中国OLED材料行业核心要素一览(附产业链全景、发展历程)

Dipsplay之家 2023-03-16 12:49

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1、OLED材料简述

OLED（Organic Light Emitting Display，中文名有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。

OLED可应用于显示及照明领域，是继CRT显像管、LCD液晶显示后，基于电致发光的第三代显示技术。

相比于上两代显示技术，OLED显示面板真正拥有了“未来科技”材料的轻、薄、快响应、透明显示、柔性可折叠的特点。其构造特殊，无需繁重真空器件和额外屏幕背光源、液晶相，只需将发光材料蒸镀到纤薄的ITO玻璃板上，通电即可发光显色。同时，OLED具有更广的色域、更大的视角、更宽的工作温度区间且更低的功耗。按驱动方式来分，OLED可分为有源驱动（Active Matrix, AMOLED）与无源驱动（Passive Matrix, PMOLED），前者在能耗、显示质量、寿命周期上更具有优势，因此成为主流应用。

OLED与LCD、量子点的对比

2、 OLED材料分类

一般而言，OLED可按发光材料分为两种：小分子OLED和高分子OLED（也可称为PLED）。

OLED材料主要包括两部分：发光材料和基础材料，两者占OLED屏幕物料成本的30％左右。OLED发光材料主要包括红光主体/客体材料、绿光主体/客体材料、蓝光主体/客体材料等。OLED通用材料，主要包括电子传输层ETL、电子注入层EIL、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、空穴阻挡层HBL、电子阻挡层EBL等，随着器件结构的优化，材料的种类在不断变多。其中有机发光层材料和传输层材料为OLED的关键材料。

OLED材料分类及主要代表厂商

3、OLED材料发展历史

OLEDs经历了数十年的发展，目前已经进入全面商业化的阶段。有机发光材料是有机电致发光器件的核心技术，也是该领域国际竞争的焦点。

有机电致发光材料的发展已经经历了两个重要阶段，第一代OLEDs发光材料是以三（8-羟基喹啉）铝（Alq3）为代表的绿色荧光材料，由于自旋统计限制，荧光材料中仅能利用单线态（S）激子发光，而三线态（T）激子白白浪费掉，因此该类材料的能量利用效率的上限为25%。

第二代OLEDs发光材料是磷光材料，目前以铱配合物为主要代表。1998年，马於光教授首次提出将75%的T态激子能量利用起来提高OLEDs器件效率的原理，即如果三线态和单线态同时发光（相同效率），则整个器件效率将提高三倍，并利用金属配合物发光材料制备了电致磷光器件。由于金属配合物中重原子效应，大大增强了自旋轨道耦合，使得S态与T态间自旋跃迁禁阻成为跃迁允许。这样，S态激子可以通过系间窜越生成T态激子，进而辐射跃迁到基态产生磷光，S态与T态激子的完全利用，所以磷光器件的内量子效率在理论上可以达到100%。由于磷光器件效率的大幅度提高，目前已经成为OLEDs的主流材料。但是由于高效率的深蓝光磷光材料依然缺乏，这严重阻碍了OLEDs全色显示与照明的发展进程。另一方面金属配合物磷光材料中的贵金属（如铱、铂等）资源稀缺，价格昂贵，也大大的限制了它们的进一步发展和应用。因此开发兼具低成本，高发光效率，高激子利用率的新一代有机电致发光材料迫在眉睫。

OLED材料发展历史

4、OLED材料产业链

OLED材料主要包括两部分：发光材料和基础材料，两者占OLED屏幕物料成本的30%左右。OLED发光材料主要包括红光主体/客体材料、绿光主体/客体材料、蓝光主体/客体材料等。OLED通用材料，主要包括电子传输层ETL、电子注入层EIL、空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、空穴阻挡层HBL、电子阻挡层EBL等，随着器件结构的优化，材料的种类在不断变多。其中有机发光层材料和传输层材料为OLED的关键材料。

国内OLED材料产业链

5、OLED发光材料产业概况

OLED发光材料层的形成需要经过三大环节，首先是将化工原材料有机合成中间体或单体粗品；然后再合升华成OLED单体，再进一步合成升华前材料或升华材料，再由面板生产企业蒸镀到基板上，形成OLED有机发光材料层。

从OLED材料供应链的角度来看，中国企业主要供应OLED材料的中间体和单体粗品；而升华材料的核心是专利，具有较高的壁垒，主要由韩日德美企业垄断。

OLED 发光材料是由化学原材料依次合成为中间体、粗单体，再经升华提纯得到。

OLED 发光材料工艺流程

目前，化学原材料国内产能充足，市场竞争激烈，国内企业议价能力较弱，毛利率仅有 10%-20%；中国是全球 OLED 中间体/粗单体主要生产国，目前市场格局已初步形成，行业维持较高的盈利水平，毛利率达30%-40%；而发光材料具有很高的技术壁垒，国产化能力较弱，目前由国外企业垄断，毛利率高达 80%。

发光材料是 OLED 有机材料关键核心所在

国内企业主要从事 OLED 中间体/粗单体生产。发光材料的专利基本被美、日、韩、德等国家企业所掌握，在成本压力下，这些企业一般会把部分 OLED 中间体/粗单体的生产外包出去。中国是全球 OLED 中间体/粗单体的主要生产国，知名企业如万润股份、濮阳惠成等上市公司已进入全球 OLED 材料供应链。目前行业已经实现国产化，竞争格局也初步形成，同时盈利水平维持在中高位。

国内 OLED 中间体企业

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。

发光材料分类

资料来源：公开资料整理

现阶段而言，全球 OLED 发光材料的供应权基本掌握在海外厂商手中，国内能实现高质量、大规模量产的厂商几乎没有。红绿磷光材料被UDC 垄断，蓝光材料的主要供应商为出光兴产、默克等，此外，陶氏化学、日本东丽、德山金属、LG 化学、三星 SDI、保土谷化学等国外优秀企业均在发光材料不同类别中占据一定的市场份额。

OLED 发光材料竞争格局

国内多家企业依赖其资源优势或技术积累纷纷切入发光材料领域，形成多种企业形态，将其划分为以下四种类型：中间体/粗单体企业向下游延伸、面板企业向上游延伸、海外领军企业团队归国创业、科研院所研究成果产业化。

（1）中间体/粗单体企业向下游延伸

随着国内 OLED 产业链日趋成熟，国内较为成熟的中间体/粗单体企业利用其在技术积累及工艺优势纷纷向下游布局技术壁垒更高的发光材料，以期扩大其竞争优势。如吉林奥来德、广东阿格蕾雅在原有的公司体系内进行研产；万润股份成立子公司三月光电专门研产 OLED 发光材料。

（2）面板企业向上游延伸

在中美贸易战、日韩贸易战爆发的背景下，核心原材料的供应也为国内面板厂商敲响了警钟。因此，国内领先的 OLED 面板厂商采取扶植本土材料企业的方法来降低关键供应“卡脖子”的风险。如从维信诺分离出来的鼎材科技专注研产新一代 OLED 发光材料，华星光电也成立子公司华睿光电来开发 OLED 发光材料。

（3）海外领军企业团队归国创业

随着 OLED 显示时代逐渐到来，一些具有相关专业背景的海归团队纷纷选择回国创业，将其自身对 OLED 发光材料技术和专利的独到理解运用到自主专利材料开发过程中，致力于国内 OLED 发光材料的发展，如夏禾科技、冠能光电。

（4）科研院所研究成果产业化

近些年来，我国科研院所研究实力稳步提升，研究成果频出，一些科研院所也越来越重视科研成果的产业化发展。因此也不乏一些科研院所孵化企业，如卢米蓝、海谱润斯。

国内主要 OLED 发光材料企业

6、我国OLED材料市场规模分析

OLED材料可应用于RGB OLED、WOLED、QD OLED和印刷OLED显示，均包含发光层材料和通用层材料。其中，发光层材料包括主体材料（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）；通用层材料包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层与电子传输层材料等。RGB OLED和WOLED早已实现规模商业化，是目前OLED材料最主要的应用终端。

2015年OLED材料市场规模为2.67亿元，2021年我国OLED材料市场规模增长至26.04亿元。随着国内OLED显示面板产能逐步释放及良率提升，国产OLED材料迎来较为快速发展。2021年国产OLED材料市场规模增长至8.76亿元，国内面板厂OLED材料市场规模26.04亿元，国产化率达33.64%。

2015-2021年我国OLED材料市场规模走势