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深度访谈 | 默克示界2017: 全球领军显示材料商对完美像素的不懈追求

CINNO  · 公众号  · 数码  · 2017-11-03 23:56

正文

2010年以来OLED显示技术在三星的推动下,在手机应用市场逐步发展成熟,并凭借轻薄,柔性等优势对LCD显示形成竞争压力,而近年来,关于“OLED技术与LCD技术孰优孰劣?”、“ OLED是否将全面取代LCD显示技术?何时取代?”等一系列问题常常成为显示产业界热烈讨论的话题。

而另一方面LCD技术本身也在不断完善,传统的液晶显示技术在不断成熟完善的基础上完成一次又一次的技术升级。随着相关技术陆续突破OLED 所具备的部分技术优势也被大幅度弱化。例如在大尺寸应用领域,通过量子点技术来提升是LCD 显示色域,创造足以媲美OLED显示的画面效果;又如曲面LCD电视作为曲面OLED电视的竞争对手,轻薄程度与OLED差距缩短,但在成本、稳定性及使用寿命上更具优势。

默克作为全球最大的液晶材料生产商,不仅在液晶材料的研发上不断做出技术创新来配合LCD业者提升产品竞争力;同时也在OLED,量子点等材料领域其他显示材料技术的研发上取得优异的成果。


11月2日在上海举行的“2017默克示界”研讨会上,默克向来自显示行业的近200位行业专业人士展示了全新的显示材料和技术。这些材料不仅能够满足目前的应用需求,还能够用于全新的、面向未来的技术应用场景。

同时,默克宣布启用位于江苏省苏州市的光刻胶研发实验室,并沟通了位于上海的OLED技术中国中心项目的建设。目前默克位于上海金桥的OLED技术中国研发中心建设资金已到位,并将于2018年二季度开幕。据悉,仅在2017年,默克高性能材料业务已经在中国投资逾一亿人民币以进一步发展其研发与应用实验设施。

2014年,默克以近19亿欧元完成对安智電子材料公司(AZ Electronics Materials)的收购,并更名为默克电子材料(苏州)有限公司。该公司成立于2005年,专注于为中国显示面板制造商提供光刻胶产品研发与生产服务。默克在苏州工厂内设立的全新的研发试验室将给研发团队带来更多资源,并为中国区面板厂商提供更高质量的材料和更快速的响应服务。

默克电子材料(苏州)有限公司光刻胶研发实验室和生产运营设施

“默克示界2017”:对完美像素的不懈追求

默克投资(中国)有限公司董事总经理、高性能材料业务中国区总经理赵赋斯博士表示:“作为特殊化学品供应商的创新先锋,默克长期致力于先进液晶(LC)材料的研发,并在这方面积累了丰富的专业知识。同时,我们还热衷于不断创新,以推动未来显示技术的发展,提高人们的生活品质。在液晶显示领域,满足人们对液晶材料的质量、可靠性和光学性能的要求和期待是默克的首要目标之一。”

为了进一步改善显示性能,满足客户需求,默克不断推出更好的液晶单体和为客户量身定制的混合液晶,从而提高如TN、IPS和VA等现有液晶技术的性能。同时,默克高端研发成果丰硕,比如更高精尖的聚合物稳定垂直取向(PS-VA)和超亮度边缘场开关(UB-FFS)技术。在UB plus技术的助力下,默克不仅能够打造超高亮度的快速响应液晶材料,还能将其应用于最大尺寸的电视中。随着各个模式的液晶性能参数的平衡性的提高,也达到了提高透过率和对比度的目标,正在研发的SA-VA(垂直自配向技术)技术目前也取得了巨大的进步。SA-VA SAVA技术旨在进一步简化生产工艺,从而在减少显示器总生产成本的同时实现全新的设计,带来全新的性能突破。

显示世界更多的可能:其他新型显示材料

默克显示材料全球营销高级副总裁罗曼·麦什博士表示:“除了优化显示材料外,机会也存在于目前的显示以外的其他应用领域。我们期待着探索新的应用领域并满足相应的显示要求。因此,我们的新目标也随之而生:开发具有新特性的显示材料。自由形态显示技术和轻量显示技术是这种显示材料最重要的应用趋势。这股趋势正在拓展应用市场,使新的应用成为可能。”这些潜在的应用领域包括聚合物墙稳定型显示、全息显示、智能窗户、光导应用和智能天线等。

1.自配向液晶

自配向(SA)技术能够帮助显示面板制造商在不使用配向层的情况下生产液晶显示面板。这是因为,使用了默克SA材料的液晶显示面板本身就能够实现配向功能。

液晶自配向技术无需使用聚酰亚胺(PI)且具备以下优势:较少的工艺步骤和较短的制程时间、降低材料的总成本、更加环保(避免使用普通的工艺中经常使用的挥发性有机溶剂)、提高能源效率(因为PI烘干所需的高温步骤更少)。默克正在针对不同的模式大力开发垂直自配向技术(SA-VA)和面内或边缘场开关(SA-IPS和SA-FFS)等SA技术。

由于使用自配向液晶材料,有机电子元件等温度敏感元件的应用将不再受到高温PI工艺的限制,因此自配向材料将能够助力柔性显示面板,量子点等其他新技术的实现。

2.聚合物墙液晶

聚合物墙液晶是实现柔性显示面板的材料解决方案。聚合物墙液晶技术能够在显示面板在受到外部机械应力时始终保持液晶盒厚度,可应用于复杂曲面的显示器(如汽车仪表盘)、可折叠显示器(如可折叠移动电话)或可卷曲显示面板(用于会议室等)。

该技术使用了一种由液晶主体和聚合物前驱体组成的特殊的液晶材料。这种材料由光显影技术加工而成,能够在显示面板的液晶层生成聚合物墙。在完成光显影工艺后,液晶材料的物理性能和配向将不受影响。在液晶层产生的聚合物结构将为液晶层提供机械支持,从而为下一代显示面板带来更大的设计自由。

3.智能窗户

液晶窗户能够帮助用户更加方便地控制建筑内部的温度,他能为夏季和冬季提供不同的阳光透射率,从而使冬季更温暖,而夏季更凉爽。这样一来,建筑既可以节能,又可以保持外墙美观。只需轻轻地按下按钮,建筑的透明窗户就可以在短短几秒内变暗。

这一功能可以代替传统的窗帘或外遮百叶窗。液晶窗户得以实现都要归功于个性化液晶的研发。通过改变电压,与客制化染料相结合的液晶材料既可以使光线通过窗口,也可以使光线被窗口吸收掉并由此被阻挡掉。这就是窗户变透明和变暗的原理。而使用不同模式的液晶使窗户能够实现从透明到半透明的自由切换,从而实现新一代的隐私保护窗口技术。

4.光导

在导光应用中,以液晶为基础的光学元件承担着光阀的作用,可改变光束的方向与形状。比起机械解决方案,液晶导光应用有着更大的优势。自适应汽车前灯就是其中一个突出的例子。在自适应汽车前灯中,液晶光导可控制远光灯的光分布。

5.智能天线

智能天线能够通过调谐液晶来改变天线波束的发射/接收的方向。这种液晶材料能够用于智能天线或其他工作范围在10-100GHz频率内的微波元件。在这个频率范围内,液晶材料能够实现高调制性和相对较低的介电损耗。智能天线能够使非机械天线运用于宽带通信系统。

目前,宽带通信系统正在逐渐被汽车、航海和航空领域采用。

“默克示界2017”部分媒体采访实录:

CINNO:刚刚的报告中有看到默克光刻胶这部分的业务。今年5月默克彩虹签订正性光刻胶合作备忘录,提到默克香港将为彩虹提供项目建设和生产制造的全部技术支持及关键原材料供应,并签订了正性光刻胶产品经销协议。想请问这样的合作对默克来说的重要意义是什么?未来Merck在中国市场的光刻胶业务的战略方向又是什么?

赵赋斯:刚才我们已经跟大家分享许多关于显示市场和数字,现在液晶显示市场大部分增长是来自中国的市场。对我们来说中国市场确实是我们重点关注的一个市场,尤其是现在的光刻胶的产品,销售情况非常好。同时你刚才说到竞争非常激烈,我们也必须要思考一下如何应对竞争。我们也可以采取许多方式,比如说创新,在PR市场进行创新。同时考虑怎样去看我们的商业模型,现在我们与彩虹进行合作,这合作是非常有效的方式,我们在液晶显示市场有良好的定位,对于我们与彩虹之间的合作感到非常满意。彩虹也是重要的制造商,他们也是有非常多的相关业务的生产线,我看看好我们与彩虹之间的合作。放眼未来,我们对于合作关系和商业模型,以及对于PR的业务都要保持开放性的心态。

默克默克先进科技材料股份有限公司显示材料事业部总经理李俊隆

李俊隆:跟彩虹的合作方是除了竞争态势之外,还有一点,这是默克在全世界第一次跟本地的合作伙伴进行这样的技术合作,深度的技术合作。这代表了默克的决心,事实上我们希望对整个中国面板产业的发展和成长尽一份力。默克对于中国的投资,对中国的关注不遗余力。除了在技术方面我们提供支援,把这些技术带到中国之外,怎么样帮助中国的产业链做升级,这是默克对中国非常重要的承诺。所以不单纯是从商业、战略的角度来看,另外也是我们对这块市场,这块土地的承诺。

他社:在刚刚的介绍当中有听您提到过TFT和光刻胶的技术,默克的光刻胶方案是怎么去帮助这些面板企业来提升面板的精度,或者说帮助提升工艺方面的一些问题?比如说大尺寸或者高像素方面,谢谢。


默克先进科技材料股份有限公司面板材料事业处技术部技术处长张雍政

张雍政:我是负责大中华包括台湾光刻胶的业务。高性能面板是未来的趋势,不管在TV还是在手机方面。我们知道在一些平面显示器的生产当中,不光工艺的提升是有局限性的,所以说我们在默克这边开发一些新的(产品来改善这种局限性),今天下午会听到我们有一些针对改善的产品,如化学生物性的光刻胶。我们也在研发一些解析技术的集成,可以用现有的光刻胶增进解析度,如硅氧烷或者硅氮烷这些材料。对于高性能的面板来说,比较重要的怎么改善透光率,借由硅氧烷或者硅氮烷材料可以降低高解析电路层之间的干扰,使性能得到改善。另外这个材料本身有很好的透明度还有热稳定性,所以可以相对提高面板自身的稳定性。我想在大尺寸高解析度这两块,硅氧烷和硅氮烷将是我们未来主要开发的方向。

他社:想问一下关于OLED发光材料这方面的问题。最新消息说UDC联合发光材料的专利在年底到期,我想问一下默克会切入这个方面吗?


默克先进科技材料股份有限公司功能性材料先进技术事业部暨OLED事业部中国区总经理邹明钊

邹明钊:刚刚提到荧光材料跟磷光材料,现在全世界OLED厂商都在使用这两种材料。蓝色的以荧光材料为主,黄跟绿,看你的手机屏所使用,只要是OLED的,它的绿色跟红色的都是使用磷光的发光材料。磷光材料会比较贵,里面含有一些贵金属,所以比较贵。大家都知道它的专利掌握在美国UDC手里,如果我们再更细度来看,它的专利分成两部分,一部分是材料本身的专利,第二个是器件的使用专利。您的问题应该不是材料本身的专利问题,应该是它的器件专利即将到期(与面板厂商相关)。默克这边刚刚提到我们在做墨水的开发,我们开发三个颜色,红绿蓝,红色和绿色一样开发的墨水是用磷光材料,我们说我们在很多年前就已经在开发磷光材料,不然我们没有办法做出好的墨水。所有好的磷光材料墨水都要基于好的蒸镀材料,我们不会侵犯磷光材料专利,默克所提供的磷光材料都有我们自己的材料专利。

他社:刚刚有提到OLED印刷材料,您可以介绍一下蒸镀材料和墨水的情况吗?现在打印均一性的问题,默克可以提供什么样的技术方案来解决?

邹明钊:刚刚提到打印材料墨水跟蒸镀材料,我们在不同的研发部门下做开发。因为要得到好的墨水必须要有好的蒸镀材料做本体,我们花非常多资源是在开发好的蒸镀材料上,找到非常好的蒸镀材料之后,我们会对这样的材料做改进,提升它的光洁度,而且不被这些溶剂破坏,才可以制作成好的墨水打印使用。所以是一整个连串的开发过程。我们首先是选择一个好的蒸镀材料,并把它改制成墨水。怎样达到墨水的均一性,不是靠单一的材料:一是材料本身,二是设备怎么样把墨水放到表面上,第三墨水本身有表面的功函数和表面的能量,必须三套要配合。另外我们必须要更了解会是怎样的打印头,怎样的设备,甚至于怎样的表面基板,整体配合起来,才有办法得到一个非常好的膜。现在默克研发里花了很多资源在这一领域,默克在自己的实验室里可以做出均一性非常好的膜,下一步希望透过刚刚提到的三个要素(材料、设备、客户)的配合来实现。我们当然很积极的希望越来越多这样的合作方案,为想要往这个方向发展的客户开发他专有的产品。打印墨水的材料本身是从蒸镀材料改进而来,但是墨水产品需要客制化(才能做到最佳配方)。

CINNO:刚刚提到OLED的印刷材料,早在两三年前我们有了解到默克OLED印刷用的可溶性小分子材料,已经取得了很好的成果,可以接近于蒸镀材料的性能,包括寿命。特别是红光跟绿光,最近这几年有没有一些新突破,包括在蓝光方面?

邹明钊:两三年前我们提到红色跟绿色非常接近于蒸镀材料的性能,这两三年我们蒸镀的红色跟蓝色一直在进步,我们红色一直跟得上蒸镀的红色跟蓝色。

蓝色的部分,我们之前提供的解决方案是红色跟绿色做打印,颜色是用蒸镀的,这样是最快最快可以实现量产化,因为我们所有的讨论都是怎么帮助我们的客户实现量产化,之前我们是提供这样子的方案。下一步的方案,因为技术一直在提升,我们也听到客户的需求,希望蓝色也可以变成打印的墨水,所以我们现在已经把所有的研发资源都专注于在蓝色的墨水。

CINNO:什么样的成果?比如说发光效率?

邹明钊:发光效率现在可以做到两位数,接下来要解决寿命的问题,我们希望明年初这墨水能到市场上,我们实验室一直都有,但是我们希望我们推出来的产品不是只适用于单方面的(产品和客户的)。

关于默克:

默克集团(Merck KGaA)创建于1668年,拥有约350年历史,是世界上历史最悠久的家族性医药化工企业,足迹遍布66个国家,拥有5万名员工。同时默克还是世界最大的显示器液晶材料供应商,提供全球60%的液晶材料,广泛用于LCD电视机、笔记本电脑、显示器、移动电话、智能手机等仪器与设备。2016年默克的销售额150亿欧元,有20亿欧元投入到研发领域。


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