发光材料技术应用及发展前景CRT显像管:我们家庭所用的电视以及绝大多数的电脑终端显示器所用的显像管就是CRT技术,阴极射线管(CRT)的特点是色彩鲜艳丰富,制备工艺成熟,成本低廉,但是由于CRT技术设备的电视机及其他显示器的体积庞大,而且也很沉重,尤其是大尺寸的显示器,如29in电视机的厚度超过70cm,质量超过50kg已经不能满足人们的要求,基于CRT的缺点,人们又采用了一些新技术来使CRT平板化,其中比较成熟的技术是低压荧光管(VFD)技术,以VFD技术为基础的显示器的体积明显降低,厚为1cm,质量也大为减轻,另一种相对成熟的技术而且具有巨大发展潜力的的技术是场发射(FED)技术以场发射技术为基础制备的显示器厚度只有几毫米 VFD低压荧光管:在29世纪60年代,电子计算机市场获得急速的扩大,为适应计算器的数码显示需求,产生了真空荧光平板显示器VFD,随着各种技术的发展,是VFD进入高密度显示领域,目前具有数字显示,图像显示 画面显示功能的VFD已经广泛运用在各种仪器显示包括汽车 家电 通信设备以及大显示屏幕显示器等领域但是由于VFD技术受到彩色化 功耗大 分辨率低 腔体中真空的保持等问题的限制,近几年的市场份额有下降得趋势FED场发发射显示示技术FED技术术是继VVFD后后,针对对CRTT平板化化的又一一次新的的努力SID20007概概况每年年5月,由由显示协协会(SSID))组织的的世界规规模的显显示技术术讨论会会与展览览会在美美国西海海岸的一一个城市市举行,今今年的第第45届届SIDD年会在在美国加加州长滩滩(Loong Beaach))会议中中心举行行。
会议议共收到到论文摘摘要7002篇,其其中有4489篇篇入选本本届讨论论会4489篇篇论文中中有2779篇在在67场场专题报报告会中中口述,其其余2110篇于于5月223号下下午集中中在一个个大厅中中,以张张贴形式式发表,作作者与读读者进行行面对面面讨论令令人鼓舞舞的是全全部论文文中有224%的的作者是是学生提提交论文文的国家家和地区区数为221,论论文数分分布如下下:韩国国23%%,美国国22%%,日本本19%%,台湾湾地区116%,德德国4%%,我国国大陆地地区在会会上发表表的论文文数为44篇这这次论文文报告会会共举行行了677场,按按专题区区分分布布如下::LCDD 222场;;OLEED 112场;;显示器器件制造造工艺 5场;;PDPP 4场场;显示示电子学学 4场场;背光光源 4场;;投影显显示 33场;FFED 2场,三三维显示示 2场场;标准准与计量量 2场场,医用用显示 2场;;电子纸纸 2场场;其它它专题各各1场((共133场)可见,LCD、OLED是这次报告会与展览会的主角,由于LCD、PDP、OLED 已有专文报导,这儿只从FED 这一个侧面进行介绍。
FED是利用高电场将电子从发射微尖或微间隙中拉出来,电子进入真空后,被加速,轰击荧光粉发光,被认为是下一代的平板显示器由于生产成本偏高,目前尚未能如CRT、LCD进入大众娱乐行业,而只局限在军用、医用、车载或特殊工业用,但是从本次SID大会上可以见到一些可喜的动向FED的基基础工艺艺与特点点FEDD的基础础工艺有有三大部部分,如如图1所所示图1 FFED的的三个基基本工艺艺(1))真空工工艺:包包括真空空包装,上上、下玻玻璃板间间的支撑撑、吸气气剂、表表面处理理、真空空封接材材料2)光光电子、半半导体工工艺:包包括荧光光粉,荧荧光粉的的涂敷,保保护荧光光粉不受受离子轰轰击的膜膜层3)微微、纳米米制造工工艺:包包括场发发射阵列列、电极极结构形形成,聚聚焦电极极、场发发射控制制,防止止放电的的结构字符或小点阵显示,可采用低电压荧光粉,这时极间间隙约0.2mm,已证明FED在低电压工作下,寿命足够;对于全彩色显示FED,为了获得足够的亮度与寿命,工作电压约3kV,为了保证色纯,需增加聚焦电极与CRT-TV、PDP-TV、LCD-TV相比,FED-TV的功耗是最小的,如图2所示所以FED具有薄平板(厚度约2~3mm)、自发光、无图像畸变、大视角(约170o)、快响应,低功耗的特点。
图2为各类电视机功耗的比较图2 各类电电视机功功耗的比比较Spinddt型微微发射FFED的的生产已已初具规规模Sppinddt型FFED厚厚度为22~3mmm, 阴极、门门电极和和聚焦极极由铌((Nb))制成,发发射微尖尖材料为为钼(MMo),阳阳极材料料为铝((Al))如图图3所示示图3 一个个阴极单单元示意意3英寸寸彩色FFED的的屏尺寸寸为300x700mm、像像素数为为1844x800xRGGB,亮亮度为6600ccd/mm2、功功率为44W,用用于汽车车发动机机显示器器经过过230000hh使用后后,钼微微尖完好好如初进进一步减减小门极极开口直直径,可可获得更更大的电电流密度度或降低低驱动电电压;采采用新型型发蓝光光荧光粉粉AlNN:Euu后,与与常用发发蓝光荧荧光粉YY2SiiO3::Ge 相比较较,色域域更宽,老老化寿命命可增加加一个数数量级对对于Y22SiOO3:GGe荧光光粉轰击击电荷量量累计达达到1220C//cm22时,亮亮度已降降为初始始值的550%,而而对于AAlN::Eu,这这个值为为12000C//cm22(C是是库仑))Sppinddt型FFED最最适合中中、小型型显示屏屏,单色色FEDD已进入入市场,全全彩色型型FEDD已开始始启动大大生产。
26英寸纳纳米Sppinddt 型型FEDD现身展展览会在在展览会会上,FFielld EEmisssinnon Tecchnoologgiess公司展展出了226英寸寸的彩色色的Sppinddt型的的FEDD屏,与与并列的的LCDD相比,呈呈现了优优越的动动态图像像特性该该公司的的资料报报导,119.22英寸纳纳米量级级Spiindtt型彩色色FEDD原型的的指标如如下:屏屏尺寸 39112933.766mm分分辨率 128809660(点点),节节距0..3066mm亮亮度 4400ccd/mm2对比比度 大大于2000000:1显显示器尺尺寸 5500((宽)3350((高)555(厚厚)mmm图4 266英寸纳纳米Sppinddt型FFED纳纳米Sppinddt 型型FEDD的特点点是微尖尖为纳米米量级,可可以用类类似TFFT工艺艺制造高高密度微微尖阵列列,使得得每个像像素中包包含有上上万个纳纳米微尖尖碳纳米管((CNTT)场致致发射显显示(CCNT--FEDD)屏的的均匀性性获重大大突破碳碳纳米管管以其优优异的场场致发射射特性和和可以用用较简单单工艺制制造大尺尺寸发射射阵列,特特别适于于用制造造大尺寸寸FEDD显示屏屏,但由由于均匀匀性的限限制,一一直未能能进入高高质量图图像显示示市场。
法国研究人员采用将触媒体层光刻成所需的图案,在其上生长出CNT,如图5所示每个沟道宽12mm,间距25mm,每个沟道中有10个4.5mmOLED前前景展望望: 从目前前显示技技术的发发展趋势势来看,OOLEDD无疑是是会带来来显示产产品集体体换代的的一项新新技术现现在主要要的技术术突破还还在于大大尺寸工工艺,色色彩,以以及使用用寿命不不过目前前萎靡的的液晶市市场或许许会激发发厂商们们尽早提提速OLLED大大面积进进入市场场的决心心,提速速OLEED的研研发及生生产工艺艺的改进进或许已已经在厂厂商们的的计划之之内当当然我们们不能指指望OLLED不不久会以以一种低低价格的的姿态进进入市场场,任何何一种革革命性的的新技术术均随着着市场及及技术的的成熟才才渐渐地地平易近近人,这这段时间间往往需需要几年年,OLLED的的前景是是十分让让人看好好的CES 220099展索尼尼首发221英寸寸OLEED电视视,分辨辨率为113666×7668 OLEED超薄薄柔软可可卷曲的的特性使使其的应应用方向向更广,超超低的功功耗更符符合目前前时代发发展的需需求,在在今后我我们将会会看到更更多的地地方出现现OLEED的身身影。
相相信5年年内,壁壁画般的的显示产产品也将将会在市市场内出出现,拭拭目以待待吧液晶显示器器件(LLCD))是个人人应用显显示器中中最有发发展潜力力的显示示器件反反射型液液晶显示示器件的的功耗每每平方厘厘米在一一微瓦以以下,是是目前世世界上最最省电的的显示器器由于于液晶产产业的发发展,应应用显示示器的地地方也就就越来越越多,如如个人计计时用的的各种电电子表、电电子钟、万万年历;;个人通通信用的的"BPP"机、""大哥大大";个个人学习习用的计计算器、电电子字典典、电子子翻译器器、电子子课本;;个人工工作用的的电子记记事簿、PPDA、掌掌上微机机;个人人娱乐用用的电子子游戏机机、电子子照相机机、电子子摄像机机、液晶晶小电视视等液液晶显示示产业的的发展,,将给个个人大量量、广泛泛地使用用显示器器带来一一次革命命而个个人大量量应用显显示器,,可随时时、随处处获得信信息,这这又将大大大推动动世界信信息产业业的发展展我国国的液晶晶产业应应着重发发展个人人应用的的液晶显显示器,,在个人人应用显显示器上上与世界界各国展展开竞争争另外外,由于于液晶显显示器的的工作电电压低、无无辐射、无荧光闪烁,显示质量可以与CRT媲美,日本、韩国等LCD企业都大力推广LCD在便携机和台式机上的应用。
在下个世纪,LCD将有可能代替CRT成为新一代微机监示器的主流产品目前液晶产业三分之二的销售收入都来源于便携机的显示器上,便携机应用LCD显示屏的主要尺寸为12.1英寸彩色SVGA(800×600线)和13.3英寸彩色XGA(1024×768线)的产品未来发展的方向是生产功耗极小、8.4英寸以下反射型彩色TFT-LCD产品,作为更轻便的笔记本或掌上型电脑显示屏1998年日本批量生产了15英寸彩色XGA(1024×768线)和18英寸彩色SXGA(1028×1024线)的液晶显示屏,作为台式电脑显示用,并与CRT争夺监示器的市场由于制作这类液晶显示屏投资大,生产技术要求高,国内还没有生产线,近期国内即使建立了这种生产线,也很难在产品上与日本竞争过去和现在目前全世界的LCD产业主要集中在东亚的日本、韩国和中国日本是全世界最大的TFT-LCD和STN-LCD生产国,约占全球份额的85%左右中国是世界上最大的TN-LCD生产国,产量约占全世界产量的一半以上1968年美国发明了液晶显示器件,70年代初日本开始生产TN-LCD,并推广应用80年代初,TN-LCD产品在计算器产品上获得了广泛应用;1984年左右欧美提出TFT-LCD和STN-LCD显示技术;80年代末,日本掌握了STN-LCD的大生产技术,使LCD产业获得飞速发展;1993年左右,日本又掌握了TFT-LCD的大生产技术,促使日本于1997年建成了一大批以550mm×670mm为代表的大基板尺寸的第三代TFT-LCD生产线,并使1998年大尺寸的LCD显示屏的价格比1997年下降了一半。
价格的降低大大地促进了LCD产业的发展1997年销售额超过100亿日元的日本LCD公司有夏普、东芝、NEC、日立、精工爱普生、松下、OPTREX、卡西欧、星电、三菱、富士通、西铁城、精工电子、京陶、三洋电机等1996年以后,韩国和我国台湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线,准备在1999年以后,在TFT-LCD上与日本竞争韩国主要的LCD企业有三星、LG、现代等台湾早期的LCD厂有胜华、碧悠、光联等;1995年以后,在TFT-LCD上投巨资的企业有联友、元太、中华映管等我国从80年代初就开始引进TN-LCD生产线,是目前世界上最大的TN-LCD生产国目前全国共引进和建立LCD生产线40多条(日本和我国港台部分独资的生产线没有统计在内),共有LCD配套厂30余家,1997年中国ITO的生产量已超过200万平方米,TN型液晶体生产能力已超过10吨这两种材料不仅能满足国内需求,还能出口其他材料国内虽然能生产,但是还没有形成不依赖进口的局面虽然深圳盛波引进了一条偏光片生产线,但是我国每年还需要引进200万平方以上的偏光片根据中国液晶行业协会1998年统计,中国的液晶产业现状如下表所示:@@1182500.JPG;表1@@虽然近两年世界LCD产品的价格不断下降,产品市场竞争激烈,但是1997年中国的LCD产业仍是一个丰收年。
中国LCD产业1997年的销售额比1996年增长42%,达到30.58亿元由于中国LCD企业开工较饱满,1997年中国的绝大多数的LCD企业都处于获利状态1997年,中国LCD企业的销售额超过3000万元的企业有无锡夏普、深圳天马、深圳辉开、汕尾信利、河北冀雅、烟台多纳勒、深圳莱宝、蛇口伟光、汕尖超声、深圳思特达、惠州康惠、莆田新光、深圳深辉、莆田莆辉、顺德先河、鞍山三特、大连东方、上海海晶、长江曙光、秦皇岛莱成、厦门高卓立、潮州晶蕾等1998年由于东亚经济危机的影响,个人应用显示器的市场有些萎缩,使中国的LCD企业处于较困难的境地但是TN-LCD产品还是以我国生产为主中国原准备大力扩展中小尺寸STN-LCD产品的市场,但受到较大阻力;韩元、日元的贬值对我国LCD产品价格有较大压力日本《半导体产业新闻》1998年8月给出的日本液晶显示器件价格为:5-6英寸彩色TFT-LCD 价格为7500~9000日元10英寸彩色STN-LCD 价格为8000~9000日元10英寸彩色TFT-LCD 价格为17500~20000日元12.1英寸彩色 STN-LCD 价格为23000~27000日元12.1英寸彩色 TFT-LCD 价格为32000~37000日元与去年同期相比,日本的液晶显示器件的价格下降40%左右,这对扩大LCD应用带来商机,但是也使LCD企业的竞争更加激烈。
我国原有的一些企业扩大了生产规模,同时又上了一些新企业,估计1998年我国LCD产量约93万平方米,销售额约35亿元机会莫错过LCD产品市场广阔,有大量的现实市场,更有广阔的潜在市场目前中国LCD产业不是有没有市场,而是LCD企业能不能提高产品质量,能不能将TN-LCD产品的成品率提高到90%以上,中小尺寸的STN-LCD成品率提高到85%以上,去占领市场和开拓市场的问题现在我国已基本掌握了TN-LCD和中小尺寸STN-LCD的大生产技术,也有了较广阔的市场在发展LCD产业上必须以市场为导向,以发展应用整机为龙头,促进现有的LCD产业的更新、改造和发展,不必再新上TN、STN生产线今后我国液晶产业发展的重点应为彩色液晶显示技术和引进、消化、吸收TFT-LCD大生产技术等离子显示示器:中中国等离离子彩电电产业则则是刚刚刚起步,但但是通过过引进、消消化和吸吸收,这这几年发发展十分分迅速彩彩虹团体体公司和和西安交交通大学学与俄国国斯国家家气体放放电器件件研究所所合作,已已开发出出具有自自主和知知识产权权的400英寸彩彩色PDDP产品品,彩虹虹团体公公司在北北京已建建成一条条40英英寸以上上的彩色色PDPP实验线线,打算算20002年内内进行试试生产。
TTCL、海海信和创创维等先先后推出出了各自自的PDDP产品品,创维维新近推推出的高高清等离离子彩电电以及550寸、660寸的的等离子子产品,表表明中国国在等离离子显示示器制作作技巧方方面已经经跨上了了一个新新的台阶阶海信信与北京京国美、大大中等大大型商家家签了33亿元的的42时时数字等等离子电电视定货货意向书书TCCL打算算在20004年年之前实实现所有有等离子子电视模模块自主主开发与与生产,通通过与外外资合资资、合作作等方法法,实现现显示器器联合开开产生产产打算算在20005年年之前,投投入3~~5亿元元国民币币用于等等离子电电视的开开发与生生产,建建设至少少三条生生产线,实实现年产产30万万台整机机和300万套部部品创创维的未未来五年年等离子子战略是是20002年110万台台、20003年年15万万台、220077年500万台2002年年9月226日,国国家信息息产业部部牵头召召开了《中中国等离离子产业业发展战战略研究究会》研研究会聚聚焦了相相干专家家及企业业代表,就就中国发发展等离离子彩电电可能涌涌现的问问题进行行了沟通通会上上有信息息产业部部管员提提议将PPDP纳纳入数字字电视系系统。
如如果这一一提议被被相干部部门采用用,意味味着不久久的将来来,国家家将给予予等离子子彩电较较大力度度的政策策及资金金扶持会会议达成成了以下下共鸣::从产业业结构调调剂上看看,发展展等离子子彩电产产业是我我国彩电电结构提提升的需需要;从从技巧上上看,等等离子彩彩电是今今后数字字电视时时代较为为理想的的选择;;从展的的需求来来看,一一旦等离离子彩电电性价比比降到消消费者能能够吸收收的时候候,等离离子彩电电市场容容量将会会得到更更大的发发展;从从生产能能力上看看,我国国的研发发基础和和制作能能力已初初具规模模。