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液晶玻璃:康寧未來技術瞄準超大超薄

來源:中國電子報 2009/12/18 0:00:00

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   【中玻網】25年前,康寧工程師們實現了一次制造工藝的打破,使運用熔融方法生產LCD(液晶)玻璃基板成為現實。但是,有源矩陣液晶顯示器的創造過程并不平坦。盡康寧在1959年便發明了熔融制程專利,但熔融技術應用的完善過程花費了20年時間。由于市場發展較為緩慢,LCD業務的未來一度受到質疑。到1984年,平板玻璃項目已經岌岌可危。1984年7月14日,一個周末,在項目截止日的前幾個小時,肯塔基州哈洛茲堡的一個康寧工程師團隊做了較后的努力,試圖制造出達到理想品質的基板。通過對熔融設備的設置做出超越常規的大幅改變,他們獲得了成功,制造出康寧靠前塊商用有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)玻璃基板。

  隨著有源矩陣液晶顯示器產品開始進入商用市場以及液晶基板需求的增長,康寧不斷地通過研發優異科技來滿足消費者的需求。創新是推動我們前進的動力,使我們能夠協助客戶創造較先進的顯示設備。我們在科技方面的投入資金主要著眼于客戶的未來,很多打破性成果源于與設備和面板廠家的通力合作。

  正是這種模式帶領康寧創造了業界肯定的玻璃產品,如EAGLE2000和EAGLEXG玻璃基板。EAGLEXG玻璃基板獲得了兩個重要的業界獎項:年度先進顯示器大獎(ADY)和信息顯示協會(SID)所頒發的年度顯示器件獎。EAGLEXG是較早的不含砷、銻和鋇等任何重金屬的LCD玻璃基板,此外,它也不含鹵化物,例如氯、氟和溴。因此,它是目前市場較環保的LCD玻璃。當市場對LCD玻璃基板的要求日益嚴格之際,康寧迎難而上,生產出了更輕、更薄、更平整、更穩定并且更具機械可靠性的玻璃。

  向大尺寸進軍

  康寧董事會副主席兼重要地位財務官JamesB.Flaws在2009年12月9日的新聞發布上指出,由于大部分國家LCD電視銷售持續增長,公司調高了第四季度玻璃基板銷售量的預期,并提升了對2010年玻璃市場的前景展望。康寧預計今年世界玻璃市場總量將接近24億平方英尺,高出早先估計的23億平方英尺。康寧認為大部分國家LCD電視銷售量將超過1.32億臺,超過此前預估的1.29億臺。

  LCD得以迅速發展的原因有兩個:一是大尺寸電視改變了消費者的消費行為,平均屏幕尺寸不斷增加;二是價格急劇下降。這兩個因素主要歸功于更大尺寸的玻璃基板的推出。第5代玻璃基板后,每一個時代都使電視尺寸加大,而價格降低。隨著LCD顯示器的尺寸越來越大,在大尺寸玻璃基板的市場及技術開發領域中,康寧始終保持優異地位。而更大尺寸的玻璃基板,對生產過程的要求也變得更為嚴苛。

  目前尺寸非常大的第10代玻璃是一個重大飛躍,其表面面積比上一個世代,即第8代玻璃超出了70%以上。尺寸達2880毫米×3130毫米(約9英尺×10英尺)的第10代玻璃基板使一系列尺寸面板的效率高生產成為可能。它的出現為顯示器廠商帶來了顯著的規模經濟,并較終將推動大尺寸LCD電視價格的下降,為大眾消費帶來福音。

  舉例而言,一塊第8代玻璃基板可以切割出18片32英寸LCD電視所需的面板,一塊第10代玻璃基板則可切割出28片32英寸或15片42英寸LCD電視所需的面板。如此的高利用率較終使更多消費者能夠承受LCD電視的價格。

  開啟超薄時代

  繼成功為LCD電視創造大尺寸玻璃之后,康寧目前又站在了為移動設備生產更薄玻璃基板的前沿。作為較早使0.5毫米玻璃實現商業化的制造商,康寧目前正在將其生產能力向0.4毫米甚至更薄的玻璃延伸。

  為什么要生產更薄的基板呢?對于設備廠商來說,蝕刻時間和化學蝕刻劑的節省是一種潛在的成本削減。對于零售商來說,輕薄的設備等同于更少的包裝材料和運輸浪費,從而達到環保的目的。對于終端市場消費者來說,更為輕薄的玻璃意味著設備更好的便攜性和多功能性。

  盡管超薄玻璃具有很多優點,但向更薄基板的轉變也讓康寧面臨許多現實的挑戰。例如,制造薄玻璃需有先進的控制工藝,以滿足尺寸、熱度以及表面純凈度等方面要求。而且每個面板在切割、磨邊和清洗時,也必須保持這些嚴格的屬性要求。

  康寧正在與彩色濾光片和TFT設備供應商合作,尋求控制切割技術和達到邊緣強度要求的方法,并為薄玻璃的處理創造一套新的模式。同時,康寧還在與面板廠商合作,以解決當前制造設備上的局限,找出制造更薄顯示器所必需的改進措施。

  展望未來,康寧在薄玻璃基板的進展,為三維電視在內的新興顯示科技奠定了新的基礎。超薄玻璃基板解決了因較化而阻礙三維技術發展的視差問題。康寧還在開發對電子紙設備有利的超薄及柔性玻璃。

  如今,消費者期望他們的多功能移動電子設備具備更先進的特征,如更清晰的顯示器和更低的能耗。使用低溫多晶硅(LTPS)技術生產的此類高性能設備數目越來越多。康寧意識到市場上尚沒有完全適用于LTPS應用的玻璃基板,因而推出了用于先進顯示器的Jade玻璃。

  Jade玻璃能助力LTPS發揮先進移動電子設備的諸多優勢,包括更快的電子遷移率和更高的開口率,使顯示器變得更明亮、更節能。使用康寧專利的熔融制程,Jade玻璃能為LTPS客戶提供具有優越表面品質和尺寸穩定性的平整無瑕的表面。 Jade是初款用于LTPS的“已成型”玻璃,無需進行第二次熱處理或拋光。由于化學特性,Jade玻璃還具有熱穩定性的特點,能夠讓客戶將更多的電子器件直接集成到玻璃上。

  未來幾年市場向好

  根據多家單獨消費者市場調查籌備的零售數據報告(NPD、GFK、BCN和CMM)以及康寧的內部分析結果:大部分國家LCD電視10月份銷售額同比增長45%,月增長率高居年內第二。10月份銷售額的增長發生在所有主要電視市場,其中美國LCD電視銷售額增長28%,歐洲20%,日本73%,中國達115%。

  展望未來,LCD玻璃銷售量在未來幾年存在進一步的增長空間。嵌入式電視機柜的發展,單位家庭電視機數量的增長,以及電視機替換周期的縮短等因素都驅動著LCD電視的增長。在已經安裝的21億臺電視機中,LCD電視僅占19%。

  面板制造商在第四季度繼續保持較高的設備利用率,玻璃供給十分緊張。康寧預計玻璃需求在本季度剩余時間內仍將旺盛。因此,康寧將第四季度銷售量預期提高到持平或略有上升。之前公司表示第四季度銷售量可能會持平或略有下降。這些預期包括康寧的獨資企業和康寧在韓國的控股企業三星康寧準確玻璃有限公司。

  第四季度強勁的市場表現說明,2010年LCD玻璃市場可能會比之前的預期要大。如果年底的供給鏈仍保持在健康狀態,并且電視機零售繼續保持強勁勢頭,玻璃行業通常會在靠前季度經歷的季節性低迷可能會比預期有所減輕。康寧的早期模擬計算表明,2010年世界范圍內的LCD玻璃需求可能在27億到28億平方英尺之間。

  顯示器產業前景是光明的,中國市場更是空間廣闊。事實上,中國消費者對LCD電視日益增長的需求,正是面板產業向前推進的強勁驅動力。康寧預計今年中國的電視機銷售量將達到2300萬臺,而去年的銷售量僅為1300萬臺。隨著TFT-LCD產業進入新紀元,我們將繼續對中國客戶進行有力支持,實現更多技術打破,培養更多人才,共同推動產業發展。

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