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新型顯示產業(yè)亟待突破 平板顯示健康優(yōu)先

2015-05-08

       液晶顯示器替代CRT(陰極射線管)的過程,,實質是半導體工藝戰(zhàn)勝電真空工藝的過程。盡管印刷顯示技術已嶄露頭角,,但其產業(yè)生態(tài)鏈的建設還有待時日,。正如在“2015中國平板顯示會議上”眾多嘉賓所提及的,,無論顯示技術如何發(fā)展,業(yè)界將更加越來越關注生產過程的高效節(jié)能和顯示產品對人體健康的影響,。

       目前,,LCD(液晶顯示器)產業(yè)已發(fā)展到第10代線,隨著基板尺寸不斷擴大,,生產線建設的門檻越來越高,,資源消耗量也越來越大。據測算,,1條具備量產規(guī)模的LCD第8.5代線的耗電量為每天250萬千瓦時,,耗水量為每天2萬噸??梢哉f,,LCD的生產已逐漸偏離了綠色制造的理念。

     與LCD相比,,作為下一代顯示技術的OLED核心競爭力是低成本,,目前OLED手機模組的成本已等于甚至低于同等規(guī)格的LCD模組。但在大尺寸OLED領域,,傳統(tǒng)的真空蒸鍍工藝無法克服效率,、良品率等一系列問題,,難以實現(xiàn)低成本。

     從應用角度來看,,大尺寸,、可卷繞、穿戴式,、柔性和低成本顯示產品市場前景廣闊。現(xiàn)有的LCD無法實現(xiàn)柔性,,OLED雖可以實現(xiàn)柔性,,卻無法實現(xiàn)大尺寸顯示器的低成本化。

     因此,,新型顯示產業(yè)亟須制造模式的突破,,用一種新的、具有高的投入產出效率的工藝路線,,代替現(xiàn)有半導體/真空工藝,。可溶液加工的小分子OLED材料的突破為印刷OLED的發(fā)展提供了良好的機遇,。

     新型顯示產業(yè)對可溶液化加工的有機,、無機以及納米功能性材料(包括金屬、半導體,、電介質,、光電材料等)的應用研究開發(fā),誕生了印刷顯示,。它用印刷或涂布技術,,代替?zhèn)鹘y(tǒng)半導體工藝/真空工藝,是一次產業(yè)技術的革命,,具有輕薄,、柔性、大面積,、低成本,、綠色制造等特點,將引領未來新型顯示產業(yè)的方向,。

     與使用半導體/真空工藝的LCD和OLED相比,,印刷顯示技術能夠大幅簡化工藝步驟,最終實現(xiàn)卷對卷生產(Roll to Roll),,同時降低設備投資,,縮短生產運行周期,實現(xiàn)小批量,、多品種的生產,。印刷顯示工藝適用于塑料薄膜基板,,便于實現(xiàn)大面積、輕,、薄,、柔性的顯示應用。

     在節(jié)能環(huán)保方面,,印刷顯示技術采用增材制造,,大大提高材料利用率,減少資源消耗和環(huán)境污染;同時,,由于使用低溫的印刷工藝,,不需要真空工藝環(huán)境,能夠顯著的降低能耗,,減少碳排放,。此外,印刷顯示技術通過采用具有良好降解性的有機功能材料與基板,,可以解決日益嚴重的電子產品垃圾帶來的環(huán)境污染問題,。

       追求高效節(jié)能已成“新常態(tài)”

     近5年來,全球液晶面板產業(yè)競爭格局發(fā)生了巨大變化,,中國大陸TFT-LCD生產能力大幅提升,,成為可以挑戰(zhàn)日本、韓國和我國臺灣地區(qū)的新生力量,。2015年底我國液晶面板產能在全球份額將超過17%,。目前,中國大陸已建成和在建的TFT-LCD生產線約30條,,按年投入玻璃基板面積計,,總產能已達到6600萬平方米,約合10條月產能10萬片的第8.5代生產線(100K/m),。

     與迅速提升的產能相對應的是巨額的投資和高企的能耗,。據統(tǒng)計,中國大陸面板生產線建設總投資超過3500億元,,其中86%以上都是在近3~4年間形成的;平板顯示行業(yè)每年電力消耗約140億千瓦時,,每年耗水量約1億噸,每年綜合能耗約210萬噸標準煤,。因此,,綠色、高效,、節(jié)能已成為TFT-LCD,、OLED生產線建設的基本要求。

     建設高效,、節(jié)能的工廠首先應著力于設計高效的生產工藝系統(tǒng),。從統(tǒng)計數(shù)據看,,在TFT-LCD生產項目投資構成中,工藝設備投資所占比例高達70%,,生產成本構成中設備折舊所占比例也達到20%,。因此,在工程設計階段對生產能力配置進行均衡化和單元化,、瓶頸工序前后設置足夠緩沖暫存能力,、優(yōu)化工廠的自動化搬運系統(tǒng)、利用仿真工具輔助生產線規(guī)劃和排產計劃等一系列生產優(yōu)化措施,,已成為建設新型顯示器件生產線的必要步驟,。

     LCD、OLED工廠還應建立完善的能源管理和節(jié)水管理體系,。世源科技根據自身參與的項目經驗和調研成果,,在實例研究的基礎上,,引入“工藝生產效率(TUE,, Tool Usage Efective)、能源使用效率(EUE,,Energy Usage Effectiveness),、水資源利用率(WUE,Water Usage Effectiveness)”等新概念,,并提出了建立“高科技工廠設施效率評價系統(tǒng)(FUE,,F(xiàn)acility Usage Effective)”的建議。

     此外,,建設高效,、節(jié)能的工廠,還需應用先進的潔凈室環(huán)境空氣控制技術,。利用專業(yè)的氣流模擬軟件,,可以對潔凈室內的溫度、濕度,、潔凈度進行仿真,。尤其是LTPS(低溫多晶硅)液晶顯示面板的生產,還需要設置化學過濾器,,以避免生產空間內的分子污染對成品率造成不利影響,。

       平板顯示健康優(yōu)先

     如今,越來越多的手機使用AMOLED屏,,包括蘋果iWatch,、華為智能手表在內的諸多可穿戴電子產品更是將AMOLED屏作為首選。

     從分辨率,、色飽和度,、對比度等技術參數(shù)來看,,AMOLED比LCD更勝一籌。AMOLED高對比的特性,,使其即使在強烈的陽光照射下,,依然清晰可讀。AMOLED的固態(tài)自發(fā)光原理使其發(fā)光效果不受外界環(huán)境的影響,,與LCD相比,,在低溫下反應速度更快,高溫下對比度更高,。AMOLED每個子像素獨立控制,,功耗因“畫面”而異,加權功耗僅為LCD的60%,。

     除了上述技術參數(shù)的優(yōu)勢之外,,業(yè)界看好AMOLED更重要的原因,源于AMOLED在健康方面給人們的呵護,。

     手機使用日趨高頻化,、低齡化。成人使用手機時間越來越長,,38%的用戶每天使用時間超過5小時;兒童使用手機比例越來越高,,72%的8歲以下兒童玩手機游戲,38%的2歲以下兒童玩移動設備,。

     過度的藍光照射不僅會造成視覺損傷,,而且會對全身帶來不利影響。人眼對藍光的感知亮度遠低于黃綠光,,生活中及使用3C產品中,,人眼易不自覺受到高能量可見藍光傷害,造成視網膜損傷,,黃斑部病變,。藍光的波長短,容易造成散射炫光,,眼睛必須更用力聚焦,。長時間下來,睫狀肌緊繃,,眼睛疲勞,、酸疼,造成假性近視,。夜晚照射藍光會降低體內的褪黑激素,,造成生物鐘混亂,引起夜間失眠,內分泌失調,,增加罹患疾病的風險,。

     盡管市面上有很多抗藍光產品,但效果并不理想,。大部分抗藍光產品會導致屏的顯示亮度下降,,色彩失調偏黃。AMOLED可以在低亮度下維持高對比度及高色彩飽和度,,在暗室使用,,可以調低顯示亮度,避免強光對眼睛的傷害;同時,,可以保護視網膜,,避免黃斑部病變,以及褪黑激素下降導致的內分泌失調,。


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