三星面板技术TFT-LCD进入成熟期 OLED成为旭日朝阳

TFT-LCD进入成熟期 OLED成为旭日朝阳

时间:2011年11月21日
TFT-LCD已进入成熟期,需求难大增,价格易下跌 目前,平板显示终端几乎覆盖了所有尺寸和性能的消费类、工业、医疗、车载、航空等领域。但互联网电视、LED背光电视、3D电视、3G智能 系列存储器器件Altera发布28nm器件系列产品纳米科技机构日本将投资42亿日元建MEMS项目研发基地图书上线市场部苏宁进军网上图书销售 计划年内上线四五十万种电子产品频率芯片晶瀚推出单信道HDMI 1.2a传送器CAT6610三星纳米南亚DRAM供需待调整 2011年下半走向平衡晶片公司欧元无锡尚德收购375MW晶片制造能力指纹手指滚轮可读取文字的指纹认证模块台湾科技中国大陆联华电子并购和舰科技受阻平板设备处理器MIPS智能解决方案遍布融合市场

TFT-LCD已进入成熟期,需求难大增,价格易下跌

目前,平板显示终端几乎覆盖了所有尺寸和性能的消费类、工业、医疗、车载、航空等领域。但互联网电视、LED背光电视、3D电视、3G智能手机、平板电脑等,基本是替代原有产品,对产业总需求量影响不大。在2011北京国际平板显示产业高峰论坛上,众多与会专业人士认为,以TFT-LCD为代表的平板显示产业在2011年已进入成熟期,需求很难大幅增长,潜在需求也不会太大。

2011年下半年,中国大陆的京东方和华星光电2条8.5代线投产,预计仍将建设一条7.5代线和两条8.5代线。2012年中国占全球的份额将从目前的5%提高到20%以上,并在2015年成为世界第三大平板显示生产地。三星、LG、友达和奇美也在择机扩大其本土8代线产能,业界的产能过剩压力仍然很大。因此,未来几年行业多有可能会出现供大于求,价格易跌难涨的局面。

日本高级数据研究机构首席执行官高多清作就持这种观点。2008年美国金融危机时,他对TFT-LCD面板价格做出了下降走势的准确判断,因此,他对预计本次美国债务危机期间的TFT-LCD面板价格仍会继续走低非常自信(见图1)。

事实上,2011年2季度,全球四大液晶面板企业已出现亏损。三星电子12.8亿美元,LG显示2.9亿美元,友达光电24亿美元,奇美29亿美元。中国面板企业恐怕也将步起后尘。

彩虹集团技术中心副主任王答成认为,3个因素导致了中国面板企业建成即难以持续发展的瓶颈:1.面板业投资成本巨大,5代面板线投资额在130-150亿元,8.5代线投资额在250-350亿元;2.面板价格不断下滑,主要规格面板价格自2010年5月至今,已连续下跌超过40%;3.相应关键部件材料依赖海外大企业垄断供应。对此他表示,中国企业有必要建立供应产业链联盟,以突破上述困境。

在面板企业相继亏损时,上游液晶玻璃基板的降价不足20%。不过,2011年中国将形成10条5代玻璃基板线;6条6代线;1-2条8.5代线。其中,彩虹玻璃基板产能规划如2所示。今后玻璃基板供应增加后,其价格走势及终端需求也许会在一定程度上缓解面板市场的亏损状况。

政府支持力度不够与人才不足——中国液晶显示产业之殇

中科院院士欧阳钟灿认为,液晶显示技术已经占据市场主导地位。2020年以前,没有一种显示技术在应用领域(尺寸从1英寸到超过100英寸)、投资力度(全球电视TFT-LCD面板的投资超过1000亿美元)、市场竞争普及度(全球超过800家制造企业)三方面可与TFT-LCD产业抗衡。

中国要想在竞争激烈的全球平板显示市场长远发展,必须依靠人才开拓未来,而不是靠便宜土地、电力、及人工资源,。要加强“政产学研用”结合的基础研究:“政”是政府负责研究计划部署、资金支持,“产”是以企业为主体,“学”培养专业人才,“研”是建立国家工程实验室,“用”是市场需求。

欧阳院士指出,虽然《国家“十二五”科学和技术发展规划》已把“新型显示”排在新一代信息技术的首位,但仍未安排TFT-LCD研究项目,依然把液晶显示当作成熟产业,对TFT-LCD新技术研发少有支持。

例如,目前,中央及各地政府已经出台的对平板显示产业的扶持政策和研发资金支持,绝大多数集中在高世代生产线的引进上,而对下一代新型平板显示技术研发的重视和投入不足。从短期看,对TFT-LCD技术和生产线的引进可以比较快地建立起国内的面板生产能力,并拉动经济增长。但必须吸取CRT时代对TFT-LCD技术研发和产业化方面投入严重不足,导致落后的教训。

产业发展初期,海外培育有全球竞争力企业所需的巨额资金大多采用政府支持、市场化运作方式。一是在资本市场上鼓励投资机构购买企业股票;二是鼓励银团提供长期低息贷款。

而中国政府对企业成立国家工程实验室一次性投入千万元的支持,及彩电显示平板化、OLED产业开发等全国性专项几百万到几千万元的支持,力度远不及海外政府。

另外,在技术研究人才方面,目前,中国大陆高校基本取消了液晶物理和化学专业;除了河北工大等个别大学,基本没有液晶显示专业。这造成了新型显示技术的基础研究人才严重短缺。而台湾教育部门的“854专案”人才计划,每年各大学电子专业招聘的85名教授中,要保证20名是在全球招聘的液晶专业,且每人至少负责培训5名研究生。两岸人才培养的巨大差距,将对各自产业发展产生深远影响。

加强TFT-LCD技术研发

TFT-LCD无论对目前还是下一代平板显示技术都很重要。对此,欧阳院士提出了2点建议:

1.发展AMOLED离不开有基础的TFT-LCD企业。

最近,日本政府在《企业创新联盟》框架下投资了25亿美元,组织日立、索尼与东芝成立世界最大的中小尺寸LCD触摸屏及OLED显示屏新公司。该举措被认为是取LCD之长补OLED之短。而东芝移动显示公司2010年10月原本宣布取消OLED研发计划而回到LCD。AMOLED的核心技术是增大TFT场效应迁移率与均匀性,因此有TFT-LCD基础的企业最容易开发AMOLED。中国也应给予足够重视,并采取相应措施。

2.发展LTPS、金属氧化物TFT、蓝相、ChLCD、3D、柔屏、触摸等TFT-LCD新技术,逐步向AMOLED渗透。

目前,以液晶显示所需新材料为主的很多TFT-LCD新技术还有待研究和突破。这些新材料包括有特殊光电性质的无机、有机膜材料,用于液晶分子光取向的高分子材料,用于驱动的半导体材料及LED背光材料。所以,现在还不能把液晶当成一个成熟的产业。如目前TFT-LCD主流是控制电压型a-Si工艺,但三星已启用氧化物半导体技术,日本正在研发有机半导体技术(甚至液晶半导体技术),中国也应加强对液晶显示新技术的研究。要特别关注以OLED为背光源的TFT-LCD技术发展动向。

通常背光源用LED来做,因为是点光源,所以还要加上光扩散膜工艺。如用OLED背光源,因为是面光源,扩散膜工序就可省去,工艺成本下降可观。2011年,三星、LG已开建用OLED做背光源的TFT-LCD新生产线。

OLED呈旭日朝阳之势

目前,业内部分企业认为,与LCD技术相比,OLED在对比度、视角、响应时间和成本方面占优,但寿命处于劣势,在功耗、色域和均匀性方面两者差不多。

DisplaySearch预计,从2013年起,AMOLED的功耗将开始全面低于AMLCD。

对于AMOLED显示器对TFT背板的要求,京东方的未来技术研发总监王刚表示,1.TFT载流子迁移率要高,以便在显示周期内为OLED单元提供足够载流子注入;匹配OLED的电流效率。2.TFT稳定性,TFT的开关特性不随工作时间显著变化,或在可控范围内变化,以保证从数据信号得到的显示结果前后一致。3.TFT均匀性,在整个显示矩阵上,TFT的开关特性趋于一致,减少因特性差异而增加的补偿电路。还有,为将OLED用于柔性和透明显示应用,要求TFT背板的可挠性及透明化;底发射时为提高开口率要求TFT尺寸小。硅基TFTAMOLED技术比较如图3所示。

另外,关于AMOLED与AMLCD的TFT背板不同之处,包括TFT结构和像素电路。OLED是电流型器件,因此其基本像素驱动电路采用2T1C,一个TFT做选通开关,另一个作为驱动OLED像素用。由于AMOLED采用的TFT背板技术,常有TFT稳定性和均匀性问题,以及OLED器件本身的老化等问题,所以通常在2T1C的基础上设计更复杂的像素电路来进行补偿(消除)上述问题。

目前,AMOLED市场在迅速扩大。特别是2011年三星显示器(SMD)推出了SuperAMOLEDplus,更是加速了AMOLED显示屏的普及。2011年AMOLED面板市场份额中,三星约占70%。三星的生产线和产品情况如图4所示。此外,索尼也于2011年推出了17和25英寸的AMOLED专业显示屏。

DisplaySearch于2011年5月发布的数据显示,2011年,全球AMOLED的市场规模将达40亿美元,2012年将上升到64亿美元。并将于2015年成为主流显示技术,届时,基于AMOLED的显示设备可达6亿件。材料的发展会推动上述情况的实现。RGBOLED的萤光和磷光材料的寿命比较如图5所示。

目前,中国大陆的AMOLED面板生产线有京东方的4.5代和5.5代线,成都虹视的4.5代线,长三角天马的2.5代线,维信诺的2.5代线和4.5代线,厦门天马的5.5代线,珠三角彩虹的2条4.5代线,彩显的2.5代线,信利的2.5代线等。

OLED不会很快取代LCD

2011年8月的OLED-Infonewsletter报道,LG宣布停止对中小尺寸OLED屏的投资,因为他们刚推出的“超分辨率平面驱动”液晶显示技术(AH-IPSLCD)明显好于OLED。LG还批评三星最近在OLED显示上对市场的误导,指出在画质、反应时间、能耗及对比度上,OLED还不是合适的显示技术。LG虽然以AM-OLED4.5代线为诺基亚生产手机屏,但已决定不扩产到原定的12K/月,而是缩减到4K/月。LG可能在2012下半年推出少量的55英寸OLED电视试水市场,然后据反应再决定是否扩产。LG决定跨过5.5代线直接到8代线生产OLED电视屏,不过这不是真正的彩色OLED显示屏,而是由柯达开发的白光OLED彩膜显示技术,也有可能是白光OLED背光液晶电视。

友达质疑LG这个计划,认为到2014年,由于OLED低良率带来的高成本,OLED电视不可能与液晶电视竞争。

日本高级数据研究机构的高多清作也认为,OLED电视近几年还不会取代液晶电视,理由如图6所示。而且液晶电视市场会随着成本的不断降低持续扩大。

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