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中國平板顯示技術發展30年 |
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中國雜志網 |
發布時間:2009/4/13 星期一 上午 10:58:19 |
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1 前 言
從1978年至2008年這30年中,中國大陸地區人民生活發生了翻天覆地的變化,在顯示領域也同樣。我畢業于清華大學無線電系電真空專業,1958年留校后從事電子束管方面的教學和科研工作,應該算是比較早涉足顯示領域吧!實驗室中有許多軍方雷達機淘汰下來的各種顯示管和一臺從蘇聯進口的14in黑白電視機,這臺電視機所用的黑白顯像管還是歪管頸的。記得當時這臺電視機是我們實驗室的寶貝,晚上經常有同事來看電視。當有重大比賽時就拿到集體宿舍,用桌椅將這小小黑白電視機支在高處,放在走廊一端,這時,走廊中擠滿了人,當比賽出現高潮時,整個走廊會發出振耳的歡呼聲。十年動亂中,清華大學無線電系按"林付統帥一號令"搬遷到四川綿陽。有一次在成都開門辦學,一位在成都電訊工程學院工作的校友告訴我,他們實驗室來了一臺20in的彩色電視機,原來是某高干家的,后來主板折斷不要了,他們揀來修好,成為寶貝,規定不允許外人觀看。因是同行加校友,對我例外,天黑后可以帶我去見識見識。我記得,那天晚上是摸黑爬了五層樓梯去見識這臺彩電的,電視的內容是批林批孔,就這樣還津津有味地看了一晚上。這些經歷對現在的年輕人來說,有點兒像天方夜譚。我家的第一臺電視機是自制的9in黑白電視機,后來有校友送給我一個12in黑白顯像管,我家電視機就變成了12in,以后隨著改革開放的進程,我家的電視機也依次變為20in彩色、29in彩色、34in彩色。由于對各種顯示器的優缺點太了解,至今還沒有拿定主意買哪一種大平板彩電來更新。如今我國已成為彩電出口大國,城市中幾乎家家有大彩電,許多家中還有多臺,撫今思昔,真是天上人間。
改革開放30年也是顯示產業飛速發展的30年,在彩色顯像管、TN-LCD和STN-LCD已成為全球主要產區后,在其它主要平板顯示領域(如大尺寸TFT-LCD、PDP)我國也正在急起直追。
2 我們還要生產大尺寸液晶電視用TFT-LCD面板
2.1 LCD產業發展歷史回顧
2.1.1 TN-LCD
20世紀70年代末80年代初:以清華大學、長春物理所為代表的科研院所和以原電子部七七四廠、七七零廠、上海電子管廠為代表的企業都開始涉足LCD技術及產品的研發和樣品制做,但一直到1984年,都是作坊式小規模的實驗線,沒有形成批量的生產規模。但這些實驗室和實驗線卻奠定了中國液晶產業的基礎,在這些實驗線上曾經工作過的一批人,在后來我國LCD產業發展的各個階段都發揮了積極的作用。
1984年:深圳中航天馬公司建成第一條4in規格的TN-LCD生產線,七七零廠建成第一條7in規格設備較先進的LCD規模生產線
80年代末、90年代初:天馬二期、晶蕾、華泰等又相繼建成12in以上規格更大規模的TN-LCD生產線;以信利為代表的香港很多企業在那個時期也紛紛在大陸興建TN-LCD生產線。這段時期被認為是中國LCD產業的第一個黃金期,這個時期形成了相當規模的TN-LCD產業。
2.1.2 STN-LCD
1990年初開始,國家"八五"開發項目"640×200超扭曲液晶顯示項目"由七七零廠和清華大學、南京五十五所共同完成。
1993年以后,天馬三期-天駿項目、河北冀雅、無錫夏普、汕尾信利二期、上海廣電液晶、邁爾科特等都先后建成12in×14in或14in×14in規格的STN-LCD生產線,生產大中尺寸的STN-LCD產品。但以上建成的STN-LCD生產線除無錫夏普能生產彩色STN-LCD外,其他生產線均只能批量生產有色模式和黑白STN-LCD產品。
從1990年代末開始,進入彩色STN-LCD生產線建設熱點時期,飛利浦在上海建成二條14in×16in彩色STN-LCD線,而信利在將單色STN-LCD生產線改造成CSTN-LCD生產線后,又投資建成了一條專門的彩色CSTN-LCD生產線。
2003年深圳天馬完成四期-天龍工程,以一條14in×16in的CSTN生產線生產以手機屏、PDA為主的彩色STN-LCD。
2004年以后深圳比亞迪公司、汕頭超聲也相繼建成彩色STN-LCD生產線,并批量生產彩色STN-LCD。
至此,全球 70% 的TN-LCD、STN-LCD 產品在中國大陸生產。
2.1.3 TFT-LCD
2000年以前,中國在TFT方面的工作僅限于部分高校和研究所在一些小范圍的研究上;
2000年,吉林電子集團花高價從日本購進了一條第1代的TFT-LCD二手線,生產過一些中小尺寸的TFT產品,由于技術力量跟不上,現已倒閉;
2003年2月,京東方電子科技集團用3.8億美元成功收購韓國現代3條TFT生產線,并在當年全球大尺寸TFT銷售額上排名第九;
2003年4月,上海廣電集團與日本NEC公司達成協議,共同投資1,146億日元在上海莘莊建設第5代TFT-LCD生產線,這條生產線玻璃尺寸與京東方一樣也是1,100×1,300,目標產品是筆記本腦、監視器以及電視用顯示屏;
2003年6月,京東方宣布在北京亦莊經濟技術開發區投資12億美元建設第5代TFT-LCD生產線,并于2005年順利投產;
2005年龍騰光電于昆山建成第5代TFT-LCD生產線;
2007年7月第一條有自主知識產權的第2.5代TFT-LCD生產線由廣東信利建成投產;
2007年9月上海天馬第4.5代TFT-LCD生產線開始試生產;
2008年京東方在成都、天馬微電子在武漢、深圳天馬在成都分別宣布將各建一條第4.5代TFT-LCD生產線;
2008年9月京東方于宣布,將與合肥市共同建設第6代TFT-LCD生產線;虹集團公司也宣布要上第6代TFT-LCD生產線;
2008年12月深圳深超的華南第一條第5代TFT-LCD生產線于深圳正式投產;
京東方宣布將投資250億元~300億元在北京建立第8代TFT-LCD生產線,將于2009年9月動工。
2.1.4 LCD模塊(LCM)
TN-LCD和STN-LCD的模塊生產線由于投資小,技術門檻相對較低,在中國大陸生產的數量比屏的生產線數量要大很多,其布局也比較分散,早期的模塊廠以個人或小企業投資為主,規模較小。但近幾年,隨著中國大陸手機生產數量的大幅增長,對配套器件本地化的要求,以及模塊產值較大和直接面對終端客戶的吸引力,使很多擁有屏生產線的廠家和下游整機廠家也都開始興建自己規模較大的模塊廠,其中規模較大的有上海飛利浦、北京三五電子、東莞三星電子、張家港光王電子、深圳天馬、廣州精工、上海廣電液晶、京東方等一批有屏生產線的廠家,也有如深圳TCL、大連大顯等有整機背景的廠家。
在小尺寸TFT模塊上,臺灣、韓國、日本企業紛紛將生產線轉移到中國大陸,如LG-飛利浦在南京、翰宇彩晶在南京、友達在蘇州、中華映管在吳江、奇美在上海、東莞,三星在鎮江、日立在蘇州,夏普在無錫都有自己的TFT模塊生產線.
2003年10月,京東方TFT模塊生產線落戶北標產品是筆記本電腦、監視器以及電視用顯示屏。
近幾年國內主要彩電廠商紛紛上馬大尺寸液晶模組:2007~2009年海信投資7億元,分3步建5條LCM生產線,全部完成后年產量為300萬片;2008年末康佳宣布投資8.86億元,建8條LCM生產線,由LG提供LCD面板,全部完成后年產量為240萬片;由三星電子提供LCD面板的TCL的8條LCM生產線廠房已于2008年11月封頂,有一條生產線已于2008年12月28日投產,全部完成后,一期的年產量為233萬片,二期的年產量為300萬片。
2.1.5 LCD的開發和研究
中國大陸在液晶顯示技術的基礎和應用性研究從1960年代就已經開始,清華大學物理系和化學系、長春物理所、北京化學所等單位在1970年代都投入了大量的精力,從事這方面的研究工作,之后北京大學微電子所,南開大學、華中理工大學、南京五十五所等單位也相繼介入這方面的研究。這些基礎性和應用性的研究和開發工作,雖然由于資金投入較小,沒有世界級的創新性成果,但在產業發展中卻發揮了積極的作用。在大學和研究所背景下成立的清華液晶中心、北方液晶中心也是專門從事液晶顯示技術研發的單位,一些大的集團如京東方、上廣電、TCL等也有企業自己的研究院或研究所從事這方面的工作。
現在國家也十分重視顯示企業從事創新開發工作,如國家發改委已于2008年年底批復在京東方建立國家工程實驗室。
2.2 中國液晶產業的現狀與發展
歷經近30年的發展,中國LCD產業從無到有,從無源跨入有源,已成為全球最大的TN/STN生產大國和產值排名世界第四的LCD產業區域。目前在中國大陸分布著大約180家與LCD產業相關的生產廠、科研院所,約110條TN/ STN-LCD生產線,10余條TFT-LCD生產線和眾多的TN/STN/TFT模塊生產線。
從地域分布來看,現在基本上形成了四個產業基地基:以深圳為中心的華南地區;以上海為中心的華東地區;以北京為中心的華北地區;以及后發展起來的以成都為中心的西南地區。
華南是中國最早形成LCD、LCM區域性的地區,到目前為止仍是企業數量最多、投資成分最多元化的地區,其生產線數量占到全國的70%以上,其中又以深圳、東莞二市為主,廣東南海、廈門發展的勢頭也很強勁;
目前華東和上海地區的產業集群的優勢非常明顯,是近幾年興起的新區。這個地區顯著的特點是企業的投資和規模都較大,日資和臺資企業較多,無錫夏普、張家港的光王電子、蘇州愛普生、上海飛利浦、上海廣電液晶都有規模較大的CSTN和STN生產線,更有眾多的TFT模塊廠在這個區域內。產值較大,銷售規模上億、上十億的廠多,隨著上海廣電集團與日本NEC合作TFT-LCD 5代線的建成,已帶動TFT-LCD產業鏈上的其他項目,這個地區顯示出很強的發展后勁;
華北地區以自有知識產權為依托迅速發展,京東方在2003年成功收購韓國現代TFT三條生產線、并在北京亦莊建立起TFT模塊生產線和5代TFT屏生產線,帶動了這個地區的液晶產業。另外這個區域還有一個突出的特點是從事液晶研發的單位和力量比較集中;
西南四川、成都雖然從地理位置上來說不是特別有利,但是發展的勁頭非常足。
根據統計,在10in左右的TFT和LCD領域,中國大陸的產業和營業額只占全世界的6%,可見中國大陸區域平板顯示器份額相對還是比較低的。
隨著中國經濟和信息產業穩定快速的發展和國家對信息顯示產業重要性認識的提高,中國的液晶產業在未來相當一段時間內將會有更快的發展。產業的發展離不開政府在政策和相關方面的支持,國家"十五"計劃已把信息產業列為重點支持產業,顯示行業作為信息產業的重要組成部分,開始得到政府更多的支持和關愛。國家在"十一五"規劃中更將平板顯示產業化列為重點。目前,各級政府尤其是地方政府、企業、銀行對液晶產業的熱情和關注都很高,很多企業都有意在這個行業投資,必將推動這個產業更大的發展。
中國的液晶產業即將迎來一個快速增長的明天。
2.3 關于是否要上第7.5代或第8代TFT-LCD生產線的爭論
國際TFT-LCD產業的基本格局是日本、韓國以及中國臺灣地區三足鼎立。目前,亞洲已成為TFT-LCD彩色液晶顯示器件研發及生產制造中心,全世界TFT-LCD產業呈現日本、韓國和中國臺灣三強爭霸的局面。全世界液晶顯示屏制造商主要是奇美、華映、友達、LG飛利浦和三星索尼5家。
2008年前8個月,中國LCD電視機產量為2350.6萬臺,其中內銷716.86萬臺,外銷1634.74萬臺。 2007年中國大陸共生產了電視機8,800多萬臺,其中液晶電視共生產了3,151萬臺,比2006年上升了62%,占行業的總比重是35.8% 。但是大尺寸的液晶電視屏都需要進口。
液晶電視的核心技術是液晶屏,液晶屏的成本在整機中約占70%。從某種意義上講,中國彩電制造商做的就是"組裝",百姓購買一臺液晶電視的錢,70% 用于向面板制造商購買屏幕。國內廠商能夠做的只是"次核心技術",例如外觀設計、響應速度、色彩調試、品牌營銷等。
從中國的家庭人口多少、房間的大小以及消費能力來看,在相當長的時間內30~40in液晶電視是主流,這個尺寸面板用第7代和第7.5代生產線生產的基板切割最經濟。由于目前日本、韓國及我國臺灣地區限制第6代以上面板生產技術輸入到內地,他們在我國內地的液晶產業布局僅限于LCM后段組裝,導致本土面板企業無法獲取最新的技術和生產線。從這個意義上說,合資生產LCM并不能使我國液晶產業完全擺脫頂尖面板企業布下的"控制越位"戰術。而由于我國在液晶顯示器、液晶電視等終端成品制造上擁有規模優勢,形成一定的話語權。主流意見認為,目前破解液晶產業"越位"戰術的最佳途徑當然是國內廠商自建液晶面板生產線。但是,現在即便建設一條第6代液晶板生產線,也需要190億元,國內彩電企業沒有一家能夠獨自承擔。這就需要政府出面組織支持,過去的日本和現在的韓國都是這么做的。
也有專家認為大陸地區缺乏大尺寸面板生產線的技術人才和管理人才,又缺乏LCD配套材料,即使生產線建成了,要達到80%~85% 的成品率,還需要3~5年的爬坡時間,而在這段時間中,國際巨頭的技術水平會進一步提升,產品價格會進一步下降,必然會造成巨大的資金風險和競爭壓力。所以獨立投資不如與臺灣廠商合作,發揮各自的優勢。如果下游產品制造廠商和上游面廠商合作(入股、設立合資公司)這樣會大大降低風險和提高競爭力水平,日本和韓國的發展歷史就是證明,例如雖然三星和索尼在很多領域都把對方作為競爭對手,但是在TFT-LCD面板制造上面兩家公司還是選擇了合作,共同出資建立面板廠,大大降低了風險,同時也為各自的下游產品(主要是LCD-TV) 提供了穩定的面板來源。
3 CRT顯示技術的發展史的啟迪
我國CRT彩電、彩管產業的發展道路為我們提供了一面歷史的鏡子。1970年代,針對我國電視工業遠遠落后于發達國家的局面,國家組織實施了以彩管和玻殼為重點的彩電配套國產化工程和彩電國產化"一條龍"工程,國家累計投入230多億元,全面打造彩電產業鏈,形成了彩電-彩管-元器件-原材料-設備儀器配套完整的工業體系,推動我國電子信息產品制造業整體技術和經濟實力邁上新的臺階。我國CRT彩電、彩管產業的發展史可為當前我國平板顯示產業的發展提供了有益的借鑒。
1958年5月18日,天津無線電廠參照前蘇聯旗幟牌14in黑白電子管電視機,試制成功了我國第一臺14in黑白電視機。不久,上海廣播器材廠參照蘇聯紅寶石牌14in電子管黑白電視機,也試制成功了14in黑白電視機,由此開創了我國電視機的生產史。
1970年12月26日,我國第一臺彩色電視機在天津通信廣播電視機廠誕生,從此拉開了中國彩電生產的序幕。
由于缺乏自主研發能力,當時電視機一些關鍵的元器件需要大量進口,生產規模、產量、性能、質量等方面與同一時期美國、日本等其他發達國家相比,存在明顯的差距。當時的國家領導人非常關注此事,1977年4月,時任國務院副總理李先念批準引進彩色顯像管成套技術,定名為"咸陽彩色顯像管工程"。
1978年,國家批準引進第一條彩電生產線,定點在原上海電視機廠即現在的上廣電集團。1982年10月份竣工投產。1978年的1月和7月,國家相關部門先后組織了兩批人員到日本考察彩色電視機及其配套元器件的生產技術,引進電視機整機、新型元器件、專用元器件和若干種通用元器件的生產技術,使中國彩電制造駛入了快車道。這期間我國彩電業迅速升溫,并很快形成規模,全國引進大大小小彩電生產線100多條,并涌現熊貓、金星、牡丹、飛躍等一大批國產品牌。
1978年8月,中國第一家彩色顯像管生產企業——陜西彩色顯像管總廠(即現在的咸陽彩虹集團)成立。
1984年2月,在電子工業部的一次廳局長會議上提出"打基礎、上水平、抓質量、求效率、翻三番、超十年"的18字方針。同時,為了發展我國彩電業,滿足國內市場的需求,在引進彩色電視機生產線的基礎上,我國實施了彩電國產化"一條龍"工程。該項工程引進為彩電配套的電子元器件生產線共286條,改變了我國主要依靠散件組裝彩電的狀況,國產化水平達到了95%以上。
1985年,中國電視機產量已達1,663萬臺,超過了美國,僅次于日本,成為世界第二的電視機生產大國。
1987年,我國電視機產量已達1,934萬臺,超過了日本,成為世界最大的電視機生產國。
1985~1993年,中國彩電市場實現了大規模從黑白電視替換到彩色電視的升級換代。生產線的項目建設帶動了元器件的升級換代,我國自己生產的彩電從整體性能和可靠性方面已接近國際先進水平。同時電子工業走向集約化大生產,建立了以CRT彩電整機為主體、配套元器件為支撐、品種規格齊全、技術水平不斷提高、具有一定規模的較完整的工業體系(傳統CRT電視產業鏈條中除核心芯片外立足國內),并成為全球彩電產品的生產大國,為電子工業實現第一次騰飛做出了貢獻。
1993年,TCL在上半年就開始推出"TCL王牌"大屏幕彩電,29in彩電的市場價格在6,000元左右,到年底已經售出10多萬臺。
1996年3月,長虹向全國發布了第一次大規模降價的宣言——降低彩電價格8%~18%,兩個月后,康佳隨后跟進,打響了彩電業歷史上規模空前的價格戰。
同年4月,長虹的銷售額躍居市場第一,國產品牌通過價格戰將國外品牌大量的市場份額奪在了手中。這場降價戰后來也導致整個中國彩電業的大洗牌,幾十家彩電生產廠商從此退出。
2001年,中國彩電業大面積虧損,康佳、廈華、高路華虧損,長虹每股盈利只有1分錢,這種局面直到2002年才通過技術提升得以扭轉。
2002年,長虹宣布研制成功了中國首臺屏幕最大的液晶電視,屏幕尺寸達到了30in,當時被譽為"中國第一屏"。
2003年4月,倪潤峰掀起背投普及計劃,背投電視最高降幅達40%。
2004年,美國開始對中國彩電實施反傾銷,導致中國彩電無法直接進入美國市場。
在2004年國內生產彩色顯像的管企業多達8家,除咸陽彩虹和上海永新屬國內生產企業外,長沙LG、南京華飛、北京松下、深圳三星SDI、深圳賽格日立、佛山湯姆遜等均屬外資生產企業。這8大彩色顯像管生產企業共擁有各類彩色顯像管生產線44條,這些生產線的直接價值達500億元。
2004年,中國彩電總銷量是3,500萬臺,其中平板電視銷量不過區區40萬臺,只占整個彩電產品的1.14%。
2006年,國產CRT電視銷量為3,112萬臺,首度出現下滑,比上一年下降3%。
2007年CRT電視共生產了5,491萬臺,比2006年下降了16.5%,占整個彩電的比例達到62.4%,比2006年下降了12.6% 。其中出口CRT電視為2,481萬臺,比2006年下降了18.2%,占總出口額52%。
從第一臺黑白電視機誕生到今天"大屏幕、全高清"時代的來臨,50年來中國電視制造產業發展歷程充滿艱辛,今天我國已經成為全球彩電制造大國。CRT產業從建立第一條彩色顯像管生產線發展成為世界CRT生產第一大國,又直至在平板顯示器件的倔起中而逐漸衰落的整個歷程為我們提供了兩條寶貴的經驗教訓:
(1) 顯示產業作為國民經濟的重要組成部分,只有在政策上和經費上得到國家的大力支持才可能迅速發展起來;
(2) 國內的顯示企業要依靠不斷創新來發展和更新自己的產品,不能一味地靠引進新生產線,使自己的技術永遠受制于人。
4 我們要成為PDP面板生產大國
1964年美國Illinois大學發明了世界上第一只PDP,至今已有45年歷史。國內研究PDP起步并不晚:
1970年代中期,由信息產業部電子第五十五研究所(以下簡稱五十五所)率先開展了單色PDP研究和開發,1980年代初該所解決了單色PDP的壽命問題,實現了640×480線、960×768線、1024×768線等單色PDP的系列產品的生產,少量產品供軍方使用,并建有一條單色PDP軍標生產線。杭州大學也開始相應研究。
1980年代后期至1990年代初,五十五所在國內首先開展了彩色PDP拔術的研究和開發,先后研制出了64×64線多色交流PDP拼接用顯示屏和顯示器、128×128彩色像素彩色PDP原理樣機,320×240彩色像素彩色PDP顯示屏和樣機。杭州大學也有拼接屏研究。
"九五"期間,在國家科學技術部支持下,五十五所和西安交大開展了21in640×480彩色PDP科技攻關,分別研制出了21in彩色PDP實用化樣機。
"十五"期間,國家科學技術部撥款1億元設立"863"《平板顯示重大專項》,只資助具有創新的研究項目。1億元經費的大部分給了東南大學的具有創新思維的蔭罩型彩色PDP顯示器(SM-PDP)項目。
2002年,五十五所和東南大學進一步開展PDP國家科技攻關,五十五所開發出42in852×480彩色像素的彩色PDP的實用化樣機;東南大學開發出1 4in新型蔭罩型彩色PDP顯示器;彩虹集團與俄羅斯合作開發出42in彩色PDP樣機。
2003年,TCL開發出全套彩色PDP驅動電路。
2005年,東南大學開發出34in蔭罩型彩色PDP樣機。彩虹集團開發出50in彩色PDP樣機。
2006年,長虹和彩虹集團以20元億巨資打造國內首家等離子屏基地,預計一期產能可以達到216萬片/年(以42in計),規模僅次于松下、LG和三星SDI。在量產的基礎上將以PDP模組為龍頭產品,最終在政府支持下建立"中國PDP產業集群"。
東南大學開發的SM-PDP技術已經作為技術入股至南京華顯高科公司,也將正式投產,預計每年可生產150萬臺左右的42in、50in、60in的PDP電視機。
2007年伊始,國家啟動"平板顯示器件產業化專項工程",其中等離子顯示屏將作為重點工程得到國家大力扶持。等離子電視產業整體思路是:技術引進和自主研發相結合,重點發展42in以上PDP顯示屏、驅動電路及模塊,掌握規模量產技術,建設PDP顯示屏及模塊生產線,鼓勵引導設備和專用材料的開發和產業化。
國家政策的鼓勵為中國等離子電視市場從產業到產品發展指明了清晰的方向,同時等離子電視市場也表現出強勁的力量。
2009年,虹歐和華顯高科兩大PDP生產線將相繼建成并進入量產。
虹歐是世紀雙虹和美國MP(Matlin Patterson Global Opportunities Partners IIL.P.)三家出資注冊的,并收購了韓國ORION PDP CO.LTD(歐麗安公司),由此獲得了后者所擁有的等離子屏10多項核心專利,可以避開大部分專利壁壘。采用了世界最先進的第五條八面取生產線,設備代表當今最高水平,已經通過同行大公司驗證,技術上完全成熟,而且有量產的實踐,不會有建設上的風險。但是生產線從2009年初開始試生產到完全量產,有一個"良品率爬坡期風險",即能否在最短時間內將良品率爬升到85%以上是關鍵。
華顯高科采用的蔭罩式PDP所使用的障壁技術能否與目前PDP電視技術相競爭,還需要真正產業化以后才可看見結果。
目前PDP的主要核心技術還是掌握在日立、松下、富士通、三星、LG 5家企業手中。關鍵的核心技術主要集中在制造(包括重大裝備)、驅動、結構、工作原理等方面,目前已經申請的專利達1,000項左右。5家掌握PDP核心技術的廠家都有獨到之處。
中國在PDP領域擁有的專利約100項,其中東南大學擁有40多項,值得一提的是,東南大學擁有的專利比較具有產業鏈的系統性和完整性,包括驅動、結構等。
等離子顯示(PDP)技術和液晶顯示(TFT-LCD)技術是兩個完全不同的體系。PDP是電真空技術,解決的是真空放電產生熒光的技術和熒光強度的控制問題,涉及的主要是熒光材料、真空放電等傳統工藝技術。TFT-LCD是以半導體技術為主的產品。
等離子顯示是主動發光顯示,顯示屏是一個朗伯光源,通過熒光粉的選擇可以得到非常好的顯示效果。其畫面的色彩、對比度、流暢度與CRT相比毫不遜色,超薄的體積、超大的屏幕、沒有輻射,與CRT相比優勢十分明顯。
從產品性能看,等離子與液晶在技術上是各有千秋,各有利弊。在圖像清晰度上和在亮室條件下的對比度上,液晶電視優于等離子電視;在色彩飽和度上,等離子顏色逼真一些,好于液晶電視;在動態圖像上,等離子電視看不出拖尾現象,其動態分辨率在物體運動速度加快時幾乎不會下降,而液晶電視的動態分辨率則快速下降;在低亮度背景下顯示快速運動畫面,PDP電視具有比LCD電視好得多的性能;在觀看一般電視節目時,由于其平均亮度只有最高亮度的10%~30%,這兩種電視機的功耗在實際使用中差不多。所以總體結論是 "兩者性價比差不多,不分上下" 。
從CRT電視向PDP電視升級是順理成章的,在全球大屏幕電視(40in以上)市場上等離子電視占有率估計為47%,液晶電視僅為17%,PDP占有絕對優勢。為什么大屏幕平板電視在后來的中國市場發展中會出現向LCD電視一邊倒現象?
原因是,2006年至2007年上半年,LCD處于供應過剩的低谷期,價格不斷下降,而PDP資源由幾大巨頭掌控、不好拿屏,所以許多中國彩電企業放棄了PDP。它們賣什么吆喝什么,形成了市場對PDP的誤解。但從2007年下半年開始,PDP恢復性增長。2008上半年,PDP國內銷量的增長速度接近190%,差不多三倍于LCD同期的增速,曾放棄PDP的中國彩電企業又都"回來"了。
等離子和液晶電視在未來大尺寸屏幕市場的發展是:等離子在42in以上大屏幕有更大的發展空間,50in的是未來的銷售主流,而55in的有上升趨勢,因為55in的高清等離子的性價比要略高于液晶。但消費者房間面積決定最終購買。液晶主要在小屏幕42in以下具有潛力,從目前各品牌銷售液晶電視的情況來看,37~42in的為主流。
中國等離子電視在今后的宣傳中要打"動態畫面清晰"牌、"健康""護眼"牌和"實際使用節能"牌。
LCD電視發出的是偏振光,PDP電視發出的是自然光,人眼是習慣于觀看自然光的。中國電子商會消費電子產品調查辦公室、國務院發展研究中心市場所、中國電子技術標準化研究所聯合北京協和醫院眼科中心發布"彩電產品與人眼視覺感官變化"課題研究成果,指出"等離子電視比液晶電視更有利于保護眼部的健康"。
等離子電視在表現動態的畫面時圖像的穩定性和清晰度尤為出色,能夠讓觀眾欣賞到運動畫面里的每個細節。PDP電視快速捕捉畫面的能力十分強大,動態畫面清晰度好,非常適合觀看快速移動的動態畫面,這些因素在觀眾欣賞動感極強的體育運動賽事、電影、游戲等時顯得至關重要。
液晶電視的額定功耗的確比等離子電視要低一些,但實際使用中PDP電視并不差。例如,同樣是42in的平板電視,LG的PDP電視42PC1RV的功耗比東芝液晶電視42A3000C的額定功耗294W還要低;長虹PDP電視PT4288的300W功耗,與東芝液晶電視42A3000C的額定功耗294W相比,也沒有很大的差距。在顯示夜景和低亮度背景的畫面上,PDP的能耗要比液晶電視的能耗低得多。只要TFT-LCD電視目前還是冷陰極燈,還需要彩膜,那么在技術上對PDP電視而言并沒有明顯的優勢。但是在節能降耗上,PDP還是大有文章可做的。
5 發展OLED顯示技術有可能實現我國顯示產業強國夢想
國際上對OLED的研究始于1987年,產業化則從1990年代后期開始,OLED的出現給中國顯示產業實現"擁有自主知識產權,平等參與國際競爭"的跨越式發展提供了難得的歷史機遇。
中國于1991年便有單位開展關于OLED的研究,目前在中國大陸,有數十家科研機構和企業從事OLED的研發和產業化工作。中國OLED基礎技術與國外差距不大,研究人員在機理研究、材料開發、器件結構設計、生產工藝技術等方面做了大量工作,取得了一系列有價值的研究成果,獲得了大量的專利技術。
OLED的主要參與企業有維信諾、彩晶、京東方、上廣電、廣東信利、TCL和五糧液;OLED的主要參與高校和科研機構有清華大學、上海大學、華南理工大學、電子科技大學、長春應化所等,它們長期開展了OLED器件及有機材料方面的研究并取得了較大成果。香港晶門科技、中潁電子已成為全球為數不多的OLED驅動IC開發商。
目前已擁有兩條OLED中試生產線。而且清華大學的OLED項目已經超過了基礎研究和中試階段,生產技術全部由清華大學和維信諾公司獨立研發完成的我國大陸第一條自主設計建設的有一定規模的OLED生產線已于2008年10月8日在昆山投產,可實現年產1,200多萬片3in以下小尺寸的OLED顯示屏。清華大學OLED技術的成功產業化,標志著通過多年自主創新,我國在新型平板顯示技術領域已取得重大突破,開始了我國顯示產業由 "中國制造"開始走向"中國創造"。華南理工大學也在上海已經建立了一條3in以下小規模量產生產線。長虹于2006年年底發布公告稱,將投資3.6億元與成都高新投資集團有限公司合資成立虹視公司,進軍OLED產業。不過,目前長虹的OLED生產線還在規劃建設中,尚未投產。四川虹視還率先開展了AM-OLED研究,著重布局AM-OLED產業的發展,原計劃于2008年底完成3in級AM-OLED開發。
在產業鏈布局上,中國大陸也已有多家企業在進行相關材料、基板、封裝蓋、IC和其他OLED配套產品的開發。我們相信,用不了幾年,我國大陸將會成為PM-OLED的主要生產地。
雖然中國OLED技術已經走上了發展之路,但是也面臨材料、設備以及AM- OLED技術不足的挑戰,產業鏈仍未形成。目前需要在產業上加強知識產權積累,突破AM- OLED相關的技術與工藝,加快本土產業化建設,加速打造本土化產業鏈,才是治本之道,才是快速發展OLED技術的最好辦法。
目前全球加入OLED市場競逐的廠商合計有100家以上,包括IT行業絕大多數大型跨國公司,如制造廠商有三星SDI、LGD、索尼、夏普、精工愛普生及我國臺灣的奇晶、錸寶等廠商;材料開發商有柯達、劍橋顯示技術公司、通用顯示公司、住友化學等;設備制造商有日本真空、大日本印刷、韓國斗山等。
全球各國的企業和研究機構在進行OLED技術開發的同時,加快了專利布局。中、美、歐、日專利局數據顯示,截至2007年7月,公開的OLED技術相關專利約1.6萬件,其中日本約占63%,韓國約占12.8%,美國約占12.2%,中國約占7.7%,德國約占2%。韓國、中國具有較強增長后勁,2003年以后專利申請大幅上漲。
OLED產業方面中國最有機會擺脫國外大公司的技術壟斷,占領中國這一世界平板顯示產業的巨大市場,從而實現顯示產業強國的夢想。認識到這一點,中國各級政府對包括OLED在內的新型平板顯示器等一批重大高技術產業化的研究越來越重視,并且采取了一些鼓勵企業研發的有力措施,如加大政府采購對自主創新產品的支持等。在"十五"、"十一五"863《平板顯示專項》中國家科技部都把OLED項目列為重點,廣東、四川、山東、吉林等地方政府都將OLED產業列為重點投資項目。
按目前我國在PM-OLED方面的技術水平和產業布局,有希望在PM-OLED產業上不落后于世界,但是AMOLED技術是方向,這方面我國的基礎十分薄弱,而國外對此封鎖很嚴密,如果不解決這個問題就會重蹈我國在發展LCD顯示產業中的覆轍—— PM-LCD產業大國,AM-LCD產業弱國。
6 我國平板顯示技術標準制定工作開始與國際同步
朱镕基前總理在2001年10月27日,國家科教領導小組第十次會議上強調指出:"技術標準已經成為國際經濟競爭的重要手段,要盡快完善國家技術標準體系,改革我國技術標準化建設滯后,特別是高新技術領域標準受制于人的狀況,用高新技術標準推動經濟結構調整、產業升級和對外經濟貿易的發展"。據此,國家科技部將"重要技術標準研究"列入"十五"國家科技重大專項和國家三大戰略之一。而我國平板顯示產業的迅速發展,也受到國家科技部的重視,被認為是具有戰略意義的產業。
我國平板顯示產業在快速發展的同時,也面臨著嚴峻的挑戰。國外平板顯示技術發達國家掌握著產業的價值鏈高端,在大肆攫取高額附加值的同時,還想盡辦法,不遺余力地壓縮價值鏈低端的利潤空間,以進一步獲得更多的利益;同時隨著人們對自身健康問題、環保問題投入更多的關注,對平板顯示器件的輻射、節電、環保等方面的要求變得越來越苛刻,這在客觀上推動了平板顯示產品合格要求的提升和認證的發展,各產品輸入國不斷提高產品的準入門坎。這都增加了我國平板顯示產品的生產成本,嚴重影響了我國平板顯示企業的資本積累和健康發展。
產業要發展,產品要被市場所接受,不僅占領國內市場,還要打入國際市場,這些新情況、新問題都牽涉到一個長期以來被我們所忽視的問題——技術標準。隨著我國加入世貿組織,標準與技術貿易措施、自主知識產權、國際間的技術與經濟競爭等問題緊密地聯系在一起,標準之爭已成為產業發展、市場競爭的先導和主角。如今,誰掌握了技術標準的制定權,誰就在一定程度上掌握了技術和經濟競爭的主動權。國內的平板顯示企業只有拿起標準這個有力的武器,了解、掌握和運用平板顯示技術標準,才是解決目前所面臨的各種困難的根本出路,也才能真正擺脫當前這種受制于人的被動局面,在發展和競爭中掌握主動,使形勢向著于我有利的方向發展。
在20世紀,國際平板顯示技術標準領域沒有由我國負責制定的國際標準發布。令人遺憾的是,即使常常處于受制于人的被動局面,國內的一些平板顯示企業仍對國家標準、國際標準的制定工作并不關注,沒有認識到這些標準的重要性。事實上,隨著產業的快速發展,加之激烈的市場競爭,對產品的性能,生產技術和標準化管理均提出了迫切的要求。自我國入世以來,顯示產品的出口受到了各種各樣的限制,其中一個主要原因就是,我國的顯示技術標準有許多沒有達到進口國的要求。例如歐盟的技術標準達10萬多件,凡是達不到要求的,一律不準進入歐盟市場。所以說在如今的知識經濟時代,標準一定要先行于生產。
以上種種都逼迫我國到了必須認真研究與制定標準的時候了,平板顯示技術標準的重要性一下子被提上了議事日程。
6.1 平板顯示技術產業標準現狀
中國電子行業標準的歸口單位是原信息產業部電子工業標準化研究所(四所),1980年代初期四所就開始組織專家制定了液晶顯示器的基礎標準,到90年代中期已制定了20余項國家標準和電子行業標準,涉及的主要是早期的TN、STN的鐘表、計算器和儀器用的顯示器。但是當時的有關生產廠家對已制定的國家標準并不重視,他們都是各按用戶要求制定廠標出售。90年代末期四所瞄準產業熱點,有計劃地部分調整了LCD標準體系,開始等同采用IEC標準制定我國國家標準和電子行業標準,目前IEC已出版的有關LCD、PDP面板的標準共有14項,我們均已采標制定或正在制定相應標準。除此之外,我國還有自主制定的其他標準。由此可見,這幾年的標準化過程中,我國的標準與國際標準基本上是對應的。
隨著以液晶、等離子體、有機發光二極管為代表的新型平板顯示產業的蓬勃發展,國際標準化活動也于21世紀活躍起來。目前除了已承擔的二項IEC標準制定工作,我國專家還負責二項IEC標準部分內容的編寫,并于2007年9月在廣州召開的IEC-TC110年會上爭取到一項新工作提案的起草工作。如果說在參加國際標準制定初期,我們還是以參考其他國際標準或其他國家標準為主,那么現在,則在這些標準中有我國專家首次提出的測試方法,如亮室條件下對比度等參數測試方法,LCD運動偽像測試方法等。雖然這些測試方法還有待在制定過程中進一步完善,但目前已被國際標準化專家認可,并且在IEC標準制定中被采納。
隨著LCD面板大量應用于平板電視,目前的標準工作熱點是與圖像質量、視覺質量密切相關的參數測試方法和補充新的試驗方法。在2008年的IEC-TC110年會上,韓國代表提出了制定LCD電視用背光源系列標準提案,得到了大家的肯定,我國也將于今明兩年展開相關工作。
6.2 成立了平板顯示技術標準工作組
為了促進我國平板顯示產業的健康發展,加快平板顯示技術標準在我國的普及與應用,同時有效規避未來在平板顯示技術上可能遭遇的自主知識產權問題,信息產業部于2003年正式成立了國家"平板顯示技術標準工作組",負責制訂和修訂國家平板顯示產品技術標準工作,自此我國平板顯示技術標準化工作逐步走上規范化的發展道路。
在信息產業部的領導下,根據工作組的工作任務和長期目標,平板顯示技術標準工作組積極聯合社會各方面的力量,有效地組織和協調我國國內平板顯示企業、相關研究機構、大專院校積極參與到有關平板顯示技術國家標準的研究和制、修訂工作中來,并且工作組還代表我國積極參加國際平板顯示技術標準化活動。在工作組的統一安排下,充分發揮了政府、企業、研究機構、大專院校各方的優勢,極大的加快了我國平板顯示技術國家標準的制、修訂進程,有力的促進了我國平板顯示技術和產業的健康發展。
信息產業部平板顯示技術標準工作組主要涉及平板顯示產業鏈中游的顯示面板和模塊,同時兼顧與上、下游之間的銜接協調。目前下設四個專業分組:液晶顯示技術(LCD)分組、等離子顯示技術(PDP)分組、有機發光二極管顯示技術(OLED)分組和半導體發光二極管顯示屏技術(LED屏)分組。已有成員單位近50家,涉及了平板顯示技術產業鏈的上、中、下游產、學、研各方。
該標準工作組目前已完成了8項國家標準和電子行業標準的制定工作。
還有一個與平板顯示技術產業相關的標準化組織是《全國音頻、視頻及多媒體系統與設備標準化技術委員會》,側重于從事音頻、視頻及多媒體專業標準化工作,主要涉及平板顯示產業鏈下游的應用產品之一——平板電視,其對應的國際標準化組織是:IEC/TC100音頻、視頻及多媒體系統與設備技術委員會。
2006年信息產業部發布的25項數字電視標準,是由該技術委員會的數字電視接收設備功能和性能標準工作組負責制定的,其中涉及數字電視平板顯示器的標準有3個。這些標準對規范平板數字電視的市場起到了很大的促進作用。6.3 參與國際標準化工作,在IEC平臺有了話語權
從國際平板顯示技術標準化工作現狀來看,以國際標準化組織IEC的平板顯示技術標準化工作的情況為例,可以發現其已制定和發布的標準提案基本都是由日、韓等平板顯示技術發達國家的專家代表提出并負責制定的,具體的標準內容常常是建立在他們的發明專利基礎上,標準制定的出發點也是代表他們自己的國家利益,而常常忽略了如我國這樣發展中國家的權益。不僅如此,日、韓等平板顯示技術發達國家均已制定出自己的平板顯示技術標準化發展戰略,以確保其在平板顯示技術標準領域長期的優勢和領導地位。形勢迫切需要我國專家參與平板顯示技術領域國際標準的制訂。
2002年10月22日至11月1日第66屆國際電工委員會(IEC)年會在北京召開。對中國平板顯示技術標準領域來說,這是一個有重要意義和值得紀念的日子段。當時正值北京的深秋,寒意濃濃,但參加會議的中國代表心中卻是暖意融融,因為在這次會議上,IEC正式確定"有機發光二極管顯示器件光電參數測試方法"、"等離子顯示器件圖像質量測試方法"兩項標準由中國承擔。從此,拉開了中國參與國際平板顯示技術標準制訂進程的序幕,這在中國的平板顯示界也是開天辟地頭一回。
作為最初IEC/TC110-OLED標準工作組項目中國三個成員之一的清華大學化學系董桂芳博士,對當時的情形還記憶猶新。她說,當時中國代表團很興奮,以前制定平板顯示標準都是以日本人為主,很少有中國人在新技術問世的時候就參與國際標準的制訂。這一事件同時也引發了平板顯示業界對標準的興趣,推動了國內平板顯示產業標準的制定。
在這次北京會議之前,IEC/TC110中還沒有OLED這個小組。這次會上,代表們就OLED技術的"名詞術語和定義"進行了全面深入的探討,清華大學邱勇教授代表中國提出的關于用OLED取代原來的OEL作為有機發光二極管顯示器術語的提案,得到與會代表的支持和肯定。更重要的是,會前我們做了詳盡的資料準備,在會上拿出了全英文版《有機發光顯示器特性參數測試方法》提案。最后會議決定由中國承擔OLED光電參數測試方法的標準制定,邱勇教授成為制定該標準的首任項目組長。
這次會議在科技部和產業界引起了強烈的反響,因為,參加會議的都是在OLED生產與開發領域處于世界上最前沿的企業,如松下、先鋒、三洋、IMB等日本公司、韓國的LG電子等。中國人第一次在強手如林的平板顯示標準工作組中爭取到獨立承擔完整標準制定的機會,來之不易。
IEC/TC110平板顯示技術委員會經過3年的發展,目前有3個工作組:WG2-液晶顯示器件、WG4-等離子顯示器件、WG5-有機發光二極管顯示器件。其主要工作內容:制定平板顯示器件領域標準,如LCD、PDP、OLED等顯示器件的文字符號、名詞術語、額定值和特性、測試方法、通用規范和有關的環境、機械、耐久性試驗方法等。現已出版的標準共有14項,其中LCD 10項、PDP4四項;正在進行中的標準共有15項,其中LCD 4項、PDP 4項、OLED 5項,還有兩項新提案。
2007年9月3日~5日,2007年國際電工委員會平板顯示器技術委員會(IEC/TC 110)年會在廣州順利召開,這是該委員會自2003年成立以來第一次在中國召開年會。包括IEC亞太區官員和 專家、中國政府官員、企業界人士和專家共約100多人參會。又有一項我國提出的《OLED圖像質量測試方法》國際標準提案為全會正式接納。
IEC/TC110委員會主席Hideo Iwama說"中國平板顯示產業發展態勢良好,產業標準化和國際化步伐明顯加快,在業界的國際影響日益廣泛,IEC/TC110的專家團隊中來自中國的已超過20%。"
6.4 在面板廠商和整機廠商之間搭建一個平臺
數字電視平板顯示器三個標準的頒布,對規范平板數字電視市場起到了很大的促進作用,同時也帶來了一定問題:整機廠商拿著適用于電視顯示器的標準來對面板廠商提要求。由于作為電視機的顯示器和顯示器件(即面板或模塊)有很大不同,無論是參數表征形式和定義還是測試方法和測試條件都有所區別,因此可以說這三個標準并不適用于顯示面板/模塊。目前急需將這三個標準中有關的參數指標分解到面板/模塊上,在面板廠商和整機廠商之間搭建一個平臺。這樣做一方面能使得我國大陸整機廠商能采購到合格的面板;另一方面能指導我國大陸面板產業的發展。
平板顯示技術標準工作組目前已著手開展這項工作,于2008年9月份起草數字電視機用LCD和PDP面板技術規范的框架。同時,在標準的制定過程中將與全國音頻、視頻及多媒體系統與設備標準化技術委員會的數字電視接收設備功能和性能標準工作組進行充分的協商。
6.5 根據技術發展制訂新的標準
LCD用背光源目前主要以冷陰極管(CCFL)為主,它具有線型發光、光源均勻等優點,也有耗電量高、存在汞污染的缺點;動態CCFL的出現將克服耗電量高的缺點;而應用LED作為LCD背光源具有壽命長、短小輕薄、發光效率高、色再現率高、無干擾、不怕低溫、無汞污染問題和性價比高等特點。所以LED在未來的LCD背光源領域中,是一種不可小視的新型背光源。但是LCD用背光模組產品檢測技術和產品標準方面遠遠不能適應我國相應行業發展的要求。平板顯示技術標準工作組目前已著手開展LED背光源和動態CCFL背光源的標準研究工作,并在2008年9月份起草了LED背光源技術規范和測試方法的框架。
6.6 參與海峽兩岸標準合作,共同參與國際競爭
兩岸平面顯示技術標準合作的研討會已進行多次,海峽兩岸達成共識:
(1) 擴大海峽兩岸在平面顯示技術標準合作之范圍, 從LCD到PDP和OLED;
(2) 海峽兩岸合作建立平板顯示技術標準測試平臺;
(3) 展開海峽兩岸TFT-LCD術語對照標準和云波效應測試標準的討論與制定;
(4) 探討海峽兩岸共享TFT-LCD云波效應測試標準知識產權之方式;
(5) 以中電標協和華聚基金會為窗口,加強兩岸平面顯示企業之交流互動,并研究海峽兩岸共組產業。
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來源: 年期 |
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