当前位置: 切割设备 >> 切割设备前景 >> OLED大行其道,激光厂商有哪些机会
本文内容节选自万联证券,分析师宋江波,研究助理卢大炜,仅供交流学习之用,感谢分享!
一、OLED简介
1.1OLED技术简介
OLED是一种平板显示技术,中文全称是有机发光二极管。OLED技术最早于年代和年代由法国人和美国人研究,其后索尼、三星和LG等公司于21世纪开始量产,OLED最大的优势是无需背光源,可广泛利用在各个领域。OLED显示器依驱动方式的不同又可分为无源驱动(PMOLED)与有源驱动(AMOLED)两种,与PMOLED相比,AMOLED具备有能耗低、分辨率高、响应快速等特性。市场上的OLED产品初期以PMOLED为主,后来随着技术的进步,AMOLED逐渐成为了OLED的主流技术。
与目前较为成熟的液晶显示(LCD)技术相比,OLED是自发光系统,不需要背光结构,因此厚度更小,抗震性更好,对比度更高。此外OLED也拥有可视角度更大、色彩更富、节能显著等等特点。更重要的是,传统的LCD面板由于结构的限制只能以刚性的形式存在,而OLED面板通过采用柔性材料做为基板和封装材料,便能够实现可弯曲的功能。目前已有多个厂家发布了基于OLED技术的柔性屏产品,OLED显示屏的应用前景广阔。
1.2OLED面板的制作方法
相对于传统的显示面板,OLED面板的制作流程更为简单,其制作工艺主要包括三大部分,即背板段(Array)、前板段(Cell)以及模组(Module)。其中,背板段工艺通过成膜,曝光,蚀刻等步骤形成LTPS驱动电路,提供点亮信号以及稳定的电源输入;前板段是制作AMOLED面板的核心环节,主要目的是将有机发光材料制备到基板上,目前这一环节的制备方法主要有三种,即真空热蒸镀(VTE)技术、有机气相沉积(OVPD)技术、以及喷墨打印技术,目前以真空热蒸镀技术为主;模组段将面板进行切割、偏光片贴附、IC绑定、测试以及包装等工艺处理,形成最终的产品。
二、激光技术对OLED产业至关重要
2.1OLED产业链简述
OLED面板产业链较复杂,涉及到的零部件、产品多。OLED产业链包括相关设备的制造、上游材料制造、及组装零部件;中游包括OLED面板的制作和模具组装;下游包括电脑显示器、手机、电视、车载显示屏等各种应用领域。目前国内的OLED产业链主要集中在中游制造环节,绝大部分昂贵的上游设备和原材料尚未实现国产化。随着国内相关企业对OLED产业的参与度日趋加深,国内产业链也将逐渐成熟,国内的相关企业也将迎来绝佳的发展机会。
2.2激光产业链简述
激光加工技术是高端制造业的基础性技术,其激光产业链的上游主要包括光学材料、光学元器件和机械辅助装置等,中游主要为各种激光器及激光设备,下游则以激光应用领域为主。激光技术下游行业众多,可应用于汽车、半导体、消费电子设备等多种领域。OLED面板的生产对激光设备的依赖程度较高,涉及到的激光设备有十几种。激光设备的核心部件是激光器,其成本约占激光设备成本的30-60%。
2.3激光技术在OLED柔性屏产业中的应用
激光技术在OLED柔性屏产业中起到了至关重要的作用。在产业链的上游,激光技术可用于柔性电路板(FPC)的制作。在产业链的中游,激光工艺则贯穿了OLED面板制作的三段制程:在背板段的基板制造过程中,高质量低温多晶硅(LTPS)的获取主要依靠激光退火工艺(ELA);在前板段,激光剥离(LLO)技术是分离柔性基底和刚性背板的关键工序;在模组段,激光切割技术可以将面板切割成刘海屏、水滴屏等多样化的外观;在OLED全制程中均可采用激光修复工艺,以提高产品的良品率。
2.3.1激光技术在FPC制作中的应用
柔性电路板具有轻薄、可弯曲的特点,能满足电子产品向小型化、轻薄化、可穿戴化方向的发展趋势,特别是其可弯曲、卷绕和折叠的特点,使其可与OLED结合组装成柔性OLED屏幕。激光工艺在FPC生产中的应用包括:FPC切割、焊接、钻孔、打标、检测等。随着市场对FPC质量的要求越来越高,激光精细加工工艺越来越受到各大FPC生产厂家的欢迎。
2.3.2激光退火—生产多晶硅背板核心技术
激光退火工艺可以使非晶硅转换成低温多晶硅(LTPS),而LTPS是使屏幕产生高像素分辨率的关键材料。激光退火工艺需要使用准分子激光来进行,目前全球准分子激光器市场基本由Coherent(相干)公司垄断,激光退火设备市场则基本由韩国、日本、美国的公司所掌握。目前国内尚未有成熟的激光退火设备进入市场。
2.3.3激光剥离—形成柔性面板的关键技术
激光剥离是生产OLED柔性面板的关键步骤,主要是是利用激光能量分解GaN/蓝宝石接口处的GaN缓冲层,从而实现OLED从衬底分离,释放最后来自临时刚性载体基板的柔性面板。OLED生产工艺中的LLO制程是一个相对简单的工艺,理论上与LED的激光剥离制程要求基本相同。激光剥离工艺主要也是由准分子激光器进行,激光剥离设备市场则主要由DongjinSemichem、ENFTech等企业主导。
2.3.4激光切割--提供多样化屏幕外观
在OLED的生产过程中,传统的机械切切割效率极低,激光切割技术由于其具有边缘崩边小、切割精度高、无裂纹、可异形切割等优势,成为了OLED面板切割的主要方式。一般来说,OLED的生产过程中需要在三个环节进行切割处理,分别为背板段的4分切割以便进行蒸镀、模组段将封装的Cell切割为面板、以及后续老化测试中的老化裂片切除。OLED激光切割主要使用紫外和超快激光器,目前已有部分国内厂家推出了可用于OLED切割的激光器产品。
2.3.5激光修复--提升面板良品率
在面板的生产过程中,每段制程中会产生一些工艺上的缺陷,例如亮点、暗点、闪点、碎亮点等。这些缺陷会导致部分区域显示不良,可以通过暗点化、亮点化、ITO隔离、激光炸射等方法对其进行修复或淡化。通过激光修复或淡化后,可提升面板良品率,降低面板企业的生产成本。
三、下游需求:国内OLED产业逐渐步入正轨
作为OLED激光设备的唯一应用方向,OLED面板的市场走向及投资额决定了OLED激光设备的市场景气度。作为新一代显示技术,OLED面板市场增长迅速。国内方面,在政策的扶持和巨大市场需求的背景下,各厂商的积极投资,国内OLED市场也逐渐步入了正轨,为OLED激光设备市场的成长提供强劲的推动力。
3.1OLED应用前景广阔,市场增长强劲
在主流的显示面板技术中,OLED是继CRT、LCD之后的第三代显示技术,目市场正处在快速发展的时期。在下游应用方面,OLED屏幕率先在智能手机、智能手表、VR等小尺寸领域发力。相比LCD屏幕,OLED屏幕具有纤薄、柔性、色彩丰富等特点,应用范围广泛。
OLED产业目前处于高速发展期,市场前景广阔,未来随着技术的进步,OLED屏幕有望渗透进各种应用领域。根据DSCC的测算,年全球OLED产业的收入达到了亿美元,应用范围以智能手机屏幕为主,在电视、智能手表等领域内也有应用;到年,全球OLED产业的收入将达到亿美元,复合年增长率为16%,显示器、笔记本电脑屏幕、汽车屏幕等领域也将成为OLED面板市场新的增长点。
出货量方面,年全球OLED面板出货量约为6亿片,其中AMOLED约为4.2亿片。根据IHSMarkit的预测,到年,全球AMOLED将达到8.2亿片左右,复合年增长率为18左右。OLED最大优势之一就是其可折叠性。随着柔性屏幕设备的流行,可卷曲式、可弯曲、可折叠等面板技术将是未来电子产品配置的一大趋势。根据DSCC的测算,年可折叠OLED面板出货量将达到万片,随着柔性面板的市场需求的快速提升,年可折叠OLED面板出货量将达到万片左右,未来几年OLED柔性面板的出货量将迎
3.2国内厂商积极投资,OLED产业逐渐步入正轨
在国内厂商抢占LCD面板制造市场的背景,韩国企业转而发展OLED面板,经过多年的积累,韩国在OLED产业具有绝对的领军地位。从IHSMarkit统计的数据来看,在智能手机中应用的OLED屏市场,尤其是柔性OLED市场,三星一家独大。年,三星OLED屏出货量4.22亿片,其中柔性OLED出货量为1.5亿片。相比之下,国内厂商维信诺在年只有万片的出货量,京东方、深天马出货不到万片。
中国是全球最大的消费类电子产品市场,因此对OLED屏幕市场需求巨大,同时国家也在积极扶持OLED产业的发展。在政策的扶持和巨大市场需求的背景下,国内京东方、华星光电、维信诺等厂家开始加大对OLED产业的投入,据统计,国内目前在建产线的总投资额为亿元,新建产能将在-年逐渐释放。根据IHSMarkit的预测,-年我国新增的OLED产量将远超日韩两国,随着中国企业对OLED产业的深度参与,到年中国OLED手机屏幕的生产能力将上升到全球产能的34%,未来中国的OLED产业有望复制LCD的道路,在全球市场上占据重要地位。
四、从下游到上游:中国将是OLED设备的最大市场
下游需求的增加将推动OLED制造设备的市场空间。根据DSCC统计的数据,预计年新增的OLED生产设备支出约为52亿美元,年将达到亿美元,之后-年将稳定在70亿美元左右,市场空间十分广阔。
随着产能的扩张,国内OLED市场也将随之增加。根据UBIResearch的市场跟踪调查,从年到年,中国将占OLED设备市场总量的64,中国在未来几年将是OLED设备最大市场。
根据产线建设情况来看,-年计划投产的产线投资额为亿元,相关生产设备的投资约占OLED生产线投资额的80。根据DSCC做的统计,在OLED制造设备中,真空热蒸镀系统、光刻、无机TFE、激光退火与化学蒸汽沉积这五个环节的设备支出最多,而激光退火、激光剥离、激光切割等激光设备的投资约占10左右。因此我们假设激光设备占OLED生产线投资额的8,预计-年国内投产的OLED生产线对激光设备的需求将达到亿元左右。
五、市场格局:核心激光设备呈垄断格局,国产化需求强烈
5.1核心制程设备:市场呈垄断格局
根据DSCC在年的预计,大部分OLED核心制造设备都被独家供应商所垄断,在蒸镀、TFE、激光剥离、激光退火等设备中,领先的供货商至少占据58%市场份额,其中APSystems更是在激光退火设备市场中占有60%左右的份额。
在用于OLED核心制程的激光设备方面,激光退火和激光剥离设备均属于垄断的市场格局,国产化程度低。目前用于背板段制程的激光退火设备高度依赖于进口,市场基本由APSystems、Viatron、Terasemicon等韩国公司主导。用于前板段的激光剥离设备也是主要依赖进口,其工艺相对简单,门槛相对较低。国外企业方面,目前市场主要由DongjinSemichem、ENFTech、APSystems等韩国企业主导。
可以看到,韩国在激光剥离和激光退火设备市场中占据优势地位,相关的厂商也深度受益于OLED面板需求增加的影响。以APSystems为例,公司在年下半起成为三星显示器(SamsungDisplay)中小尺寸柔性OLED屏激光退火及激光剥离设备的供应商。公司受此影响,年公司营收猛增89.3%,达到4.61亿美元,同时净利润增长超%。可以看到,激光退火及激光剥离等OLED设备对公司业绩的增厚巨大,利润相对公司其他产品也较为丰厚(根据公司年1季报,激光退火、激光剥离及封装设备收入占公司总收入的98.7%)。
5.2非核心制程设备及激光器:切割设备率先国产化
非核心制程的激光设备方面,激光切割设备有望率先实现国产化,目前大族激光、华工科技等厂家均已推出了OLED切割设备,迈为股份等厂家也在OLED激光切割设备上已获得进展。
激光修复设备方面,目前国内上市公司中,大族激光生产的激光修复设备可用于Cell段点缺陷的修复,已经通过了多家客户验证,产品较为成熟。
激光器方面,激光退火设备和激光剥离设备主要使用准分子激光器,目前准分子激光器市场基本由Coherent(相干)公司垄断。激光切割主要使用紫外和超快激光器,目前Trumpf(通快)公司是紫外超快激光器市场的领导者,部分国内厂家也推出了可用于OLED切割的激光器产品。
5.3政策不断发力,国产化需求强烈
OLED产业及相关的激光产业已成为新兴产业的典型代表之一,被我国纳入重点发展的战略性新兴产业范围之内属于我国需重点发展的战略性新兴产业,受到国家产业政策的支持和驱动,其中准分子退火设备更是直接列入了重点产品目录。随着OLED市场规模的不断扩大,以及国家政策对OLED设备行业的支持,相关激光设备的国产化也将稳步推荐,进口替代前景广阔。
目前在OLED核心制程的激光设备市场上,韩国企业竞争优势非常强。根据韩国媒体BusinessKorea的报道,韩国政府宣布计划将OLED设备指定为“国家核心技术”,拟限制OLED生产设备的出口。在国内下游需求快速增长和韩国限制出口相关设备的共同催化下,国内相关激光设备国产化的需求强烈,面对广阔的国内市场,相关厂商将迎来进口替代机遇。目前在国内上市公司中,大族激光正在积极推进的激光退火和激光剥离设备的研制,大族激光生产的激光剥离设备已在OLED领域通过多家客户验证;华工激光等厂家也已经将OLED剥离设备的推出提上日程。
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