曹镛院士、郑有炓院士、欧阳钟灿院士在世界显示产业大会上讲了些什么?

显示世界 · 2021-06-25

曹镛院士、郑有炓院士、欧阳钟灿院士在世界显示产业大会上讲了些什么?

6月17日—18日,由工业和信息化部、安徽省人民政府主办的2021世界显示产业大会在合肥成功举办。中国科学院院士、华南理工大学曹镛教授出席18日上午举办的院士论坛,并与华南理工大学材料科学与工程学院院长彭俊彪教授共同发表《印刷发光显示技术》主题报告。

中国科学院院士曹镛

华南理工大学材料科学与工程学院院长彭俊彪

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主要开展光电功能材料与器件共性基础科学问题与关键技术研究,实验室围绕有机发光显示及照明材料与器件、有机光伏材料与器件、光纤及玻璃材料与激光器件等展开研究。其中,发光材料和显示器件是实验室最早的研究方向,涉及材料、器件以及驱动和系统集成,其中驱动和系统集成一直是由实验室的彭俊彪教授带领团队开展研究。

随后,彭俊彪代曹镛院士发表题为《印刷发光显示技术》的主题报告演讲。他在报告中表示,突破印刷TFT阵列技术是实现全印刷AMOLED的重要组成部分,全印刷技术是发展AMOLED显示的长远可期目标。

OLED印刷显示优势明显

报告指出,回顾显示技术的发展过程,从CRT发展到LCD,再到OLED,伴随着折叠屏手机的问世,人们对柔性OLED抱有更多期待,期待柔性折叠屏手机走进寻常百姓口袋的那一天。

柔性OLED被认为是下一代显示技术之一。随着显示产业技术的升级,以大面积、轻、薄、柔、低成本为特征的印刷显示正在崛起中。彭俊彪判断,尽管蒸镀是目前制造OLED面板的主要技术路线,但是无论学界还是产业界都认为柔性OLED总有一天将从蒸镀逐步转向印刷工艺,究其原因,印刷工艺可以同时满足面板大尺寸化、低成本和实现柔性等成为主因。

彭俊彪介绍说,在实现大尺寸方面,目前液晶高世代面板最高已经建成11代线,未来是否会出现更高世代生产线,还未可知,而印刷显示是实现OLED大尺寸化面板制造的更优选择。在低成本方面,所有平板显示都离不开薄膜制备和图形化,而印刷显示可以实现薄膜制备,同时印刷又属于增材制造工艺可以同时实现图形化,因此低成本特征就非常明显。日本面板厂商JOLED曾公开表示,相比传统OLED面板制造技术,印刷式OLED产线可节省20%~30%的成本。印刷工艺可以说是大家期待的美好前瞻性的技术方向,不过,彭俊彪也坦言,目前印刷工艺也面临着低良率、低分辨率、高成本的现实问题。

印刷研究实现“局部领跑”

在曹镛院士的带领下,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室实现了多个OLED屏幕研究零的突破,例如研发出了国际上第一块全印刷OLED显示屏(包括阴极)、基于镧系稀土掺杂氧化物TFT技术的第一块全彩色AMOLED显示屏、第一块透明AMOLED显示屏,以及第一块彩色柔性AMOLED显示屏等。

彭俊彪介绍说,为实现以上OLED显示产品的技术突破,实验室开展了对发光材料、高性能器件、以及高精度制备工艺等方面的研究。目前实验室在墨水配制、印刷技术和器件系统整合等方面整体已经达到或接近国内外印刷显示的先进水平,在部分领域处于领跑地位。

在发光材料方面,与蒸镀工艺所用的小分子材料不同,印刷工艺或许主要依靠高分子材料,因此其实验室正在持续研究聚合物发光材料,此外,还研究印刷工艺的量子点材料和钙钛矿等发光材料,彭俊彪还介绍了实验室对以上发光材料应用于显示面板的具体进程和取得的成果。其中,发光量子点(Quantum Dot)是一种直径为2~10 nm的半导体纳米晶,它具有发光效率高、发光光谱窄、色纯度高、发光颜色可通过量子点尺寸调控等特点。彭俊彪介绍说,实验室在探索量子点材料在高性能印刷显示中取得了阶段性成果。2016年12月,华南理工大学联合广州新视界光电科技有限公司研制成功首款基于镧系稀土掺杂氧化物TFT技术的全彩色量子电致发光(AMQLED)显示屏。

此外,彭俊彪指出,突破印刷TFT阵列技术是实现全印刷AMOLED的重要组成部分,因此,印刷工艺的电极、绝缘层和半导体层等就成为了印刷制备TFT器件的关键,从长远发展角度看,全印刷技术(包括OLED、TFT、电极)是发展AMOLED显示的长远可期目标。

中国科学院院士欧阳钟灿:液晶周期带来的面板价格波动有望趋缓

6月17日—18日,由工业和信息化部、安徽省人民政府主办的2021世界显示产业大会在合肥成功举办。中国科学院院士欧阳钟灿出席大会并在大会开幕演讲环节作题为《中国新型显示产业的发展趋势》开幕演讲,在18日上午院士论坛发表题为《2020年代新型显示产业技术与市场发展趋势》的演讲。欧阳钟灿认为,显示产业是电子信息产业基石,拉动了相关产业快速发展,“十三五”期间中国已发展成为全球显示产业的重要一极。未来,液晶面板市场需求仍有增长,寡头竞争格局的形成或将减缓液晶周期带来的液晶面板价格波动。

建设显示强国任重而道远

在开幕演讲环节,欧阳钟灿从宏观角度分析了我国显示产业的发展情况,他肯定了我国显示产业在“十三五”期间取得的成绩,并提出显示产业未来五年的发展方向。

“十三五”期间,中国显示产业成绩斐然。我国LCD产业已经取得绝对优势地位——中国显示全产业累计总投资超万亿元、2019年我国液晶面板总出货量占全球总数的55%,液晶技术不断实现创新。与此同时,我国OLED产业也实现了快速突破,出货量、市占率和核心竞争力与日俱增。经历数十年的耕耘发展,中国显示产业已经成为全球重要一极。

此外,中国显示企业实力也在不断增强,例如京东方,去年已经在笔记本电脑、平板、智能手机、显示器、电视面板五大细分领域获得全球出货量排名第一,而且连续三年跻身美国专利技术排行榜TOP20。这些成绩充分展现了我国显示企业的面板制造能力和技术研发领域实力,改写了中国“少屏”的历史。

今年是“十四五”开局之年,“十四五”规划为我国新型显示“做大做强”提供了战略指导。欧阳钟灿指出,在液晶显示领域,我国显示产业需要抓住4K/8K超高清视频产生的新需求,进行更多产品创新工作;在OLED柔性显示领域,我国显示企业一方面要克服柔性显示的技术难度,另一方面还要加强工艺提高和产业配套化等方面的发展。他认为,在新的发展格局下,中国显示产业必须强化企业在技术创新中的主体地位,推动产业链上中下游、大中小企业融合创新,尽快建立自主可控、安全可控的产业链。

我国液晶面板产业处于领先地位

在6月18日的院士论坛上,欧阳钟灿作题为《我国2020年代新型显示产业技术与市场的发展趋势》的演讲,他深入分析了我国液晶显示产业的发展历程以及未来的市场发展趋势。

欧阳钟灿指出,我国液晶显示产业的发展离不开各级政府的支持。《2010~2012年平板显示产业发展规划》、《2014-2016年新型显示产业创新发展行动计划》、《新型显示产业超越发展三年行动计划(2018-2020年)》、《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》,相关政策对我国显示产业发展的指导和推动作用明显,我国液晶显示产业实现了有序、快速发展。2010年-2020年,我国液晶显示产业实现了“从无到有,再到全球第一的转变。”

对于“三星、LG两大韩国显示巨头退出LCD”的原因,欧阳钟灿分析认为,根本原因是我国液晶产品创新让两大韩企难以望其项背。他解释说,相比日本韩国企业的VR与IPS方案存在耗电量大、漏光等问题,京东方自主研发的ADS硬屏具备透光率更高,功耗更低,而且屏幕可视角度为178度的特性,无论从哪个角度看都不会产生色差。因此,在液晶产品质量上,我国显示企业已经领先韩企,“除非他们再改建一条生产线,否则他们无法超越。”欧阳钟灿表示。

液晶面板仍有较大市场需求

对于产业关注的液晶市场是否饱和的问题,欧阳钟灿也提出了自己的观点,他认为,在4K/8K电视越来越受到市场欢迎、彩电产品大尺寸化发展趋势持续的大背景下,未来终端上游的液晶面板需求面积将呈现增长趋势,“若每个国家掀起4K/8K电视换机潮,现有液晶面板产能尚不能满足所有需求”。因此,他认为液晶面板未来拥有较大的市场需求。

在肯定液晶面板需求持续存在的同时,他指出,液晶面板的盈利能力仍然受液晶面板周期影响。目前液晶面板市场十分景气,带动相关显示企业盈利能力上升。京东方发布公告称,其2021年第一季度净利润51.82亿元,同比增长814.46%,单季利润已远超去年全年。

欧阳钟灿认为,液晶显示竞争格局将深刻影响液晶周期,进而影响液晶面板的盈利能力。回顾近30年的显示产业竞争,日本NEC、松下、富士康、索尼、夏普以及韩国现代等诸多着名企业逐渐淘汰,他认为未来的显示产业将是寡头之战。产业经过数年积累以及企业间兼并重组和收购,中国平板企业在产线数量、产能规模和市占率等方面均占据重要地位,逐渐形成引领平板显示产业的发展趋势,中国显示产业寡头竞争格局正在形成。

欧阳钟灿认为,显示产业寡头竞争格局的大背景下,未来液晶周期可能会继续存在,但有望减缓产能起伏引起的液晶面板价格变动。在回答现场观众“若液晶周期失效将对我国显示产业产生怎样的影响?”这一问题时,欧阳钟灿指出,若液晶周期失效,我国液晶面板第一地位将更加稳固,液晶面板价格也会随之上涨,液晶面板产业将有望实现健康发展。

郑有炓院士:Mini/Micro LED显示技术产业发展进入黄金窗口期

6月17日-18日,由工业和信息化部、安徽省人民政府主办的2021世界显示产业大会在合肥成功举办。在6月18日上午举行的院士论坛上,中国科学院院士郑有炓发表了题为“Mini/Micro LED显示技术发展趋势”视频演讲。郑有炓表示,Mini/Micro LED一方面可通过无缝拼接制成不同大小、不同形状的显示器;另一方面具有超高密度的像素元,可增强LED显示的HDR性能。基于其自身特点,大尺寸超高清显示和直下式Mini LED背光将成为当前Mini/Micro LED显示产业化发展主流方向。

市场需求驱动Mini/Micro LED快速发展

首先,郑有炓介绍了Micro-LED显示技术及特性。Micro LED是LED显示屏微缩化至微米级的显示技术,具有两大特点,一是采用高像素密度的二维Micro LED阵列;二是每一个像素都能够寻址控制和独立驱动发光。Micro LED显示具有功耗低、亮度高、解析度和色彩饱和度高、响应速度快、对比度高、可视角度宽、能源效率高、使用寿命长等性能特点。由此,Micro LED显示技术具有不可替代的优势,被称为次世代显示技术。

郑有炓表示,虽然Micro LED存在众多优势,但工艺技术难度大,特别是巨量转移。例如一块8K的Micro LED显示屏,需要将3300多万个LED管芯转移到背板。这一工艺制程对效率、准确度、可靠性均有很高的要求。

郑有炓指出,Mini LED作为发展Micro LED的过渡技术,技术上与目前小间距LED显示技术相似,但显示功能上实现了小间距LED功能拓展。Mini LED与Micro LED相比,制程技术差别很大,但显示功能互补。因此,Mini LED是既是发展 Micro LED 的过渡技术,实际上又填补了目前小间距技术与Micro LED之间显示技术的“技术鸿沟”,市场空间巨大。

郑有炓介绍,Mini/Micro LED直显技术具备两大特点:一是Mini/Micro-LED模组无缝拼接可制成任意大小、任意形状的显示器,这一点适合于发展大尺寸屏幕的显示。二是Mini LED 和Micro LED显示有超高密度的像素元,可增强LED显示的HDR性能,具有更高对比度,增强视觉感受,具有更清晰的阴影、细节表现力,更高的色彩深度。

基于其特点,Mini/Micro LED技术具有极其广泛的应用范围。大屏应用包括电视、商用屏、指挥调度屏、安防监控、智慧城市等;中屏幕应用包括车载显示、高阶监示器等;小屏幕应用包括手机、平板等。

随着5G网络开通,大数据、云计算、物联网和人工智能等新一代信息技术的发展,信息显示已经成为5G信息技术生态不可或缺的重要环节。显示无处不在的需求, 成为Mini/Micro LED显示产业快速发展的沃土。

大尺寸直显和Mini LED背光是Mini/Micro LED显示产业发展方向

郑有炓提出了Mini/Micro LED显示两个产业化方向。一是大尺寸超高清显示器。基于自身优势,Micro LED适合于开发大尺寸超高分辨率显示器。通过放大屏幕的尺寸, 放宽观看距离,就可以很容易实现目标高分辨率。Mini LED作为小间距向Micro LED过渡的技术,技术难度较低,性能超过了小间距,通过模块无缝拼接也可以实现超大尺寸的高分辨显示屏幕。为了应对不同应用场景下对分辨率的不同要求,可依据Micro LED与Mini LED各自的优势,协同发展,开拓超大尺寸大尺寸屏幕系列化显示器产品。

二是Mini LED背光技术,即Mini LED背光的LCD显示器,它采用Mini LED作为LCD面板的直下式背光源。直下式背板光源密集的芯片排布具有可实现分区控光,使亮区更亮,暗区更暗,从而大幅提升LCD的对比度,实现超高对比度及黑场显示、高色域、高动态范围,改善显示画质。此外,Mini LED作为背光源,还可以让LCD在较小的混光距离获得更好的亮度均匀性,让显示屏更薄,甚至可以与OLED相媲美。此外,与OLED相比,Mini-LED背光LCD还具有无频闪、无烧屏、工作寿命长、制作成本低等优势。因此,Mini LED背光技术助力LCD性能提升,增强了与OLED竞争能力。

最后,郑有炓院士对Mini/Micro LED产业发展提出了几点看法。一是,应对市场的迫切需求,发展Mini/Micro LED显示技术产业正当时。二是,Mini/Micro LED显示技术将引发显示领域革命性变革,有望重塑显示产业新格局,不同显示技术发挥各自优势,开拓自己的发展领域、应用场景。三是,Mini/Micro LED大尺寸高分辨直显和直下式分区背光技术应用广阔,特别是当超大尺寸、超高清高端工程显示进入到消费类显示时,市场空间将非常巨大。四是,Mini/Micro LED显示开启了LED显示技术发展的新阶段。

郑院士认为,Mini/Micro LED显示尚属发展中的新技术,目前迎来了新一个黄金窗口期。Mini/Micro LED产业进入发展新阶段,按照显示技术发展更新换代的规律,一般将有七八年的黄金增长期。