文章导读：
中国显示材料产业全景与突围路径
一、显示技术双主流：LCD与OLED共舞
TFT-LCD：占全球40%市场，优势为低成本、长寿命、高分辨率，关键材料包括玻璃基板/偏光片/靶材（70%依赖进口）。
OLED：中小尺寸高端屏首选，柔性显示驱动材料创新：
核心材料：发光材料（90%被日韩德垄断）、PI膜（柔性基板，全部进口）、COP膜（替代TAC的潜力材料）。
技术突破：透明CPI盖板（可弯折5万次）、二维材料（石墨烯电极/MoS₂晶体管）。
二、未来技术：量子点/Micro-LED/电致变色崛起
量子点（QLED）：无镉无铅材料是趋势，钙钛矿量子点待攻克稳定性瓶颈。
电致变色（EC）：节能、护眼、柔性，但有机材料成膜能力不足。
Micro-LED：需突破巨量转移技术、GaN外延材料。
三、残酷现实：高端材料90%“卡脖子”
四大痛点：
① 液晶/OLED发光材料：德日企业垄断专利；
② 玻璃基板/柔性玻璃：康宁/肖特掌控8.5+代技术；
③ 靶材/光刻胶/掩模板：高纯制备技术被奥德日封锁；
④ PI膜/OCA胶：美国杜邦、日本宇部主导供应。深层短板：企业扎堆低端、科研成果转化率低、跨学科人才短缺。
四、破局战略：材料先行，三箭齐发
国家级平台攻坚：
整合企业/高校/院所资源，共建显示材料共享数据库（靶材配方、PI合成工艺等）。
龙头企业主导技术突围：
重点攻关：高纯OLED发光材料、50μm超薄柔性玻璃、稀土掺杂靶材。
校企融合育人才：
定向培养显示材料工程师，破解“懂材料不懂工艺”困局。
结语：显示技术百花齐放，但材料是产业命脉。打破海外垄断需举国之力，让“屏”背后的中国材料真正硬起来！
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正文
中国显示材料产业全景与突围路径
一、显示材料领域概述
随着现代显示技术的不断进步，商业化的显示技术先后经历了由阴极射线管显示（CRT），到等离子体显示（PDP）和液晶显示（LCD），再到目前薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）、有机发光二极管显示（OLED）、量子点发光二极管显示（QLED）、微型发光二极管（Micro-LED）显示、电致变色（EC）显示、电泳显示、电润湿显示、干涉调制器（IMOD）显示和光子晶体显示新型显示技术共同发展的阶段。显示技术的发展历程总体呈现半导体工艺取代电真空工艺的趋势。
目前显示行业占主流的显示技术主要是TFT-LCD和OLED。其中，TFT-LCD凭借低成本、长寿命、高分辨率、低灰阶均匀性和人眼健康等优势占据着市场的主要份额。未来几年，其在我国内地市场占有率将持续增加，占比接近40%。与此同时，OLED凭借其优异的色彩表现、低功耗、快响应速度等成为中小尺寸高端显示屏的首选技术，未来有望成为LCD的替代品。近年来，由于4K超高清和全面屏市场需求大，驱动全球新型显示产业持续增长，总体呈现以下发展态势：
①我国的TFT-LCD市场地位得到进一步提升；
②OLED面板材料市场突飞猛进；
③关键材料和设备本土配套能力不断增强；
④新型显示产线建设热度不减，投融资势头依然高涨。
为了做大做强新型显示产业，加快打造世界级新型显示产业集群，就必须实施材料先行战略，积极引进和重点培育一批新材料领域的领头羊企业。加强靶材、湿化学品、玻璃基板、偏光片、掩模板、驱动芯片等关键材料的研发投入，结合柔性显示与印刷显示等新型显示需求，加快有机发光材料、柔性基板、金属掩模版、封装材料的研发和产业化，进一步提升关键材料的供应能力。
（一）LCD用显示材料
在TFT-LCD供应链清单中，材料不仅以其高技术附加值成为全产业链中的高利润环节，同时也能够体现出显示技术发展的特点。新型显示材料的技术突破将在该领域技术发展中扮演越来越重要的角色，也将是显示产业协同创新的源头和关键。液晶显示材料主要应用于液晶面板制造环节，材料和零部件主要包括：靶材、液晶材料、膜材料、玻璃基板、彩色滤光片、偏光片、背光模组等。
图 LCD 材料和零部件主要环节及相关公司
1971年扭曲向列相液晶显示器（TN-LCD）问世后，介电各向异性为正的TN液晶材料（主要为酯类、联苯类、苯基环己烷类及二氧六环类液晶化合物）便很快开发出来。特别是Gray等在1974年合成出相对结构稳定的联苯腈系列液晶材料，满足了当时电子手表、计算器和仪表显示屏等LCD器件的性能要求，从而真正开启了TN-LCD产业时代。
1984年，超扭曲向列相液晶显示器（STN-LCD）被发明出来，由于它的显示容量扩大，电光特性曲线变陡，对比度提高，要求所使用的向列相液晶材料电光性能更好，到20世纪80年代末就形成了STN-LCD产业，其代表产品有移动电话、电子笔记本及便携式微机终端。STN-LCD用液晶材料，主要是由乙烷类、嘧啶类和端烯类液晶化合物混配成的液晶材料，具有低黏度（η）、大K33/K11（K33为展曲弹性常数，K11为扭曲弹性常数）等特点。
随着TFT-LCD技术的飞速发展，近年来其不仅占据了笔记本电脑等高档显示器市场，而且随着制造工艺的完善和成本的降低，目前已向台式显示器发起挑战。由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子，消除了交叉失真效应，因而显示信息容量大。配合使用低黏度的液晶材料，响应速度极大提高，能够满足视频图像显示的需要。因此，TFT-LCD相对于TN型液晶显示器、STN型液晶显示器有了质的飞跃，成为21世纪最有发展前途的显示技术之一。
（二）OLED用显示材料
随着柔性电子的发展，新型折叠可卷曲和可拉伸的显示器已经被开发出来，它们可以在各种变形条件下保持其性能。三星公司和惠普公司分别在2019年和2020年展示了第一款具备可折叠OLED显示屏的智能手机和笔记本电脑。由于这些显示屏必须是柔性的且存在理想的绝缘体、半导体和导体性能，所以要发展柔性设备则必须进行材料创新。
OLED材料主要包括发光材料和基础材料两部分，合计占OLED屏幕物料成本的约30%。
发光材料是OLED面板的核心组成部分，主要包括红、绿、蓝光的主体/客体材料等，是OLED产业链中技术壁垒最高的领域，其市场竞争小、毛利率高。
OLED基础材料主要包括电子/空穴的传输、注入和阻挡等层，有机发光层材料和传输层材料为OLED的关键材料。
OLED采用的发光材料是有机材料，可以分为小分子有机材料和大分子有机材料，其中大分子有机材料一般采用喷墨打印的方式成膜，而小分子有机材料一般采用蒸镀的方式进行薄膜沉积。目前的量产技术都是采用蒸镀小分子的方式来制作OLED显示器，最终制作的OLED器件是由多层叠在一起而成的。
根据OFweek产业研究院数据，2017年全球OLED材料市场规模为8.56亿美元，2018年全球OLED材料市场规模约为11.56亿美元，2022年全球OLED材料市场规模将达20.4亿美元。
OLED发光材料目前基本被国外厂家垄断，主要集中在出光兴产、默克、UDC、陶氏杜邦、住友化学、德山等企业，市场份额占比90%以上。
图 OLED材料的竞争格局
OLED有机发光材料历经三代：第一代为荧光材料，第二代为磷光材料，第三代为超敏荧光材料（TADF，目前尚在研发），目前蓝光主要使用第一代荧光材料，红光、绿光用第二代磷光材料。
荧光材料专利被出光兴产、默克、LG、陶氏等海外公司垄断，小分子磷光OLED材料和TADF材料主要由美国UDC公司垄断。国内企业目前在发光材料专利储备和成品产出方面还存在较大差距，多以从事技术含量较低的单体和中间体生产为主。
1、PI膜：柔性OLED领域最关键的显示材料
聚酰亚胺（PI）具有高模量、高强度、耐高低温、轻质、阻燃等特性。PI产业链上游为二胺类和二酐类原料，包括PI树脂和基膜的制成环节，以及精密涂布和后道加工程序，其中树脂和基膜的制成是壁垒最高的环节，目前被日本宇部、韩国科隆、住友化学等少数几家企业垄断，国内目前全部依赖进口。
黄色PI由于具备优良的耐高温特性、良好的力学性能以及优良的化学稳定性，因此是目前主流OLED产品中的基板材料。作为柔性基板材料，PI自身呈现黄色没有显著影响，但却不能作为盖板材料使用。
透明无色PI（CPI）的发展彻底解决了这个问题。目前CPI在柔性OLED里面的应用主要包括盖板材料和触控材料。盖板材料的主要作用是避免手机屏幕遭受外部冲击，而可折叠手机中的柔性盖板材料既要有抗外部冲击的保护性能，又要可以经受数万次的折叠而不损坏，还要具有玻璃一样的透明度。目前只有经过硬化处理的透明PI材料能够同时满足以上要求。韩国科隆是最先研发成功透明PI的公司，其他潜在主要供应商包括住友化学、SKC、LG等。
2、PMMA：高端需求增长带动光学级产品放量
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称有机玻璃，具有良好的透明性、光学特性、耐候性、耐药品性、耐冲击性和美观性等特性，产品包括模塑料、挤压板及浇铸板。
从全球产能分布来看，PMMA的生产大部分集中于三菱、住友及奇美等海外化工巨头手中，市场合计占有率达到60%～70%的水平，且这些海外公司都具备原料MMA自给能力。
目前PMMA消费主要集中在欧洲、美国和亚洲，其中亚洲地区尤其是中国已经成为全球最大的PMMA消费国，初级形态PMMA消费量接近60万吨。由于国内产能不足，我国一直是PMMA的净进口国。液晶显示器导光板是PMMA下游应用增长最快的领域之一。
除了导光板外，PMMA也正在逐步替代三醋酸纤维素（TAC）膜用于生产偏光片，是偏光片中使用占比最多的非TAC类薄膜，由于生产难度较大，目前主要由日本住友化学、韩国LG化学等厂商生产，未来PMMA膜在光学显示领域还有广阔的增长空间。
3、COP膜：未来有望替代TAC膜
目前，市场上偏光片原材料大多仍采用TAC薄膜作为聚乙烯醇（PVA）膜的保护层，但由于TAC膜市场主要由两家日商富士写真与柯尼达垄断，价格偏高。另外，从技术层面看，TAC膜厚度降低后，力学性能变差，并且TAC膜光弹性系数差，显示器受力后图形变化大。
另外，随着Open Cell占比的提升，也需要偏光片具备更低的收缩性以及更长时间的耐久性。因此，非TAC薄膜占比逐渐提高。
目前市场已近量产的非TAC保护膜有PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和环烯烃聚合物（COP）薄膜等材料。
为了实现特定的光学效果、降低成本、提升产品可靠性，非TAC膜的新型保护膜是未来重要的发展方向，并且随着OLED在5G手机等大功率电子设备的渗透率不断提升，对屏幕的耐热性与防水性要求也更高。
COP膜透光率与TAC膜相当，但机械性、耐温性、耐候性远超TAC膜，是未来最有可能替代TAC膜的材料。COP是双环庚烯在金属茂催化剂作用下开环异位聚合，再发生加氢反应而形成的非晶态均聚物。COP透光率与TAC、PMMA相当，密度比PMMA、聚碳酸酯（PC）小约10%，玻璃化温度达到140～170℃，耐热性更好，力学性能及耐候性也优于TAC。
Zeon公司的COP成形品Zeonor Film，是世界上首次使用熔融挤压法成功制得的光学薄膜，实现了以往挤压制造法无法获得的优异光学特性、低吸湿性、低透湿性、高耐热性、低脱气性，已在液晶电视和手机触摸屏中广泛应用。
4、二维材料
轻薄的材料也可以提高柔性显示器的弯曲应力和耐用性。因此，探索薄而柔顺的材料来替换传统材料是OLED显示技术近期发展的重要挑战。
在过去的十年里，原子厚度的二维（2D）材料由于卓越的电子电导、机械强度和光学透明性等吸引了科学和工业方面的关注。
由于石墨烯存在快速的电荷转移、高的光学透明性和优异的力学性能，非常适合用于透明电极。
半导体过渡金属硫族化合物（TMD）可以用于制造半导体通道应用于薄膜晶体管。此外，由于单层TMD存在直接带隙，其可以被应用于发光层。
图 大尺寸柔性MoS2晶体管阵列和集成多级电路
而绝缘六方氮化硼（hBN）可以被用于绝缘层和封装层是因为其具有优异的化学稳定性和导热性。
目前，二维材料主要应用于显示器中的透明导电电极封装层和自发光层。
（1）透明导电电极
氧化铟锡（ITO）因其具有优异的导电性和高透光性已成为许多显示器件的透明电极材料。但是，由于其属于脆性陶瓷，即使施加约2.5%的应变也容易脆裂。因此，需要一种新的柔性透明电极来弥补ITO的非柔顺性。
在众多备选材料中，石墨烯满足应用于透明导电电极所需的可见光透过率、片层电阻和电导率。通常，具有透光率为97.4%的单层石墨烯薄膜，其电阻低至约300Ω·sq-1，只适用于触摸屏。为了将石墨烯应用于OLED显示器，必须降低薄膜电阻，需要一种稳定的掺杂剂来降低石墨烯薄膜电阻。
尽管各种掺杂剂在石墨烯作为透明电极使用时，用于控制其表面电荷的转移，然而，一些问题仍然有待解决：
①石墨烯中掺杂小分子无机酸（HNO3、HCl和H2SO4）的稳定性较差，限制了石墨烯电极的应用；
②对于金属氯化物掺杂剂（如AuCl3和FeCl3），金属阳离子在石墨烯表面被还原为金属颗粒，从而降低了薄膜器件中石墨烯的透光率和漏电流；
③因为石墨烯表面没有任何悬空键，过渡金属氧化物掺杂剂在石墨烯表面不均匀地沉积。
（2）薄膜封装
封装是显示制造的一项重要技术。OLED是目前最适合用于柔性显示器的材料，它容易受到湿气和氧气的影响，因此必须保护其不受空气中的水和氧气的影响。
为了防止这种损坏，水蒸气传输速率（WVTR）需要达到10-6g·m-2·d-1。柔性OLED显示器由于面板必须弯曲，所以使用柔性塑料基板代替玻璃。然而，柔性塑料衬底存在高WVTR值［（10-2～10-1）g·m-2·d-1］，需要较薄的柔性封装层。
此外，所用封装薄膜必须具有较高的化学稳定性，并且在可见区域内是透明的，以避免在随后的制造步骤中损坏薄膜，并将薄膜应用于透明显示器。
从理论上讲，石墨烯和hBN在没有晶界和缺陷的情况下，对除质子以外的所有粒子和气体都是不渗透的。而CVD法生长的石墨烯和hBN在生长和迁移过程中形成点缺陷和晶界。通过这些缺陷，可能会渗透出微量气体，其数量可能根据制造方法和器件厚度值的不同而变化。也就是说，水蒸气通过生长过程中形成的缺陷传输，实验测量的单层多晶石墨烯和hBN的WVTR均大于10-6g·m-2·d-1。目前降低二维材料的WVTR值的方法有以下四种：
①在二维材料的生长过程中必须尽量减少晶界或结构缺陷的数量；
②将单层石墨烯或单层hBN逐层堆叠来增加厚度以修补缺陷并降低石墨烯封装层的WVTR值；
③hBN和石墨烯薄膜异质结构大幅度提高了阻挡性能；
④将传统钝化和2D材料相结合制备2D复合薄膜。
（3）薄膜晶体管
在显示器中，薄膜晶体管（TFT）控制组成显示器屏幕像素的亮度。一个像素由红、绿、蓝（分别为R、G和B）三个亚像素组成，每个亚像素都需要电流来产生颜色。在OLED显示器中，通过TFT的电流在通过有机R、G、B层时发光，LCD旋转液晶，使背面的光通过R、G、B滤光片，通过调节RGB颜色可以产生各种颜色。
目前，成熟的商用电子产品TFT技术为非晶硅、低温多晶硅和非晶态金属氧化物半导体。然而，传统的TFT表现出低稳定性，由于机械应变而不可靠，并且难以应用于柔性电子设备。TMD由于其优异的力学性能（如杨氏模量为240～270GPa），可以作为传统材料的绝佳替代品而用于柔性的TFT。
Radisavljevic等于2011年使用ScotchTM胶带微机械剥离单层MoS，将其转移到270nm厚的SiO2涂层退掺杂硅衬底上，得到了第一代MoS2单层晶体管。MoS2器件的导电通道厚度仅为6.5Å。所构建的晶体管室温电流开/关比超过1×108，载流子迁移率约为200cm2·V-1·s-1，与硅薄膜所表现出的载流子迁移率相当。这一结果为开发基于二维材料的电子器件和低待机功耗集成电路走出了重要的一步。
（4）自发光层
单层TMD是直接带隙为1.5～2eV的半导体，适用于电子显示应用。可以通过调整几何形状、电流注入和静电掺杂等诸多因素对TMD的电致发光（EL）进行调制。同时，二维材料的发光特性为研究光-物质相互作用（包括激子动力学、高阶激子行为、激子电路以及激子凝聚）提供了良好的平台，其也适用于柔性显示器和下一代发射层。
TMDEL器件基于电子-空穴在结中的复合，如肖特基结、p-n结和垂直隧道结等。单层MoS2通过肖特基结产生的EL效率低，且线宽较宽。由于高效的EL需要有效地将电子和空穴注入活性区域，因此活性区域应该在p-n结内，将单层具有p-n结的WSe2与静电掺杂相结合，可以产生高效且电可调的激子LED。单层WSe2EL的效率（EQE）估计为1%或更低。为了解决这一低效率问题，使用垂直vdW异质结构（由石墨烯电极、氮化硼隧道屏障和2DTMD发射体组成）构筑了垂直隧道结。垂直隧道结的使用可以实现OLED在许多方面的性能提升：降低接触电阻、提高电流密度、使OLED更亮、整个器件区域发光、更广泛的TMD选择以及利用它们的组合设计此类异质结构。
图 单层WSe2p-n结器件的工作示意图
（三）量子点显示器用显示材料
量子点因具有独特的电学和光学性能，在显示领域可作为发光材料用于量子点显示器。电致发光量子点（QLED）显示是未来量子点材料的发展方向。
QLED和OLED均无需背光源和彩色滤光片即可实现超高色域显示。相对于OLED材料，量子点无机材料有望实现更高的稳定性、柔性及实现印刷显示。
量子点一般为直径在1～10nm的准零维纳米材料，通过调控量子点的尺寸可以实现不同色光的发射。量子点材料主要由ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA族元素构成。常见的量子点有CdS、CdTe、CdSe、Si、Ge、ZnSe、PbS、PbSe、InP等。
量子点的发光光谱因材料的结构、尺寸等因素不同而处于不同波段，如ZnS量子点发光光谱基本涵盖紫外区，CdSe量子点发光光谱基本涵盖可见光区域，而PbSe量子点发光光谱基本涵盖红外区。
目前，发展时间长、比较成熟的材料是以CdSe为核心的核壳类量子点，这类量子点具有较窄的发光半峰宽（FWHM＜30nm），高的量子产率（＞90%），良好的蓝光吸收，对空气以及光照稳定性高。
钙钛矿量子点是近期研究中比较热门的材料，主要包括APbX3（A为Cs、MA，X为Cl、Br、I）等材料，具有优异的发光特性，极窄的发光半峰宽（FWHM＜20nm），较高的量子产率（＞70%），优异的蓝光吸收，但在稳定性上还需要很大提升。
以上两种量子点材料虽然具有较好的发光特性，但其共同的缺点就是具有重金属毒性，鉴于欧盟的RoHS标准限制，未来开发无镉无铅的量子点材料更符合环保要求。
（四）电致发光显示器用显示材料
许多研究表明电致发光（EC）显示器具有许多独特的优势和潜在的应用价值，有望成为人们期待已久的下一代显示器。这些优势主要包括：
①减色模式使EC显示器具有理想的户外可读性和对眼睛无损伤的特点。其所观察到的内容和信息不是来自发光，而是来自在电化学驱动下相关材料在氧化还原过程中所发生的颜色变化。这有效地避免了强蓝光对人眼的辐射损害和在强环境光线下实现舒适和愉快的阅读体验。
②EC显示器呈现柔顺性、可伸缩性、可折叠性和透明的特性。现有EC材料与多种基材包括玻璃、金属、塑料、纤维和纺织品都保持着良好兼容性，能够满足人们对便携式电子产品（如可穿戴传感器）舒适性的期待。
③与现有的LCD和OLED相比，EC显示器的光记忆效应导致其具有低的能耗。
目前，电致变色材料已经扩展到无机材料（如WO3、NiO、VOx、TiO2、普鲁士蓝等）、有机小分子（紫精、有机氧化还原染料等）、共轭聚合物（CP）（如聚苯胺和聚噻吩等）和金属-有机复合物。
相关材料的研究表明，无机EC材料具有优异的光稳定性，但其响应速度和颜色可调性相对有限。有机小分子具有明亮的颜色和良好的颜色可调性，但是小的尺寸和重量通常导致不利的热扩散和在器件中差的稳定性。
CP具有吸引人的导电性，并且还便于通过溶液加工方法构建器件，但是它们不完美的光谱纯度仍然限制着其在彩色显示器中的应用。
金属-有机复合物或无机-有机复合物，在一定程度上结合了两种材料的优点，但仍存在一些亟待解决的问题，如成膜能力不足等。
（五）其他显示器用显示材料
1、电润湿显示技术
电润湿显示技术中的关键材料包括疏水绝缘层、油墨、极性流体、像素墙材料和封装材料。
油墨材料为蒽醌型、偶氮型、金属络合型及有机苝型染料。
极性流体材料需要与油墨材料互不相溶，同时需具有透明、挥发度低、黏度低、表面张力大、导电性优良等特点，最常用的主要有水、醇类和离子液体。
疏水绝缘层是利用氟树脂材料通过旋涂或者化学沉积的方式在电极表面形成均匀的疏水层，可以获得100°～120°水滴接触角。
作为像素墙材料，需要有非常好的化学稳定性，即在导电流体溶液（如水溶液）或油相中稳定存在，并且对光、热等不敏感，不会随时间发生化学反应，另外还要求像素墙材料在疏水绝缘层表面具有一定的黏附性。常用的像素墙材料包括光刻胶体材料、硅氧烷材料和聚酰亚胺材料等。
由于器件结构的特殊性，器件通常用压敏胶（PSA）进行封装。压敏胶是一类对压力敏感的胶黏剂，在使用时不需要添加任何辅助剂或进行加热等其他处理，只需要施加一定的压力，便能与被粘物粘连。丙烯酸酯类PSA是树脂型压敏胶中发展速度最快、应用范围最广的压敏胶。
2、电泳型光子晶体
电泳型光子晶体具有色彩饱和度高、颜色可调、与现有技术兼容的特点，是电泳显示的理想材料，有望解决商用滤膜型彩色电泳屏饱和度低的技术难点。葛建平等发展了一种具有双稳态、可逆切换特性的新型SiO2/碳酸丙烯酯-聚乙二醇-乙二醇（SiO2/PCb-PEG-EG）电响应光子晶体液态材料，并将其用于开发低功耗、全彩色电泳显示器。材料中聚乙二醇的引入是实现双稳态显示的关键，它能够有效提升胶体分散体系的黏度，抗衡无序密堆积状态下胶粒之间的静电斥力，冻结胶粒的布朗运动，从而实现无序状态的稳定维持。
二、我国电子显示领域对新材料的战略需求
随着以智能化为主导的第四次工业革命不断深入，作为信息交互的载体，信息显示产业已发展成为新一代信息技术的先导性支柱产业。信息显示是电子信息产业的重要组成部分，其应用遍及工业、交通、通信、教育、航空、航天、娱乐、医疗等诸多领域，形成了千亿美元级市场规模，成为战略性高新科技领域的基础性和最具活力的产业，极大地改变了人类的生活模式，是信息化、智能化时代我国战略性新兴产业重点发展方向之一。
其中，显示材料技术作为信息显示产业的重要组成部分，已在信息显示产业的发展过程中发挥了重要作用，大到电视机、笔记本电脑，小到手机、平板电脑，都离不开显示材料技术的支持。
随着材料技术的发展，显示技术也从最初的阴极射线管显示技术（CRT）发展到平板显示技术（FPD），平板显示更是延伸出等离子显示（PDP）、液晶显示（LCD）、有机发光二极管显示（OLED）等技术路线，各种触摸显示屏、可弯曲显示屏在数码产品中的应用大放光彩。
图 电子显示器的发展历程示意图
图 LCD、OLED、Micro-LED 显示器的结构示意图
根据各种具体显示器件对材料的需求，目前电子显示关键材料主要可分为显示功能材料、显示玻璃材料、显示配套材料、柔性显示聚合物材料四类，其中包括液晶材料、OLED发光材料、玻璃基板、柔性玻璃、掩模板、光刻胶、聚酰亚胺薄膜（PI）等众多品种。
由于显示材料、技术、应用深度捆绑，国家显示技术创新能力、生产规模与应用市场成为拉动显示关键材料不断升级迭代的关键动力，目前逐步形成了以美国、欧洲、日本及韩国第一梯队持续引领，中国、印度等第二梯队快速追赶的竞争格局，推动了全球信息显示技术与产业的革新发展。
（一）显示功能材料
显示功能材料主要包括液晶材料及OLED发光材料等。
显示技术的发展依赖于材料体系的创新，液晶显示材料呈体系化创新是显示技术创新发展的重要驱动力。
液晶在不为大众所知的智能玻璃、液晶光栅、液晶相控阵、液晶透镜等前沿技术领域具备很大的应用潜力，液晶仍然将长期活跃在包括显示在内的电子信息技术舞台上。
液晶材料在显示领域中应用，一般以高性能混合液晶材料为主，由多种单体液晶调制成混合液晶，是液晶面板的关键核心材料，其制造过程中的关键技术为材料合成，技术难度较大，形成了较高的技术壁垒。德国与日本的企业占据全球一半以上的市场份额。
OLED发光材料的核心主要包括传统的聚［2-甲氧基-5-（2-乙基己基氧基）-１,4-苯乙烯］等、过渡金属二卤代烷等空穴注入材料，含三苯胺和螺双芴结构单元的等空穴传输材料，三芳基硼基三嗪等电子传输材料等。目前韩国、日本、德国、美国等国外相关企业垄断了OLED发光材料的核心技术。
表 全球OLED发光材料供应商
（二）显示玻璃材料
显示玻璃材料是电子显示产业的基础之一，其中主要包括薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）玻璃基板、OLED玻璃基板、低温多晶硅（LTPS）玻璃基板、盖板玻璃、柔性玻璃等。
我国TFT-LCD玻璃基板产业，在国家和企业共同努力下，整个玻璃产业经历三十余年的探索与磨砺，在“十三五”期间已经突破了玻璃基板G8.5系列的技术壁垒，实现了高世代、大尺寸面板用玻璃基板国产化配套。
图 电子显示用玻璃基板发展示意图
目前市场高端的8.5代以上的高世代玻璃基板产品，其主要技术掌握在美国、日本等企业手中，占据了全球LCD/OLED玻璃基板90%以上的市场份额。
研发OLED玻璃基板和柔性盖板玻璃关键技术与核心装备，建设8.5代以上的高世代OLED基板玻璃和一次成形柔性盖板玻璃示范生产线，实现大尺寸、高质量、高性能OLED显示玻璃材料产业化生产，将填补我国8.5代以上的高世代OLED玻璃基板和一次成形柔性盖板玻璃技术和产品空白，实现新型显示产业链OLED玻璃材料的自主可控。
近年来，柔性玻璃的出现与发展支撑了可折叠终端的应用发展，引领了消费电子发展的新风向。美国康宁公司、德国肖特公司、日本旭硝子株式会社及电气硝子株式会社等玻璃公司已陆续研发出系列柔性玻璃产品，但全球柔性玻璃一次成形产业化技术尚未成熟应用。
表 国内外主要柔性玻璃厂家及其产品
（三）显示配套材料
显示配套材料主要包括靶材、光刻胶、掩模板、光学膜、偏光片等。
在靶材领域，高纯靶材的制备技术涵盖的材料科学范围非常广，包括化学提纯、物理提纯、凝固成形、粉末烧结、塑性变形、热处理、焊接、精密加工、表面处理等。全球仅有奥地利、德国、日本等国家少数几家公司掌握靶材先进制备技术。
光刻胶，主要分为彩色光刻胶、黑色光刻胶、TFT正性光刻胶和触摸屏用光刻胶。彩色光刻胶包括红色光刻胶、绿色光刻胶和蓝色光刻胶，是彩色滤光片显示颜色的关键，主要有光敏聚酰亚胺体系、酚醛树脂重氮萘醌体系、聚乙烯醇体系、丙烯酸体系等。
在掩模板领域，全球领先的掩模板厂商主要产品均为石英掩模板，掩模板上游原材料厂商主要集中在日本和韩国。国内有数家企业有能力生产，主要包括菲利华和石英股份等；半导体用高精度及高世代面板用基材，基本被日韩企业如日本东曹、日本越信化学、日本尼康等垄断。
在偏光片领域，中国、日本、韩国的企业占据了偏光片市场的多数份额。但偏光片上游核心原材料三醋酸纤维薄膜（TAC）和聚乙烯醇（PVA）基膜被日企垄断供应。
（四）柔性显示聚合物材料
柔性显示聚合物材料主要包括柔性基底聚合物材料、胶黏剂聚合物材料、感光全息记录聚合物材料等。
在柔性基底聚合物材料领域常用的聚合物材料有聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯并咪唑与聚酰亚胺（PI）等，其中透明聚合物薄膜由于自身具有透明、柔性、质轻的特点，成为首选材料。
例如柔性OLED器件主要使用PI浆料，其中透明PI薄膜因其高透光、耐弯折、耐摩擦等特性，主要用于柔性盖板领域，美国杜邦公司、日本宇部兴产株式会社等少数企业几乎垄断市场供应。
在胶黏剂高分子材料（OCA）领域，美国3M公司、德国德莎公司，日本、韩国以及我国台湾地区的企业合计市场占有率超80%。
感光全息记录高分子材料的核心材料是掺杂菲醌的甲基丙烯酸甲酯有机聚合物（PQ/PMMA）。光学级该原料我国存在生产企业较少、产量小等问题，产品仍主要依赖进口。
三、我国电子显示材料当前面临的挑战
总体来看，近年来我国新型显示行业高速发展，全球地位稳步提升，其中显示材料行业同样获得了发展，核心技术不断突破，产业体系逐步完善。
但高端产品核心技术和关键材料的“卡脖子”问题依然存在；高技术企业规模小，创新能力仍有待进一步提高，为保障产业链供应链稳定、提升我国显示产业整体竞争力，仍需加快协同创新。
总结可见，电子显示材料领域目前仍存在以下挑战：
①电子显示材料中关键材料依赖从发达国家进口，未来被“卡脖子”的风险高。
目前我国显示行业的优势在于系统集成和生产制造，而在显示器件中应用的关键材料、技术工艺、高端制造设备等方面依然具有较高的对发达国家依存度，如超过70%的关键材料依靠进口。
国内主要从事加工制造，处于整个显示产业链条的底端，技术含量较低且利润微薄，总体而言我国显示行业依然处于“大而不强”的局面。
新型显示关键材料和工艺方面相关的核心基础专利技术主要掌控于欧美、日本和韩国的企业中。例如TFT-LCD的高端液晶材料由德国、日本企业掌控，曝光机由日本企业垄断，TFT-LCD用玻璃基板则由美国等厂商主导；纯度达到电子4N5以上，能够以薄膜形态充分发挥材料的本征特性的高纯显示用靶材技术依然被发达国家的企业垄断，我国高性能靶材的制备，在微观和宏观的品质、可靠性和使用寿命等方面仍需进一步提高。
②我国电子显示材料领域全球引领发展能力有待提高。
在国家、科研单位及企业的共同努力下，我国在电子显示关键材料领域形成了一定的科研能力，部分前沿基础研究方面迈入国际前列。但整体来看，我国电子显示关键材料领域中“有组织的科研”攻关仍需加强。
此外，我国电子显示材料产业结构仍需进一步优化，高端关键材料核心技术和关键原料仍被国外企业制约，缺少企业与科研机构的长期协同创新，不少企业扎堆于技术门槛低、利润率低的中低端产品行业，从事显示材料研发的技术人员在整个材料领域占比不高，高性能聚酰亚胺薄膜、光学胶等一批显示关键材料高端产品缺乏高层面统筹，企业研发投入较弱，这给我国电子显示材料行业的长期、稳定与高速发展带来了不良的影响。
③我国电子显示材料领域中创新成果转化率有待进一步提高。
电子显示材料行业涉及材料、物理与化学等多个学科，以科研院所与高校为代表的科研单位在技术成果的研发、成熟与转化应用方面面临较大的壁垒。尤其是高校的研究，往往集中于基础研究，探索热点的前沿概念，专著于发表科研论文与申请难以短期实现的发明专利；研究多侧重于材料的微结构调控、多元复合及新功能的开发等，而真正聚焦市场痛点产品研发与基础原料的分子层面设计的研究则较为匮乏。例如在高性能聚酰亚胺材料的单体合成、分子结构设计、产品均匀性和稳定性等方面的研究不多。电子显示材料相关企业面临技术创新人才不足、有效研发资金投入少、关键元器件和核心部件受制于人、技术储备少等问题。总的来说，我国显示材料领域原创性不足，科研与产业存在部分脱节问题，创新成果市场转化率有待进一步提高。
四、未来发展
（一）技术预判
随着显示产业的发展带动，未来显示材料将向“薄型、高纯、复合、大尺寸”四个趋势发展。
显示材料薄型化发展是终端便携性与易用性的必然要求，薄型化也是显示材料柔性化的关键，成为全球智能终端柔性化发展的基础；显示器件性能的提升，对关键材料的性能指标特别是纯度要求达到了更高的层次；下游终端人机交互、人感体验等功能持续升级，对显示材料性能、材料功能复合化要求不断提升；消费者对显示大尺寸的追求日益提升，显示终端大尺寸化趋势明显。
（1）OLED发光材料
①工艺制程方面，着重突破OLED发光材料真空升华提纯技术中高纯度、单次升华高速率以及连续升华等生产工艺。
②在显示玻璃基板材料方面，开展高世代TFT-LCD玻璃基板、高强盖板玻璃等显示玻璃材料浮法成形技术热工理论和数值、物理模拟研究等工艺基础研究；推进高应变点铝硅酸盐玻璃配方、超薄化成形工艺技术、玻璃液澄清及均化等关键工艺技术及核心装备研究；进一步实现产业大型化、绿色化、高效化。
③开展OLED玻璃基板的精密成形、高效熔化、澄清均化、微应力及再热收缩率调控技术研发，实现相对热收缩比值必须达到10ppm以下的技术目标。
（2）AMOLED用靶材领域
①通过研究银合金大尺寸靶坯熔炼铸造、塑性成形与再结晶等组织结构调控关键技术，推进银合金靶材大规模生产线建设与应用，突破国外厂商银合金靶材的专利壁垒。
②突破材料不稳定性高、生产加工不可控等问题制约，围绕混合电铸工艺加蚀刻工艺开展技术攻关。
③通过稀土元素掺杂，调控和优化氧化物半导体材料的载流子传输路径，突破高迁移率稀土掺杂金属氧化物半导体靶材制备技术，实现高性能氧化物半导体靶材产品开发。
④丙烯酸酯类OCA光学胶方面，在不同类型黏合剂中通过使用合适添加剂改善性能，利用基础聚合物的有机特性提高黏合剂柔韧性和加工能力等，加速实现固化收缩率小于2.5%的技术目标。
⑤向减小固化收缩率、提高折射率与透光率、提高固化速度、增强稳定性及稀释剂绿色化等方向研究，突破固化过程中因体积收缩产生的应力缺陷与降低的体积收缩比的控制的技术瓶颈。
（3）柔性显示用高性能聚酰亚胺材料领域
①信息显示柔性玻璃材料逐步应用于折叠终端，向厚度50μm以下、一次成形、高韧性发展；偏光片材料向70μm以下发展，光学模组向轻薄方向发展。
②提升高透明耐高温聚酰亚胺材料生产制备能力。通过分子结构设计，研究单体结构、浆料配比、制备工艺及条件对材料透明性及耐温性的影响，开发高透明耐高温柔性显示基板新材料的批量化生产工艺技术，实现柔性高透明耐高温聚酰亚胺在20μm厚度下薄膜的平均透光率大于88%，雾度小于0.2%，玻璃化转变温度大于460℃，热膨胀系数小于5ppm/℃（100～400℃），抗拉强度大于300MPa的技术指标。
③通过对可显影聚酰亚胺（PSPI）材料的分子设计与可控合成研究，开发PSPI功能材料的批量化生产工艺技术，达到浆料黏度波动小于5%（冷冻储存6个月），曝光量小于300mJ，解析度小于3μm的技术目标。
在未来很长的一段时间内，各种显示技术将在各自优势应用领域共存、多元化发展，有望呈现百花齐放、全面发展的特征。我国主要发展领域包括：
①发展具有自主知识产权的蒸镀OLED材料、印刷OLED材料，提升蒸镀材料和印刷墨水的性能，完善全球专利布局。
②发展窄谱宽、高效率、长寿命的环保型QD发光材料，以及百千克级材料产量的量产工艺，提升产品的创新能力。
③发展Micro/Mini-LED应用的大面积、低成本GaN外延材料和高迁移率、高稳定性有源基板材料，解决巨量转移及键合、色彩转换、光效提取等关键技术难题。
④以整机应用为牵引，突破短波长铝镓铟磷红光、长波长铟镓氮蓝绿光等激光显示发光材料工艺，发展4K/8K超高分辨率、快响应成像芯片，补齐短板以提升新材料的持续供给能力。
⑤发展彩色显示材料、介电润湿材料、像素结构材料等新一代反射式显示材料其在低功耗、视觉健康、低光热辐射、柔性显示器件等方向的应用。
⑥发展玻璃基板、高铝盖板玻璃、高分辨率玻璃材料与量产工艺等显示基板材料和技术，实现高世代应用的国产替代。
（二）应用场景
随着科技的发展，显示技术也取得了长足的进步。显示技术的发展趋势表明，未来将会有更多的新技术出现，比如虚拟现实、增强现实等。此外，显示技术的应用前景也很广阔，可以应用于汽车、航空、医疗等领域，需要进一步在节能、高分辨率等方面实现技术的突破。
（1）OLED的应用领域
OLED是一种基于有机材料的发光材料，可以制造出灵活、可弯曲、透明和半透明的显示和照明产品，例如柔性屏幕、透明屏幕和车载显示器等；
在智能家居中，OLED的响应速度快、刷新率高，能够实现高亮度和低延迟，是VR/AR设备的理想选择；
在医疗和生命科学方面，OLED可用于高亮度、高对比度和高分辨率的医疗显示器，例如超声波显示器、CT扫描显示器和内窥镜显示器等；
在航空航天和军事领域，可用于制造战术信息显示器、激光显示器（激光雷达、激光通信系统等进行精确制导和通信）、高性能的夜视仪器（提供清晰的图像，从而提高夜间作战能力，例如战术眼镜、头盔等）和航空航天仪器（例如飞行员头盔显示器、飞行员HUD显示器）以提高军队的作战能力、情报获取能力和通信能力。
AMOLED技术可以实现超薄设计，因此适合用于可穿戴医疗设备，例如血氧计、心率监测器和健身追踪器等。PMOLED虽然在分辨率和像素密度等方面不如AMOLED，但在低成本、易于生产和灵活弯曲等方面具有优势。目前，PMOLED显示器的尺寸通常较小，最大尺寸约为6英寸，分辨率和像素密度较低，通常用于手表、小型计算器和其他便携式设备等。
（2）量子显示的应用领域
量子显示是一种新型显示技术，利用量子点发光产生高亮度、高色彩饱和度、超快响应速度和高对比度的显示效果，可以制造出高效的量子点照明设备和显示器。
此外，由于其抗振性能好，可适应汽车行业的特殊要求用于仪表盘和中控屏幕等；
在日常生活中，量子显示技术因可以提供更鲜艳、更真实的颜色而成为智能手机和平板电脑的理想选择；
在医学领域，可以制造出高分辨率和高灵敏度的生物传感器，用于光学成像和生物标记物检测，并且由于其低辐射，可以减少医疗设备对患者的伤害；
在航空航天和军事领域，量子显示材料可以用于制造隐形材料，例如隐形涂料、隐形墨水等。
（3）透明显示的应用领域
透明显示材料是一种可以同时传递图像和光线的材料。透明显示技术可应用于汽车挡风玻璃、后视镜等，以显示车辆信息、导航等内容，提高行车安全性和驾驶体验；
在日常生活中的智能家居，例如智能玻璃、智能窗帘等，可通过控制透明度和显示内容，实现用户的隐私保护、室内环境控制、信息显示等功能；
在商业展示领域，例如商店橱窗、广告牌等，可通过将商品信息、广告等内容显示在透明材料上，提高展示效果；
在医学领域，可用于制造可穿戴医疗设备和医疗手术器械，提供实时监测和诊断信息，例如，可将透明显示材料用于眼科手术中，为医生提供更清晰的操作视图和实时反馈；
在军事领域，可应用于军用船舶舷窗，以提供全景观察和实时监控，用于制造瞄准镜，可在夜间或低光照条件下提供更清晰的视觉效果。
（三）战略思考
目前，显示技术与显示材料的开发与应用整体呈现调整增长的态势，总体规模保持高速增长态势，TFT-LCD和OLED技术不断提升，新型显示技术—量子点显示、柔性显示、透明显示、Micro-LED显示等持续突破，对显示材料的发展提出了更高的要求。
同时，我国近年显示技术和显示材料领域取得了突破性进展，但仍然存在高端产品自给率不高、关键材料对外依存度高等问题，因此，需要整合力量，以突破瓶颈，为我国显示产业结构优化、显示材料的升级换代提供动力。
（1）强化产业发展引导作用，建立健全全国信息共享平台
集合全国企业、高校、科研院所等研发基地，建立显示材料发展信息共享平台。我国显示技术的发展有赖于各类关键材料的开发和自给率的提高，所涉及关键性材料广泛，包含了靶材、玻璃基材、芯片、光刻胶、掩模板、光学膜、偏光片等各类材料和组件，而任何一家企业、高校和科研院所均无法独自囊括所有材料的研发优势，因此，急需建立健全资源共享平台，整合全国各地研究团体的优势，实现信息和技术共享，从而有效解决关键材料开发的问题。
（2）深化国家战略引领作用，强化企业的主导作用
强化国家主导作用，完善我国显示材重大专项布局，结合国内外产业发展、国内企业发展关键问题，以龙头企业为主导，强化资本市场化整合，集合企业、高校、科研院所的特有力量，共同谋划研发项目，制定研究目标，形成有效的研究团队，建立共享数据库（包含研发项目信息共享、研发进展共享、新产品开发共享、新材料推广应用共享等）建立完善的全国数据网，从而实现跨领域、跨地域、跨行业的协作，带动显示材料的高速发展，有效解决我国面临的显示关键材料“卡脖子”问题，推动成果转化。
（3）完善校企融合人才培养机制，建设显示材料人才队伍
为了更好地解决显示关键材料的开发，需要围绕显示材料行业中的重大需求，着力开展相关基础研究与应用研究，这对人才培养提出了更高的要求。二十大强调，必须坚持“人才是第一资源”，深入实施“人才强国”战略。可见，显示材料行业的人才培养对“卡脖子”问题的解决至关重要，也是行业能够长远发展的动力。
人才培养不仅仅是高校的任务，更是整个社会、整个行业的共同目标，应充分结合校企优势，完善校企融合培养机制，整合高校、科研院所人才培养平台资源，通过科技项目牵引，开展显示行业相关人才的培养，培育一批能够准确把握国际产业及行业技术发展态势，具有战略眼光，胜任工程技术升级、技术创新、产品研发等工作的高层次应用型领军人才，从而保障我国显示材料产业的长期高速发展。
来源：化学工业出版社《中国新材料技术应用报告（2022）》、材料汇
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