Японские электронные компании разрабатывают технологии плоских дисплеев следующего поколения

Пожалуй, наиболее прогрессивный рынок на планете — рынок японской розницы. Отслеживая тенденции на этом рынке, можно интерполировать результаты на остальной мир и примерно оценивать потенциал остальных стран. Попробуем предугадать, что же ждет нас в ближайшем будущем на рынке плоских дисплеев.

В последнее время обостряется конкуренция в глобальных масштабах в области разработки и коммерциализации новых технологий плоских дисплеев, которые придут на рынок на смену дисплеям на жидких кристаллах. Приступив к коммерческому производству электролюминесцентных дисплеев с полным набором цветов, американская компания Eastman Kodak недавно присоединилась к борьбе за место на рынке плоских дисплеев, на котором до последнего времени доминировали японские компании, благодаря их успехам в производстве плазменных дисплеев.

«Изображение на EL-дисплее является ясным, даже если вы смотрите на экран по диагонали», — сказал Иосикадзу Хори, президент Kodak Japan Ltd., на пресс-конференции, проводившейся в марте 2003 года совместно с Sanyo Electric Co.

В случае цифровых видеокамер, использующих LCD-дисплеи, которые в настоящее время составляют большинство изделий на рынке плоских панелей, цвета на экране изменяются, когда вы смотрите на экран под углом. Полноцветный органический электролюминесцентный дисплей (OELD), который Kodak и Sanyo совместно начали серийно выпускать в 2003 году, лишен этого недостатка LCD дисплеев.

OELD имеют и другие преимущества по сравнению с LCD. В частности, экран OELD представляет собой поверхность, покрытую светящимися точками, диаметр каждой из которых составляет несколько десятков микрон. Благодаря этому OELD, в отличие от LCD, не нуждается в подсветке. Эта особенность позволяет сделать OELD очень тонким и сгибающимся в любом направлении. В перспективе такие экраны могут быть встроены в поверхности любой формы, вплоть до размещения их на поверхности рукава верхней одежды, что позволит реализовать в полной мере концепцию «носимых персональных компьютеров», телевизоров и т. п.

«С точки зрения таких характеристик, как стабильность и четкость изображения, OELD объединяют достоинства электронно-лучевых и жидкокристаллических дисплеев», отметил Tadahiko Tanaka, один из руководителей Sanyo Electric.

Корпорации Toshiba и Mitsubishi Electric также начали выпускать опытные образцы цветных электролюминесцентных панелей. Компания Hitachi Ltd. запустила линию по производству дисплеев этого типа и начала на ней пробное производство. Современное состояние рынка плоских дисплеев

Согласно исследованию, выполненному американской компанией Display Research, в 2002 году объем выпуска плоских дисплеев в мире составил 3 трлн. иен ($25,6 млрд.), из этой суммы более чем 90% составили жидкокристаллические дисплеи (LCD).

Сегмент следующего (после LCD) поколения плоских дисплеев находится в стадии формирования, и на нем пока доминируют плазменные панели. Ожидается, что в ближайшие три года доля новых электролюминесцентных дисплеев увеличится до 300 млрд. иен, при этом доля плазменных панелей к 2006 году составит не менее 1 трлн. иен. Основным назначением плоских дисплейных панелей типа PDP будут широкоформатные телевизионные приемники.

Компания Pioneer Corp. в 1997 году первой в мире приступила к продаже телевизоров с плоским плазменным экраном и в настоящее время она продолжает развивать производство PDF TV. В конце 2003, когда в Японии началось наземное вещание цифрового телевидения, Pioneer Corp. вышла на рынок с новой моделью цифрового телевизора с плазменной панелью. Для наращивания объема выпуска POP TV Pioneer Corp. построила в апреле 2003 года строительство нового завода стоимостью 30 млрд. иен в префектуре Yamanashi.

Крупнейший в Японии производитель бытовой электронной техники компания Matsushita Electric Industrial Co. также запустили к концу 2003 года новый завод стоимостью 60 млрд. иен в Осаке, который выпускает POP TV.

В настоящее время на японском рынке PDP монопольное положение занимают четыре компании — NEC, консорциум Fujitsu Ltd./Hitachi, Pioneer и Matsushita Electric. PDP являются для этих японских компаний изделием стратегического характера, с помощью которого они пытаются восстановить утерянные позиции мировых лидеров в производстве плоскопанельных тонких дисплеев. В то же время азиатские конкуренты японских компаний предпринимают активные шаги по выходу на этот перспективный сектор рынка дисплеев. В частности, южнокорейская компания Samsung Electronics также постепенно разворачивает массовое производство PDP.

В 2002 году ряд японских компаний приступили к активным НИОКР по разработке технологий массового производства нового типа тонких плоскопанельных дисплеев, основанных на приборах полевой эмиссии (FED — Field Effect Display). В FED-дисплеях применены сверхминиатюрные микровакуумные источники света, подобные электроннолучевым трубкам, при изготовлении которых используются методы нанотехнологии и цифровая обработка световых сигналов. В частности, работы в этом направлении проводят компании Toshiba и Canon.

По оценкам японских экспертов, японским электронным компаниям предстоит продолжить жесткую конкуренцию на рынке плоских дисплеев, прежде всего с конкурирующими фирмами Тайваня и Южной Кореи. Поэтому их усилия будут направлены в ближайшие годы на поддержание своего технологического отрыва от конкурентов в области PDP, на поиске новых ниш в производстве LCD, а также на дальнейшем продвижении в области OELD и FED дисплеев. Разработка LCD с ультравысоким разрешением

Японская компания Sharp Corp. совместно с компанией Microsoft разработала LCD дисплей с ультравысоким разрешением, для следующего поколения персональных компьютеров с новой операционной системой Microsoft Longhorn, выпуск которых намечен на 2005 год. Новый дисплей будет способен воспроизводить 1 млрд. оттенков цветов, в отличие от 16,77 млн. цветов в современных дисплеях высокого разрешения. Новые дисплеи, по оценкам разработчиков, найдут спрос в таких областях, как научные исследования, медицина, полиграфия и др.

Рассматриваются также варианты создания телевизионных приемников на базе дисплеев ультравысокого разрешения, которые, как ожидается, найдут спрос в связи с началом в 2004 году в Японии цифрового ТВ-вещания и дальнейшим расширением вещания в стандарте «ТВ высокой четкости» (HDTV).

Компания Sharp Corp. рассматривает возможность продажи лицензии на технологию производства LCD ультравысокого разрешения другим изготовителям и стремится к ее утверждению в качестве нового «де-факто» стандарта в промышленности. Инвестиция в средства производства плоских дисплеев типов LCD и PDP

Sharp. Corp. и другие ведущие производители дисплеев с плоским экраном планирует вдвое увеличить объем инвестиций в средства производства плоских дисплеев до уровня 200 миллиардов иен в 2003 финансовом году в ответ на рост глобального спроса на ТВ и персональные компьютеры.

Резкое увеличение инвестиций в развитие производства дисплеев с плоским экраном, как ожидается, восполнит значительное сокращение компаниями производителями электроники инвестиций в производство полупроводниковых интегральных схем в течение последних трех лет. Это является отражением того факта, что дисплеи с плоским экраном, на жидких кристаллах или плазменных элементах, являются ключевыми изделиями, требующими огромных инвестиций капитала, главного двигателя экономического роста.

Sharp Corp. успешно продвигает на рынок LCD-телевизор с плоским экраном с диагональю 30 дюймов, компания увеличила в 2003 году инвестиции в производство таких LCD до 108 миллиардов иен, что в два раза превышает соответствующий показатель 2002 года. Новый завод компании в префектуре в Mie начал массовое производство телевизоров с большим LCD экраном в начале 2004 года, что позволило в два раза увеличить объем выпуска этого типа продукции.

Hitachi Ltd., является вторым крупнейшим в Японии производителем LCD. Компания также готовит к пуску новую технологическую линию в префектуре Chiba по массовому выпуску LCD панелей.

Компания Matsushita Electric Industrial Со. создала СП с компанией Toray Industries Inc. no выпуску плазменных панелей. СП Matsushita Plasma Display Production Co. начало массовое производство PDP на новой производственной линии стоимостью 60 млрд. иен, и к апрелю 2004 года планировали довести объем их выпуска до 65 тыс. шт. в месяц.

Pioneer Corp. планирует инвестировать 16 млрд. иен в оборудование для производства PDP на новом заводе в префектуре Shizuoka.

NEC Corp. планирует в три раза увеличить объем выпуска PDP на заводе в префектуре Kagoshima и с этой целью инвестирует 27 млрд. иен в дополнительное технологическое оборудование.

СП Fujitsu — Hitachi инвестировало в 2003 году в технологическое оборудование 10 млрд. иен и увеличило объем месячного выпуска PDP по сравнению с началом 2003 года на 50%.

По оценкам экспертов японской ассоциации электроники и информационных технологий (JEITIA), объем мирового рынка плоскопанельных ТВ составил в 2003 году 2,5 миллиона единиц, что на 1 млн. больше, чем в предыдущем году.

Переход от ЭЛТ-мониторов к плоским дисплеям произошел достаточно быстро. Как показал опыт микроэлектронной промышленности, конкурентоспособность выпускаемой продукции напрямую зависит от инвестиций в технологическое переоснащение производства. Поэтому японские фирмы — производители плоских дисплеев, которые ожидают острой конкуренции со стороны фирм Тайваня и Южной Кореи, резко увеличили капиталовложения в развитие производственных мощностей. Органические электролюминесцентные дисплеи (OELD)

Японские производители материалов для электроники активно включились в разработку новых полимерных материалов для подложек плоских дисплеев на электролюминесцентных элементах. В частности, компании Sumitomo Bakelite Co., Zeon Corp. и JSR Corp. планируют начать массовое производство таких материалов в течение 2003-2004 гг.

Японские производители материалов для электроники активно включились в разработку новых полимерных материалов для подложек плоских дисплеев на электролюминесцентных элементах. В частности, компании Sumitomo Bakelite Co., Zeon Corp. и JSR Corp. планируют начать массовое производство таких материалов в течение 2004 г.

Большинство современных OELD изготавливаются на основе стеклянных подложек. Переход в ближайшем будущем на использование полимерных подложек, которые позволят создавать гибкие дисплеи, позволит резко расширить области применения электролюминесцентных дисплеев.

Компания Sumitomo Bakelite разработала полимерную подложку для OELD с очень гладкой поверхностью (максимальный размер неровностей не превышает 1 нанометр). Ранее для подложек OELD использовалось только стекло, благодаря высокой однородности его поверхности, однако, компании Sumitomo Bakelite удалось получить полимерную подложку с таким же, как у стекла, качеством поверхности, однако, с толщиной в пять раз меньшей, чем у стеклянных подложек. В 2003 году компания начала поставку опытных образцов изготовителям дисплеев. Массовое производство подложек начнется уже в 2004 году на заводе компании в городе Amagasaki (префектура Hyogo). Компания планирует довести объем выпуска полимерного материала для подложек OELD до 5 млрд. иен к 2008 году.

Компания Zeon Corp. является одним из ведущих производителей специального каучука. В настоящее время она изучает возможность применения недавно разработанного нового полимерного материала в качестве подложки для производства OELD. Компания планирует завершить подготовку к массовому производству материала к концу 2004 года, когда как ожидается, начнется резкое повышение спроса на плоские OELD дисплеи.

Компания JSR Corp., ведущий производитель синтетического каучука, также работает над созданием полимерного материала для подложек OELD. Все три перечисленные компании ожидают, что создаваемые ими полимерные материалы для подложек OELD будут пользоваться высоким спросом, так как с помощью этих материалов можно будет создавать дисплеи, которые могут встраиваться в поверхности любой формы, в том числе дисплеи, являющиеся составной частью одежды. Таким образом, будет сделан шаг к созданию так называемых Wearable PC — сверхминиатюрных «носимых на теле» компьютеров. Проблема высокой стоимости полимерных подложек OELD

Несмотря на перечисленные достоинства OELD на гибких полимерных подложках, эти материалы пока уступают стеклянным подложкам по устойчивости к внешним факторам, в том числе к воздействию влаги, температуры, и воздуха. Кроме того, стоимость стеклянных подложек примерно в два раза ниже, чем полимерных. По оценкам экспертов компании Asahi Glass Co., для создания конкурентных материалов производителям полимерных подложек потребуются дополнительные усилия по повышению качества и снижению стоимости новых материалов.

Несмотря на то, что компания Eastman Kodak (США) является обладателем многих ключевых патентов по OELD, японские компании все еще имеют вполне достаточные возможности, чтобы обеспечить себе лидерство на этом направлении, как считают аналитики.

В 1999 году компания Pioneer Corp. стала первой в Японии, начавшей выпуск OELD (размер диагонали 7,5 см, толщина 0,2 мм, разрешение 120x160 точек). За ней последовала TDK Corp., альянс NEC Corp. и Samsung Electronics (Ю. Корея) и RiTdisplay Corp. (Тайвань).

В 2002 году глобальный рынок OELD составил 10 миллиардов иен. Основную долю на нем составили 1- и 2-дюймовые дисплеи, используемые в телефонах сотовой связи и в автомобильных приборных панелях. Рост продаж, однако, ограничивается относительно коротким сроком жизни OELD и низкими показателями выхода годных изделий в процессе производства.

Одним из главных направлений совершенствования технологии OELD является разработка новых светоизлучающих материалов. Компании Idemitsu Kosan Co. и Nippon Steel Chemical Co. являются лидерами в производстве полимерных материалов с низким молекулярным весом. В настоящее время они проводят исследования, направленные на значительное увеличение долговечности таких материалов. Уже удалось достичь показателя длительности эксплуатации в течение более чем 10000 часов, однако, исследователи Idemitsu Kosan нацелены на получение материалов со сроком службы более 30000 часов, а в перспективе до 50,000 часов и более.

Компания Sumitomo Chemical Co. совместно с британской фирмой Cambridge Display Technology разрабатывает светоизлучающие полимерные материалы с высоким молекулярным весом, которые могут быть использованы в плоских крупноформатных экранах для телевизоров.

Японские электронные компании в настоящее время вовлечены в острую конкуренцию, чтобы первыми выйти на рынок OELD, рассматриваемых в качестве следующего поколения плоских дисплеев, которое придет на смену жидкокристаллическим панелям. В этой конкурентной борьбе японские компании рассчитывают вернуть лидирующие позиции на мировом рынке плоских дисплеев, которые были уступлены южно-корейским и тайваньским компаниям в секторе LCD.

Компания Sanyo Electric в феврале 2003 года начала массовое производство цветных органических электролюминесцентных дисплеев совместно со своим партнером компанией Eastman Kodak (США) и первой в мире начала поставки этих изделий. Производство организовано на совместном предприятии двух компаний SK Display Corp., расположенном в префектуре Gifu. Объем производства OELD на этом заводе составляет 100 000 дисплеев в месяц (в эквиваленте 2-дюймовых панелей). Другое предприятие Sanyo Electric в префектуре Tottori также начал выпуск OELD в конце 2003 года. Объем совместного производства на этих двух заводах составит около 1 млн. OELD в месяц. Суммарные инвестиции в упомянутые два предприятия составили около 20 млрд. иен.

OELD с диагональю экрана 2,16 дюйма (5,4 см) предназначены для использования в цифровых фотокамерах и сотовых телефонах 3-4 поколений.

Как Sanyo Electric, так и Eastman Kodak планируют осуществлять поставки OELD другим фирмам-производителям. Sanyo Electric прогнозирует объем таких продаж к 2005 году не менее 70 млрд. иен, a Eastman Kodak — около 60 млрд. иен. Обе компании планируют усовершенствовать используемую технологию, особенно с целью увеличения разрешения и размеров экрана с тем, чтобы в будущем можно было начать производство телевизоров с OLED технологией.

Компания TDK Corp. также планирует приступить к производству цветных OELD с размером экрана 5-7 дюймов, которые будут способны воспроизводить 64 цвета. Объем производства ожидается на уровне 3000 шт. в месяц, а объем продаж (к 2005 году) — около 10 млрд. иен.

Компания Hitachi Displays Ltd. разработала панель OELD с диагональю 8,7 см, которая может воспроизводить 260000 цветов с контрастностью 1:1000 и яркостью в два раза выше, по сравнению с OELD фирм Sanyo Electric-Eastman Kodak (и в 10 раз выше, чем у LCD-панелей). Hitachi планирует довести долговечность OELD-панели до 5000 часов. Панель будет использоваться в производстве карманных персональных компьютеров PDA (personal digital assistant). Производство OELD планируется начать в 3 кв. 2004 года на заводе в Mobara (префектура Chiba) с начальным объемом выпуска 10000 шт. в месяц.

Фирма Dai Nippon Screen Corp. разработала сверхтонкую панель OELD, которая может перегибаться, подобно листу бумаги. В данной разработке использована технология английской фирмы Cambridge Display Technology Pic. Массовое производство таких панелей начнется уже в 2004 году.

Ожидается, что к концу 2004 года объем мирового рынка OELD составит 400 миллиардов иен. Массовое производство OELD такими производителями как Toshiba и Sony будет развернуто в течение 2004-2005 гг. По оценкам американской маркетинговой компании Display Research Inc., после того, как все основные производители начнут полномасштабное массовое производство OELD, мировой рынок этого вида продукции достигнет объема не менее 3,6 миллиардов долларов США к концу 2005 года. Прогнозируется, что к 2008 году объем мирового рынка OELD составит около 1 трлн. иен ($8,3 млрд.).

Японское Министерство экономики, торговли и промышленности рассматривает развертывание массового производства OELD в качестве важной для национальной экономики задачи. В 2003 году министерство приняло решение о выделении из госбюджета ассигнований в размере 5 млрд. иен в течение периода 2003-2007 гг. на оказание содействия частному сектору в проведении технологических НИОКР по тематике OELD. Оборудование для производства OELD

Компании Mitsui Engineering & Shipbuilding, Vieetech Japan Co. и Choshu Industry Co. приступили к разработке производственного технологического оборудования для производства крупногабаритных органических электролюминесцентных панелей в ожидании резкого повышения спроса на такое оборудование со стороны японских, тайваньских и южнокорейских фирм-производителей дисплеев.

Фирма Vieetech Japan имеет технологию химического осаждения из паровой фазы (CVD), позволяющую эффективно наносить органические пигменты на стеклянные подложки.

Компания Choshu Industry имеет опыт производства вакуумных камер и оборудованием для перемещения подложек.

Компания Mitsui Engineering является одним из производителей оборудования для ионной имплантации. Все три компании планируют объединить имеющийся у них технологический опыт для создания комплексных интегрированных систем производственного оборудования для выпуска крупноформатных (37×47 см) OELD. Планируется, что поставки такого оборудования могут быть начаты в середине 2004 года. В 2003 году компании Mitsui и Vieetech Japan объединили усилия по производству технологического оборудования для OELD, став совладельцами предприятия и партнерами в создании оборудования.