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中國平板顯示行業全球影響力持續增強
作者:admin  來源:中國電子報  發表時間:2017-10-17 13:54:41  點擊數:1228

平板顯示作為電子信息產業的“糧食產業”,其發展水平是一個國家的科技實力和國際競爭力的重要體現?;毓斯?年,我國平板顯示產業保持較快增長態勢。產業核心競爭力隨著面板產能、技術水平的穩步提升而逐漸增強。產業整體規模持續擴大,全球市場份額不斷提高,面板自給率快速攀升,技術水平與國際先進差距逐漸縮小,產業發展進入良性循環軌道。同時也面臨著產能迅速擴張帶來結構性過剩壓力、終端產品需求增長趨緩導致產品結構調整、產業鏈成熟度不均衡、上游受制于人的發展瓶頸等不利因素。

顯示產業迅猛發展

新型顯示產業保持良好發展態勢,產業規模持續增長,供給能力明顯提高,技術創新能力逐步提升,產業聚集區初步形成,全球影響力不斷增強。近年來,隨著新型智能終端、車載顯示產品不斷升級,顯示產業不斷適應下游新需求,創新發展成為顯示行業主旋律。2016年全球新型顯示行業總體保持增長態勢,顯示面板產值達到1150億美元,出貨面積2.02億平方米,創新步伐進一步加快,新應用不斷涌現,產品形態日益豐富,全球產業資源整合加快形成。面板企業不斷淘汰低次代落后產能,新型顯示產業結構升級進入新階段,產業競爭日趨激烈,我國作為全球電子制造業生產基地,個人計算機、手機、電視機產量均位居全球第一,世界顯示器件制造中心也加快向中國轉移。

隨著國家大力推進“中國制造2025”和“互聯網+”戰略,新型顯示產業戰略地位日益凸顯。2016年在全行業共同努力下,我國新型顯示行業發展向好態勢更為明顯,實現了“十三五”良好開局。一是技術水平不斷提升。多項創新產品和新技術陸續推出。AMOLED面板小批量出貨,華星光電全球首條11代線開工建設,京東方98英寸8倍屏首次應用在里約奧運會轉播。二是產業規模持續擴大,2016年我國新型顯示行業銷售收入達到2013億元,同比增長20%;出貨面積0.53億平方米,同比增長16.5%。全球市場占有率由“十二五”初期的3.9%增至27%,面板產業41條,在建15條,面板供應能力得到明顯提升。三是本土配套能力逐步提升。骨干企業本土化材料覆蓋率超過60%,全年采購金額同比增長35%,玻璃基板在六代線上量產,小尺寸規?;τ?,偏光片8.5代線導入中。顯示產業是新一代信息技術和先進制造業的重要組成領域,總體來看,近年來我國顯示產業不斷蓬勃壯大,并帶動上下游產業共同發展,為國民經濟發展新舊動能轉化作出積極貢獻。

顯示技術進步有加

(一)柔性顯示屏

隨著更先進的制造設備和材料工程技術的發展,可彎曲、可折疊以及曲面顯示在電子產品中的應用日益豐富,為電子產品制造商帶來了豐厚的獲利機會。

對于LCD液晶顯示來說,通常由液晶負責控制顯示灰度,三原色濾光片控制顯示顏色,這就要求它們必須一一對應才能顯示正常。而如果用LCD液晶面板來做曲屏,內周長與外周長不相等,原來一一對應的液晶和濾光片就會出現位置偏差,從而導致色彩失真,此外還會引起漏光、暗屏重影及雪花等一些列問題。因此,對于曲屏來說,以AMOLED為代表的OLED顯示技術幾乎就成了不二之選。

但值得注意的是,無論是否是柔性顯示器,任何OLED顯示設備,尤其是大尺寸屏幕,在進入批量生產前必須解決以下這些挑戰:電致發光(EL)蒸發現象及其對有機材料壽命的影響,低沉積速率,因缺陷導致的低良率問題,以及蒸鍍技術的可擴展性,這會直接影響顯示器批量生產的成本。

(二)印刷顯示

印刷顯示技術是將印刷電子學應用于顯示領域,指以旋涂、絲?。⊿creen)或噴墨打?。↖nk-jet)等印刷方法,將金屬、無機材料、有機材料轉移到基板上,制成發光顯示器件。印刷顯示技術的終極目標是實現全印刷發光顯示器件,在常溫、常壓下以按需給料方式實現低成本制造。目前印刷顯示技術中,采用OLED材料來實現顯示是主流且比較成熟的技術。

印刷OLED 顯示是利用現代印刷工藝制造 OLED 面板的新技術,目前基于蒸鍍工藝的小分子 OLED 面板仍然是市售的主流,但蒸鍍工藝、材料和制造成本等制約了大尺寸 OLED 顯示面板的規?;τ?,而印刷顯示技術則具有工藝簡單,材料利用率高,生產成本低,有利于柔性化和大尺寸面板生產等優點。因為技術限制,現階段并不能實現全器件的印刷制作。現有印刷OLED工藝僅指以印刷的方式制作功能層,如空穴/電子傳輸和EML等。電極依然以蒸鍍方式制作。

現有印刷技術主要關注在噴墨打印機方向。根據噴墨方式不同,印刷技術分為連續噴墨(CIJ)和按需噴墨(DOD),在印刷OLED中以Piezoelectric型噴頭比較常見,在實驗室中也有用Thermal型的噴頭。

噴墨打印成膜過程主要是通過電腦控制的噴嘴,將一定濃度的載流子注入層、傳輸層、發光層材料構成的功能墨水沉積在電極或者其他功能層上,溶劑揮發后在噴印的位置形成所需要的像素點。像素點揮發成膜過程中,受到溶劑表面張力、溶質結晶特性的影響,極易形成邊緣厚、中間薄的形態,俗稱“咖啡環”效應。這是造成印刷 OLED 顯示面板無法達到市場化要求的主要問題。

(三)量子點電致發光

量子點電致發光二極管的工作原理與有機電致發光器件是類似的復合發光機理。QLED電致發光器件的基本結構和OLED器件也基本一樣,即用量子點材料取代有機發光器件中的有機發光材料。量子點在顯示技術領域的應用主要包括兩個方面:基于量子點電致發光特性的量子點發光二極管顯示技術(Quantum Dots Light Emitting Diode Displays, QLED),基于量子點光致發光特性的量子點背光源技術(Quantum Dots-Backlight Unit, QD-BLU)。

利用量子點材料的光致發光特性制造的背光源可將現有白光LED作為背光源,顯示器件色域覆蓋率從72%提高到110%,大幅度提升顯示器件的色彩表現力。量子點材料非常昂貴,雖然量子點材料的光致發光應用已經商業化,但只是定位于高端市場。對于大面積應用還需看量子點材料的降價幅度和速度。量子點電致發光的應用還處于實驗研究階段,從實驗階段到生產階段還需要較長時間,要解決制備工藝、發光亮度、壽命、效率等多方面問題,因此量產時間很難確定。

(四)IGZO(氧化物)TFT

自從2004年報道了柔性和透明的非晶銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管(TFT)之后,非晶態半導體氧化物薄膜晶體管引起了人們的關注,目前關于作為TFT背板的非晶氧化物半導體器件已經取得了巨大進展。這些器件支持高性能平板顯示器(FPD),包括TFT-LCD及有源矩陣有機發光二極管顯示器(AMOLED)。

許多FPD制造商如三星、LG、夏普和友達已經在2012年宣布大規模投資基于氧化物半導體器件的大尺寸AMOLED面板生產。

IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)為銦鎵鋅氧化物的縮寫,非晶IGZO材料是用于新一代薄膜晶體管技術中的溝道層材料,是金屬氧化物(Oxied)面板技術的一種。IGZO材料由日本東京工業大學細野秀雄最先提出在TFT行業中應用的。其實IGZO只是溝道層材料,而不是一種新的面板技術。

穩定性是氧化物TFT最重要的問題。需要考慮負/正偏壓、溫度、照明和環境(濕度)四個方面。從優化結構、選擇合適的柵極絕緣體材料、不可滲透的鈍化層、穩定的半導體材料和后退火處理幾方面提高穩定性。此外,還要對工藝、材料和設備進行非常嚴格的控制。

(五)低溫多晶硅TFT

低溫多晶硅(Low Temperature Polysilicon,LTPS,以下以LTPS代稱)是平板顯示器領域中的又一新技術。繼非晶硅(Amorphous-Silicon,以下以a-Si代稱)之后的下一代技術。

Polysilicon(多晶硅)是一種約為0.1μm至數個μm 大小、以硅為基底的材料,由許多硅粒子組合而成。在半導體制造產業中,多晶硅通常經由LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)處理后,再以高于900℃的退火程序,此方法即為SPC (Solid Phase Crystallization)。然而此種方法卻不適合用于平面顯示器制造產業,因為玻璃的最高承受溫度只有650℃。因此,LTPS技術即是特別應用在平面顯示器的制造上。

LTPS TFT具有分辨率高、反應速度快、亮度高、開口率高等優點,加上LTPS的硅結晶排列較a-Si有次序,使得電子移動率相對高100倍以上,可以將外圍驅動電路同時制作在玻璃基板上,達到系統整合,節省空間及驅動IC的成本的目的。

LTPS TFT的元件結構,有N型和P型兩種,其中的N型TFT,會利用低摻雜型漏極(Lightly Doped Drain,LLD)來降低元件的漏電流。LTPS TFT的柵極是位于半導體層上方,是所謂的Top Gate的結構;非晶硅型TFT的柵極是位于半導體層下方,是所謂的Bottom Gate的結構。這種結構上的不同,使得LTPS TFT 在TFT LCD中應用時,具有以下幾個優勢:溝道串聯電阻低,柵極絕緣膜厚度小,柵極金屬層厚度大,柵極與源/漏極不重疊。

知識產權重視程度加大

顯示技術作為技術密集型產業,長久以來一直被日本、韓國等壟斷。顯示面板的制造從原材料的生產,到最終面板成像電路的設計等各個環節都存在專利壁壘。

截至2017年3月9日,京東方向國家知識產權局提交且已公開的中國專利申請為2.3063萬件,其中1.3137萬件獲得授權。2006年,京東方的專利申請量僅有116件,之后逐年遞增,2016年新增中國專利申請且公開的數據達4612件。其中以2010年至2013年的專利申請量增長最為迅猛,每年遞增800件至1000多件??杉?,京東方對自主創新能力和知識產權給予了高度重視,即使是在2008年到2011年連年虧損的情況下,京東方依然在研發上投入近30億元。

誠然,我國以前對知識產權的?;ちΧ炔還?,侵權行為得不到應有懲罰,使得企業對知識產權喪失信心。2016年12月,《蘇州市“十三五”知識產權發展規劃》中特別提到了建設知識產權聯盟:在納米材料、大數據、未來網絡、3D打印、新一代信息技術和軟件、石墨烯、小核酸和抗體藥物等領域建成國際性知識產權聯盟;在高性能戰略材料、大品種創新藥物、新能源、智能裝備、物聯網核心器件及應用系統、高端裝備、電子信息、平板顯示等領域建成國內示范性知識產權聯盟。由此可見,近年來知識產權的?;ちΧ仍誆歡霞喲?。

利用知識產權來鼓勵員工創新,降低產品成本,增加企業利潤,防止竊取研發成果,使企業在激烈的競爭中占領專利的至高點,從而使企業在復雜的經濟環境中立于不敗之地。

技術人才需求旺盛

據對京東方、華星光電、天馬微電子、中電熊貓平板顯示企業每年招聘情況的不完全統計,京東方工程師最低要求是“一本”,每年招聘人數大概在2000人左右,碩士不多,不到20%;而華星光電在人員招聘這一塊的要求都比較高,近幾年對應屆畢業生都要求是“985”高校畢業的學生,因為公司正處在發展階段,所以人員的需求量也是較大的,每年大概會校招300~400個應屆畢業生,一般在本碩博方面是以7∶2∶1的比例招聘的;天馬微電子招聘每年1000多個應屆畢業生,大部分是“985/211”高校畢業生,也有部分非“985/211”學校畢業生,本碩比大約1∶1,本科生稍微多一點;中電熊貓招收的人員比較多。

由此可見,顯示行業對人才需求量暴增,具有平臺高、晉升機會多等優勢。這些現狀都預示著顯示面板行業未來將有良好的發展前景。 


 

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