手机柔性屏趋势已定 2019年为柔性屏起步年

来源:中信电子徐涛团队    关键词:柔性屏, OLED,    发布时间:2019-02-27

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来源:CITICS电子研究

——作者:徐涛、晏磊、胡叶倩雯

投资要点

核心观点:柔性屏是OLED大逻辑之一,2019年是可弯曲可折叠应用的开始,三星引领,国内OV+小米跟进,预计2019年出货量在百万级,为应用元年,目前面临的问题是价格偏高,以及铰链的使用寿命不够。我们建议关注受益屏幕替换潮带来的有相关技术布局及储备的公司,如京东方、维信诺(12.72 -5.36%,诊股)、TCL。

OLED柔性屏工艺为硬屏通过激光剥离后固化形成。OLED硬屏和柔屏的主要工艺区别在于柔屏使用了激光剥离设备进行玻璃与基材的分离。柔性OLED面板使用聚酰亚胺(PI)基材,薄膜型基材是通过将PI树脂涂布在载体玻璃上并通过PI固化设备施加高温来制备形成,然后通过在该薄膜基底顶部蒸镀上RGB像素,通过前端处理及用LLO设备照射激光来分离载体玻璃和PI膜。

小尺寸用柔性OLED趋势已定,折叠屏为过渡,可卷曲为终极形态。OLED显示技术成熟度较高,产业成熟后成本可低于同尺寸LCD。小尺寸市场尤其手机市场, OLED有望替代LCD成为下一代主流。真正的全面屏要求屏幕铺满,没有摄像头等其他组件,技术角度OLED更易使用特殊柔性塑料基板实现技术整合。此外,消费者对未来显示屏的可视面积需求越来越高,从现在70%到未来超100%,拥有折叠或卷曲形态属于过渡性应用产品,未来的万物互联、万物显示将更大发挥柔性显示价值。根据Strategy Analytics,折叠式智能手机出货量在2019年预估达70万支,2021年及2023年预计达3,040万支和5,010万支。

平面屏走向曲面屏,目前仍然面临封装、弯折、良率等一系列问题。1)有机材料特质,致使封装问题是难点之一。有机材料和电极等对环境中的水汽、氧气敏感,器件制作完成后必须原位进行封装,目前有效封装方式为采用薄膜封装技术,技术要求极高;2)目前铰链的使用寿命仅约2万次,耐弯折可靠性待解决。柔性OLED弯折一定次数/曲率半径,会出现器件老化,导致亮度下降、产生黑点、暗线等损伤,使用寿命急速衰退;3)柔性OLED总成本居高不下,材料成本、良率问题等有待优化。目前OLED小尺寸软屏价格约60元+,是硬屏和LCD显示屏价格的3倍,大尺寸OLED显示屏价格更是LCD显示屏的3-4倍。

聚焦手机:2019年为柔性屏起步年,安卓阵营全跟进。柔宇在2018年10月最早发布柔派手机;随后三星的可折叠手机在其SDC2018开发者大会亮相,预计2019年2月发布,被视为行业第一部真正完整的可商用折叠手机;华为紧随其后,有望于2019年2月24日的MWC2019上发布;此外,小米也正联合开发双折叠手机屏幕,其他手机厂如OPPO,VIVO等亦均有望于2019年发布相关概念机,预期2019年相关出货量将达到近百万级。IHS据预测2019年可折叠AMOLED面板出货量将达140万台,2025年达5000万台。

风险因素:技术替换风险;良率不达预期;下游智能手机需求持续疲弱。

投资策略:2019年为柔性屏起步第一年,安卓阵营厂商有望全线推出相关概念机紧跟技术趋势,后续IOS阵营也有望跟进。行业大趋势下,我们建议关注受益屏幕替换潮带来的有相关技术布局及储备的公司,如京东方、维信诺、TCL。

OLED柔性屏工艺:硬屏通过激光剥离后固化形成

LTPS为OLED背板主流驱动技术。背板对于显示面板的主要作用就是底层支撑以及驱动电极。OLED面板采用有机电至发光二极管作为显示单元,电流驱动有机半导体材料与发光材料发光,通过TFT开关控制电流大小决定发光亮度。不同于通过电压控制驱动液晶分子旋转以控制透射光量的LCD面板,OLED面板需要底层电极的电流相对较大。低温多晶硅材料(LTPS)中电子迁移速率比非晶硅(a-Si)快200-300倍,能够提供更大电流且反应速度更快,稳定性更佳,是目前AMOLED主要采用的背板驱动技术。

激光剥离环节从载玻片分离PI薄膜后固化形成柔性屏。从LTPS的制造流程看,主要包括缓冲层有源层生长(主要采用PECVD和清洗设备)、多晶硅晶化(主要采用激光晶化设备)、12道光刻+离子注入(主要采用光刻机、刻蚀机、离子注入机、清洗机、激光制版设备)三部分工艺。其中OLED硬屏和柔屏的主要工艺区别在于柔屏使用了激光剥离设备进行玻璃与基材的分离:柔性OLED面板使用聚酰亚胺(PI)基材,薄膜型基材通过将PI树脂涂布在载体玻璃上并通过PI固化设备施加高温来制备形成,然后通过在该薄膜基底顶部蒸镀上RGB像素,通过前端处理及用LLO设备照射激光来分离载体玻璃和PI膜。


小尺寸用柔性OLED趋势已定,可卷曲为终极形态


OLED技术成熟度相对较高,在小尺寸中未来应用趋势已定。在LCD技术风光逐渐退去的这几年,多种新型显示技术在不同方向开始崭露头角,比如中小尺寸的Micro LED、QLED;中大尺寸的QLED;大尺寸的Mini LED、量子点等。相比其他几种技术,OLED显示技术成熟度较高,已在高端产品中开始应用。相比于LCD,其响应速度更快,显示效果好;单层玻璃,无需背光,显示屏更轻薄;可在不同材质基板上制造,更易弯曲;发光效率更高,能耗低。OLED 是自发光屏,制造工艺简单,在产业成熟后,成本可低于同尺寸LCD产品。三星、LG、京东方等原传统LCD面板龙头厂商纷纷转向OLED制造,其中三星已经关闭大陆高世代LCD生产线,专注OLED生产。我们认为在小尺寸市场尤其手机市场,用柔性OLED趋势已定,OLED有望逐步替代LCD成为下一代主流显示产品。

【中信证券电子研究】手机柔性屏趋势已定,19年为柔性屏起步年——电子行业柔性屏专题

曲面屏开启柔性屏时代,折叠屏过渡后,未来可卷曲屏是OLED终极形态。智能电子显示产品的发展趋势是屏占比越来越大,边框越来越小,从最初的触控屏到后来的窄边框显示屏,曲面屏的出现缩小了左右边框,全面屏成为近年趋势。根据群智咨询,2017年全面屏渗透率仅9%,2018年已快速提升至64%,预估2019、2020年将可提升至86%、93%。真正的全面屏要求屏幕铺满,没有摄像头等其他组件,但目前技术很难做到该形态,最新趋势是利用屏下指纹、屏下摄像头和全面发声技术扩大屏占比。从技术角度,OLED可使用特殊柔性塑料基板,更易实现此技术整合。此外,消费者对未来显示屏的可视面积需求越来越高,从现在70%到全面屏的100%,未来可能会是200%,拥有折叠或卷曲的形态。因此,现有全面屏手机及电视在真正柔性AMOLED产品视角而言,属于过渡性应用产品。要实现真正意义全面屏,从万物互联到万物显示,柔性显示将起至关重要作用。可折叠屏和卷曲屏均需柔性OLED显示屏作为基础,应用于多种形态电子产品上。可折叠和卷曲屏将推动产业创新升级,已迅速得到高度关注,也会是未来重点研发方向。根据Strategy Analytics,折叠式智能手机的出货量在2019年估计将达到70万支,2021年及2023年预计将达到3,040万支和5,010万支。

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平面屏走向卷曲屏,多项难题仍需逐步突破。当前柔性屏幕正向可弯折和可折叠方向发展,最终目标为达到可卷曲状态。曲面屏的出现已带来设计及加工工艺上的探索,主要包括盖板玻璃从2D升级到3D,触控技术和封装技术的改变,但达到终极应用状态需克服的还有封装技术的提升、弯折极限次数的达成以及高额成本的降低。根据柔宇科技《柔宇科技声明:详细解读业界最关心的四大问题》:“与传统玻璃硬屏或固定曲面显示相比,可自由弯曲折叠的柔性显示屏难度极大,它需要在微米量级的超薄柔性薄膜上,通过数百步半导体工艺流程,将近百种微纳米材料制作成数千万个性能均匀且稳定可靠的晶体管集成电路和发光器件阵列,并且能够可靠承受十万次以上的弯折。”


——有机材料特质,致使封装问题是难点之一。OLED器件中的有机材料和电极等对环境中的水汽、氧气敏感,因此OLED器件制作完成后必须原位进行封装。目前有效封装方式为采用薄膜封装技术,需在OLED电极制作完成后,于真空状态下采用PECVD、ALD等方法原位在OLED电极上生长具有水氧阻隔特性的纳米级薄膜,以达到封装目的,技术要求极高,特别是柔性OLED,由于其使用特性,封装材料需要面临多次自由弯折压力。

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——目前铰链的使用寿命仅约2万次,耐弯折可靠性待解决。柔性OLED显示屏的抗弯折性能也是亟待克服难题。目前市面上柔性OLED全部为固定曲面,无法主动自由弯折,主要源于柔性OLED显示屏弯折次数或者弯折曲率半径超过一定限度,就会出现器件老化问题,导致亮度下降、产生黑点、暗线等损伤,使用寿命急速衰退。目前铰链的使用寿命仅约2万次,后续仍需不断试验和研发,以提升产品寿命。


——柔性OLED总成本居高不下,材料成本、良率问题等有待优化。目前OLED小尺寸软屏价格约60元+,是硬屏和LCD显示屏价格的3倍,大尺寸OLED显示屏价格更是LCD显示屏的3-4倍。造成OLED产品价格居高不下有几方面原因:其一,柔性OLED显示屏必须使用的PI膜目前产能不高,导致价格偏高;其二,设备端的高额折旧导致生产成本较高;其三,目前技术成熟度不够导致良率较低;其四,模组产品如芯片、盖板、FPC等依赖上游厂商供给,议价能力相对较低。


OLED产品应用广泛,多款产品已有所验证,未来市场前景广阔。随万物互联5G时代到来,显示屏需求无处不在。OLED作为新型显示技术,性能出色,形态多样化优势,应用极为广泛。OLED主要应用领域涵盖手机、电视、可穿戴设备、车载产品、家用电器和VR/AR等。由于柔性OLED自身可折叠的性质,智能水杯、智能音箱等新应用也开始布局产品,未来市场空间可期。


聚焦手机19年为柔性屏起步年,安卓阵营全跟进


主流品牌手机厂商纷纷选择OLED屏幕,预计2019年超50%机型搭载。目前手机屏发展趋势为屏幕组件集成化,研究屏下指纹、屏下摄像头及全屏发声等技术,给予消费者最大视觉面积。OLED显示屏为最好解决方案,多家主流手机厂商已推出高端OLED屏幕产品。A客户2018年三款新品中两款搭载OLED显示屏,也验证了LCD屏向OLED屏转化的趋势。另外中国几大手机品牌一直主攻中低端市场,为在国际市场上未来赢得高端份额,也开始采购高端OLED显示屏,特别是主打超高像素拍照手机的OPPO和VIVO。从2018年主流手机品牌面板搭载规划上来看,三星接近70%的机型选择使用OLED屏幕,VIVO也有近40%机型搭载OLED屏幕,IHS预估2019年智能手机的OLED渗透率将首度超越LCD达50.7%,2025年进一步推升至73%。

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2019年为柔性屏起步年,安卓阵营预计全跟进,后续为行业大趋势。由于成本及产能等原因,市场初期的可折叠屏幕手机多为概念机,较难商用。专注柔性屏的柔宇在2018年10月发布的柔派手机,是最早发售的可折叠手机,官宣此款产品屏幕两侧可折叠180°,经过超20万次弯折测试等严格检测,每天折叠100次情况下可使用6年。随后,三星的可折叠手机在其SDC2018开发者大会亮相,搭载Infinity Flex Display屏幕技术,其采用的OLED屏幕可折叠数十万次,预计在2019年2月发布,被视为行业第一部真正完整的可商用折叠手机。华为紧随其后,有望于2019年2月24日的MWC2019上发布可折叠手机,并预计采用京东方提供的柔性OLED面板。此外,小米也正与国内技术领先厂商联合开发双折叠手机屏幕,其他手机厂如OPPO,VIVO等亦均有望于2019年发布相关概念机。我们预计,2019年主要安卓手机厂商均将试水可折叠屏幕手机,2019年为柔性屏起步年。根据IHS Markit预测,2019年可折叠AMOLED面板出货量将达到140万台,此后快速增长,预计到2025年可折叠AMOLED面板出货量将达5000万台,可折叠AMOLED面板占AMOLED面板总出货量的8%,占柔性AMOLED面板总出货量的11%。

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投资建议

目前全球柔性OLED产能主要为三星垄断,国内厂商也在迅速发力,京东方、维信诺、华星光电等多家屏幕厂商紧跟行业技术。我们认为2019年为柔性屏起步第一年,安卓阵营厂商有望全线推出相关概念机紧跟技术趋势,后续IOS阵营也有望跟进。行业大趋势下,我们建议关注受益屏幕替换潮带来的有相关技术布局及储备的公司,如京东方、维信诺、TCL。