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新世纪LCD技术发展路更宽
内容导读:

??????? IDC预测报告显示,2000年全球LCD 产量将比上一年增长82.5%,2001~2002年仍将继续增长。美国Stanford Resources公司的预测报告则显示,2001年全球平板显示器市场将达188亿美元,其中LCD占83.38%,PDP占 7. 21%,VFD占4%,LED占2.9%,FED占1.5%,EL占1%,日本工业观察家认为,2000年前后,LCD将在发达国家代替20英寸CRT监视器。据Sharp公司预计,11.3和12.1英寸LCD的供应将吃紧。目前,日本生产的LCD显示屏占全球总产量的90%。为了增强竞争力,保持对世界LCD市场的控制优势,日本LCD制造商在90年代后期继续增加对LCD的投资, 扩大生产设施,提高生产能力。Sharp公司投资3.75亿美元;NEC公司投资1.88亿美元,Toshiba和Fujitsu各投资2.82亿美元;Matsushita投资5亿美元。

??????? 2000年10月份,由于平板显示器存货大幅度增加,导致世界桌面平板显示器市场供过于求,一度出现价格下跌的现象,15英寸显示器价格下跌200美元,18英寸显示器下跌400美元,NEC、Samsung(三星)和Viewsonic等知名品牌产品的价格首次降至799美元,一部分15英寸平板显示器的价格降至699美元。目前平板显示器价格已降至600美元左右,而在今年夏季的平均价格为950美元,下跌了350美元左右。

??????? 2000年10月在日本横滨举办的’2000LCD/PDP国际技术研讨会暨产品展览会上,专家们专门探讨了未来几年世界LCD和PDP 技术的发展趋势,专家们指出,为了适应21世纪世界市场对LCD产品的新需求,世界LCD 新技术新产品将向着大尺寸、高清晰度、微型化、新材料和高新技术的方向发展。

大尺寸是出路

??? 目前,世界上总共有37条大尺寸TFT-LCD生产线,在36cm(14in)以上大尺寸TFT-LCD的生产方面,三星电子公司和LG 公司分别居世界第一和第二位,三星电子公司生产的大尺寸TFT-LCD产品的成品率已经突破90%。台湾省业者在生产大尺寸TFT-LCD方面也不甘示弱, 奇晶、华映和达基等厂商总共投资4亿元新台币生产大尺寸TFT-LCD产品;至于更大尺寸的第四代680×880mm以及730×920mm的TFT-LCD产品生产线,日本和韩国厂商目前正在计划兴建。

??? 近年来,全球笔记本电脑销售不断增长,促进了LCD的销售直线上升。笔记本电脑用的LCD显示器尺寸也在不断增大,日本LCD厂商都将生产重点转到较大型12.1英寸和13.3英寸LCD,有的厂商更是推出了15~17英寸乃至更大尺寸的LCD,以满足市场的新需求。

?? 日立(Hitachi)公司推出的广视角13.3英寸TFT-LCD产品,视角为140 °。采用COG技术,将TFT印到单玻璃片上,以降低成本, 并借助简化工艺流程来提高产品合格率。三菱(Mitsubishi)公司则推出了15.1英寸彩色TFT-LCD产品。这种XGA兼容 LCD的特点,主要是亮度为每平方米200cd,水平视角120°垂直视角90°,对比度为150:1,分辨率为1024×768像素。

??? 日本电气公司 (NEC)则推出12.1英寸XGA兼容型LCD以及 13. 3 英寸彩色 TFT-AMLCD产品,可显示A4纸一般大小的画面,1024×768像素,高亮度背光,功耗4W,与12.1英寸型号的功耗相同,但显示面积却提高了21%;由于缩小了边缘宽度,使有效屏幕面积增加到85%。样机价格为2000美元。NEC公司开发“超精细”TFT 技术用于生产15、17和20英寸特大型LCD,分辨率为1024×768和1024×1024像素,亮度为每平方米200cd,具有广视角和多扫描功能。NEC还在日本国内市场投放20.1 英寸家用电脑液晶显示器,以作为传统阴极射线管显示器的替代产品。

??? 夏普(Sharp)公司推出具有XGA分辨率的17.7英寸STN-LCD,显示面积相当于20~21英寸CRT,功耗降低80%。该公司还推出了13.8英寸彩色TFT Super—VLCD, 水平视角140°,垂直视角110°,对比度300:1,亮度每平方米250cd,功耗10W,支持1024×768像素XGA分辨率,显示颜色多达26万。该公司还推出世界上最大的40 英寸直视彩色TFT-LCD。它采用Sharp公司开发的无缝超精细接合技术,把两块29英寸TFT-LCD平板接合在一起成为40英寸彩色TFT-LCD,做到天衣无缝,不露出丝毫接合的痕迹。

??? 台湾Unipac公司为了增强与日本竞争的实力,投资4亿美元创办第2个彩色TFT-LCD生产厂, 该厂专门生产 8 英寸彩色TFT-LCD,以供应给那些微型便携式彩色电视、笔记本型电脑、电子词典、电子记事本、电视电话、显示仪表和其它电信产品的厂家。

高清晰度正成为趋势

??? 三星电子公司新开发出一款6. 6 英寸的高清晰度彩色TFT液晶模块,像素密度达302.4ppi,能够显示26万色,分辨率高达1600×1200像素(UXGA级),亮度达每平方米340cd,对比度为200:1,响应时间为40ms。

??????? IBM(日本)公司也新推出一款 22 英寸的高清晰度彩色 TFT- LCD, 像素密度达204ppi,分辨率高达3840×2400像素(QUXGA级),亮度达每平方米235cd,对比度为400:1,响应时间为16.6ms。

??? 日本东北大学新研制成功一种新技术,不必使用滤色器,也能够使显示器的显示容量提高两倍。东北大学已经用这种新技术制造成功大画面高清晰度LCD 显示屏。

??? 这种大画面高清晰度LCD显示屏的清晰度,可与质量最好的高清晰度电视相媲美,可以广泛地应用于笔记本电脑以及汽车导航系统的显示装置。

??? 苏黎世的瑞士联邦工业大学维特和他的同事们展示了一个新颖的LCD装置,其新颖之处在于LCD上覆盖着一层或多层薄的高线性偏振光致发光膜(Photoluminescent Film),它们是由聚乙烯和重量百分比为1%~2%的共轭半导体聚合物组成的,采用紫外线照射时,可以发射出偏振彩色光。光致发光膜的发明,使光致发光偏振器首次进入LCD器件。飞利浦研究室实验室LCD专家乔治认为,这种膜层有可能改变目前的计算器或电子表中的很难读数的微光液晶显示器, 因为这种新发明可以产生所需的亮色显示。

众商家瞄准微型化

??? 随着移动电话手机市场和数码相机市场的强劲需求,LCD加速了向小型化发展的步伐。三星电子公司推出了供第三代移动电话手机专用的彩色反射型MTN 液晶显示器,屏幕尺寸为2英寸,色数为25万色,亮度为每平方米5cd,反射率为30%。日本Hunet公司也推出了专门为移动电话手机用的小型彩色液晶显示器,屏幕大小为2英寸和1.5英寸,分辨率为320×240像素,对比度为100:1。

??? 由于近年来崛起的便携式移动通信产品对微型显示器需求量很大,因此,全球微型显示器市场呈现出一派红红火火的兴旺景象。据Dataquest的报告显示,1998年微型显示器的全球市场销量为42万台,1999年为59万台,2000年将达110万台,2003年将达260万台。

??? 美国国防高级研究部最近开发的一款微型头戴式显示器HMD(Head-Mounted Display), 适用于在一些特殊场合使用的微型通信产品,例如手表式寻呼机、微型移动电话和微型监视器等。这种新颖的微型显示器, 将会在几年内取代目前普遍使用的分辨率低而且价格昂贵的普通显示器。引人瞩目的是,这种微型显示器还可用于借助透镜观看的虚拟显示,可以为用户提供更好的信息服务。美国Liquid? Image公司新推出的一款微型显示器M1 Personal Viewer,不仅可以显示VGA或者NTSC信号,而且还可用作微型移动电话的显示屏,通过透镜的虚拟放大显示,用户可以清晰地观看遥隔千里的办公室里计算机屏幕上的文件,还可以下载Internet 上的电子邮件。有趣的是,Micro Optical公司推出的微型显示器非常小巧,可以装置在普通眼镜上。

??????? Reflection Technology公司的微型显示器产品,与线阵列扫描技术一起使用,由LED线阵、放大透镜和扫描振镜组成,通过透镜可以看到放大的垂直LED线像,这些垂直线与整幅图像的列点一一对应。当振镜摆动之时,LED垂直线相应地从视场的一边扫至另外一边,由于视觉暂留效应发生作用,使用户能够清晰地看到整个屏幕的全部信息。

??? 日本显示器厂商由于看到近年来韩国和台湾省显示器产业迅速崛起, 威胁着日本在显示器领域的世界霸主地位。为了能够继续稳坐霸位,日本厂商开始调整显示器产品结构,十分重视微型显示器的开发生产。最近,日本厂商开始将第一代和第二代a-Si TFT-LCD生产线改造成为p-Si TFT-LCD生产线, 生产小尺寸、高密度的显示器,在数码相机显示屏和投影显示器中得到了广泛的应用。

??? 微显示器(Microdisplay)也是Three-Five Systems公司开发的一种十分引人注目的新产品,它刚问世就显示了巨大的吸引力,有望成为穿戴式电子设备等便携式产品最理想的高性能显示器。微显示器能使便携设备的成本和重量都大为减少,此外,它还具有分辨率高以及显示画面大等优点。在仅有拇指一般大小的显示器上能够显示高分辨率图像,典型像素为12×12μm。微显示器独特的优点是产品大小与画面大小无关,通过光的放大作用,使用户能够看到一个比实际画面大好几倍的图像。

??? 微型显示器极具市场潜力, 目前制造厂商们正在根据最新的市场预测报告制订新的生产计划,以便今后尽量避免再出现市场供不应求的状况。

新材料尚未成熟

??? 荷兰飞利浦(Philips)公司日前宣布,该公司新开发出一款塑料计算机显示屏,这种新产品有望推动柔软的电子报纸早日问世。据透露, 这家公司还研制成功一款似邮票大小的塑料显示屏, 采用了塑料基半导体而不是传统的硅基半导体来制造。

??? 专家们认为,虽然这种塑料显示屏技术目前还没有完全成熟,但是,它的潜力却大得无法估量。与传统的硅基半导体材料显示器比较,塑料显示屏具有独特的优势:制造塑料显示屏的工艺流程比较简单, 对生产车间清洁程度尤其是无尘指标的要求不太高,生产成本比较低,更适于制造大尺寸显示屏。这种柔软的可以随意卷曲的显示屏,将来有朝一日会取代目前流行的传统报纸。

 

??? 无独有偶,IBM公司发明的一种很薄而又柔软的晶体管可以用来制造出能够卷起的计算机显示屏,这种技术造价低廉,可以直接喷洒到塑料上面,可以应用在各种不同的领域。这种塑料晶体管是由很薄的一层材料构成的,能够涂到塑料上。在室温下,把一定比例的有机物和无机物溶解在溶液里,即可采用这种溶液直接进行喷涂,制造出柔软的可卷曲的计算机显示屏。目前,一般的计算机屏幕,尤其是笔记本电脑的屏幕,都是在高温条件下制造出来的,而IBM 公司新发明的这种柔软晶体管塑料屏制造技术的最大优点就是可以在室温下制造。

??? 1999年,Fujitsu公司也投入8 亿美元在日本建成了一座新厂生产薄如纸的晶体管,用来制造柔软的可卷曲的塑料显示器。

新技术带来高性能

??? 显示器向低温技术产品的方向发展,上述的IBM公司新发明的这种柔软晶体管塑料屏就是一个例子。LCD的最新制造工艺技术将向低温发展。玻璃基板的增大和低温工艺的采用,将从根本上改变现有技术。TFT-LCD的生产已从分批生产方式转向单片连续生产方式,大大提高了生产效率。550×650mm 的玻璃基板在生产过程中应用微机技术。制造40英寸壁挂式液晶彩电需要近1米见方的玻璃基板,要求100%的合格率。生产效率要求每小时60块。玻璃、非晶硅、铝合金的热膨胀系数各不相同。为消除热应力的影响,成膜工艺温度必须降低和均匀一致。等离子体化学汽相淀积的温度在降低之后,上限应为250℃,即使多晶硅也可以在300℃左右加工。对于温度降低后反应热能不足的问题,解决办法是用离子照射来补充热能。

??? 为了形成均匀的薄膜和生长多晶硅层,基板要在洁净室内传送,使之与大气隔绝,用清洁的氮气保护。此外,为了提高生产效率,必须把生产节拍时间从原来的1 分钟缩短到0.75分。低温多晶硅场效应电子迁移率大大提高,开口率50%以上,可以达到50μm的像素间距。多晶硅TFT利用非晶硅用玻璃基板,可以在450℃以下大批生产。

??? 近年来, 世界各国液晶显示器制造厂商研究开发了一系列高新技术,例如:光学补偿膜技术、轴对称多畴技术(ASM)、多畴垂直排列技术(MVA)以及共面转换技术(IPS)等,这些高新技术的应用,使得液晶显示器的视角性能大为改善, 使液晶显示的技术特性已经接近主动式发光显示的视觉特性,使得TFT-LCD的显示品质已经能够与CRT匹敌。■

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来源:电子产品世界 作者: 时间:2006/9/22 9:38:00
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