目前,平板显示技术又一次处在发生重大转变的前夜。我国又一次处在相对被动而且缺乏应有准备的状况。如果不及时采取强有力的措施,适当集中力量,努力争取避免重蹈过去20年的覆辙,而是继续在国际竞争中处在被动的“引进”状态,不能自主掌握核心技术,今后我国国民经济和科学技术的发展将会面临严重的损失。
平板显示产业技术将要面临两个重大的带有本质性的转变:
1.电视屏技术(“大屏”技术)将要从以液晶(LC)显示屏为主转变到以有机发光二极管(OLED)显示屏为主。
2.手机、笔记本电脑等“小屏”技术将要转向以“杂化”的全息激光投影(HLP,holographic laser projection)技术为主。
从国际发展的局面来预测,大约在3~5年内前者将会大规模地出现在市场上,后者也许要慢一些,但在3~5年内也会有一定规模的出现。因此,摆在我们面前的任务是极端迫切的。
基于氧化物电子学的TFT技术事关全局
经过20多年的发展,OLED作为平板显示的基础元件已经成熟了。从亮度、色彩、寿命、工艺等方面看,尽管还会不断有所改进,但是用OLED屏代替LC屏在技术上已经成熟了。OLED屏较之LC屏,从耗能、色彩、视感方面看,优势太大了,这也已经为实践所证实。那么,为什么这个代替还没有被普遍接受呢?问题出在驱动OLED显示屏工作的电路系统上。在显示系统中,LC屏实质上是起光开关作用的,它的运行本质上是电压驱动的。目前使用用于液晶显示的非晶硅(a-硅)技术制备的TFT电路,是能够满足LC-TFT规模生产的需求的。对OLED屏系统来说,OLED器件本身就是光源,它们的运作需要较大的电流。但由于目前用于液晶TFT的非晶硅(a-硅)薄膜的载流子迁移率很低,所以电路系统无法提供给OLED器件足够的电流。为了提高a-硅薄膜的迁移率,发展了基于晶粒再结晶效应的低温多晶硅(LTPS)技术。利用这种改进的LTPS技术,可以用来制备OLED显示屏。于是,数年前市场上开始出现了使用OLED屏的手机、笔记本电脑以及小型的彩色电视。但是估计由于成品率在面积较大时难以做到较高的水平,所以除手机屏外,其他都没有真正形成较有规模的市场。
事实上,在光电子学技术中广泛使用的氧化物导电材料,它们的载流子迁移率不难做到多晶硅薄膜的几倍到几十倍。因此,发展适用于OLED显示屏的基于氧化物材料的TFT电路技术也在国际上得到重视。在三年前我们写的一份关于OLED屏的咨询意见中,我们建议,做好平板显示产业从LC屏转移到OLED屏为主的科学技术工作的关键是发展相应的TFT电路技术。但是报告中强调的当前重点还是放在发展改进了的LTPS技术,争取进一步提高其均匀性和大面积的成品率上。同时也提出应重视氧化物TFT电路技术的发展,加强研究力量。可是近期的国际动态表明,我们原来的这个估计太保守了。毫无疑问,建立在基于氧化物的TFT电路技术上的OLED屏显示技术,现在已经处在成熟和规模化地实现产业化的前夜,已经开始有产品出售。毫无疑问,3~5年内,在电视产业中,OLED屏的显示技术将要代替LC屏的显示技术成为主流,而OLED屏显示技术用的将是基于氧化物电子学的TFT电路技术。我们认为这正是做好准备实现这个重大转变的科学技术关键。