为什么说实现柔性显示的关键在于膜材料？

柔性显示技术在这几年发展十分迅速，具有显著的新兴产业特征。对于各大厂商来说，开发柔性显示技术已经成了未来的必然趋势。那么，柔性显示的关键材料有哪些呢？下面模切之家带您一起看看。

柔性是OLED的杀手锏，可卷曲是OLED的终极形态，小分子OLED和有源驱动型（AMOLED）前景广阔，OLED（Organic Light-Emitting Diode）中文名称为有机发光二极管，由美籍华裔教授邓青云在实验室中发现，与LCD需要外光源不同，OLED具有自发光的特性，不需要外加光源，所以具有柔性、轻薄、省电、可视角度大等优点，其应用领域不断扩大，大有取代LCD之势。

根据使用有机功能材料的不同，OLED器件可以分为两大类：小分子器件和高分子器件。小分子OLED技术发展得较早（1987年），而且技术已经达到商业化生产水平。高分子OLED又被称为PLED （PolymerLED），其发展始于1990 年，由于聚合物可以采用旋涂、喷墨印刷等方法制备薄膜，从而有可能大大降低器件生产成本，但目前该技术远未成熟。

根据驱动方式的不同，OLED 器件也可以分为无源驱动型（Passive Matrix，PM，亦称被动驱动，PMOLED）和有源驱动型（Active Matrix，AM，亦称主动驱动，AMOLED）两种。无源驱动型不采用薄膜晶体管（TFT，Thin Film Transistor）基板，一般适用于中小尺寸显示；有源驱动型则采用TFT基板，适用于中大尺寸显示，特别是大尺寸全彩色动态图像显示。目前，无源驱动型OLED技术已经比较成熟，商业化的产品绝大部分是无源驱动型。

1.柔性是OLED的杀手锏

OLED 显示技术之所以倍受关注，是因为它作为显示器件有着很多优点：

（1）显示效果出众，OLED具有自发光特性，不需要背光源，在对比度、亮度方面有着无可比拟的优势，它不存在视角和响应时间的问题，可轻松实现真彩色高分辨率显示，而且随着材料技术的不断发展，OLED显示器在图像表现上的潜力将无法估量。

（2）实现软屏化，由于OLED 器件的核心层厚度很薄，甚至可以小于1毫米，并且可以呈现各种各样的弯曲形状，因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。如果将有机层蒸镀或涂在塑料基衬上，就可以实现软屏，使可折叠电视、电脑的制造成为可能。可以预见在不久的将来，电视可以像一张纸一样挂在墙壁上，不用时像布一样叠起来，随意携带

（3）屏幕微型化、巨型化，小分子OLED 可以制作出小于1英寸的屏幕，使显示屏幕微型化。高分子OLED（PLED）则在超大尺寸、低成本上占有更大的技术优势。小分子材料的分子量一般在数百左右，而高分子则在数万至数百万之间，因此，高分子材料有良好的热稳定性与机械性质，可以使材料完美地均匀分布于超大面积基板上。由于PLED可采用喷墨式的制造工艺，只要喷印技术和面板尺寸许可，显示器尺寸之大将让现有的显示器望尘莫及，实现巨型化的高清晰显示。

（4）环境适应能力强，OLED显示技术具有全固态特性，无真空腔，无液态成分。因此它的机械性能好，抗震性强，温度适应能力也很强，在-40℃～80℃范围内都可正常工作，大大超过了其它显示器件，因此在军事，航天领域将大有作为。

（5）环保、省电，同样是自发光，和CRT、PDP、LCD相比，OLED具有低压驱动和低功耗特性，驱动电压在10V以下，且更加省电。高分子PLED有着更低的驱动电压（3V～4V），其功耗更低。

（6）更低的生产成本，OLED技术的构成简单，无需背光单元，基板选择面广，材料和工艺方面的要求比LCD 低近1/3。

但是与LCD相比，OLED最关键的优势还是柔性。OLED发光层和传输层均为有机层，只要基板和盖板为可弯曲的材料，OLED面板就可以实现柔性。而LCD实现柔性的难度非常大，其一，LCD具有背光模组，这些发光器件本身厚度较大，且需要保证各像素点亮度一致，要实现弯曲的难度极大；其二，LCD含有液晶层，正常显示时需要液晶层的高度保持一致，但液晶本身为液体，如果LCD弯曲将会导致液晶层高度的不一致，使显示效果打折扣，这些都大幅增加了LCD实现弯曲的难度。

图1：LCD含有背光模组和液晶，难以弯曲

图2：OLED发光层为有机层，可弯曲

资料来源：Wind、中信建投证券研究发展部

2.新兴需求需要柔性

与LCD相比，OLED具有众多优点，但也有寿命短、成本高等缺点，但我们认为，OLED的柔性和广视角特征将使它更能适应未来多应用场景的需求，一个重要的领域为未来可能大爆发的虚拟现实（VR）行业，三星已向Facebook旗下厂商Oculus提供OLED显示屏，这是对OLED显示屏强有力的认可。据悉，很多VR头盔制造商（包括Oculus公司、HTC、索尼等）都采用低余晖OLED屏，而不是LCD屏。

另一个有可能引起OLED行业大发展的是智能手机，使用OLED可使智能手机做的更薄、更轻、可折叠，目前三星、诺基亚、HTC、华为、OPPO均有采用OLED显示屏的手机，市场一直有传闻苹果手机可能会使用OLED显示屏，我们认为随着OLED良率的提高，其成本不断下降，而柔性、省电、对比度高、视角广的优势极有可能让苹果公司采用OLED显示屏作为新的卖点。

同时，柔性显示将会带来显示形态的革命。柔性显示大大拓展了显示的空间形态，有望创造出巨大的新增需求。例如OLED柔性显示可以用于飞机内部，形成透明飞机的效果，在旅游领域前景广阔；三星也曾推出柔性手机概念，柔性手机从外表上看就是一只笔，需要时拉出屏幕就是手机。未来，随着显示屏实现柔性，人们可以发挥想象空间，创造出更多的显示应用。

图3：VR显示设备一般使用OLED材料

图4：可折叠手机

图5：柔性显示可应用于透明飞机

3.柔性显示的最终形态为可卷曲

当前OLED柔性显示的初级形态为曲面，即屏幕保持固定的曲面角度，屏幕表面一般采用3D玻璃盖板。曲面屏已经初步显示了OLED柔性的威力，为手机屏幕的外观的创新提供了良好基础。下一步，OLED面板可做成可折叠的形式，这样会使现有手机的屏幕面积翻倍，这就需要将折叠部分的盖板和基板材料变为可折叠的。最终，OLED可做成可卷曲的形式，像纸一样，可卷曲的特性将会大大拓展OLED屏的应用场景，它将是OLED显示发展的最终形态。

图6：三星OLED曲面屏

图7：三星OLED曲面屏

4.膜材料行业是实现柔性的关键，将大有机遇

OLED产业链有望崛起，整个OLED产业可以分为上中下游三个生产阶段，上游为设备制造、材料制造与零件组装，中游为OLED面板制造、面板组装、模组组装，下游为显示终端及其他应用领域，并且包含一些分支产业例如销售端和研发端。

OLED的快速发展将带动整个OLED产业链的快速扩张，包括制造设备、材料、组装等产业链都将孕育巨大的机遇。大部分OLED材料与LCD无法通用，所以OLED上游材料领域的市场机遇更大。本报告将重点研究对OLED实现柔性同样关键的薄膜及其相关材料。

图10：OLED产业链示意图

资料来源：中信建投证券研究发展部

5.膜材料是实现柔性的关键

传统OLED封装中，一般采用玻璃基板和玻璃盖板，由于玻璃难以弯曲，传统OLED显示屏无法实现折叠和可卷曲的功能。如果要实现柔性的OLED 显示，基板和盖板均需要更换为柔性材料（一般为聚合物），所以柔性聚合物膜材料是OLED显示面板实现柔性的关键。

资料来源：网络、中信建投证券研究发展部

图12：柔性OLED封装

资料来源：网络、中信建投证券研究发展部

6.薄膜及对应的基材和靶材最受益

阻隔膜受益最大。由于OLED有机材料对水和氧气敏感，遇水或遇氧容易发生反应而失效，所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能，尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现，也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材，在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比，柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量，受益最大。

聚酰亚胺（PI）材料有望崛起。柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片，由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT（根据发射方式不同而有所区别）材料，所以基材一般为耐高温的聚合物，现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺（PI）材料。

靶材企业占据有利地位，靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加，由于薄膜都会面临改性的问题，例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度等，这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现，相应的靶材需求量就会大幅增加。

7.阻隔膜受益最大

由于OLED有机材料对水和氧气敏感，遇水或遇氧容易发生反应而失效，所以OLED封装材料需要具有良好的阻隔性能，尤其是基板和封装盖板的阻隔性能要更好。目前基板和盖板对水、氧的阻隔可以通过在柔性基板表面沉积多层堆叠结构的无机薄膜来实现，也可以通过粘贴阻隔膜来实现。阻隔膜一般都是以塑料为基材，在其上通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法将无机氧化物沉积在衬底上形成水汽阻隔膜。与LCD显示相比，柔性的阻隔膜或阻隔材料是纯增量，受益最大。

国内从事显示膜业务的上市公司中，做触控上面ITO导电膜的企业较多，但真正做封装阻隔膜的企业非常少，目前有一些企业正在进行送样测试。封装阻隔膜暂时还处于爆发的前夕，但未来封装材料柔性化是大势所趋，封装阻隔膜后续增长空间巨大。如下为与OLED显示膜相关的上市公司。

表1：与OLED显示膜相关的上市公司

资料来源：公司网站，公司公告、中信建投证券研究发展部

8.聚酰亚胺（PI材料）有望崛起

聚酰亚胺性能优越，柔性基板可以为塑料、聚酯薄膜或胶片，由于需要在柔性基板上溅射上电极或TFT（根据发射方式不同而有所区别）材料，所以基材一般为耐高温的聚合物，现在使用最多的基材为耐高温聚酰亚胺（PI材料）。

聚酰亚胺，英文名称为Polyimide，顾又称为PI材料。其分子结构为含有酰亚氨基官能团（─C（O）─N─C（O）─）的芳杂环高分子化合物。聚酰亚胺按物化性质可大致分为四类：1）均苯型PI，2）可溶性PI，3）聚酰胺-酰亚胺（PAI），4）聚醚亚胺（PEI）。

图13：聚酰亚胺分子式

资料来源：中信建投证券研究发展部

聚酰亚胺在工程塑料中属于性能最优越的品种之一。PI材料具有以下优良性能：1）热稳定性强，长期-269℃-280℃间不产生形变；2）高强度高韧性，一些品种可与碳纤维比肩；3）优异的绝缘性；4）良好的阻燃性；5）耐化学腐蚀性强；6）抗辐射性好；7）无毒无污染。一般聚酰亚胺可以被制成五类产品：1）工程塑料；2）纤维；3）复合材料；4）泡沫塑料）；5）薄膜。

需求快速增长，聚酰亚胺的制造工艺流程也较复杂，重要参数在全球范围内只有少数企业中的少数人员掌握，保密性极强。工业上制造聚酰亚胺薄膜使用的材料为均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在极强性溶剂二甲基乙酰胺中经缩聚并流延展成膜，再经亚胺化而成。薄膜分为三个档次：1）普通PI薄膜；2）电子级PI薄膜；3）透明柔性薄膜。其中透明柔性薄膜可替代玻璃作为新一代OLED照明/显示的柔性衬底。

全球对电子级PI薄膜的需求在稳步增长，2006年～2015年消费量的年均增速约为6%，中国对薄膜的需求增长则更加迅猛，2006年～2015年消费量的年均增速达到了18%，由于技术要求较高，我国目前使用的电子级薄膜80%依赖进口。

图14：电子级PI薄膜的需求走势单位：吨/年

资料来源：中信建投证券研究发展部

与PI膜材料有关的公司：

杜邦

东丽-杜邦公司

日本中渊公司

宇都兴产公司

韩国SKC公司

台湾达迈科技公司

日本三菱瓦斯化学

丹邦科技

深圳惠程

9.靶材企业占据有利地位

靶材是电子薄膜材料主要原材料，靶材需求量有望提升。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加，由于薄膜都会面临改性的问题，例如需要提高阻隔性能、耐磨性能、透光度、导电性能等，这些改性多是通过磁控溅射法、电子束蒸镀法或等离子体增强化学气相沉积法的方法实现，相应的靶材需求量就会大幅增加。

溅射靶材是物理气相沉积技术（PVD）制备电子薄膜材料的主要原材料，其主要由靶坯、背板等部分构成。其中，靶坯是制备过程中高速离子流轰击的目标材料，其表面原子被轰击后飞散出来沉积形成薄膜材料；而背板具有良好的导电、导热性能，主要起在轰击过程中固定溅射靶材的作用。

图15：溅射靶材工作原理示意

图16：太阳能电池用钨钛靶

资料来源：网络、中信建投证券研究发展部

溅射材料种类较多，按形状可分为长靶、方靶、圆靶；按化学成份可分为金属靶材（纯纯金属铝、钛、铜、钽等）、合金靶材（镍铬合金、镍钴合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）。

溅射靶材行业属于电子材料领域，上游产业是有色金属的开采加工业，下游是电子薄膜材料制造业，终端产品应用于计算机、电视等电子设备终端。产业链上下游关系如下：

图17：溅射靶材上下游产业链

资料来源：中信建投证券研究发展部

溅射靶材在我国还属于较新的行业，但下游溅射镀膜和终端应用已经发展得较为成熟，高纯度金属以及溅射靶材等关键原材料主要依靠进口供给，因此，亟需将产业链向上游扩展，加大研发投入，大力发展高纯金属提纯和溅射靶材制造业务，形成相对完整的产业链条。

溅射靶材市场规模日益扩大，20世纪90年代以来，随着下游消费电子等终端应用市场的飞速发展，溅射靶材市场规模日益扩大，呈现高速增长势头。据统计，2014年世界高纯溅射靶材市场年销售额约87.5亿美元。据预测，未来5年，世界溅射靶材的市场规模将超过160亿美元，市场规模年复合增长率可达到13%。

10.对应的主要上市公司

柔性膜是OLED显示实现柔性的关键因素之一，我们认为OLED柔性显示的爆发将带动柔性膜的快速发展，相对应的柔性膜、PI材料和靶材的生产企业也将迎来快速发展的机遇。

与OLED膜材料有关的上市公司