举全国之力发展平板显示产业

中国工程院院士 许祖彦

显示器作为信息社会信息链的人机界面终端，是信息产业链中的战略关键技术之一，是千亿美元/年量级的支柱产业，是人口众多的大国不得不发展的高技术基础产业。CRT是电视、计算机显示器产业的技术基础，而当前发展平板显示新技术，不但支撑数字电视和新一代计算机的发展，而且是下一代移动通信、新一代家电和3C整合产品的关键技术基础，在未来几乎所有电子信息产品中均有应用，平板显示技术以其特有的优势将成为未来电子信息产业技术的制高点。

努力突破核心技术

我国的平板显示技术起始于“九·五”期间，几乎所有的平板显示技术我国都已开展，如TFT-LCD、PDP、OLED、FED、LCoS等等。其发展态势与国际大体相同，TFT-LCD占市场的70%%，已引进3条高世代5代生产线。PDP引进了一条生产线，国产技术通过了中试，正在建线中，即将量产。OLED处于研发过程中，取得了国际先进水平的成果。其他技术，如FED等尚处于研发阶段。当前中国大陆TFT-LCD产业规模很小，远不及发达国家和地区，并且有一定规模的仅是下游产品，如笔记本电脑，台式显示器，电视和移动通信等，而面板和模块中游产品大部靠进口，上游材料如化学材料、靶材、液晶、玻璃，元件如背光模组、滤光片和驱动IC等更没有掌握，完全依靠进口。更重要的是我国尚未建立支撑产业发展的专用设备制造体系。总之，我国平板显示业存在的问题主要是没有核心技术知识产权，其次是行业技术转化能力不够，因此国外相关企业通过专利费和价格战使我们获得的利润降至最低，加上生产管理经验不足，因此呈现出来的现象是我国的平板显示产业发展滞后，难以形成规模，在国际竞争中将处于劣势。
我国的CRT显示技术经过20年的发展，在电视和电脑显示器产业方面已达国际领先地位，彩电这一国产化一条龙经验是很值得平板显示发展借鉴的，这就是组织实施平板显示器件产业化专项，尽快掌握核心技术，自主创新发展新技术，形成我国特色的产业链，形成新的增长点。作为代表性的平板显示技术，TFT-LCD是当代微电子和光电子技术的结晶，作为CRT和PDP的替代技术，未来10～20年，将是显示器的主流产品。因此在产业技术和装备领域攻关是十分重要的，其重点在核心专利、高世代工艺、产品技术、关键材料、重大装备和系统应用等方面，从下游向中上游发展，特别是及时介入屏的自主产业。OLED作为我国平板显示的突破口，值得考虑。因为我国目前水平较高，与国外差距不太大，更重要的是OLED全面性能优于或不亚于LCD，关键问题是尽快攻克寿命关。

加快大色域显示技术产业化

发展新型显示技术的另一个重要思路是色度学考虑，显示技术历经黑白、彩色两代发展，目前走进数字显示，正在解决高分辨、高清晰度问题，大屏幕问题。数字显示之后，显然提到日程上来的就是颜色问题和三维显示问题了。基于荧光粉和灯光光源的当前显示技术，由于三基色光源均为带谱，其色度覆盖率很低(～33%%)，而且偏色很严重，采用窄带甚至线谱(激光)光源的显示技术，将成为显示业的重大发展方向。继数字显示之后，出现第四代显示技术——激光显示(或称大色域显示)，完成平面显示的“终结”——高分辨率、大色域、大屏幕显示，而且市场的延伸性很大。
随着窄带固体光源的发展，大色域显示技术快速产业化，是可以期待的。例如当前国内外均在研究的LED(发光二极管)显示，其色度覆盖率可达60%%，其一是用于TFT-LCD背光源，取代CCLF光源，这将成倍丰富TFT-LCD的色彩，使其成为高品位平板产品，随着大功率LED技术的发展和价格下降，LED背光LCD电视机和监视器不久将成为平板显示第一批大色域产品。LED背光源我国已有不少专利技术，若加大力度发展，是一项很有市场竞争力的新技术。其二是LED作为DLP(灯光作光源的投影仪)光源发展大色域投影显示，也是国际上大力开发的新技术。LED光源不但色彩丰富，寿命长，环保节能，还因属纯粹冷光源，不含紫外、红外辐射，当前前投、背投大屏幕均有展品出现。
激光显示技术(LDT)是大色域显示的代表，激光单色性好，方向性好，亮度高，是投影显示的理想光源：其一，激光发射光谱为线谱，色彩分辨率高，色饱和度高，能显示非常鲜艳而清晰的色彩；其二，激光可供选择的波长丰富，可构成最大的三基色色度三角形(达90%%色度覆盖率)，显示最丰富的颜色；其三，激光方向性好，易实现高分辨；其四，激光强度高，易实现大屏幕；其五，激光器可实现小体积，如半导体激光器(LD)，易实现便携式(手机等)投影仪。可以说激光可实现保真度最高的全色显示。激光显示是可以适应市场方方面面要求的新一代显示技术，是平板显示发展的“终结”方向。中国科学院在国家863计划长期持续支持下，2002年率先在国内实现了激光全色投影显示，目前应用自主研制的大色域高功率全固态激光源(DPL)开发出了系列化前投、背投样机，色域覆盖率达73.6%%。通过几年的广泛展示已在实验和视觉两方面证明了激光显示的色度学优势，在技术开发上也基本上验证了产业化的可能性。当前国际上将激光显示作为更新换代的新技术看待，正在研制技术标准并加紧产业化开发，其难关主要在于高性价比的三基色激光源，当前DPL和LD为主要候选者。
平板显示是一种高风险、高投入、高产出的战略性产业，涉及微电子、光电子广泛科技领域的高新技术，是国际产业竞争的信息产业制高点，特别是在中国加入WTO后，以国家意志，举全国之力，实施平板显示重大专项是十分必要和非常切实的。国家在政策、资金、技术、人才各方面全面支持引导，以企业为主，一方面借鉴彩电国产化一条龙经验，做好引进消化再创新，完善技术标准，攻克核心技术，摆脱被动局面；另一方面，瞄准显示技术大色域宏观发展方向，抓住显示基础技术向激光显示换代的良机，利用我国激光显示技术总体与国际同步的已有基础，加强产学研，自主创新开发自己的激光显示核心技术体系和技术标准，逐步实现产业化，争取3～8年开拓出高端市场，从而全面发展，使我国在未来大色域显示时代，在国际市场上有自己的份额。