来算的,2纳米是很低,3纳米才91%,绿光更低,4纳米才84%,这是我们2020年9月份做的数据,可以看到硬件它对波长均一性影响非常大,MRCVD也需要升级,像我们众所周知G5系列的设备,它的波长均一性就可以做到非常好,但是衬底和外延工艺也有很大的优化空间。

这是我们在8英寸硅基LED上做的一些工作,主要是把它做到非常低,现在是降到了18这个级别。我们在8寸硅基衬底上,做了一个波长均一性,可以看到它8寸会更低一些,跟高转速MRCVD的气流分布有很明显的关系,如果不考虑边缘的话,中间的波长还都是非常高的,和4寸差异并不明显。这是另外一家公司做的结果,不是我们公司做的结果,我们拿过来做一个对比,他们和我们的这个差别是什么呢,他们设备用的是单片机。隔壁北方华创也有一个介绍说,像Micro LED的这个级别,多片的这个生产模式,很可能是不太合适的,像这个在这种机型上它的波长体重可以做到0.96个纳米,这个结果就非常好了,可以看到就是不管是蓝光、绿光包括将来的红光都会面临一个很大的问题,就是波长集中度,集中度越好良率越高,良率越高成本就越高,甚至不经过分选,这些工序,还有混并,这样成本优势就会非常的明显。

前面同行也介绍到,像量子点技术也是现在应用非常多,特别是像三星这样的大公司。现在市场上的产品应用量子点转化技术也非常多,那么这个技术有什么好处呢?就是说我们RGB做支线,有一个问题是它的工序会非常复杂,要求外延芯片有三种颜色,做量子点一种颜色就可以了,那就是蓝光。只要有蓝光LED就好了,蓝光的特点就是它的波长集中度会高,因为它对温度的敏感性不那么强。那么是不是我把波长做得更短,也许有更大的想像空间呢,那么我们这个硅基上面有一个产品就是硅基的3.5波长,它的特点就是用了一个众威的仪器设备做的,波长均一性在同等工艺条件下,会比这个小型的设备略差一点点。

实际上我们做的UVA的这个均一性还更好,表示的这个STD,刚才说的是单片的STD,整个的STD是0.76,这个均一性就是比蓝光绿光是极大的改善的。4纳米的基本上就是99%以上,2纳米的良率在80%多,这样的话竞争优势就非常的明显,对量子点的技术而言,你一个单色系去做,芯片成本就会非常的低,那么硅基的UVA它有一个特点,硅基的包括对整个的衬底的翘曲,还有温度的管控,以及对波长敏感性不是那么敏感,所以它的结果非常好。如果我们用G5系列或者是UINMAKS来讲的话,那么这个均一性我觉得可以做到0.5以下STD。所以我们认为硅衬底的UVA做Mini或者Micro LED有可能是非常好的方向,所以我们去年为了Micro LED RGB技术做的一个技术储备,我们把波长从绿光再往上拉长了,做到黄光、红光,我们现在做到最长的波长是640纳米。这是我们一个硅基芯片的工艺流程,不同于蓝宝石的一般的正装芯片,我们会把硅基版重新绑定在另外的一个基板,绑定的这个基板也就是我们将来可能应用于集成电路的一个地方,最后就把它整个调了一个个,然后下面做P型,上面做N型,做了一个垂直结构,这种工艺方式呢,有一个非常好的地方,它把这个衬底剥离掉了,然后把这个电极分布在两个方面,下面会讲这个技术有很多的可以利用。

第一讲的就是巨量转移,稳定性还有成本都是比较大的一个考验,硅基上有一个比较成熟的就是用绑定工艺,它是可以很好的直接把芯片做一个直接的转移。第二个就是绑定之后,就可以无损的把这个硅衬底座去除掉,因为我们有大量的一个生产经验可以保持这个芯片的良率的稳定性。最后是在利用荧光粉,把它做成多色转变。

其实我们在去年推出的一个0505的一个Mini芯片的产品,现在用的是0404的芯片,在大工艺产品上一般来说同等系数角度下,硅基的这个亮度会比蓝宝石的略低一点,在硅基上的垂直结构的亮度会远远高于蓝宝石的亮度,可以看到这个蓝光亮度是比蓝宝石会高17%,那绿光当时是低一点,现在大概会高10%,这是P1.25的屏幕,如果做到P0.937的话,我们亮度大概高34%,现在大概是高40%多,绿光大概是高20%多,还有一个随着它的这个芯片排布黑边会比较明显,显示效果会更好。

另外一个现在比较苦恼的问题,就是正装的芯片有一个迁移的问题,就涉及到一个可靠性,使用时间的增加,以及空气中的湿度,还有保护不够好它的整个正负极,因为间距很窄,两个电子之间的粒子就会迁移,最后就会造成芯片短路失效,显示出来的效果就是屏幕上有一条线,只亮蓝色或者只亮绿色,或者屏幕就坏掉了,这是非常不好的问题。

垂直芯片因为两个电极是在两侧,NP一个在正面一个是在反面,间距有是大于135微米的,即使发生这样的事故它的这个时间,理论上也要高4倍以上,这个可靠性就会非常的好。

在这个应用上我们有一个现成的例子,是在海南以及在这个南沙群岛上你要做户外的照明,现在这个业界一般是优选用我们公司的芯片,因为那边海比较多,空气的湿度还有盐度比较大,到时候这个芯片很容易失效,户外照明也是很容易失效的,这也是垂直芯片的一个优势。第二个是亮度优势刚才已经讲过,第三个是达线的优势,垂直芯片做成这样的一个模块,绿蓝红,这个达线比正装芯片要减少40%,这样的话,对封装厂还有显示屏上,它直接能够得到一个获益,这样它需要的设备和厂房也更少,达到的基线也更少。

另外一个是垂直结构的光斑,蓝宝石芯片因为它光比较发散,用在照明是比较好的,硅的芯片一般用的方向光,汽车大灯、手电筒,摩托车灯这样的方向,那么在屏上面,因为它的这个光斑非常均匀,显示效果就非常的清晰,另外一个是芯片结构决定的同侧芯片就是它的这个N和P的一个电流形状,它是一个这样的,有一个电流阻塞的效果,那么垂直芯片它是一个均匀电流的扩展,电压会比同尺寸的正装芯片大概低10个点,这个是一个非常大的优势,在这上面我们有很多可以利用的点,还有这个IO曲线一致性会非常好。

这是我们的产品发布,2020年7月份我们开始量产的,2021年5月份我们现在芯片的尺寸切换为4X4,这样的话成本会更低一点。这是我们产品的一个规划图,现在正在重点推出4X4的蓝绿芯片,也在跟一些客户合作,使用的都是小尺寸的屏,在2023年我们希望能够推出近似于Micro的芯片,其实可以把Micro芯片的技术直接用到Mini芯片上,有蛮多的优势。

这是我们公司的一个专利的分布,我们全球的专利已经超过420项,包括外延芯片、封装等一系列,在欧美和日韩都有这个专利分布,我们公司也希望业界同行能够共同展开合作,在南昌也有南昌光谷,像VR产业园,希望我们大家一起进步,推动Mini Micro LED显示技术的进步。谢谢!

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