中国新型显示行业高速发展,全球市场占有率达40%以上,产业规模已位居全球第一。受益于下游市场的扩张,OLED产业链不断完善,为上游带来发展机遇,上游材料国产化率不断提升,但整体国产化率仍不足50%,尤其是CPI、FMM、光刻胶等材料高度依赖外国进口,原材料“卡脖子”,严峻的专利壁垒与禁售战略,使得国产替代困难重重。与此同时,可以看到本土企业正在逐步打破PI领域、膜类材料等的外国垄断。据此,势银膜链整理了OLED面板核心原材料的国产化率。
来源:鼎龙股份、势银膜链整理
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聚酰亚胺是用于柔性显示的关键材料。聚酰亚胺的主要原料包括二酐、二胺、溶剂及添加剂等,因为该材料的多种性能表现都是通过原料的单体性质作用表现,需针对性的进行配方设计研发,包括专用树脂和合成工艺开发等,实现高性能 PI 产品所需的性能。一款新产品通常需试验数百种配方,研发周期达 2 年以上。
作为柔性OLED载板,PI可以有两种形态,一种是黄色的PI (YPI),一种是透明的PI (CPI)。CPI一般用于作为有屏下摄像头(UDC)功能的OLED面板中,生产技术要求更高;与CPI相比,YPI透过率较差,但是有很好的耐高温性能和热稳定性能。目前在YPI领域,本土企业取得突破,国产化程度较高。CPI薄膜全部依赖进口,本土企业总体处于研发、中试及样品销售阶段。
PSPI(光敏性聚酰亚胺)是一类在高分子链上兼有亚胺环以及光敏基团,全球主要的PSPI技术及供应由日本东丽、美国HD、日本富士胶片、日本JSR等企业垄断了全球90%以上PSPI的供应。面对严峻的进口替代,本土企业加速布局PSPI。(本土企业在PSPI布局上的最新进展)
02
光刻胶也叫光阻材料,是微细加工技术中的关键材料之一,是指光源(含UV、准分子激光、电子束、离子束、X射线等)照射使其在某些特定溶剂中的溶解度发生变化的耐刻蚀材料。光刻胶是先进封装制造中的辅材或耗材,主要应用于先进封装再布线层中金属图形的制造等,完成后就被剥离去除,完全不留在器件上。
目前全球高端半导体光刻胶主要被日本和美国垄断,日企市场占有率超过90%,厂商包括东京应化、JSR、富士、信越化学、住友化学等。国内已有数十家企业涉足光刻胶领域,在短短几年内提高了光刻胶的国产化率,市场产值也快速增长。PCB光刻胶的国产率达到了63%,湿膜及阻焊油墨基本能实现自给;LCD光刻胶领域,触控屏光刻胶正逐步实现国产化替代,目前国产率能到三到四成。中低端光刻胶国产替代进度较好,用于半导体制程的ArF光刻胶整体国产化率不足1%,EUV 仍暂处于空白状态。
03
精细金属掩模板(Fine Metal Mask,简称FMM)是OLED蒸镀工艺中的消耗性核心零部件,是“带有小且密集孔的薄金属掩模板”,其主要作用是在OLED生产过程中沉积穿过掩模的RGB有机物质并形成像素,在需要的地方准确和精细地沉积有机物质。
目前全球OLED显示器用精细金属掩膜板(FMM)市场高度集中,以DNP为首的日本企业在OLED显示器用精细金属掩膜板(FMM)生产中占据主导地位,其上游原材料INVAR(10-20μm厚)目前主要有Hitachi-Metals可以生产,且不对外销售,中游的材料制造则主要集中在日韩和中国台湾等少数企业。
04
OLED发光材料主要分为小分子材料与高分子材料两大类。小分子材料是目前主流的量产方案,主要包括发光层材料和通用层材料。发光层材料分为主体材料(红光主体、绿光主体、蓝光主体)和掺杂材料(红光掺杂、绿光掺杂、蓝光掺杂);通用层材料分为空穴注入层、空穴传输层、电子注入层与电子传输层。而高分子材料采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺,但因寿命和喷墨打印工艺尚未成熟,迟迟未实现产业化应用。OLED发光材料从上游精细化学品,经中间体和粗单体合成,再经过多次提纯升华后得到,最后实现应用于下游手机、平板等显示领域。
目前整体而言,UDC、陶氏化学、出光兴产、默克、LG化学、三星SDI等仍然垄断着全球发光材料市场,通用材料市场也被德山金属、LG化学、三星SDI、默克等厂商占据。我国在全球OLED有机材料产业链中占据较高市场份额的主要为OLED中间体的生产,具体布局情况点击:(本土17家OLED发光企业盘点)
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靶材(溅射靶材)是用物理气相沉积(PVD)技术沉积薄膜需要用到的原材料。平板显示器要求靶材纯度一般在 99.999%(5N)级别,需要经过繁杂的制造工序,技术难度高。
目前全球80%的靶材市场由JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯垄断,其中美国、日本跨国集团产业链完整,囊括上游原材料提纯到终端应用各个环节,具备规模化生产能力,主导着技术革新和产业发展,在中高端半导体溅射靶材领域优势明显。
我国靶材的国产化率不足10%,且集中在中低端领域,如中间的靶材制造环节和靶材镀膜环节。长期以来国内的高纯金属供给都为国外进口,上游高纯金属生产厂商与终端大型晶圆厂、面板厂议价能力强,挤压中游利润空间。
06
OLED柔性模组典型结构由多层膜类材料构成,其中,OCA光学胶膜与POL偏光片生产难度较高,国产替代空间大。
OCA光学胶的产业链环节包括“原材料→涂布&模切→触控显示模组→终端设备”,其原材料由国际大厂把控,集中在3M、日东电工、三菱化学、SamsungSDI等外国企业,另外生产OCA的涂布与模切设备主要通过外国进口,资金壁垒大。随着国内新型显示的快速发展,部分外国企业将其OCA业务出售给中国企业,一定程度上推进了国产化进程。(国产OCA光学胶的进阶之路)
圆偏振片(偏光片)是一种可以生成圆偏振光的光学元件,可使线偏振光与圆偏振光任意转换,是由一个线偏振片和一个四分之一波片组成。在OLED的设计结构中,OLED显示屏因其自发光的特性减少了偏光片的数量,但当外界光源照射到OLED的金属电极上反射回来,就会在OLED显示屏表面造成反射光干扰,此时圆偏光片的存在修正了这些光线,减少了反射光的干扰。
偏光片本质上是一种复合膜,其中TAC膜、PVA膜分别占材料成本的56%和16%左右,是偏光片生产过程中最重要的部分。日本企业如富士写真、柯尼卡美能达、可乐丽在TAC 膜、PVA 膜等关键原材料方面居于主导地位,其他地区企业与日本企业技术差距较大。
本土偏光片企业在上游原材料方面高度依赖外国进口,近年来随着偏光片产业国产化落地,其群聚效应传导到了偏光片的上游,目前部分本土厂商已具备一定的原材料生产能力,多家企业开始投资研发TAC膜,PVA膜的量产上有所突破。
基于此,势银(TrendBank)将于2024年12月11日-12日在浙江宁波举办势银(第五届)新型显示技术及供应链产业年会暨先进功能材料&装备产业大会。
海信/云南创视界/TCL华星/维信诺/辰显/合肥乐凯/凯盛/东超科技/东方科脉/斯凯瑞/上海追得/诚志永华/光子晶体/苏州昱烨/思摩威/四川大学/势银17家企业已确认参会并将发表演讲。
来源:势银膜链
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显示材料产业链
◆ 光学膜产业链
◆ 偏光片产业链
◆ 聚酰亚胺产业链
◆ OCA产业链
◆ 光刻胶产业链