中國平板顯示行業(yè)全球影響力持續(xù)增強(qiáng)

　　平板顯示作為電子信息產(chǎn)業(yè)的“糧食產(chǎn)業(yè)”，其發(fā)展水平是一個(gè)國家的科技實(shí)力和國際競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)?；仡欉^去5年，我國平板顯示產(chǎn)業(yè)保持較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力隨著面板產(chǎn)能、技術(shù)水平的穩(wěn)步提升而逐漸增強(qiáng)。產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，全球市場(chǎng)份額不斷提高，面板自給率快速攀升，技術(shù)水平與國際先進(jìn)差距逐漸縮小，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入良性循環(huán)軌道。同時(shí)也面臨著產(chǎn)能迅速擴(kuò)張帶來結(jié)構(gòu)性過剩壓力、終端產(chǎn)品需求增長(zhǎng)趨緩導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度不均衡、上游受制于人的發(fā)展瓶頸等不利因素。

資料圖：平板顯示生產(chǎn)線（圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)）

 

　　新型顯示產(chǎn)業(yè)保持良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，供給能力明顯提高，技術(shù)創(chuàng)新能力逐步提升，產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)初步形成，全球影響力不斷增強(qiáng)。近年來，隨著新型智能終端、車載顯示產(chǎn)品不斷升級(jí)，顯示產(chǎn)業(yè)不斷適應(yīng)下游新需求，創(chuàng)新發(fā)展成為顯示行業(yè)主旋律。2016年全球新型顯示行業(yè)總體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，顯示面板產(chǎn)值達(dá)到1150億美元，出貨面積2.02億平方米，創(chuàng)新步伐進(jìn)一步加快，新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品形態(tài)日益豐富，全球產(chǎn)業(yè)資源整合加快形成。面板企業(yè)不斷淘汰低次代落后產(chǎn)能，新型顯示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)進(jìn)入新階段，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，我國作為全球電子制造業(yè)生產(chǎn)基地，個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電視機(jī)產(chǎn)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(zhuǎn)移。

 

　　隨著國家大力推進(jìn)“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，新型顯示產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位日益凸顯。2016年在全行業(yè)共同努力下，我國新型顯示行業(yè)發(fā)展向好態(tài)勢(shì)更為明顯，實(shí)現(xiàn)了“十三五”良好開局。一是技術(shù)水平不斷提升。多項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品和新技術(shù)陸續(xù)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(shè)，京東方98英寸8倍屏首次應(yīng)用在里約奧運(yùn)會(huì)轉(zhuǎn)播。二是產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2016年我國新型顯示行業(yè)銷售收入達(dá)到2013億元，同比增長(zhǎng)20%；出貨面積0.53億平方米，同比增長(zhǎng)16.5%。全球市場(chǎng)占有率由“十二五”初期的3.9%增至27%，面板產(chǎn)業(yè)41條，在建15條，面板供應(yīng)能力得到明顯提升。三是本土配套能力逐步提升。骨干企業(yè)本土化材料覆蓋率超過60%，全年采購金額同比增長(zhǎng)35%，玻璃基板在六代線上量產(chǎn)，小尺寸規(guī)?；瘧?yīng)用，偏光片8.5代線導(dǎo)入中。顯示產(chǎn)業(yè)是新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造業(yè)的重要組成領(lǐng)域，總體來看，近年來我國顯示產(chǎn)業(yè)不斷蓬勃壯大，并帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化作出積極貢獻(xiàn)。

 

 

　?。ㄒ唬┤嵝燥@示屏

 

　　隨著更先進(jìn)的制造設(shè)備和材料工程技術(shù)的發(fā)展，可彎曲、可折疊以及曲面顯示在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用日益豐富，為電子產(chǎn)品制造商帶來了豐厚的獲利機(jī)會(huì)。

 

　　對(duì)于LCD液晶顯示來說，通常由液晶負(fù)責(zé)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(duì)應(yīng)才能顯示正常。而如果用LCD液晶面板來做曲屏，內(nèi)周長(zhǎng)與外周長(zhǎng)不相等，原來一一對(duì)應(yīng)的液晶和濾光片就會(huì)出現(xiàn)位置偏差，從而導(dǎo)致色彩失真，此外還會(huì)引起漏光、暗屏重影及雪花等一些列問題。因此，對(duì)于曲屏來說，以AMOLED為代表的OLED顯示技術(shù)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(shè)備，尤其是大尺寸屏幕，在進(jìn)入批量生產(chǎn)前必須解決以下這些挑戰(zhàn)：電致發(fā)光（EL）蒸發(fā)現(xiàn)象及其對(duì)有機(jī)材料壽命的影響，低沉積速率，因缺陷導(dǎo)致的低良率問題，以及蒸鍍技術(shù)的可擴(kuò)展性，這會(huì)直接影響顯示器批量生產(chǎn)的成本。

 

　　（二）印刷顯示

 

　　印刷顯示技術(shù)是將印刷電子學(xué)應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，指以旋涂、絲?。⊿creen）或噴墨打印（Ink-jet）等印刷方法，將金屬、無機(jī)材料、有機(jī)材料轉(zhuǎn)移到基板上，制成發(fā)光顯示器件。印刷顯示技術(shù)的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全印刷發(fā)光顯示器件，在常溫、常壓下以按需給料方式實(shí)現(xiàn)低成本制造。目前印刷顯示技術(shù)中，采用OLED材料來實(shí)現(xiàn)顯示是主流且比較成熟的技術(shù)。

 

　　印刷OLED顯示是利用現(xiàn)代印刷工藝制造OLED面板的新技術(shù)，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(guī)?；瘧?yīng)用，而印刷顯示技術(shù)則具有工藝簡(jiǎn)單，材料利用率高，生產(chǎn)成本低，有利于柔性化和大尺寸面板生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榧夹g(shù)限制，現(xiàn)階段并不能實(shí)現(xiàn)全器件的印刷制作?，F(xiàn)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(xiàn)有印刷技術(shù)主要關(guān)注在噴墨打印機(jī)方向。根據(jù)噴墨方式不同，印刷技術(shù)分為連續(xù)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(shí)驗(yàn)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(fā)光層材料構(gòu)成的功能墨水沉積在電極或者其他功能層上，溶劑揮發(fā)后在噴印的位置形成所需要的像素點(diǎn)。像素點(diǎn)揮發(fā)成膜過程中，受到溶劑表面張力、溶質(zhì)結(jié)晶特性的影響，極易形成邊緣厚、中間薄的形態(tài)，俗稱“咖啡環(huán)”效應(yīng)。這是造成印刷OLED顯示面板無法達(dá)到市場(chǎng)化要求的主要問題。

 

　?。ㄈ┝孔狱c(diǎn)電致發(fā)光

 

　　量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管的工作原理與有機(jī)電致發(fā)光器件是類似的復(fù)合發(fā)光機(jī)理。QLED電致發(fā)光器件的基本結(jié)構(gòu)和OLED器件也基本一樣，即用量子點(diǎn)材料取代有機(jī)發(fā)光器件中的有機(jī)發(fā)光材料。量子點(diǎn)在顯示技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：基于量子點(diǎn)電致發(fā)光特性的量子點(diǎn)發(fā)光二極管顯示技術(shù)（QuantumDotsLightEmittingDiodeDisplays，QLED），基于量子點(diǎn)光致發(fā)光特性的量子點(diǎn)背光源技術(shù)（QuantumDots-BacklightUnit，QD-BLU）。

 

　　利用量子點(diǎn)材料的光致發(fā)光特性制造的背光源可將現(xiàn)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(xiàn)力。量子點(diǎn)材料非常昂貴，雖然量子點(diǎn)材料的光致發(fā)光應(yīng)用已經(jīng)商業(yè)化，但只是定位于高端市場(chǎng)。對(duì)于大面積應(yīng)用還需看量子點(diǎn)材料的降價(jià)幅度和速度。量子點(diǎn)電致發(fā)光的應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)研究階段，從實(shí)驗(yàn)階段到生產(chǎn)階段還需要較長(zhǎng)時(shí)間，要解決制備工藝、發(fā)光亮度、壽命、效率等多方面問題，因此量產(chǎn)時(shí)間很難確定。

 

　?。ㄋ模㊣GZO（氧化物）TFT

 

　　自從2004年報(bào)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(tài)半導(dǎo)體氧化物薄膜晶體管引起了人們的關(guān)注，目前關(guān)于作為TFT背板的非晶氧化物半導(dǎo)體器件已經(jīng)取得了巨大進(jìn)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(jī)發(fā)光二極管顯示器（AMOLED）。

 

　　許多FPD制造商如三星、LG、夏普和友達(dá)已經(jīng)在2012年宣布大規(guī)模投資基于氧化物半導(dǎo)體器件的大尺寸AMOLED面板生產(chǎn)。

 

　　IGZO（IndiumGalliumZincOxide）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(shù)中的溝道層材料，是金屬氧化物（Oxied）面板技術(shù)的一種。IGZO材料由日本東京工業(yè)大學(xué)細(xì)野秀雄最先提出在TFT行業(yè)中應(yīng)用的。其實(shí)IGZO只是溝道層材料，而不是一種新的面板技術(shù)。

 

　　穩(wěn)定性是氧化物TFT最重要的問題。需要考慮負(fù)/正偏壓、溫度、照明和環(huán)境（濕度）四個(gè)方面。從優(yōu)化結(jié)構(gòu)、選擇合適的柵極絕緣體材料、不可滲透的鈍化層、穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料和后退火處理幾方面提高穩(wěn)定性。此外，還要對(duì)工藝、材料和設(shè)備進(jìn)行非常嚴(yán)格的控制。

 

　　（五）低溫多晶硅TFT

 

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

 

　　Polysilicon（多晶硅）是一種約為0.1μm至數(shù)個(gè)μm大小、以硅為基底的材料，由許多硅粒子組合而成。在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)中，多晶硅通常經(jīng)由LPCVD（LowPressureChemicalVaporDeposition）處理后，再以高于900℃的退火程序，此方法即為SPC（SolidPhaseCrystallization）。然而此種方法卻不適合用于平面顯示器制造產(chǎn)業(yè)，因?yàn)椴ＡУ淖罡叱惺軠囟戎挥?50℃。因此，LTPS技術(shù)即是特別應(yīng)用在平面顯示器的制造上。

 

　　LTPSTFT具有分辨率高、反應(yīng)速度快、亮度高、開口率高等優(yōu)點(diǎn)，加上LTPS的硅結(jié)晶排列較a-Si有次序，使得電子移動(dòng)率相對(duì)高100倍以上，可以將外圍驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)制作在玻璃基板上，達(dá)到系統(tǒng)整合，節(jié)省空間及驅(qū)動(dòng)IC的成本的目的。

 

　　LTPSTFT的元件結(jié)構(gòu)，有N型和P型兩種，其中的N型TFT，會(huì)利用低摻雜型漏極（LightlyDopedDrain，LLD）來降低元件的漏電流。LTPSTFT的柵極是位于半導(dǎo)體層上方，是所謂的TopGate的結(jié)構(gòu)；非晶硅型TFT的柵極是位于半導(dǎo)體層下方，是所謂的BottomGate的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)上的不同，使得LTPSTFT在TFTLCD中應(yīng)用時(shí)，具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：溝道串聯(lián)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。

 

 

　　顯示技術(shù)作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，長(zhǎng)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(chǎn)，到最終面板成像電路的設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)都存在專利壁壘。

 

　　截至2017年3月9日，京東方向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交且已公開的中國專利申請(qǐng)為2.3063萬件，其中1.3137萬件獲得授權(quán)。2006年，京東方的專利申請(qǐng)量?jī)H有116件，之后逐年遞增，2016年新增中國專利申請(qǐng)且公開的數(shù)據(jù)達(dá)4612件。其中以2010年至2013年的專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)最為迅猛，每年遞增800件至1000多件?？梢?，京東方對(duì)自主創(chuàng)新能力和知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(fā)上投入近30億元。

 

　　誠然，我國以前對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度不夠，侵權(quán)行為得不到應(yīng)有懲罰，使得企業(yè)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)喪失信心。2016年12月，《蘇州市“十三五”知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展規(guī)劃》中特別提到了建設(shè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟：在納米材料、大數(shù)據(jù)、未來網(wǎng)絡(luò)、3D打印、新一代信息技術(shù)和軟件、石墨烯、小核酸和抗體藥物等領(lǐng)域建成國際性知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟；在高性能戰(zhàn)略材料、大品種創(chuàng)新藥物、新能源、智能裝備、物聯(lián)網(wǎng)核心器件及應(yīng)用系統(tǒng)、高端裝備、電子信息、平板顯示等領(lǐng)域建成國內(nèi)示范性知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟。由此可見，近年來知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度在不斷加大。

 

　　利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)來鼓勵(lì)員工創(chuàng)新，降低產(chǎn)品成本，增加企業(yè)利潤(rùn)，防止竊取研發(fā)成果，使企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)專利的至高點(diǎn)，從而使企業(yè)在復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中立于不敗之地。

 

 

　　據(jù)對(duì)京東方、華星光電、天馬微電子、中電熊貓平板顯示企業(yè)每年招聘情況的不完全統(tǒng)計(jì)，京東方工程師最低要求是“一本”，每年招聘人數(shù)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(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生都要求是“985”高校畢業(yè)的學(xué)生，因?yàn)楣菊幵诎l(fā)展階段，所以人員的需求量也是較大的，每年大概會(huì)校招300~400個(gè)應(yīng)屆畢業(yè)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(gè)應(yīng)屆畢業(yè)生，大部分是“985/211”高校畢業(yè)生，也有部分非“985/211”學(xué)校畢業(yè)生，本碩比大約1∶1，本科生稍微多一點(diǎn)；中電熊貓招收的人員比較多。

 

　　由此可見，顯示行業(yè)對(duì)人才需求量暴增，具有平臺(tái)高、晉升機(jī)會(huì)多等優(yōu)勢(shì)。這些現(xiàn)狀都預(yù)示著顯示面板行業(yè)未來將有良好的發(fā)展前景。（作者：北京交通大學(xué)教授 徐征）

 

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報(bào)