目前,厦门已将新型显示列入未来十大产业发展方向之一,不仅因为新型显示产业未来市场前景广阔,还因为厦门具备该领域良好的产业基础和产业优势,以TFT-LCD和LED为主的平板显示已成为厦门市的首条千亿产业链,龙头企业有厦门天马微电子、三安光电、乾照光电、强力巨彩、友达光电、冠捷电子、宸鸿科技、矽照光电(厦门)公司等。发展趋势应以迷你LED、微型LED等新型显示为主,可以与厦门市的LED产业较好衔接,攻克芯片外延、巨量转移、显示驱动等关键共性技术,争取达到国内领先水平;引进培育材料、设备等配套厂商,完善产业链(群);对激光投影显示、量子点LED显示等关键技术进行攻关,形成技术竞争优势,成为世界新型显示技术策源地和产业集聚地。
纵深
新型显示丰富视觉感受
显示器是现代人们获取信息的最重要途径,层出不穷的新型显示将丰富人们的视觉感受。
微型LED显示
下一代显示技术的领导者
微型LED显示原理是将LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化,形成超小间距LED,以实现更加细腻的显示效果。
微型LED从实验室走向工厂,有4个关键步骤:微缩制程技术、巨量转移技术、键结技术、彩色化方案。其中又以微缩制程与巨量转移技术最为困难,精度需控制在正负0.5微米以内,成品率需达99.9999%。
微型LED的主要挑战是,目前采用的生产工艺成本很高。但许多人认为微型LED将在可穿戴设备、智能手机、汽车显示器、增强实境/虚拟实境产品、显示屏和电视机等方面取得商业成功,被视为下一代显示技术的领导者。
尽管微型LED的前景被看好,但它仍面临巨大的技术瓶颈,不少LED公司已经开始开发Mini-LED(俗称迷你LED),它采用数十微米级的LED晶体,这是一种相对成熟的过渡技术,用作LCD的新型背光技术,可以大幅提升现有的液晶画面效果,同时成本比较容易控制。因单个LED尺寸大幅度缩小,构成一个迷你LED背光源需要更多LED灯,动态分区也会更多,能轻易制造成曲面。
微型LED显示比现有的LCD、OLED亮度更高、发光效率更好,功耗更低,目前已有厂商应用在电视机上,全球微型LED的开发机构已经超过140家,华星光电、京东方、中科院长春光机所、歌尔股份是中国大陆微型LED研发较为活跃的企业和机构。今年市场上出现了不少搭载迷你LED背光的液晶显示设备,包括华硕PA32UCX、宏碁CM7321K显示器,8月底,TCL华星光电发布了75英寸MLED星曜屏,提升了设备动态对比度,实现HDR显示。
量子点LED显示
让衣服窗帘成为电视和照明装置
使用量子点发光二极管(QLED)的新型显示是一种不需要额外光源的自发光技术,目前尚处于研发阶段。
量子点是一种纳米级别的半导体(1微米=1000纳米)。通过对这种半导体材料施加一定的电场或光压,它们会发出特定频率的光,这些光的频率会随着半导体尺寸的变化而变化。由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴的特性,类似于自然界中的原子或分子,因而被称为量子点。
量子点粒径越小,发光颜色越偏蓝色;量子点越大,发光颜色越偏红色。量子点的化学成分多样,发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区,具有高吸光-发光效率、优良的频谱特性,因此拥有很高的色彩纯度与饱和度。量子点电视是采用光致发光的溶液半导体纳米晶膜作为背光光源,使LCD显示的色彩更鲜艳。
采用主动式量子点发光(AM-QLED)的半导体纳米晶薄膜,可实现量子点电致发光而制备广色域、高光效、超薄、柔性可弯曲的发光显示屏,克服 OLED因有机物天生的不稳定性而导致其寿命、光效等存在的难题。目前,红、绿、蓝量子点发光薄膜的精确沉积,是实现高性能全彩色显示屏的关键。
喷墨打印技术是未来实现大面积、低成本显示屏的重要方式之一。通过量子点LED电致发光,可像印报纸一样制造显示器,让衣服、窗帘等介质都成为电视和照明装置,将会让整个行业产生翻天覆地的变化。星紫(上海)新材料技术开发有限公司在荧光半导体纳米晶(量子点)的可控生产、规模化制备方面具有技术优势。
激光投影显示技术(LDT)
真实再现客观世界色彩
激光投影显示技术(LDT)是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术,可以最真实地再现客观世界丰富艳丽的色彩。
激光投影使用瓦级功率的红、绿、蓝单色激光器为光源,混合成全彩色,利用多种方法实现行和场的扫描,当扫描速度高于所成像的临界闪烁频率(不低于50Hz),就可以满足“视觉残留”的要求,人眼就可清晰地观察到显示的图像。
人眼所能看到的色域中,液晶只能再现27%,等离子为32%,而激光的理论值超过90%。激光显示技术还有健康护眼、寿命长、环保、节能等优点,将带来显示系统综合性能的革命性提升。
激光显示的应用十分广泛,表现在:一是向超大屏幕发展,包括激光电影放映机、工程投影机等,激光数码影院是大屏幕激光投影可以率先应用的领域;二是可移动,瞄准可移动的家庭影院和微投影,替代固定的LCD液晶和OLED 显示。日本Sony、三菱电气、精工爱普生以及韩国三星、美国德州电器、德国欧士朗等巨头正在加紧该技术的研发和布局。NHK与JVC正式推出了第一台激光8K超高清投影机,将于2020年实现直播东京的奥运会和残奥会。
我国在激光全色显示技术领域拥有完整的自主知识产权链,特别是在全固态三基色激光、匀场、消相干、激光显示等关键器件和整机技术方面均有自己的专利保护,中国企业在激光光源、光机模组、整机制造和关键器件等方面掌握了核心技术,具备了较强的产业配套能力,海信集团确定了“激光光源+超短焦镜头+抗光屏幕”的激光电视技术路线。国家工信部在“十三五”规划中,将激光显示列为新一代信息技术新型显示项目首位;在制造强国战略重点领域技术路线图中,将激光显示确定为未来10年我国重点发展的新型显示技术。
厦门市老科协