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新型平板显示关注“人”与“能”(附图)

http://www.jdpj.hc360.com2015年05月06日10:47 来源:中国电子报作者:冯晓伟T|T

新型平板显示关注“人”与“能”

    液晶显示器替代CRT(阴极射线管)的过程,实质是半导体工艺战胜电真空工艺的过程。尽管印刷显示技术已崭露头角,但其产业生态链的建设还有待时日。正如在“2015中国平板显示会议上”众多嘉宾所提及的,无论显示技术如何发展,业界将更加越来越关注生产过程的高效节能和显示产品对人体健康的影响。

  TCL集团高级副总裁闫晓林:新型显示产业制造模式亟待突破

  目前,LCD(液晶显示器)产业已发展到第10代线,随着基板尺寸不断扩大,生产线建设的门槛越来越高,资源消耗量也越来越大。据测算,1条具备量产规模的LCD第8.5代线的耗电量为每天250万千瓦时,耗水量为每天2万吨。可以说,LCD的生产已逐渐偏离了绿色制造的理念。

  与LCD相比,作为下一代显示技术的OLED核心竞争力是低成本,目前OLED手机模组的成本已等于甚至低于同等规格的LCD模组。但在大尺寸OLED领域,传统的真空蒸镀工艺无法克服效率、良品率等一系列问题,难以实现低成本。

  从应用角度来看,大尺寸、可卷绕、穿戴式、柔性和低成本显示产品市场前景广阔。现有的LCD无法实现柔性,OLED虽可以实现柔性,却无法实现大尺寸显示器的低成本化。

  因此,新型显示产业亟须制造模式的突破,用一种新的、具有高的投入产出效率的工艺路线,代替现有半导体/真空工艺。可溶液加工的小分子OLED材料的突破为印刷OLED的发展提供了良好的机遇。

  新型显示产业对可溶液化加工的有机、无机以及纳米功能性材料(包括金属、半导体、电介质、光电材料等)的应用研究开发,诞生了印刷显示。它用印刷或涂布技术,代替传统半导体工艺/真空工艺,是一次产业技术的革命,具有轻薄、柔性、大面积、低成本、绿色制造等特点,将引领未来新型显示产业的方向。

  与使用半导体/真空工艺的LCD和OLED相比,印刷显示技术能够大幅简化工艺步骤,最终实现卷对卷生产(Roll to Roll),同时降低设备投资,缩短生产运行周期,实现小批量、多品种的生产。印刷显示工艺适用于塑料薄膜基板,便于实现大面积、轻、薄、柔性的显示应用。

  在节能环保方面,印刷显示技术采用增材制造,大大提高材料利用率,减少资源消耗和环境污染;同时,由于使用低温的印刷工艺,不需要真空工艺环境,能够显著的降低能耗,减少碳排放。此外,印刷显示技术通过采用具有良好降解性的有机功能材料与基板,可以解决日益严重的电子产品垃圾带来的环境污染问题。

  世源科技工程有限公司总工艺师李强:追求高效节能已成“新常态”

  近5年来,全球液晶面板产业竞争格局发生了巨大变化,中国大陆TFT-LCD生产能力大幅提升,成为可以挑战日本、韩国和我国台湾地区的新生力量。2015年底我国液晶面板产能在全球份额将超过17%。目前,中国大陆已建成和在建的TFT-LCD生产线约30条,按年投入玻璃基板面积计,总产能已达到6600万平方米,约合10条月产能10万片的第8.5代生产线(100K/m)。

  与迅速提升的产能相对应的是巨额的投资和高企的能耗。据统计,中国大陆面板生产线建设总投资超过3500亿元,其中86%以上都是在近3~4年间形成的;平板显示行业每年电力消耗约140亿千瓦时,每年耗水量约1亿吨,每年综合能耗约210万吨标准煤。因此,绿色、高效、节能已成为TFT-LCD、OLED生产线建设的基本要求。

  建设高效、节能的工厂首先应着力于设计高效的生产工艺系统。从统计数据看,在TFT-LCD生产项目投资构成中,工艺设备投资所占比例高达70%,生产成本构成中设备折旧所占比例也达到20%。因此,在工程设计阶段对生产能力配置进行均衡化和单元化、瓶颈工序前后设置足够缓冲暂存能力、优化工厂的自动化搬运系统、利用仿真工具辅助生产线规划和排产计划等一系列生产优化措施,已成为建设新型显示器件生产线的必要步骤。

  LCD、OLED工厂还应建立完善的能源管理和节水管理体系。世源科技根据自身参与的项目经验和调研成果,在实例研究的基础上,引入“工艺生产效率(TUE, Tool Usage Efective)、能源使用效率(EUE,Energy Usage Effectiveness)、水资源利用率(WUE,Water Usage Effectiveness)”等新概念,并提出了建立“高科技工厂设施效率评价系统(FUE,Facility Usage Effective)”的建议。

  此外,建设高效、节能的工厂,还需应用先进的洁净室环境空气控制技术。利用专业的气流模拟软件,可以对洁净室内的温度、湿度、洁净度进行仿真。尤其是LTPS(低温多晶硅)液晶显示面板的生产,还需要设置化学过滤器,以避免生产空间内的分子污染对成品率造成不利影响。

责任编辑:谭斯汝推荐

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