歐陽(yáng)鐘燦,理論物理學(xué)家。1997年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2003年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。主要從事液晶、生物膜理論和DNA生物大分子彈性性質(zhì)及蛋白質(zhì)折疊研究。曾獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)、海外華人物理學(xué)會(huì)亞洲華裔物理學(xué)杰出成就獎(jiǎng)、周培源物理獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等,為我國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
在2025年1月8日的國(guó)際消費(fèi)電子展上,中國(guó)新型顯示產(chǎn)品正以顛覆性的技術(shù)革新吸引全球目光。如海信的全球首顆RGB光色同控畫(huà)質(zhì)芯片、TCL的全球最大QD-MiniLED電視以及京東方的拼接滑卷車(chē)載顯示屏等,盡顯中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展之勢(shì)。這一飛躍背后是中國(guó)顯示技術(shù)的追趕和超越。習(xí)近平總書(shū)記指出:“要聚焦集成電路、新型顯示、通信設(shè)備、智能硬件等重點(diǎn)領(lǐng)域,加快鍛造長(zhǎng)板、補(bǔ)齊短板,培育一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大企業(yè)和具有產(chǎn)業(yè)鏈控制力的生態(tài)主導(dǎo)型企業(yè),構(gòu)建自主可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)。”這為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。回望過(guò)去,中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)從“缺芯少屏”的困境到占據(jù)全球顯示面板產(chǎn)能70%、市場(chǎng)規(guī)模超萬(wàn)億元的領(lǐng)先地位,用短短十余年的時(shí)間完成了從技術(shù)追趕到產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)的華麗蛻變。這背后不僅是液晶顯示器(LCD)與有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)的突破,更是政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新的生動(dòng)實(shí)踐。
液晶顯示產(chǎn)業(yè)的崛起
液晶最早在1888年由奧地利植物學(xué)家發(fā)現(xiàn):當(dāng)加熱樹(shù)脂時(shí),它會(huì)經(jīng)歷從固體到渾濁液體的變化,而在特定溫度下,這種液體突然變透明。它雖然像液體一樣流動(dòng),但光學(xué)性質(zhì)卻像晶體,因此被稱(chēng)為“液晶”,即液態(tài)的晶體。液晶顯示的發(fā)展起源于1968年,由美國(guó)RCA公司董事長(zhǎng)海爾邁耶(Heilmeier)提出,他當(dāng)時(shí)設(shè)想將電視貼在墻上,使用的就是液晶技術(shù)。
液晶顯示技術(shù)雖然起源于歐美,但在日本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,20世紀(jì)90年代傳至韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),進(jìn)入21世紀(jì),中國(guó)大陸開(kāi)始在該領(lǐng)域嶄露頭角并迅速崛起。2008年北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上,那個(gè)巨大的液晶屏令人印象深刻,但它是固定不能動(dòng)的。到了2022年北京冬奧會(huì),奧運(yùn)村廣場(chǎng)上1萬(wàn)平方米的智慧屏則展現(xiàn)了智能交互的魅力,運(yùn)動(dòng)員走過(guò)會(huì)留下腳印痕跡,這是智能技術(shù)與顯示技術(shù)結(jié)合的成果。從靜態(tài)顯示到智能交互,中國(guó)顯示技術(shù)短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)顯示面板產(chǎn)業(yè)2024年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1.3萬(wàn)億元,已占據(jù)全球半壁江山。兩大主流顯示技術(shù):液晶顯示器2024年市場(chǎng)占比56.25%,有機(jī)發(fā)光二極管2024年市場(chǎng)占比14.51%。顯示器出口面積全球占比超74%。15條主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)產(chǎn)線(xiàn)正挑戰(zhàn)韓國(guó)霸主地位,柔性屏與MiniLED技術(shù)掀起新一輪顯示革命。伴隨著技術(shù)的不斷迭代進(jìn)步,新型顯示的應(yīng)用領(lǐng)域也在進(jìn)一步拓展,不僅在傳統(tǒng)顯示領(lǐng)域如手機(jī)、電視、電腦中廣泛應(yīng)用,還將深入車(chē)載顯示、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、可穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域,為用戶(hù)帶來(lái)更為豐富和沉浸式的視覺(jué)體驗(yàn)。
中國(guó)液晶顯示從“0到1”
早期中國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)起步艱難。京東方作為中國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)的開(kāi)拓者,2008年國(guó)際金融危機(jī)期間,京東方收購(gòu)韓國(guó)現(xiàn)代2.8代生產(chǎn)線(xiàn),雖為低代線(xiàn)卻“五臟俱全”。企業(yè)通過(guò)工程師帶大學(xué)生模式培養(yǎng)技術(shù)團(tuán)隊(duì),為自主發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí),5代線(xiàn)以下僅能生產(chǎn)臺(tái)式機(jī)屏幕,所以2010年前中國(guó)液晶電視面板完全依賴(lài)進(jìn)口。
真正的突破在安徽合肥誕生。2012年,中國(guó)首條6代液晶面板生產(chǎn)線(xiàn)在合肥建成,這是中國(guó)液晶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要里程碑,解決了國(guó)產(chǎn)電視“無(wú)屏之痛”,改變了我國(guó)液晶電視面板依賴(lài)進(jìn)口的局面。此后,中國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大,目前我國(guó)液晶顯示生產(chǎn)線(xiàn)近20條,產(chǎn)能約占全球70%,穩(wěn)居全球主導(dǎo)地位。這也說(shuō)明政產(chǎn)學(xué)研用的緊密結(jié)合,尤其是政府的大力支持,為中國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)的崛起提供了堅(jiān)實(shí)保障。
在技術(shù)創(chuàng)新方面,我國(guó)企業(yè)不斷突破。以TCL的HVA技術(shù)為例,普通液晶電視對(duì)比度為3000比1,而搭載HVA技術(shù)的電視在相同燈珠和液晶材料下對(duì)比度高達(dá)6000比1。其奧秘在于液晶屏幕結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。傳統(tǒng)液晶屏幕中凸起電極形成的電場(chǎng)不均勻,產(chǎn)生“死區(qū)”,導(dǎo)致漏光和透光率降低。HVA技術(shù)通過(guò)重新設(shè)計(jì)電極結(jié)構(gòu)和改變液晶驅(qū)動(dòng)模式,增加透光面積,減少漏光,使屏幕更亮、更黑,對(duì)比度得以提升,為屏幕顯示效果的提升提供有力支撐,讓畫(huà)面更精彩。
在更高亮度的微顯示技術(shù)方面。LED技術(shù)從早期的表面張貼,像換燈泡一樣替換損壞部件,發(fā)展到如今毫米級(jí)(Mini)和微米級(jí)(Micro),體積逐漸縮小,形似芯片。這種轉(zhuǎn)變促使液晶直接做到玻璃基上,提升了電視光源質(zhì)量,讓顯示效果更加出色。
OLED技術(shù):突破壟斷的追趕之路
自主研發(fā)打破技術(shù)壁壘。在液晶顯示高速發(fā)展的同時(shí),有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)逐步登上歷史舞臺(tái)。OLED具有視角廣、能耗低、反應(yīng)速度快、可柔性顯示等優(yōu)勢(shì),能實(shí)現(xiàn)卷曲、透明等效果,適合多種使用環(huán)境,深受市場(chǎng)青睞。
OLED 的一大應(yīng)用亮點(diǎn)是柔性屏,可用于曲面屏和折疊屏手機(jī)。OLED曲面屏的制作,是在塑料上進(jìn)行,因塑料較軟難以控制,故采用聚酰亞胺這種工程塑料。將其液態(tài)涂在玻璃上,待干后在上面制作晶體管,之后用激光切割,如此便制成曲面屏。折疊屏的難點(diǎn)在于封裝,要保證有機(jī)晶體管在彎折時(shí)無(wú)應(yīng)力,且因有機(jī)二極管對(duì)水極度敏感,需多次復(fù)雜封裝。有機(jī)材料易氧化的特性使其柔性層成本高昂,而中性層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了折疊屏的多折耐用性,技術(shù)含量高?,F(xiàn)在,OLED技術(shù)主要應(yīng)用于中、小尺寸的屏幕,尤其是手機(jī)屏幕。當(dāng)前的手機(jī)市場(chǎng),從直屏到曲面屏,從折疊屏到柔性屏,多種品牌爭(zhēng)奇斗艷,OLED技術(shù)功不可沒(méi)。
我國(guó)在OLED領(lǐng)域投入巨大,京東方在重慶、綿陽(yáng)、成都等地建設(shè)了多條六代線(xiàn),去年還投資建設(shè)了八代線(xiàn),與三星等國(guó)際巨頭展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。雖然我國(guó)在OLED技術(shù)領(lǐng)域起步較晚,但通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能擴(kuò)張,正逐步打破國(guó)外技術(shù)壟斷,提升產(chǎn)品性能,讓國(guó)產(chǎn)手機(jī)在全球市場(chǎng)大放異彩。
顯示技術(shù)全覆蓋:從全場(chǎng)景到未來(lái)智慧
目前顯示面板領(lǐng)域有幾大技術(shù)路徑,針對(duì)的終端產(chǎn)品和應(yīng)用場(chǎng)景各有不同。MiniLED靈活的背光控制,使其在大尺寸顯示屏市場(chǎng)上廣受歡迎;OLED的自發(fā)光特性提供了超高對(duì)比度和寬廣視角,主要應(yīng)用于高端智能手機(jī)、可折疊、可彎曲設(shè)備、平板電腦以及可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域;Micro-LED因其出色的亮度、長(zhǎng)壽命及能效比,在高端顯示市場(chǎng)及公共顯示領(lǐng)域具有巨大潛力。
通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和快速的產(chǎn)能擴(kuò)張,我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從手機(jī)、電視到車(chē)載屏幕的全場(chǎng)景、全尺寸覆蓋。2024年全球汽車(chē)顯示屏出貨量達(dá)到2.32億片,其中中國(guó)企業(yè)占據(jù)超33%的市場(chǎng)份額。裸眼3D導(dǎo)航、可卷曲柔性屏等黑科技超越日韓,國(guó)產(chǎn)屏已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外眾多汽車(chē)品牌的智能座艙。
雖然我國(guó)多種顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到世界領(lǐng)先地步,但是新的市場(chǎng)需求也在不斷出現(xiàn),這倒逼著我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)仍然要不斷進(jìn)行技術(shù)的迭代革新。例如,電競(jìng)市場(chǎng)的崛起對(duì)顯示技術(shù)提出了更高要求,如更高的刷新率、更快的響應(yīng)時(shí)間等。同時(shí),顯示技術(shù)正與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)深度融合,推動(dòng)智能化、個(gè)性化和場(chǎng)景化發(fā)展,如集成AI芯片的顯示屏幕可根據(jù)觀看內(nèi)容和環(huán)境光線(xiàn)自動(dòng)調(diào)整顯示參數(shù),透明屏和柔性屏技術(shù)則能帶來(lái)更沉浸的視覺(jué)體驗(yàn)。未來(lái),屏幕與人的交互將更加智能,如霍金使用的眼動(dòng)跟蹤屏幕技術(shù),有望在更多場(chǎng)景應(yīng)用。
顯示技術(shù)作為核心,涵蓋了液晶顯示、MicroLED、柔性O(shè)LED、MiniLED、量子點(diǎn)、白光等多種類(lèi)型。其應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,包括手機(jī)、平板、筆記本、顯示器、電視、車(chē)載、家電、可穿戴、拼接、電子價(jià)簽,以及安防、遠(yuǎn)程治療、商務(wù)辦公等領(lǐng)域,顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。未來(lái),顯示技術(shù)將向更智慧的方向發(fā)展。Micro LED 是重要發(fā)展方向,它將LED做小到微米級(jí),可作為光源提升顯示效果。量子點(diǎn)技術(shù)利用量子效應(yīng),有望在顯示領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。光場(chǎng)顯示和全息顯示則致力于實(shí)現(xiàn)真正的3D效果,但目前仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。光場(chǎng)顯示需要解決成像清晰度問(wèn)題,全息顯示因信息量太大難以突破,但福州大學(xué)等機(jī)構(gòu)在相關(guān)領(lǐng)域的研究值得期待。
中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)的未來(lái)展望
中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)從“缺芯少屏”到如今在全球占據(jù)領(lǐng)先地位,實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)億級(jí)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,帶動(dòng)了上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展,盡管顯示屏成本不算高,但其帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)附加值能達(dá)到4——5倍。在營(yíng)收構(gòu)成方面,手機(jī)顯示屏占據(jù)較高比例,其次是電視,成為推動(dòng)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)政產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)同努力,政府前瞻性布局,資本和企業(yè)大力投入,科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新,讓中國(guó)在顯示技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。
未來(lái),中國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)有望繼續(xù)保持領(lǐng)先地位,但也需不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,積極應(yīng)對(duì)全球科技競(jìng)爭(zhēng),進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景,如智慧家庭、智慧醫(yī)療、數(shù)字文旅等領(lǐng)域,持續(xù)滿(mǎn)足人們對(duì)高品質(zhì)視覺(jué)體驗(yàn)的需求,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)力,在全球顯示產(chǎn)業(yè)中持續(xù)引領(lǐng)潮流,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
