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中国平板显示技术发展30年

中国杂志网 发布时间:2009/4/13 星期一 上午 10:58:19  浏览次数:16567
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1 前 言

从1978年至2008年这30年中,中国大陆地区人民生活发生了翻天覆地的变化,在显示领域也同样。我毕业于清华大学无线电系电真空专业,1958年留校后从事电子束管方面的教学和科研工作,应该算是比较早涉足显示领域吧!实验室中有许多军方雷达机淘汰下来的各种显示管和一台从苏联进口的14in黑白电视机,这台电视机所用的黑白显像管还是歪管颈的。记得当时这台电视机是我们实验室的宝贝,晚上经常有同事来看电视。当有重大比赛时就拿到集体宿舍,用桌椅将这小小黑白电视机支在高处,放在走廊一端,这时,走廊中挤满了人,当比赛出现高潮时,整个走廊会发出振耳的欢呼声。十年动乱中,清华大学无线电系按"林付统帅一号令"搬迁到四川绵阳。有一次在成都开门办学,一位在成都电讯工程学院工作的校友告诉我,他们实验室来了一台20in的彩色电视机,原来是某高干家的,后来主板折断不要了,他们拣来修好,成为宝贝,规定不允许外人观看。因是同行加校友,对我例外,天黑后可以带我去见识见识。我记得,那天晚上是摸黑爬了五层楼梯去见识这台彩电的,电视的内容是批林批孔,就这样还津津有味地看了一晚上。这些经历对现在的年轻人来说,有点儿像天方夜谭。我家的第一台电视机是自制的9in黑白电视机,后来有校友送给我一个12in黑白显像管,我家电视机就变成了12in,以后随着改革开放的进程,我家的电视机也依次变为20in彩色、29in彩色、34in彩色。由于对各种显示器的优缺点太了解,至今还没有拿定主意买哪一种大平板彩电来更新。如今我国已成为彩电出口大国,城市中几乎家家有大彩电,许多家中还有多台,抚今思昔,真是天上人间。
改革开放30年也是显示产业飞速发展的30年,在彩色显像管、TN-LCD和STN-LCD已成为全球主要产区后,在其它主要平板显示领域(如大尺寸TFT-LCD、PDP)我国也正在急起直追。

2 我们还要生产大尺寸液晶电视用TFT-LCD面板

2.1 LCD产业发展历史回顾
2.1.1 TN-LCD
20世纪70年代末80年代初:以清华大学、长春物理所为代表的科研院所和以原电子部七七四厂、七七零厂、上海电子管厂为代表的企业都开始涉足LCD技术及产品的研发和样品制做,但一直到1984年,都是作坊式小规模的实验线,没有形成批量的生产规模。但这些实验室和实验线却奠定了中国液晶产业的基础,在这些实验线上曾经工作过的一批人,在后来我国LCD产业发展的各个阶段都发挥了积极的作用。
1984年:深圳中航天马公司建成第一条4in规格的TN-LCD生产线,七七零厂建成第一条7in规格设备较先进的LCD规模生产线
80年代末、90年代初:天马二期、晶蕾、华泰等又相继建成12in以上规格更大规模的TN-LCD生产线;以信利为代表的香港很多企业在那个时期也纷纷在大陆兴建TN-LCD生产线。这段时期被认为是中国LCD产业的第一个黄金期,这个时期形成了相当规模的TN-LCD产业。
2.1.2 STN-LCD
1990年初开始,国家"八五"开发项目"640×200超扭曲液晶显示项目"由七七零厂和清华大学、南京五十五所共同完成。
1993年以后,天马三期-天骏项目、河北冀雅、无锡夏普、汕尾信利二期、上海广电液晶、迈尔科特等都先后建成12in×14in或14in×14in规格的STN-LCD生产线,生产大中尺寸的STN-LCD产品。但以上建成的STN-LCD生产线除无锡夏普能生产彩色STN-LCD外,其他生产线均只能批量生产有色模式和黑白STN-LCD产品。
从1990年代末开始,进入彩色STN-LCD生产线建设热点时期,飞利浦在上海建成二条14in×16in彩色STN-LCD线,而信利在将单色STN-LCD生产线改造成CSTN-LCD生产线后,又投资建成了一条专门的彩色CSTN-LCD生产线。
2003年深圳天马完成四期-天龙工程,以一条14in×16in的CSTN生产线生产以手机屏、PDA为主的彩色STN-LCD。
2004年以后深圳比亚迪公司、汕头超声也相继建成彩色STN-LCD生产线,并批量生产彩色STN-LCD。
至此,全球 70% 的TN-LCD、STN-LCD 产品在中国大陆生产。
2.1.3 TFT-LCD
2000年以前,中国在TFT方面的工作仅限于部分高校和研究所在一些小范围的研究上;
2000年,吉林电子集团花高价从日本购进了一条第1代的TFT-LCD二手线,生产过一些中小尺寸的TFT产品,由于技术力量跟不上,现已倒闭;
2003年2月,京东方电子科技集团用3.8亿美元成功收购韩国现代3条TFT生产线,并在当年全球大尺寸TFT销售额上排名第九;
2003年4月,上海广电集团与日本NEC公司达成协议,共同投资1,146亿日元在上海莘庄建设第5代TFT-LCD生产线,这条生产线玻璃尺寸与京东方一样也是1,100×1,300,目标产品是笔记本脑、监视器以及电视用显示屏;
2003年6月,京东方宣布在北京亦庄经济技术开发区投资12亿美元建设第5代TFT-LCD生产线,并于2005年顺利投产;
2005年龙腾光电于昆山建成第5代TFT-LCD生产线;
2007年7月第一条有自主知识产权的第2.5代TFT-LCD生产线由广东信利建成投产;
2007年9月上海天马第4.5代TFT-LCD生产线开始试生产;
2008年京东方在成都、天马微电子在武汉、深圳天马在成都分别宣布将各建一条第4.5代TFT-LCD生产线;
2008年9月京东方于宣布,将与合肥市共同建设第6代TFT-LCD生产线;虹集团公司也宣布要上第6代TFT-LCD生产线;
2008年12月深圳深超的华南第一条第5代TFT-LCD生产线于深圳正式投产;
京东方宣布将投资250亿元~300亿元在北京建立第8代TFT-LCD生产线,将于2009年9月动工。
2.1.4 LCD模块(LCM)
TN-LCD和STN-LCD的模块生产线由于投资小,技术门槛相对较低,在中国大陆生产的数量比屏的生产线数量要大很多,其布局也比较分散,早期的模块厂以个人或小企业投资为主,规模较小。但近几年,随着中国大陆手机生产数量的大幅增长,对配套器件本地化的要求,以及模块产值较大和直接面对终端客户的吸引力,使很多拥有屏生产线的厂家和下游整机厂家也都开始兴建自己规模较大的模块厂,其中规模较大的有上海飞利浦、北京三五电子、东莞三星电子、张家港光王电子、深圳天马、广州精工、上海广电液晶、京东方等一批有屏生产线的厂家,也有如深圳TCL、大连大显等有整机背景的厂家。
在小尺寸TFT模块上,台湾、韩国、日本企业纷纷将生产线转移到中国大陆,如LG-飞利浦在南京、翰宇彩晶在南京、友达在苏州、中华映管在吴江、奇美在上海、东莞,三星在镇江、日立在苏州,夏普在无锡都有自己的TFT模块生产线.
2003年10月,京东方TFT模块生产线落户北标产品是笔记本电脑、监视器以及电视用显示屏。
近几年国内主要彩电厂商纷纷上马大尺寸液晶模组:2007~2009年海信投资7亿元,分3步建5条LCM生产线,全部完成后年产量为300万片;2008年末康佳宣布投资8.86亿元,建8条LCM生产线,由LG提供LCD面板,全部完成后年产量为240万片;由三星电子提供LCD面板的TCL的8条LCM生产线厂房已于2008年11月封顶,有一条生产线已于2008年12月28日投产,全部完成后,一期的年产量为233万片,二期的年产量为300万片。
2.1.5 LCD的开发和研究
中国大陆在液晶显示技术的基础和应用性研究从1960年代就已经开始,清华大学物理系和化学系、长春物理所、北京化学所等单位在1970年代都投入了大量的精力,从事这方面的研究工作,之后北京大学微电子所,南开大学、华中理工大学、南京五十五所等单位也相继介入这方面的研究。这些基础性和应用性的研究和开发工作,虽然由于资金投入较小,没有世界级的创新性成果,但在产业发展中却发挥了积极的作用。在大学和研究所背景下成立的清华液晶中心、北方液晶中心也是专门从事液晶显示技术研发的单位,一些大的集团如京东方、上广电、TCL等也有企业自己的研究院或研究所从事这方面的工作。
现在国家也十分重视显示企业从事创新开发工作,如国家发改委已于2008年年底批复在京东方建立国家工程实验室。

2.2 中国液晶产业的现状与发展
历经近30年的发展,中国LCD产业从无到有,从无源跨入有源,已成为全球最大的TN/STN生产大国和产值排名世界第四的LCD产业区域。目前在中国大陆分布着大约180家与LCD产业相关的生产厂、科研院所,约110条TN/ STN-LCD生产线,10余条TFT-LCD生产线和众多的TN/STN/TFT模块生产线。
从地域分布来看,现在基本上形成了四个产业基地基:以深圳为中心的华南地区;以上海为中心的华东地区;以北京为中心的华北地区;以及后发展起来的以成都为中心的西南地区。
华南是中国最早形成LCD、LCM区域性的地区,到目前为止仍是企业数量最多、投资成分最多元化的地区,其生产线数量占到全国的70%以上,其中又以深圳、东莞二市为主,广东南海、厦门发展的势头也很强劲;
目前华东和上海地区的产业集群的优势非常明显,是近几年兴起的新区。这个地区显著的特点是企业的投资和规模都较大,日资和台资企业较多,无锡夏普、张家港的光王电子、苏州爱普生、上海飞利浦、上海广电液晶都有规模较大的CSTN和STN生产线,更有众多的TFT模块厂在这个区域内。产值较大,销售规模上亿、上十亿的厂多,随著上海广电集团与日本NEC合作TFT-LCD 5代线的建成,已带动TFT-LCD产业链上的其他项目,这个地区显示出很强的发展后劲;
华北地区以自有知识产权为依托迅速发展,京东方在2003年成功收购韩国现代TFT三条生产线、并在北京亦庄建立起TFT模块生产线和5代TFT屏生产线,带动了这个地区的液晶产业。另外这个区域还有一个突出的特点是从事液晶研发的单位和力量比较集中;
西南四川、成都虽然从地理位置上来说不是特别有利,但是发展的劲头非常足。
根据统计,在10in左右的TFT和LCD领域,中国大陆的产业和营业额只占全世界的6%,可见中国大陆区域平板显示器份额相对还是比较低的。
随着中国经济和信息产业稳定快速的发展和国家对信息显示产业重要性认识的提高,中国的液晶产业在未来相当一段时间内将会有更快的发展。产业的发展离不开政府在政策和相关方面的支持,国家"十五"计划已把信息产业列为重点支持产业,显示行业作为信息产业的重要组成部分,开始得到政府更多的支持和关爱。国家在"十一五"规划中更将平板显示产业化列为重点。目前,各级政府尤其是地方政府、企业、银行对液晶产业的热情和关注都很高,很多企业都有意在这个行业投资,必将推动这个产业更大的发展。
中国的液晶产业即将迎来一个快速增长的明天。
2.3 关于是否要上第7.5代或第8代TFT-LCD生产线的争论
国际TFT-LCD产业的基本格局是日本、韩国以及中国台湾地区三足鼎立。目前,亚洲已成为TFT-LCD彩色液晶显示器件研发及生产制造中心,全世界TFT-LCD产业呈现日本、韩国和中国台湾三强争霸的局面。全世界液晶显示屏制造商主要是奇美、华映、友达、LG飞利浦和三星索尼5家。
2008年前8个月,中国LCD电视机产量为2350.6万台,其中内销716.86万台,外销1634.74万台。 2007年中国大陆共生产了电视机8,800多万台,其中液晶电视共生产了3,151万台,比2006年上升了62%,占行业的总比重是35.8% 。但是大尺寸的液晶电视屏都需要进口。
液晶电视的核心技术是液晶屏,液晶屏的成本在整机中约占70%。从某种意义上讲,中国彩电制造商做的就是"组装",百姓购买一台液晶电视的钱,70% 用于向面板制造商购买屏幕。国内厂商能够做的只是"次核心技术",例如外观设计、响应速度、色彩调试、品牌营销等。
从中国的家庭人口多少、房间的大小以及消费能力来看,在相当长的时间内30~40in液晶电视是主流,这个尺寸面板用第7代和第7.5代生产线生产的基板切割最经济。由于目前日本、韩国及我国台湾地区限制第6代以上面板生产技术输入到内地,他们在我国内地的液晶产业布局仅限于LCM后段组装,导致本土面板企业无法获取最新的技术和生产线。从这个意义上说,合资生产LCM并不能使我国液晶产业完全摆脱顶尖面板企业布下的"控制越位"战术。而由于我国在液晶显示器、液晶电视等终端成品制造上拥有规模优势,形成一定的话语权。主流意见认为,目前破解液晶产业"越位"战术的最佳途径当然是国内厂商自建液晶面板生产线。但是,现在即便建设一条第6代液晶板生产线,也需要190亿元,国内彩电企业没有一家能够独自承担。这就需要政府出面组织支持,过去的日本和现在的韩国都是这么做的。
也有专家认为大陆地区缺乏大尺寸面板生产线的技术人才和管理人才,又缺乏LCD配套材料,即使生产线建成了,要达到80%~85% 的成品率,还需要3~5年的爬坡时间,而在这段时间中,国际巨头的技术水平会进一步提升,产品价格会进一步下降,必然会造成巨大的资金风险和竞争压力。所以独立投资不如与台湾厂商合作,发挥各自的优势。如果下游产品制造厂商和上游面厂商合作(入股、设立合资公司)这样会大大降低风险和提高竞争力水平,日本和韩国的发展历史就是证明,例如虽然三星和索尼在很多领域都把对方作为竞争对手,但是在TFT-LCD面板制造上面两家公司还是选择了合作,共同出资建立面板厂,大大降低了风险,同时也为各自的下游产品(主要是LCD-TV) 提供了稳定的面板来源。

3 CRT显示技术的发展史的启迪

我国CRT彩电、彩管产业的发展道路为我们提供了一面历史的镜子。1970年代,针对我国电视工业远远落后于发达国家的局面,国家组织实施了以彩管和玻壳为重点的彩电配套国产化工程和彩电国产化"一条龙"工程,国家累计投入230多亿元,全面打造彩电产业链,形成了彩电-彩管-元器件-原材料-设备仪器配套完整的工业体系,推动我国电子信息产品制造业整体技术和经济实力迈上新的台阶。我国CRT彩电、彩管产业的发展史可为当前我国平板显示产业的发展提供了有益的借鉴。
1958年5月18日,天津无线电厂参照前苏联旗帜牌14in黑白电子管电视机,试制成功了我国第一台14in黑白电视机。不久,上海广播器材厂参照苏联红宝石牌14in电子管黑白电视机,也试制成功了14in黑白电视机,由此开创了我国电视机的生产史。
1970年12月26日,我国第一台彩色电视机在天津通信广播电视机厂诞生,从此拉开了中国彩电生产的序幕。
由于缺乏自主研发能力,当时电视机一些关键的元器件需要大量进口,生产规模、产量、性能、质量等方面与同一时期美国、日本等其他发达国家相比,存在明显的差距。当时的国家领导人非常关注此事,1977年4月,时任国务院副总理李先念批准引进彩色显像管成套技术,定名为"咸阳彩色显像管工程"。
1978年,国家批准引进第一条彩电生产线,定点在原上海电视机厂即现在的上广电集团。1982年10月份竣工投产。1978年的1月和7月,国家相关部门先后组织了两批人员到日本考察彩色电视机及其配套元器件的生产技术,引进电视机整机、新型元器件、专用元器件和若干种通用元器件的生产技术,使中国彩电制造驶入了快车道。这期间我国彩电业迅速升温,并很快形成规模,全国引进大大小小彩电生产线100多条,并涌现熊猫、金星、牡丹、飞跃等一大批国产品牌。
1978年8月,中国第一家彩色显像管生产企业——陕西彩色显像管总厂(即现在的咸阳彩虹集团)成立。
1984年2月,在电子工业部的一次厅局长会议上提出"打基础、上水平、抓质量、求效率、翻三番、超十年"的18字方针。同时,为了发展我国彩电业,满足国内市场的需求,在引进彩色电视机生产线的基础上,我国实施了彩电国产化"一条龙"工程。该项工程引进为彩电配套的电子元器件生产线共286条,改变了我国主要依靠散件组装彩电的状况,国产化水平达到了95%以上。
1985年,中国电视机产量已达1,663万台,超过了美国,仅次于日本,成为世界第二的电视机生产大国。
1987年,我国电视机产量已达1,934万台,超过了日本,成为世界最大的电视机生产国。
1985~1993年,中国彩电市场实现了大规模从黑白电视替换到彩色电视的升级换代。生产线的项目建设带动了元器件的升级换代,我国自己生产的彩电从整体性能和可靠性方面已接近国际先进水平。同时电子工业走向集约化大生产,建立了以CRT彩电整机为主体、配套元器件为支撑、品种规格齐全、技术水平不断提高、具有一定规模的较完整的工业体系(传统CRT电视产业链条中除核心芯片外立足国内),并成为全球彩电产品的生产大国,为电子工业实现第一次腾飞做出了贡献。
1993年,TCL在上半年就开始推出"TCL王牌"大屏幕彩电,29in彩电的市场价格在6,000元左右,到年底已经售出10多万台。
1996年3月,长虹向全国发布了第一次大规模降价的宣言——降低彩电价格8%~18%,两个月后,康佳随后跟进,打响了彩电业历史上规模空前的价格战。
同年4月,长虹的销售额跃居市场第一,国产品牌通过价格战将国外品牌大量的市场份额夺在了手中。这场降价战后来也导致整个中国彩电业的大洗牌,几十家彩电生产厂商从此退出。
2001年,中国彩电业大面积亏损,康佳、厦华、高路华亏损,长虹每股盈利只有1分钱,这种局面直到2002年才通过技术提升得以扭转。
2002年,长虹宣布研制成功了中国首台屏幕最大的液晶电视,屏幕尺寸达到了30in,当时被誉为"中国第一屏"。
2003年4月,倪润峰掀起背投普及计划,背投电视最高降幅达40%。
2004年,美国开始对中国彩电实施反倾销,导致中国彩电无法直接进入美国市场。
在2004年国内生产彩色显像的管企业多达8家,除咸阳彩虹和上海永新属国内生产企业外,长沙LG、南京华飞、北京松下、深圳三星SDI、深圳赛格日立、佛山汤姆逊等均属外资生产企业。这8大彩色显像管生产企业共拥有各类彩色显像管生产线44条,这些生产线的直接价值达500亿元。
2004年,中国彩电总销量是3,500万台,其中平板电视销量不过区区40万台,只占整个彩电产品的1.14%。
2006年,国产CRT电视销量为3,112万台,首度出现下滑,比上一年下降3%。
2007年CRT电视共生产了5,491万台,比2006年下降了16.5%,占整个彩电的比例达到62.4%,比2006年下降了12.6% 。其中出口CRT电视为2,481万台,比2006年下降了18.2%,占总出口额52%。
从第一台黑白电视机诞生到今天"大屏幕、全高清"时代的来临,50年来中国电视制造产业发展历程充满艰辛,今天我国已经成为全球彩电制造大国。CRT产业从建立第一条彩色显像管生产线发展成为世界CRT生产第一大国,又直至在平板显示器件的倔起中而逐渐衰落的整个历程为我们提供了两条宝贵的经验教训:
(1) 显示产业作为国民经济的重要组成部分,只有在政策上和经费上得到国家的大力支持才可能迅速发展起来;
(2) 国内的显示企业要依靠不断创新来发展和更新自己的产品,不能一味地靠引进新生产线,使自己的技术永远受制于人。

4 我们要成为PDP面板生产大国

1964年美国Illinois大学发明了世界上第一只PDP,至今已有45年历史。国内研究PDP起步并不晚:
1970年代中期,由信息产业部电子第五十五研究所(以下简称五十五所)率先开展了单色PDP研究和开发,1980年代初该所解决了单色PDP的寿命问题,实现了640×480线、960×768线、1024×768线等单色PDP的系列产品的生产,少量产品供军方使用,并建有一条单色PDP军标生产线。杭州大学也开始相应研究。
1980年代后期至1990年代初,五十五所在国内首先开展了彩色PDP拔术的研究和开发,先后研制出了64×64线多色交流PDP拼接用显示屏和显示器、128×128彩色像素彩色PDP原理样机,320×240彩色像素彩色PDP显示屏和样机。杭州大学也有拼接屏研究。
"九五"期间,在国家科学技术部支持下,五十五所和西安交大开展了21in640×480彩色PDP科技攻关,分别研制出了21in彩色PDP实用化样机。
"十五"期间,国家科学技术部拨款1亿元设立"863"《平板显示重大专项》,只资助具有创新的研究项目。1亿元经费的大部分给了东南大学的具有创新思维的荫罩型彩色PDP显示器(SM-PDP)项目。
2002年,五十五所和东南大学进一步开展PDP国家科技攻关,五十五所开发出42in852×480彩色像素的彩色PDP的实用化样机;东南大学开发出1 4in新型荫罩型彩色PDP显示器;彩虹集团与俄罗斯合作开发出42in彩色PDP样机。
2003年,TCL开发出全套彩色PDP驱动电路。
2005年,东南大学开发出34in荫罩型彩色PDP样机。彩虹集团开发出50in彩色PDP样机。
2006年,长虹和彩虹集团以20元亿巨资打造国内首家等离子屏基地,预计一期产能可以达到216万片/年(以42in计),规模仅次于松下、LG和三星SDI。在量产的基础上将以PDP模组为龙头产品,最终在政府支持下建立"中国PDP产业集群"。
东南大学开发的SM-PDP技术已经作为技术入股至南京华显高科公司,也将正式投产,预计每年可生产150万台左右的42in、50in、60in的PDP电视机。
2007年伊始,国家启动"平板显示器件产业化专项工程",其中等离子显示屏将作为重点工程得到国家大力扶持。等离子电视产业整体思路是:技术引进和自主研发相结合,重点发展42in以上PDP显示屏、驱动电路及模块,掌握规模量产技术,建设PDP显示屏及模块生产线,鼓励引导设备和专用材料的开发和产业化。
国家政策的鼓励为中国等离子电视市场从产业到产品发展指明了清晰的方向,同时等离子电视市场也表现出强劲的力量。
2009年,虹欧和华显高科两大PDP生产线将相继建成并进入量产。
虹欧是世纪双虹和美国MP(Matlin Patterson Global Opportunities Partners IIL.P.)三家出资注册的,并收购了韩国ORION PDP CO.LTD(欧丽安公司),由此获得了后者所拥有的等离子屏10多项核心专利,可以避开大部分专利壁垒。采用了世界最先进的第五条八面取生产线,设备代表当今最高水平,已经通过同行大公司验证,技术上完全成熟,而且有量产的实践,不会有建设上的风险。但是生产线从2009年初开始试生产到完全量产,有一个"良品率爬坡期风险",即能否在最短时间内将良品率爬升到85%以上是关键。
华显高科采用的荫罩式PDP所使用的障壁技术能否与目前PDP电视技术相竞争,还需要真正产业化以后才可看见结果。
目前PDP的主要核心技术还是掌握在日立、松下、富士通、三星、LG 5家企业手中。关键的核心技术主要集中在制造(包括重大装备)、驱动、结构、工作原理等方面,目前已经申请的专利达1,000项左右。5家掌握PDP核心技术的厂家都有独到之处。
中国在PDP领域拥有的专利约100项,其中东南大学拥有40多项,值得一提的是,东南大学拥有的专利比较具有产业链的系统性和完整性,包括驱动、结构等。
等离子显示(PDP)技术和液晶显示(TFT-LCD)技术是两个完全不同的体系。PDP是电真空技术,解决的是真空放电产生荧光的技术和荧光强度的控制问题,涉及的主要是荧光材料、真空放电等传统工艺技术。TFT-LCD是以半导体技术为主的产品。
等离子显示是主动发光显示,显示屏是一个朗伯光源,通过荧光粉的选择可以得到非常好的显示效果。其画面的色彩、对比度、流畅度与CRT相比毫不逊色,超薄的体积、超大的屏幕、没有辐射,与CRT相比优势十分明显。
从产品性能看,等离子与液晶在技术上是各有千秋,各有利弊。在图像清晰度上和在亮室条件下的对比度上,液晶电视优于等离子电视;在色彩饱和度上,等离子颜色逼真一些,好于液晶电视;在动态图像上,等离子电视看不出拖尾现象,其动态分辨率在物体运动速度加快时几乎不会下降,而液晶电视的动态分辨率则快速下降;在低亮度背景下显示快速运动画面,PDP电视具有比LCD电视好得多的性能;在观看一般电视节目时,由于其平均亮度只有最高亮度的10%~30%,这两种电视机的功耗在实际使用中差不多。所以总体结论是 "两者性价比差不多,不分上下" 。
从CRT电视向PDP电视升级是顺理成章的,在全球大屏幕电视(40in以上)市场上等离子电视占有率估计为47%,液晶电视仅为17%,PDP占有绝对优势。为什么大屏幕平板电视在后来的中国市场发展中会出现向LCD电视一边倒现象?
原因是,2006年至2007年上半年,LCD处于供应过剩的低谷期,价格不断下降,而PDP资源由几大巨头掌控、不好拿屏,所以许多中国彩电企业放弃了PDP。它们卖什么吆喝什么,形成了市场对PDP的误解。但从2007年下半年开始,PDP恢复性增长。2008上半年,PDP国内销量的增长速度接近190%,差不多三倍于LCD同期的增速,曾放弃PDP的中国彩电企业又都"回来"了。
等离子和液晶电视在未来大尺寸屏幕市场的发展是:等离子在42in以上大屏幕有更大的发展空间,50in的是未来的销售主流,而55in的有上升趋势,因为55in的高清等离子的性价比要略高于液晶。但消费者房间面积决定最终购买。液晶主要在小屏幕42in以下具有潜力,从目前各品牌销售液晶电视的情况来看,37~42in的为主流。
中国等离子电视在今后的宣传中要打"动态画面清晰"牌、"健康""护眼"牌和"实际使用节能"牌。
LCD电视发出的是偏振光,PDP电视发出的是自然光,人眼是习惯于观看自然光的。中国电子商会消费电子产品调查办公室、国务院发展研究中心市场所、中国电子技术标准化研究所联合北京协和医院眼科中心发布"彩电产品与人眼视觉感官变化"课题研究成果,指出"等离子电视比液晶电视更有利于保护眼部的健康"。
等离子电视在表现动态的画面时图像的稳定性和清晰度尤为出色,能够让观众欣赏到运动画面里的每个细节。PDP电视快速捕捉画面的能力十分强大,动态画面清晰度好,非常适合观看快速移动的动态画面,这些因素在观众欣赏动感极强的体育运动赛事、电影、游戏等时显得至关重要。
液晶电视的额定功耗的确比等离子电视要低一些,但实际使用中PDP电视并不差。例如,同样是42in的平板电视,LG的PDP电视42PC1RV的功耗比东芝液晶电视42A3000C的额定功耗294W还要低;长虹PDP电视PT4288的300W功耗,与东芝液晶电视42A3000C的额定功耗294W相比,也没有很大的差距。在显示夜景和低亮度背景的画面上,PDP的能耗要比液晶电视的能耗低得多。只要TFT-LCD电视目前还是冷阴极灯,还需要彩膜,那么在技术上对PDP电视而言并没有明显的优势。但是在节能降耗上,PDP还是大有文章可做的。

5 发展OLED显示技术有可能实现我国显示产业强国梦想

国际上对OLED的研究始于1987年,产业化则从1990年代后期开始,OLED的出现给中国显示产业实现"拥有自主知识产权,平等参与国际竞争"的跨越式发展提供了难得的历史机遇。
中国于1991年便有单位开展关于OLED的研究,目前在中国大陆,有数十家科研机构和企业从事OLED的研发和产业化工作。中国OLED基础技术与国外差距不大,研究人员在机理研究、材料开发、器件结构设计、生产工艺技术等方面做了大量工作,取得了一系列有价值的研究成果,获得了大量的专利技术。
OLED的主要参与企业有维信诺、彩晶、京东方、上广电、广东信利、TCL和五粮液;OLED的主要参与高校和科研机构有清华大学、上海大学、华南理工大学、电子科技大学、长春应化所等,它们长期开展了OLED器件及有机材料方面的研究并取得了较大成果。香港晶门科技、中颍电子已成为全球为数不多的OLED驱动IC开发商。
目前已拥有两条OLED中试生产线。而且清华大学的OLED项目已经超过了基础研究和中试阶段,生产技术全部由清华大学和维信诺公司独立研发完成的我国大陆第一条自主设计建设的有一定规模的OLED生产线已于2008年10月8日在昆山投产,可实现年产1,200多万片3in以下小尺寸的OLED显示屏。清华大学OLED技术的成功产业化,标志着通过多年自主创新,我国在新型平板显示技术领域已取得重大突破,开始了我国显示产业由 "中国制造"开始走向"中国创造"。华南理工大学也在上海已经建立了一条3in以下小规模量产生产线。长虹于2006年年底发布公告称,将投资3.6亿元与成都高新投资集团有限公司合资成立虹视公司,进军OLED产业。不过,目前长虹的OLED生产线还在规划建设中,尚未投产。四川虹视还率先开展了AM-OLED研究,着重布局AM-OLED产业的发展,原计划于2008年底完成3in级AM-OLED开发。
在产业链布局上,中国大陆也已有多家企业在进行相关材料、基板、封装盖、IC和其他OLED配套产品的开发。我们相信,用不了几年,我国大陆将会成为PM-OLED的主要生产地。
虽然中国OLED技术已经走上了发展之路,但是也面临材料、设备以及AM- OLED技术不足的挑战,产业链仍未形成。目前需要在产业上加强知识产权积累,突破AM- OLED相关的技术与工艺,加快本土产业化建设,加速打造本土化产业链,才是治本之道,才是快速发展OLED技术的最好办法。
目前全球加入OLED市场竞逐的厂商合计有100家以上,包括IT行业绝大多数大型跨国公司,如制造厂商有三星SDI、LGD、索尼、夏普、精工爱普生及我国台湾的奇晶、铼宝等厂商;材料开发商有柯达、剑桥显示技术公司、通用显示公司、住友化学等;设备制造商有日本真空、大日本印刷、韩国斗山等。
全球各国的企业和研究机构在进行OLED技术开发的同时,加快了专利布局。中、美、欧、日专利局数据显示,截至2007年7月,公开的OLED技术相关专利约1.6万件,其中日本约占63%,韩国约占12.8%,美国约占12.2%,中国约占7.7%,德国约占2%。韩国、中国具有较强增长后劲,2003年以后专利申请大幅上涨。
OLED产业方面中国最有机会摆脱国外大公司的技术垄断,占领中国这一世界平板显示产业的巨大市场,从而实现显示产业强国的梦想。认识到这一点,中国各级政府对包括OLED在内的新型平板显示器等一批重大高技术产业化的研究越来越重视,并且采取了一些鼓励企业研发的有力措施,如加大政府采购对自主创新产品的支持等。在"十五"、"十一五"863《平板显示专项》中国家科技部都把OLED项目列为重点,广东、四川、山东、吉林等地方政府都将OLED产业列为重点投资项目。
按目前我国在PM-OLED方面的技术水平和产业布局,有希望在PM-OLED产业上不落后于世界,但是AMOLED技术是方向,这方面我国的基础十分薄弱,而国外对此封锁很严密,如果不解决这个问题就会重蹈我国在发展LCD显示产业中的覆辙—— PM-LCD产业大国,AM-LCD产业弱国。

6 我国平板显示技术标准制定工作开始与国际同步

朱镕基前总理在2001年10月27日,国家科教领导小组第十次会议上强调指出:"技术标准已经成为国际经济竞争的重要手段,要尽快完善国家技术标准体系,改革我国技术标准化建设滞后,特别是高新技术领域标准受制于人的状况,用高新技术标准推动经济结构调整、产业升级和对外经济贸易的发展"。据此,国家科技部将"重要技术标准研究"列入"十五"国家科技重大专项和国家三大战略之一。而我国平板显示产业的迅速发展,也受到国家科技部的重视,被认为是具有战略意义的产业。
我国平板显示产业在快速发展的同时,也面临着严峻的挑战。国外平板显示技术发达国家掌握着产业的价值链高端,在大肆攫取高额附加值的同时,还想尽办法,不遗余力地压缩价值链低端的利润空间,以进一步获得更多的利益;同时随着人们对自身健康问题、环保问题投入更多的关注,对平板显示器件的辐射、节电、环保等方面的要求变得越来越苛刻,这在客观上推动了平板显示产品合格要求的提升和认证的发展,各产品输入国不断提高产品的准入门坎。这都增加了我国平板显示产品的生产成本,严重影响了我国平板显示企业的资本积累和健康发展。
产业要发展,产品要被市场所接受,不仅占领国内市场,还要打入国际市场,这些新情况、新问题都牵涉到一个长期以来被我们所忽视的问题——技术标准。随着我国加入世贸组织,标准与技术贸易措施、自主知识产权、国际间的技术与经济竞争等问题紧密地联系在一起,标准之争已成为产业发展、市场竞争的先导和主角。如今,谁掌握了技术标准的制定权,谁就在一定程度上掌握了技术和经济竞争的主动权。国内的平板显示企业只有拿起标准这个有力的武器,了解、掌握和运用平板显示技术标准,才是解决目前所面临的各种困难的根本出路,也才能真正摆脱当前这种受制于人的被动局面,在发展和竞争中掌握主动,使形势向着于我有利的方向发展。
在20世纪,国际平板显示技术标准领域没有由我国负责制定的国际标准发布。令人遗憾的是,即使常常处于受制于人的被动局面,国内的一些平板显示企业仍对国家标准、国际标准的制定工作并不关注,没有认识到这些标准的重要性。事实上,随着产业的快速发展,加之激烈的市场竞争,对产品的性能,生产技术和标准化管理均提出了迫切的要求。自我国入世以来,显示产品的出口受到了各种各样的限制,其中一个主要原因就是,我国的显示技术标准有许多没有达到进口国的要求。例如欧盟的技术标准达10万多件,凡是达不到要求的,一律不准进入欧盟市场。所以说在如今的知识经济时代,标准一定要先行于生产。
以上种种都逼迫我国到了必须认真研究与制定标准的时候了,平板显示技术标准的重要性一下子被提上了议事日程。

6.1 平板显示技术产业标准现状
中国电子行业标准的归口单位是原信息产业部电子工业标准化研究所(四所),1980年代初期四所就开始组织专家制定了液晶显示器的基础标准,到90年代中期已制定了20余项国家标准和电子行业标准,涉及的主要是早期的TN、STN的钟表、计算器和仪器用的显示器。但是当时的有关生产厂家对已制定的国家标准并不重视,他们都是各按用户要求制定厂标出售。90年代末期四所瞄准产业热点,有计划地部分调整了LCD标准体系,开始等同采用IEC标准制定我国国家标准和电子行业标准,目前IEC已出版的有关LCD、PDP面板的标准共有14项,我们均已采标制定或正在制定相应标准。除此之外,我国还有自主制定的其他标准。由此可见,这几年的标准化过程中,我国的标准与国际标准基本上是对应的。
  随着以液晶、等离子体、有机发光二极管为代表的新型平板显示产业的蓬勃发展,国际标准化活动也于21世纪活跃起来。目前除了已承担的二项IEC标准制定工作,我国专家还负责二项IEC标准部分内容的编写,并于2007年9月在广州召开的IEC-TC110年会上争取到一项新工作提案的起草工作。如果说在参加国际标准制定初期,我们还是以参考其他国际标准或其他国家标准为主,那么现在,则在这些标准中有我国专家首次提出的测试方法,如亮室条件下对比度等参数测试方法,LCD运动伪像测试方法等。虽然这些测试方法还有待在制定过程中进一步完善,但目前已被国际标准化专家认可,并且在IEC标准制定中被采纳。
随着LCD面板大量应用于平板电视,目前的标准工作热点是与图像质量、视觉质量密切相关的参数测试方法和补充新的试验方法。在2008年的IEC-TC110年会上,韩国代表提出了制定LCD电视用背光源系列标准提案,得到了大家的肯定,我国也将于今明两年展开相关工作。
6.2 成立了平板显示技术标准工作组
为了促进我国平板显示产业的健康发展,加快平板显示技术标准在我国的普及与应用,同时有效规避未来在平板显示技术上可能遭遇的自主知识产权问题,信息产业部于2003年正式成立了国家"平板显示技术标准工作组",负责制订和修订国家平板显示产品技术标准工作,自此我国平板显示技术标准化工作逐步走上规范化的发展道路。
在信息产业部的领导下,根据工作组的工作任务和长期目标,平板显示技术标准工作组积极联合社会各方面的力量,有效地组织和协调我国国内平板显示企业、相关研究机构、大专院校积极参与到有关平板显示技术国家标准的研究和制、修订工作中来,并且工作组还代表我国积极参加国际平板显示技术标准化活动。在工作组的统一安排下,充分发挥了政府、企业、研究机构、大专院校各方的优势,极大的加快了我国平板显示技术国家标准的制、修订进程,有力的促进了我国平板显示技术和产业的健康发展。
信息产业部平板显示技术标准工作组主要涉及平板显示产业链中游的显示面板和模块,同时兼顾与上、下游之间的衔接协调。目前下设四个专业分组:液晶显示技术(LCD)分组、等离子显示技术(PDP)分组、有机发光二极管显示技术(OLED)分组和半导体发光二极管显示屏技术(LED屏)分组。已有成员单位近50家,涉及了平板显示技术产业链的上、中、下游产、学、研各方。
该标准工作组目前已完成了8项国家标准和电子行业标准的制定工作。
还有一个与平板显示技术产业相关的标准化组织是《全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会》,侧重于从事音频、视频及多媒体专业标准化工作,主要涉及平板显示产业链下游的应用产品之一——平板电视,其对应的国际标准化组织是:IEC/TC100音频、视频及多媒体系统与设备技术委员会。
2006年信息产业部发布的25项数字电视标准,是由该技术委员会的数字电视接收设备功能和性能标准工作组负责制定的,其中涉及数字电视平板显示器的标准有3个。这些标准对规范平板数字电视的市场起到了很大的促进作用。6.3 参与国际标准化工作,在IEC平台有了话语权
从国际平板显示技术标准化工作现状来看,以国际标准化组织IEC的平板显示技术标准化工作的情况为例,可以发现其已制定和发布的标准提案基本都是由日、韩等平板显示技术发达国家的专家代表提出并负责制定的,具体的标准内容常常是建立在他们的发明专利基础上,标准制定的出发点也是代表他们自己的国家利益,而常常忽略了如我国这样发展中国家的权益。不仅如此,日、韩等平板显示技术发达国家均已制定出自己的平板显示技术标准化发展战略,以确保其在平板显示技术标准领域长期的优势和领导地位。形势迫切需要我国专家参与平板显示技术领域国际标准的制订。
2002年10月22日至11月1日第66届国际电工委员会(IEC)年会在北京召开。对中国平板显示技术标准领域来说,这是一个有重要意义和值得纪念的日子段。当时正值北京的深秋,寒意浓浓,但参加会议的中国代表心中却是暖意融融,因为在这次会议上,IEC正式确定"有机发光二极管显示器件光电参数测试方法"、"等离子显示器件图像质量测试方法"两项标准由中国承担。从此,拉开了中国参与国际平板显示技术标准制订进程的序幕,这在中国的平板显示界也是开天辟地头一回。
作为最初IEC/TC110-OLED标准工作组项目中国三个成员之一的清华大学化学系董桂芳博士,对当时的情形还记忆犹新。她说,当时中国代表团很兴奋,以前制定平板显示标准都是以日本人为主,很少有中国人在新技术问世的时候就参与国际标准的制订。这一事件同时也引发了平板显示业界对标准的兴趣,推动了国内平板显示产业标准的制定。
在这次北京会议之前,IEC/TC110中还没有OLED这个小组。这次会上,代表们就OLED技术的"名词术语和定义"进行了全面深入的探讨,清华大学邱勇教授代表中国提出的关于用OLED取代原来的OEL作为有机发光二极管显示器术语的提案,得到与会代表的支持和肯定。更重要的是,会前我们做了详尽的资料准备,在会上拿出了全英文版《有机发光显示器特性参数测试方法》提案。最后会议决定由中国承担OLED光电参数测试方法的标准制定,邱勇教授成为制定该标准的首任项目组长。
这次会议在科技部和产业界引起了强烈的反响,因为,参加会议的都是在OLED生产与开发领域处于世界上最前沿的企业,如松下、先锋、三洋、IMB等日本公司、韩国的LG电子等。中国人第一次在强手如林的平板显示标准工作组中争取到独立承担完整标准制定的机会,来之不易。
IEC/TC110平板显示技术委员会经过3年的发展,目前有3个工作组:WG2-液晶显示器件、WG4-等离子显示器件、WG5-有机发光二极管显示器件。其主要工作内容:制定平板显示器件领域标准,如LCD、PDP、OLED等显示器件的文字符号、名词术语、额定值和特性、测试方法、通用规范和有关的环境、机械、耐久性试验方法等。现已出版的标准共有14项,其中LCD 10项、PDP4四项;正在进行中的标准共有15项,其中LCD 4项、PDP 4项、OLED 5项,还有两项新提案。
2007年9月3日~5日,2007年国际电工委员会平板显示器技术委员会(IEC/TC 110)年会在广州顺利召开,这是该委员会自2003年成立以来第一次在中国召开年会。包括IEC亚太区官员和 专家、中国政府官员、企业界人士和专家共约100多人参会。又有一项我国提出的《OLED图像质量测试方法》国际标准提案为全会正式接纳。  
IEC/TC110委员会主席Hideo Iwama说"中国平板显示产业发展态势良好,产业标准化和国际化步伐明显加快,在业界的国际影响日益广泛,IEC/TC110的专家团队中来自中国的已超过20%。"

6.4 在面板厂商和整机厂商之间搭建一个平台
数字电视平板显示器三个标准的颁布,对规范平板数字电视市场起到了很大的促进作用,同时也带来了一定问题:整机厂商拿着适用于电视显示器的标准来对面板厂商提要求。由于作为电视机的显示器和显示器件(即面板或模块)有很大不同,无论是参数表征形式和定义还是测试方法和测试条件都有所区别,因此可以说这三个标准并不适用于显示面板/模块。目前急需将这三个标准中有关的参数指标分解到面板/模块上,在面板厂商和整机厂商之间搭建一个平台。这样做一方面能使得我国大陆整机厂商能采购到合格的面板;另一方面能指导我国大陆面板产业的发展。
平板显示技术标准工作组目前已着手开展这项工作,于2008年9月份起草数字电视机用LCD和PDP面板技术规范的框架。同时,在标准的制定过程中将与全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会的数字电视接收设备功能和性能标准工作组进行充分的协商。

6.5 根据技术发展制订新的标准
 LCD用背光源目前主要以冷阴极管(CCFL)为主,它具有线型发光、光源均匀等优点,也有耗电量高、存在汞污染的缺点;动态CCFL的出现将克服耗电量高的缺点;而应用LED作为LCD背光源具有寿命长、短小轻薄、发光效率高、色再现率高、无干扰、不怕低温、无汞污染问题和性价比高等特点。所以LED在未来的LCD背光源领域中,是一种不可小视的新型背光源。但是LCD用背光模组产品检测技术和产品标准方面远远不能适应我国相应行业发展的要求。平板显示技术标准工作组目前已着手开展LED背光源和动态CCFL背光源的标准研究工作,并在2008年9月份起草了LED背光源技术规范和测试方法的框架。

6.6 参与海峡两岸标准合作,共同参与国际竞争
两岸平面显示技术标准合作的研讨会已进行多次,海峡两岸达成共识:
(1) 扩大海峡两岸在平面显示技术标准合作之范围, 从LCD到PDP和OLED;
(2) 海峡两岸合作建立平板显示技术标准测试平台;
(3) 展开海峡两岸TFT-LCD术语对照标准和云波效应测试标准的讨论与制定;
(4) 探讨海峡两岸共享TFT-LCD云波效应测试标准知识产权之方式;
(5) 以中电标协和华聚基金会为窗口,加强两岸平面显示企业之交流互动,并研究海峡两岸共组产业。

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