机械设备行业深度研究：OLED显示面板设备国产替代正当时

OLED凭借性能优势已成新一代显示技术主流 OLED为自发光显示技术，与非自发光主流技术LCD相比，OLED具备对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可实现柔性显示等核心优势。随着工艺持续改进、成本持续下降，OLED正逐步对LCD实现替代，已成为新一代显示技术主流。MicroOLED作为OLED技术的延伸，将OLED和半导体技术结合，实现了更高的像素密度、更高的响应速度以及更低的功耗，已成为目前最适用于虚拟现实的量产显示技术，有望助推OLED产业发展。 OLED需求：中大尺寸OLED增量可期 目前OLED显示面板逐渐由高端向中低端市场下沉，使得全球OLED市场规模持续扩张，预计22-27年OLED面板出货量CAGR为7%。从不同尺寸的市场需求来看：1）小尺寸显示市场中OLED已成为主导技术，其中手机OLED渗透率已超45%；2）中大尺寸市场OLED推广面临高成本和低良率问题，当前渗透率尚不足3%，但随着产线升级和工艺变革，未来增量空间较为广阔。 OLED供给：全球OLED产能重心逐渐转向中国 随着OLED市场需求愈热，产能投资也正在加速，根据DSCC数据，2025年全球显示器投资中OLED占比将达84%，远超其他显示技术。在资本投资推动下，2020-2025年全球AMOLED产能CAGR有望超30%。在全球产能扩张的同时，随着国产面板厂商发力崛起，全球产能重心也逐渐由韩国向国内转移，2025年国内产能有望赶超韩国并成为全球第一。 设备为OLED产业发展关键环节 OLED制造和检测设备贯穿面板生产的Array、Cell和Module三大制程，对各流程工艺和最终产品质量起到关键作用，OLED制造设备处于行业上游，主要包含蚀刻、显影、镀膜、封装等设备。从成本结构来看，设备是OLED面板最主要的成本来源，成本占比约为35%，为最主要成本来源，因此设备为OLED产业发展关键环节。 OLED设备国产替代正当时 目前受制于技术和工艺壁垒，我国OLED设备总体国产覆盖率不高，且不同生产制程设备因技术壁垒高低不同，国产化率存在分化：1）中前段制程设备被国外垄断，国产化率低，且国产短期内较难突破；2）模组段设备和检测设备门槛相对较低，为国产厂商主要集中地，尤其 Cell/M odule段检测设备国产渗透率已达86%。根据CINNO Research报告，21年国内AMOLED产线设备市场投资规模约为600亿，预计在24年到达历史新高约866亿。 投资建议 OLED设备作为OLED产业链重要一环，有望持续受益OLED产业发展，设备国产替代未来可期。产业链相关标的：1）蒸镀设备：奥来德；2）模组设备：联得装备、智云股份、劲拓股份、易天股份；3）检测设备：精测电子、华兴源创、精智达、凌云光、赛腾股份。建议关注：精测电子、赛腾股份。 风险提示：宏观环境导致的需求持续不振风险、技术升级迭代风险、产线投产不及预期风险、市场竞争加剧风险。 1.OLED凭借性能优势已成新一代显示技术主流 1.1OLED为自发光技术且可实现柔性显示 OLED是以多种有机材料为基础制造的将电能直接转换成光能的有机发光器件。 OLED全称为OrganicLight-EmittingDiode，即有机发光二极管显示器，是指有机半导体材料和发光材料在电流驱动下而达到发光并实现显示的技术。 OLED具备有机发光层，能够实现自主发光显示。OLED主要是由发光层、电子/空穴注入层、电子/空穴传输层等层状结构构成，核心为发光层，通过选用不同的发光材料来实现彩色发光。其发光原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入、迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成发光现象。 图表1：OLED的有机发光层能够实现自主发光显示 OLED的结构决定了其具备可弯曲折叠的能力，通过改变基板材料即可实现柔性显示。随着各大智能终端主机厂不断推出曲面屏、折叠屏产品，柔性显示顺势而生，需求持续膨胀。OLED采用阳极-有机发光层-阴极的夹层结构，且不需要背光模板，这使得OLED具备了弯曲折叠的先天条件，只需将玻璃基板更换为聚酰亚胺（PI）、聚乙烯（PET）、聚碳酸酯（PC）等柔性材料即可实现柔性显示，这使得OLED在柔性显示时代大有可为。 图表2：柔性OLED可广泛应用于各类显示面板 OLED可以分为被动矩阵式（PMOLED）以及主动矩阵式（AMOLED）两种类型，其中AMOLED技术更具先进性，成为OLED主流技术。PMOLED以扫描方式点亮阵列中的像素，每个像素在短脉冲模式下瞬间高亮度发光，该形式优点是结构简单，可以有效降低制造成本，然而驱动电压高、耗能大，使PMOLED不适合应用在大尺寸与高分辨率面板上，与现在的发展方向有所出入。而相较于PMOLED，AMOLED采用独立的薄膜电晶体去控制每个像素，可实现单个像素独立且连续驱动发光，具备低能耗、高分辨率、快速响应和发光元件寿命长等优势，这使得AMOLED成为OLED的主流技术。 图表3：AMOLED（左）与PMOLED（右）结构原理对比 1.2OLED凭借性能优势正逐步对LCD实现替代 根据发光类型划分，平板显示技术包括自发光和非自发光两大类别，LCD为非自发光代表技术，OLED则为自发光式主流技术。非自发光式显示器件本身不发光，而是利用信息调制外界背光源而达到显示的目的，主要包括液晶显示LCD和电子纸显示EPD，其中LCD为非自发光技术主流。自发光是利用信息调制各像素的发光强度和颜色，进行直接显示，包括PDP、LED和OLED等，其中OLED为当前自发光技术主流。 图表4：TFT-LCD和AMOLED为当下平面显示两大主流技术 与LCD相比，OLED具备无需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可实现柔性显示等核心优势，显示性能更加优异。OLED屏幕不需要背光模块，可以在更小的空间内实现更高的分辨率和更好的视觉效果，屏幕厚度可以控制在1mm以内，并且重量更加轻盈；OLED响应时间是LCD的千分之一，能够提供更平滑、更连贯的视觉效果；OLED每个像素点都是一个独立的发光二极管，意味着当像素不需要显示颜色时，可以完全关闭，实现真正的黑色和无限对比度；OLED具有广大的色域和色彩表现能力，且液态结构可以保证屏幕的抗衰性能，实现超大广角；另外，OLED面板还可实现柔性显示、透明显示，并且能耗显著更低。 图表5：OLED比LCD屏幕更加轻薄 图表6：OLED屏幕显示效果显著优于LCD屏幕 图表7：OLED各项核心显示性能均优于LCD OLED工艺持续改进、成本持续下降，技术创新与规模效应共同带动下应用形态快速拓展，正逐步对LCD实现替代。LCD应用工艺成熟，成本低廉，长期占据显示面板市场大部分份额，目前仍为市场上应用最广泛的平面显示技术。而OLED面板在推出伊始价格较为昂贵，未进入日常电子消费品行列，但在2010年之后随着其生产工艺的提升和生产成本的下降，OLED屏幕逐渐在手机、可穿戴设备应用和推广。目前基于OLED显示面板的技术优势以及LCD的市场情况，OLED面板正逐渐取代LCD面板成为主流显示面板制造商的新选择。 1.3M icro OLED：乘虚拟现实东风而起 Micro OLED是OLED延伸技术，其将半导体技术与OLED技术相结合，器件结构包括了硅基驱动背板与OLED器件两个部分。Micro OLED又称硅基OLED，是OLED技术的延伸，但不同于传统的OLED，Micro OLED是以单晶硅芯片为基底、以CMOS为驱动，无需外置驱动芯片。具体来说，Micro OLED利用成熟的CMOS工艺，将传统外置显示芯片集成在单晶硅衬底中，接着在高温低真空环境下，将OLED沉积到单晶硅衬底上制作成光源模块，这种结构使得Micro OLED可以制备更小的像素尺寸（通常在6~15微米），约为传统显示器件的1/10。 与传统OLED相比，MicroOLED具备轻薄小巧、高像素密度、高响应速度以及低功耗等优势，是对OLED工艺的升级。与OLED相比，Micro OLED：1）像素尺寸更小，对应的像素密度更高，达到每英寸3000ppi以上，可以实现更高分辨率，提供更清晰更细腻的画质；2）不需要复杂的封装技术，更加小巧轻薄且可降低封装成本；3）响应速度更快，能够提供更高的帧率；4）将微显示直接搭载在单晶硅晶圆之上，可以降低能耗。以上优势使得Micro OLED成为适用于AR/VR/MR等虚拟现实产品的显示技术方案。 图表8：Micro OLED结合了OLED器件和CMOS硅基驱动背板 当前用于AR/VR显示的方案有四种：Fast-LCD、Mini LED、Micro OLED和Micro LED，综合来看，Micro OLED是目前最适用于虚拟现实的量产显示技术。 Fast-LCD是基于传统LCD基础上的新型液晶显示技术，使用了全新的液晶材料和结构，具备更高的光电响应速度和更好的光学性能，从而实现更快的刷新速率和更高的图像质量。但与OLED技术路线相比，Fast-LCD在像素密度、对比度、响应速度等性能上仍相对落后，难以满足不断提高的虚拟现实显示性能需求。 MiniLED在Fast-LCD基础上将原来LCD后面整块的背光板分割成数个可单独控制亮度的分区背光板，以提高产品的对比度，能够很容易实现HDR显示效果。但Mini LED毕竟是采取的背光技术，越细化的背光技术，控制难度就越高，同时在一些场景的显示里，不可避免地会出现拖影。 MicroLED采用CMOS电路作为底层驱动背板，在GaN外延片上通过半导体工艺刻蚀形成微型LED阵列，之后将外延片晶圆与驱动背板晶圆通过晶圆级键合形成电学连接，再利用量子点技术形成单片全彩显示。MicroLED显示器具有很高的PPI（像素密度）、亮度、对比度和色域，且能有效改善OLED亮度低、寿命短的问题，整体性能最优，非常适合应用于AR设备上。但Micro LED要实现量产仍面临全彩显示和巨量转移的问题，技术瓶颈尚未完全克服，短期内商业化突破难度大。 Micro OLED采用半导体工艺，在实现自发光的同时可实现高像素密度，能够天然地去除纱窗效应和拖影问题。与Fast-LCD及Mini LED相比，Micro OLED在亮度、对比度、响应时间、功耗、体积等方面都有很大的优势；与MicroLED相比，Micro OLED在性能差距不大的情况下，已然具备了量产条件，商业化推广难度显著更低。 图表9：Micro OLED显示性能显著优于Fast-LCD 苹果首推Vision Pro搭载Micro OLED显示屏，Micro OLED有望乘虚拟现实东风而起。2023年苹果正式发布其头显产品Vision Pro，并搭载2块4K分辨率、像素密度达3000PPI以上、8K超高解析度的索尼Micro OLED屏幕，这将推动Micro OLED加速商业化推广落地，Micro OLED在VR/AR显示市场渗透率有望加速提高。 图表11：Micro OLED在VR/AR显示市场渗透率有望加速提高 图表10：Vision Pro搭载Micro OLED屏幕 2.OLED需求：中大尺寸市场增量可期 2.1应用市场下沉助推全球OLED面板市场规模扩张 OLED显示面板逐渐向中低端市场下沉，推动全球OLED行业市场需求持续扩张，预计2022-2027年OLED面板出货量CAGR为7%。由于OLED显示面板的优越性能，各大消费电子品牌已将OLED显示面板广泛应用于其产品高端系列中。而随着OLED不断走向成熟，生产成本逐渐下降，更多中低端智能设备产品具备了搭载OLED面板的条件，各大厂商也逐渐将OLED乃至柔性OLED下沉至中低端产品市场，这使得全球OLED市场规模持续扩张。根据Omdia数据，2022年全球OLED面板市场规模为424亿美元，2023年有望进一步提升至502亿美元，同比增长10.3%。从面板出货量来看，