您的位置:中华显示网 > 杂志专栏 > 杂志期刊 >

FPD主流技术分析与中国现状

编辑:kathy 2011-11-30 10:39:18 浏览:2503  来源:《国际光电与显示》

  文/工业和信息化部软件与集成电路促进中心 姚琳 朱彬 邢雁宁

  在电子信息领域,平板显示产业和半导体产业是两个重要的千亿美元级别的产业。平板显示产业是电子信息产业的“核心支柱产业”之一,融合了光电子技术、材料技术、微电子技术、制造装备技术、半导体工程技术和化学技术等,具有产业链长、多学科、多领域交叉的特点,对完善电子信息产业配套体系具有显著的促进作用,对国民经济具有显著的拉动作用。据估算,房地产业对GDP的拉动系数为2.2,汽车产业的拉动系数为2.64,平板显示产业的拉动系数高达4。各国政府均高度重视平板显示产业,采用多种模式资助平板显示技术的开发和产业化。

  日本以政府为主,日本技术开发机构NEDO(日本新能源和产业技术开发组织)主导,2006年财政支出2236亿日元(约为19亿美元),占日本2006年3.5万亿日元全部科研经费的7%。日本在2008年启动40英寸以上OLED联合攻关计划,投入经费35亿日元。

  韩国以政府支持下的三星等大企业为主,在2009年启动大面积OLED蒸镀设备开发,总投入160亿韩元,2009年和2010年又先后启动《韩国绿色IT国家战略》和《显示器产业动向及应对方案》,分别投入13.7万亿韩元和75万亿韩元。

  美国和欧洲重点支持军用显示,如夜视仪、透明柔性显示等。美国在2007年的高功效OLED显示屏计划共投入275万美元,2000-2010年的美国固体照明(SSL)计划(包含LED和OLED)投入5亿美元。

  我国是全球最大的电子信息产品制造基地,彩电、手机、微型计算机等产品的产量居全球第一,全球75%的整机在中国制造。在种类繁多的电子信息产品中,平板显示屏都是必不可少的部件,其中彩电所消耗的平板显示器所占比例最大。但由于大尺寸面板受制于人,不掌握定价权,平板显示的短板制约着我国彩电产业乃至电子信息产业的可持续发展。因此,发展我国具有自主知识产权、具有国际竞争力的平板显示技术和产品,对完善产业链、增强我国整机企业竞争力具有十分重要的战略意义。

  经过多年发展,我国的平板显示产业已经初步形成以京东方、长虹、TCL等几家骨干企业为核心,多点布局、多种技术共同发展的格局。平板显示产业受到国家的重点支持,TFT-LCD、OLED、PDP被列为“十二五”期间重点发展的平板显示技术。

  一、TFT-LCD产业

  (1)TFTLCD产业简介

  TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)是有源矩阵类型液晶显示器(Active Matrix LCD,AM-LCD)中的一种。它具有低功耗、轻薄易用、高亮度、高对比度、高响应速度、无辐射、无闪烁、适用范围宽、生产成品率高、易于集成化和更新换代等特点,目前已成为平板显示产业的主流技术之一。小到智能手机、数码相机、电子表,大到平板电视、各种尺寸的显示器,都在大量采用TFT-LCD屏。

  TFT-LCD的主要原材料包括液晶、玻璃基板、背光模组、彩色滤光片、偏光片、驱动电路、化学气体与材料、外框、各类薄膜及其他材料。其中,液晶、玻璃基板、滤光片、偏光片等关键原材料主要掌握在日本、韩国、德国、美国企业手中。我国台湾地区生产了全球50%以上的大尺寸TFT-LCD驱动IC,封装了全球80%以上的大尺寸TFT-LCD驱动IC,并且是背光模组的重要产地。

  主流的TFT面板有a-Si(amorphous silicon,非晶硅)TFT技术和LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低温多晶硅)TFT技术。其中大部分采用a-Si TFT制造技术,一些小尺寸产品采用LTPS技术。LTPS TFT与a-Si TFT相比能够提供更亮、更精细的画面,并且更轻薄、更省电。

  目前,液晶显示已经占据了平板显示市场的主导地位,为实现响应速度更快、分辨率更高、色彩更丰富、尺寸更大的显示屏,企业和研究机构仍在不断开发新的技术,有特殊光电性质的无机、有机膜材料,用于液晶分子取向的高分子材料,以及背光LED等新材料。

  (2)我国TFT-LCD产业发展现状

  1998年从日本引进第一条1代生产线揭开了我国TFT-LCD产业的发展历史,2003年随着京东方收购韩国现代电子的液晶业务,我国TFT-LCD产业发展也步入快车道,各地生产线项目纷纷上马,到目前为止已经初具规模,形成了以北京为核心的环渤海产业基地;以合肥、南京、苏州和昆山为核心的长江三角洲产业基地;以深圳、广州为代表的珠江三角洲显示产业基地;以成都为核心的西部产业基地。我国大陆目前主要TFT-LCD生产企业有北京京东方、深圳天马、TCL、南京中电熊猫、江苏昆山龙腾光电等。

  近几年,京东方、创维、TCL等纷纷投资高世代生产线。6月29日,京东方8.5代线项目举行了点亮仪式,项目建成后主要生产26英寸至55英寸显示器和液晶电视用显示屏,年产值近200亿元,结束了我国大尺寸液晶显示屏完全依赖进口的历史。

  据统计,目前中国大陆投产的生产线已达13条,正在建设以及计划建设的生产线还有5条。新上的生产线大多是8.5代线和7.5代线,产品主要用于大屏幕彩电。

  表1 国内已建成及正在建设中的TFT-LCD生产线(斜体表示正在建设中)

企业名称

生产线代数

量产时间

产能(万片/月)

京东方(成都)

4.5代

2009

3

京东方(北京)

5代

2005

10

京东方(合肥)

6代

2010

12

京东方(北京)

8.5代

2011

9

中航光电(原上广电)

5代

2005

9

南京熊猫(熊猫电子、夏普)

6代

2011

6

广东龙腾

5代

2007

4

广州LGD(创维、LGD投资)

8.5代

2013

8

深超光电

5代

2008

6

华星光电(TCL、深超投资)

8.5代

2011

8

广新光电(广新集团、奇美)

8.5代

2013

9

龙飞光电(友达、昆山政府)

8.5代

2012

9

苏州三星(TCL、三星投资)

7.5代

2012

10

上海天马

4.5代

2008

3

成都天马

4.5代

2010

3

武汉天马

4.5代

2011

3

信利半导体

2.5代

2007

3

莱宝高科

2.5代

2008

4

 

  通过这几年的验证,天马4.5代线、京东方北京5代线、成都4.5代线、合肥6代线都很成功,国内TFT-LCD与国际领先技术差距正在进一步缩小。但与此同时,国内同仁也深刻认识到我国TFT-LCD产业的短板,因此对关键材料和设备的研发和资金投入不断加大。例如,京东方在生产线建设过程中,遵循上下游企业共同发展的思路,以8.5代线为核心集成上下游20多家配套企业。这样做不仅能使整个产品的成本大幅降低,同时也促进了整个地区平板显示产业的发展。我国TFT-LCD产业链主要企业见表2。

  表2 我国TFT-LCD产业链主要企业

产品

国内企业

TFT-LCD设备

  七星电子

玻璃基板

  彩虹股份、东旭集团、宝石电子液晶

液晶

  永太科技、诚志股份

偏光片

  深纺织、乐凯胶片、南洋科技、锦富新材

LED背光源

  海信电器、TCL、东山精密、长城开发

ITO到底玻璃

  长信科技、莱宝高科、蚌埠华益、深圳南亚

驱动IC

  瑞芯微电子,晶门科技

彩色滤光片

  莱宝高科、上广电、比亚迪、上海间腾、康达应彩

面板

  京东方、深圳天马、TCL、熊猫集团

模组

  闽闽东、宇顺电子、超声电子

  (3)TFT-LCD产业发展趋势全球TFT-LCD正由成长期向成熟期迈进,发展趋势是稳步扩大产能,继续扩大市场,注重开拓差异化、个性化和专用化的显示市场。在TFT-LCD工艺技术方面,5代线与8代线、10代线在技术上没有本质的差别,基本的工艺技术和设计技术十分成熟,产品良率已达99%,主要的改进是利用现有的工艺降低成本,以获得更大的产能。未来发展主要集中在以下四个方面。一是进一步提高显示性能,从显色特性、亮度、对比度、响应速度等方面提供更好的用户体验,更多地采用LED背光、120Hz驱动等,研发大尺寸超高分辨率技术、240Hz驱动、场序显示等技术。二是通过简化工艺和提高良品率来不断降低成本,包括光罩减少技术、GOA(阵列基板行驱动,直接将栅极驱动电路制作在阵列基板上)技术等,光取向技术也进入量产研究阶段。三是通过功能集成增加产品附加值,如在玻璃基板上集成驱动IC甚至系统IC,采用超薄设计和触摸屏,3D显示、超高解析度、超宽显示规格等。四是不断向高世代生产线发展。中小尺寸TFT-LCD市场增长将放缓甚至萎缩,今后的竞争焦点是能带来利润的大尺寸面板,各厂商必须花更多的投资建设高世代生产线,才能保证在技术和成本竞争力上不落后。

  二、PDP产业

  (1)PDP产业简介

  PDP(Plasma Display Panel,等离子显示板)是利用气体放电的显示技术,其原理很像日光灯管,屏幕上每一个密闭的单元(像素)就是一个“小灯管”。当向单元施加电压,其间的工作气体便发生等离子体放电,产生的紫外线激发红绿蓝荧光粉再发射出红、绿、蓝三原色可见光组合成图像。由于气体放电是在微秒级,这决定了其独特的快速响应速度,PDP独特的显示技术及扫描方式决定了其在动态视频显示分辨率的优势明显;PDP发光不需要背景光源,因此没有视角变化导致色彩偏差和亮度减少,不存在由于背灯的布局造成亮度不均匀性问题。这些优势使得等离子电视色彩饱满真实,色彩偏差小,宽视角范围内保持高对比度,运动图像清晰度高,长期观看不对人体视觉造成疲劳,这使PDP成为最早应用于大尺寸平板电视的技术之一。而且,PDP显示屏不会出现坏点的问题。

  PDP产业上游的原材料包括荧光粉、玻璃基板、电极浆料、ITO(氧化铟锡)、滤光片、驱动IC等,主要掌握在日本和韩国企业手中。中游PDP面板制造商主要有松下、三星、LG、长虹等。下游应用产品种类则以大型显示器为主,如电视、大型显示看板等,制造商包括松下、三星、LG、长虹等。

  早期PDP技术主要掌握在日本家电企业中,对技术推广和生产规模的扩展较为保守,使得韩国和台湾电子企业在PDP技术上有明显的滞后,无法大规模跟进和扩充,一定程度上影响了PDP产业的发展。并且随着第8、10代TFT-LCD面板的投产,PDP在50英寸以下平板显示市场的竞争压力日趋增大,中国台湾的台塑光电、中华映管、达人科技相继退出PDP产业。2007下半年,日本东芝、富士通和板硝子等退出PDP产业,先锋公司也在2008年3月放弃PDP面板制造业务。

  (2)我国PDP产业发展现状从世界范围看,三家主要PDP屏制造商松下、三星和LG无一例外都是“垂直整合”的运营模式,既生产屏,又生产整机,他们所生产的屏大部分自用,有少量的屏提供给其他彩电企业。

  我国PDP迅速发展,2006年长虹集团投资6.75亿美元建设国内首家等离子屏基地,在政府支持下建立“中国PDP区域产业集群”。2009年7月,合肥鑫昊投资约20亿人民币采购了产能为150万片/年(以42英寸计)的日立4面取生产线,目前该项目已经开始试生产。目前松下和长虹仍然在持续进行新的产能扩张,上海松下将引进日本松下生产线,年产将达到300万片。长虹将扩展产能到300万片/年,在这一轮投资建设完成之后,我国国内PDP模组产能将达到年产600-700万片。

  在发展PDP屏生产的同时,长虹致力于中国PDP产业链的建设,先后发起成立PDP关键材料、关键器件、关键装备、技术创新四大本土化联盟。材料和器件的配套方面,长虹将重点推进在屏材料成本构成中占比较大的玻璃基板、电极浆料、湿化学产品、玻璃粉、氧化镁、荧光粉清洗带、荧光粉、排气管、乙基纤维素等材料的本土化工作。在加强与国内厂家合作研发及本土化配套战略合作的基础上,长虹将重点推进在PDP模组成本构成中占比较大的功率器件及专用集成电路、电源、背板组件、包装件、接插件、滤光玻璃、通用元器件等七类关键零部件的本土配套工作。预计到2012年关键器件的本土化配套率达90%以上;屏材料的本土化配套率达80%,将实现生产成本进一步降低。

  中国目前有三大等离子产业群正在建设之中,包括LG、松下、熊猫在华东地区的等离子产业群;日立与安徽鑫昊在华中合作的年产150万片42英寸等离子面板的生产线;西部地区则有长虹的虹欧等离子产业群。长虹和华显高科的基本情况如表3。

......

  更多精彩内容请见《国际光电与显示》201111月刊,欢迎订阅!

  订阅咨询:0755-86149014

标签:

关注我们

公众号:china_tp

微信名称:亚威资讯

显示行业顶级新媒体

扫一扫即可关注我们

0.234375s