守望平板顯示器

　　21世紀(jì)將是C技術(shù)(有機(jī))時代

　　自產(chǎn)業(yè)革命以來，縱觀世界技術(shù)的發(fā)展，它明顯地呈現(xiàn)出周期的特性(圖1)，大約每50年左右為1個周期，從紡織、鋼鐵、汽車到電子，并正向著生物技術(shù)前進(jìn)。自20世紀(jì)后半葉開始，半導(dǎo)體成為牽引各項技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)材料，首先是鍺的萌生，而后是硅的不斷發(fā)展，以迄于今，可稱為硅技術(shù)時代。參照化學(xué)元素周期表，從IV族的第4周期發(fā)展到了第3周期，未來將向著第2周期的C發(fā)展。IV族Ge、Si和C，按其原子結(jié)構(gòu)都是外層有4個電子，并存在4個空穴，從而可獲得種種有趣有用的特性。展望21世紀(jì)將是以C為核心的有機(jī)技術(shù)時代。

圖1 世界主要技術(shù)的發(fā)展周期

　　以硅為主的無機(jī)半導(dǎo)體是一種礦石，材料硬性，沒有自由度;有機(jī)材料是一種柔軟性材料。有機(jī)半導(dǎo)體材料性能上大大優(yōu)于無機(jī)半導(dǎo)體材料，可以采用印刷技術(shù)高速地進(jìn)行大面積制造，并具有無機(jī)半導(dǎo)體沒有的新功能。它身輕體薄，質(zhì)地柔軟，可以隨便彎曲，在顯示器方面OLED(有機(jī)LED)堪稱代表。近年以來，人們對有機(jī)電子材料充滿期待，21世紀(jì)將迎來有機(jī)化合物多樣化及大發(fā)展的時代。有人說，20世紀(jì)是以硅為核心的硬電子時代，21世紀(jì)則將是以C為核心的軟電子時代，C技術(shù)時代。

　　IC和FPD的融合

　　自從1958年TI公司的J.kilby發(fā)明IC之后，影響遍及各種電子產(chǎn)品，當(dāng)然也涉及顯示器件，不過，其時，基于CRT的顯像管，體大身重，電壓高，耗電大，在電性能和機(jī)械結(jié)構(gòu)方面與IC無疑是很不相當(dāng)?shù)摹?/p>

　　液晶的發(fā)現(xiàn)已超百年，到20世紀(jì)上半葉人們才在理論上對液晶有了較好的認(rèn)識，1962年Williams發(fā)明了LCD(液晶顯示器)，1964年Sharp公司在電子計算器上開展了LCD的商品化，從而推動了LCD的大應(yīng)用和大發(fā)展。LCD身輕體薄，并且有低電壓、低功耗等特性，正與IC比較相宜。

　　以IC為首的半導(dǎo)體和以LCD為代表的平板顯示器(FPD)先后發(fā)展，到1990年，半導(dǎo)體產(chǎn)值已達(dá)488億美元，而FPD還不過10億美元，及到2005年，半導(dǎo)體增加到2275億美元，而FPD也達(dá)到了750億美元的規(guī)模(圖2，2006年兩者的產(chǎn)值分別為2477億美元和855億美元)。兩者合計達(dá)3025億美元，約占世界電子工業(yè)產(chǎn)值的25%，所占比例甚大。1990~96年16年間，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大到5倍，年均增長率10.7%，F(xiàn)PD同期則擴(kuò)大了85倍，年均增長率達(dá)32%，比半導(dǎo)體快得多，勢頭很猛。

圖2 世界半導(dǎo)體和FPD生產(chǎn)的發(fā)展

　　半導(dǎo)體和FPD的產(chǎn)值在電子工業(yè)中不僅占有相當(dāng)比重，發(fā)展迅速，并且FPD與半導(dǎo)體相比，也從1990年的0.2：100縮小到了2006年的35：65，比例接近，地位大大提高，因此，今天在電子器件領(lǐng)域，不再是半導(dǎo)體一家獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，而是與FPD雙雄并踞，一起成為了電子工業(yè)的中心，占有核心地位，其上游有原材料和制造、測試設(shè)備，下游為各種電子產(chǎn)品，再通過流通而進(jìn)入市場(圖3)。

圖3 電子工業(yè)的結(jié)構(gòu)

　　記得曾有人把FPD作為后半導(dǎo)體時代的典型產(chǎn)品，今天以LCD和PDP為代表的FPD發(fā)展十分迅速，預(yù)計在本年代將趨于成熟，因此，又有人提出了后FPD的概念，認(rèn)為OLED、MEMS、太陽電池、燃料電池，生物技術(shù)等是未來發(fā)展方向。與此同時，也有不少人堅信，半導(dǎo)體后還是半導(dǎo)體，F(xiàn)PD后仍是FPD。不過，放眼未來，把時間放長點(diǎn)看，有機(jī)技術(shù)取代無機(jī)技術(shù)倒是可以肯定的。

　　LCD和PDP之爭

　　平板電視正在全世界范圍內(nèi)激情增長。歐美日主要市場經(jīng)過前兩年的發(fā)展已真正進(jìn)入了普及階段，加上中國、俄羅斯和東歐市場的興起，世界平板電視市場正以每年增長2000萬臺的規(guī)模前進(jìn)，預(yù)計2009年即可達(dá)到1億臺的水平(圖4)，2011年達(dá)1.29億臺，2005~11年間的年均增長率達(dá)31%，發(fā)展惹人。其間中國的發(fā)展尤為耀眼，年均增長率高達(dá)55%，今年市場即可超過日本，達(dá)到910萬臺，2011年更可望達(dá)2700萬臺，接近美國，成為世界第3大市場。屆時，日本的普及率達(dá)99.9%，西歐89%，美國88%，中國57%，中國還有發(fā)展空間，因此特受世界關(guān)注。

圖4 世界平板電視市場

　　據(jù)報道，世界LCD電視市場將于2009年超過CRT電視，中國將晚1年于2010年趕超CRT電視，達(dá)到2200萬臺(圖5)。2006年世界LCD電視市場上30英寸系列產(chǎn)品占42%，40英寸系列占12%，平均尺寸為27.9%英寸;同年中國市場上LCD電視銷售平均尺寸為29.6英寸，還高于世界水平，中國家庭的生活面積比歐、日還大些，因此，中國市場在奧運(yùn)會、世博會的推動下，也將很快進(jìn)入40英寸系列主流時代。最近國內(nèi)報道，一向做大不做小的PDP電視，在中國做小到32英寸，憑借價格優(yōu)勢一上市便甚受走捧，說是明年還會有更小的26英寸、28英寸產(chǎn)品上市，還真有點(diǎn)反潮流的勢頭。

圖5 中國平板電視市場

　　又據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部預(yù)測，今年我國平板電視生產(chǎn)將比去年增長55%，達(dá)750萬臺，其中LCD和PDP之比為84：16，而有廠商預(yù)測，今年市場有可能會達(dá)到800~1000萬臺，并預(yù)測2010年中國電視總需求量將達(dá)4500萬臺，其中6成將是平板電視，37英寸以上大型電視又占其中5成。

　　總體上看，世界主要平板電視市場正走向大型化和高清化，隨著第8代基板的大量生產(chǎn)，日歐市場都已以40英寸產(chǎn)品為主流，美國因住房面積大，更以50英寸產(chǎn)品為熱點(diǎn)，預(yù)計今年美國市場將增長14%，占世界市場(按銷售值計)的28%，其中50英寸產(chǎn)品即占74%。

　　據(jù)Sharp公司調(diào)查預(yù)測，日本目前平板電視的普及率為52%，而37英寸以上的平板電視占14%，但未來幾年發(fā)展迅速，很快會超過50%，并向著更大的比重快速前進(jìn)(圖6)。日本是平板電視應(yīng)用最早，發(fā)展趨于成熟的市場，它的趨勢很值得注意。

圖6 日本平板電視的家庭普及率

　　據(jù)日經(jīng)社最新報道，今年世界平板電視表現(xiàn)出色，預(yù)計將比去年激增81%，達(dá)9000萬臺，LCD與PDP之爭更趨激烈，按世界產(chǎn)量講，LCD占有壓倒優(yōu)勢，2006年兩者之比為82:18，今年將進(jìn)一步擴(kuò)大到85:15。

　　到2006年上半年以前，LCD和PDP電視還沒有直接面對面的交手，兩者各守一邊，互不相擾。當(dāng)時松下有個宣言：37英寸以上為PDP電視，32英寸以下為LCD電視。2004年，Sharp公司沖破LCD/PDP 37英寸壁壘，開始推出大尺寸LCD TV。最近，松下也已撤回此一宣言，自己也開始出售37英寸LCD電視。

　　事實(shí)上，LCD通過性能的改進(jìn)，價格的下降(圖7，去年3季度二者的平均價格已十分接近。)2006年下半年開始大舉入侵PDP 40英寸領(lǐng)域，2007年即可超過PDP電視。2006年二者銷量之比還僅為38：62，2007年將一轉(zhuǎn)而為54：46，以后差距還將繼續(xù)拉大，預(yù)計2009年可達(dá)66：34。據(jù)說原因之一是，LCD 40英寸TV采用了全清技術(shù)，搶在了PDP的前面，PDP開發(fā)的全清電視是50英寸以上產(chǎn)品，從發(fā)展看，從今年開始兩類產(chǎn)品的激烈角逐，即將擴(kuò)展到50英寸產(chǎn)品市場上(圖8)。

圖7 LCD和PDP TV的價格走向

圖8 LCD PK PDP的競爭趨勢

　　其實(shí)，PDP自有它不少長處，生產(chǎn)線投資比LCD小，大尺寸產(chǎn)品價格可做低，性能方面無論視角、動畫分辯率、暗室對比度，還是灰度、色再現(xiàn)性等都優(yōu)于LCD，因此，只要技術(shù)上有所突破(如降低耗電等)，重新定位市場(做小尺寸，低價位打開發(fā)展中國家市場)，還有得一拚。

　　最要命的是PDP TV生產(chǎn)廠商正在減少，不像LCD廠商量多勢大。LCD TV大廠商有Sony、三星、Sharp、Philips等，而PDP大廠只有松下1家，其他生產(chǎn)PDP TV的如三星、LG等都是腳踩兩只船的。

　　松下公司倒是雄心不減，投資加碼以增強(qiáng)對LCD的對決力度，不放棄40英寸系列產(chǎn)品，捍衛(wèi)50英寸產(chǎn)品。松下計劃投資23.6億美元，正建設(shè)其第4家號稱世界最大的PDP工廠，去年動工，今年7月第一期工程完工投產(chǎn)，待明年年中全部開工之后，月產(chǎn)92.5萬片(以42英寸計)，年產(chǎn)1100萬片，公司產(chǎn)能翻番，且每片成本可降低到3萬日元(低于Sharp同尺寸LCD的5萬日元)。松下預(yù)測，2010年世界PDP市場為2500萬臺，松下可獨(dú)占40%以上。可是，生產(chǎn)PDP的其他兩個大廠(三星SDI和LG)都無動靜，沒有增加投資的意愿。因此，松下成為孤軍奮戰(zhàn)，難免不給人“獨(dú)木難支”、“獨(dú)木不成林”的感受。

　　OLED的崛起

　　Sony和東芝相繼發(fā)表了OLED TV的產(chǎn)品化，特別是Sony決心今年將11英寸產(chǎn)品推上市，要從LCD打開一個缺口，OLED一時成為人們關(guān)注焦點(diǎn)。

　　OLED(Organic LED)有機(jī)發(fā)光二極管屬于有機(jī)類產(chǎn)品，毫無疑問，它代表了“有機(jī)”的光明發(fā)展前景。OLED的研究工作始于上世紀(jì)60年代，20年前人們研究出了它的基本結(jié)構(gòu)，10年前的1997年，日本先鋒公司在車載小型顯示器上首先采用了OLED，開應(yīng)用的先河。

　　OLED具有自發(fā)光、高清晰、寬視角、高亮度、高對比、低功耗、超薄、低成本等特性，柔性是它與其他平板顯示器最大的差別，利用樹脂(LCD用玻璃)做基板，不僅可撓而且厚度可做到1mm以下。在生產(chǎn)上，OLED有可能采用滾筒印刷進(jìn)行大面積大量生產(chǎn)，成本可望大幅度削減，且產(chǎn)品可像招貼畫那樣附在墻上(圖9)。這些都迎合著消費(fèi)者的新需求。

圖9 各種顯示器的應(yīng)用尺寸

　　OLED與LCD一樣，有無源矩陣驅(qū)動(PMOLED)和有源矩陣驅(qū)動(AMOLED)兩種技術(shù)，前者比較成熟，2003~04年開始大量應(yīng)用于小尺寸OLED產(chǎn)品，諸如手機(jī)次屏、MP3等，以文字顯示為主。同時，因受掃描行數(shù)等的限制，不可能做成大尺寸產(chǎn)品。AMOLED不僅可用于做大尺寸產(chǎn)品，并且可顯示彩色，是OLED的發(fā)展方向。

　　Sony公司10年前即以制作電視為目標(biāo)開展了OLED的研發(fā)，經(jīng)過公司上上下下共同奮斗，今年11英寸電視即可上市，并展出了27英寸的全清平板電視試制品，進(jìn)入大尺寸電視領(lǐng)域，引起了很大反響。在CRT電視時代，Sony曾以單槍三束彩色顯像管(triniton)聞名于世，進(jìn)入平板電視時代之后，Sony在LCD技術(shù)方面無所作為，落后于其他廠商，經(jīng)營不善，故而，急切希望利用公司品牌影響，用OLED技術(shù)參戰(zhàn)平板電視，打個翻身仗，復(fù)活Sony。試制基于OLED大型電視的廠商還有精工一愛普生、韓國三星(開發(fā)40英寸產(chǎn)品)、柯達(dá)/LG.philips、佳能、Sharp等。

　　無論從產(chǎn)品實(shí)用化和向大尺寸的發(fā)展情況看，OLED都比LCD來得快(圖10)，因而廠商們都抱以很大的期待。但目前，OLED的主要應(yīng)用還在小尺寸方面(圖11)。據(jù)預(yù)測，世界OLED屏將從2004年的4億美元，增長到2012年的35億美元，年均增長率達(dá)31%，速度很快，但絕對值還很小。屆時大小尺寸OLED屏之比為1：4，小尺寸依然占有最大份額。

圖10 OLED和LCD向大型發(fā)展

圖11 世界OLED市場

　　總之，我們看到OLED尚處于產(chǎn)業(yè)化初期，有人認(rèn)為真正對LCD造成威脅，大概還要10年時間，但由它flexible和wearable等特色，榮景可期，因此，如Sony、三星為首的一批具有遠(yuǎn)見卓識的公司都在加大投入，積極開發(fā)。我國在IC、LCD、PDP等技術(shù)方面一次次落在人后，盡管努力追趕，吃虧已是事實(shí)，可我國OLED差距較小，已開始開發(fā)，并起步，應(yīng)用，因此，應(yīng)向日、韓、甚至臺灣地區(qū)學(xué)習(xí)(臺灣仍采IC發(fā)展道路，由“官”辦研究所開發(fā)，然后轉(zhuǎn)讓出去，已初現(xiàn)成效)，提高認(rèn)識，努力投資，積極落實(shí)，不要再錯失這一大好時機(jī)，趕上時代潮流，發(fā)展我國的OLED事業(yè)。