显示技术|中国工程院干货好文!我国新型显示关键材料发展战略研究(附权威建议)( 三 )
(七)其他显示及其关键材料
液晶显示作为当下主流的显示产品,涉及液晶、玻璃基板、光学膜三大基础材料。在高端液晶材料市场方面,德国默克集团,日本智索株式会社、 DIC 株式会社、ADK 公司等具有主导优势。在玻璃基板材料方面,美国康宁公司、日本旭硝子株式会社等具有市场主导地位。在光学薄膜方面,中高档光学薄膜产品主要来自日本东丽株式会社、美国明昵苏达矿业及机器制造(3M)公司、韩国 SKC 有限公司,大部分关键原料具有较高的技术门槛。
柔性显示是由柔性电子元件组装而成的可以卷起变形的显示器,在移动设备、可穿戴设备等领域有着广阔的前景。相关的关键材料是柔性基板材料。聚酰亚胺(PI)基板具备优异的耐热性能和尺寸稳定性,是目前唯一能够胜任柔性 OLED 基板的材料,成为柔性 OLED 显示的关键核心材料。目前,美国和日本公司,如杜邦公司、宇部兴产株式会社、钟渊化学工业株式会社、东丽株式会社在耐高温电子级 PI(黄色)、光学级 PT(无色透明)供应方面具有垄断性地位,销售量占全球 PI 市场的 70% 以上。2019 年折叠屏手机产品成功商业化,伴随着柔性显示技术的扩大应用,未来 PI 的需求量将稳步增长。
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三、国内新型显示关键材料发展现状
(一)新型显示产业政策环境不断优化,产业规模处于领先
我国重视新型显示产业的发展,出台了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》、“中国制造 2025”重点领域技术路线图等文件。在国家科技重大专项、863 计划、973 计划、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等国家级科技和产业计划的持续支持下,我国已经从最初的显示屏幕完全依赖进口发展为目前具有较高的自给率;在 OLED、QD 显示、Micro-OLED 显示、激光显示、电子纸显示、三维(3D)显示等细分领域也取得了长足的技术进步,保障了新型显示技术和产业的可持续发展。
截至 2019 年,我国已投产产线约 45 条,后续将有约 19 条 G8.5 代线(及以上)、20 条有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)量产线投入使用;累计投资约 1.3 万亿元,产业规模超过 3 万亿元。我国相关产业成为全球规模最大、市场最大、竞争力较强的产业,全球显示产业正加速向我国转移。例如,国产显示面板占全球总产量的 50%,电视屏幕占比为 70%,电脑和手机产量超过 90%。
相应地,我国显示市场的快速发展推动了显示关键材料需求的进一步扩大。例如,OLED 发光材料的需求量预计到 2021 年将超过 159 t,年均增速达到 30%。激光显示用三基色半导体激光器的需求量预计到 2022 年将超过 5×109 只。2021 年液晶显示 G8.5 以上基板玻璃的需求将增加到 3.6×108 m2。同时玻璃背盖板、3D 盖板、柔性盖板需求量也在持续攀升。
(二)技术创新能力持续增强,新型显示材料获得创新应用
科研院所、高等学校和企业在新型显示相关的关键材料、器件及工艺技术的基础研究和应用方面开展了大量工作,积累了良好基础。在液晶显示方面,国内机构开始重视技术自主创新,掌握了 LCD 显示器件的大规模生产技术,具备了显示面板大规模生产能力,培养了一批技术和生产骨干;以京东方科技集团股份有限公司、石家庄诚志永华显示材料有限公司等为代表的一批企业,围绕产业上游的玻璃基板、偏光片、液晶材料、薄膜材料等开展攻关并获得局部突破,使得相关材料的国产化率稳步提升。在 OLED 显示材料方面,广州华睿光电材料有限公司、北京鼎材科技有限公司、吉林奥来德光电材料股份有限公司、西安瑞联新材料股份有限公司等企业正在重点研发 OLED 材料。具有轻薄、柔性、大面积、绿色制造等特点的印刷显示技术近年来发展迅速,广东聚华印刷显示技术有限公司、纳晶科技股份有限公司、华南理工大学、福州大学、浙江大学、中国科学院长春应用化学研究所等机构纷纷布局研究并实现了原理验证。
此外,我国在激光显示、Micro-LED 显示等方面的技术发展迅速。在激光显示方面,我国技术水平整体上与国际同步,产业规模国际领先;围绕激光显示核心关键材料,如三基色激光显示、超高清成像芯片、光学镜头、高增益屏幕等实施重点攻关;中国科学院理化技术研究所、半导体研究所、苏州纳米技术与纳米仿生研究所,中国科学技术大学,青岛海信激光显示股份有限公司,长虹激光显示科技公司,深圳光峰科技股份有限公司,成都菲斯特科技有限公司等研究单位和企业正在快速缩短与国外的差距,部分产品已经实现国产。在 Mini/Micro-LED 显示方面,国内重点研究 GaN 外延材料、有源基板材料、用于巨量转移和彩色化显示的特种显示材料,相关单位有深圳市华星光电技术有限公司、天马微电子股份有限公司、南方科技大学、中国科学院微电子研究所、熊猫电子集团有限公司等。
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