显示自从诞生以来,经历了无数的变革。近日,中国科学院院士欧阳钟灿在2023世界显示产业大会同期举办的院士论坛演讲中表示,从黑白到彩色、从CRT到LCD、从平板显示到柔性显示,新型显示产业的每一次革命性创新都标志着一个时代的开始,也代表一场产业的迁移。
产业重心向中国迁移
目前应用范围极广的LCD技术起源于欧美,但将技术产业化的却是日本。从20世纪90年代初期开始,韩国和中国台湾地区紧随日本之后发展LCD。到了21世纪初,中国大陆LCD兴盛发展。十几年后,中国已经逐渐占据大部分LCD市场,在此背景下,韩国正式退出LCD市场。
反观新型显示技术代表——OLED,目前在日本、韩国、中国已先后通过自主研发实现产业化。从OLED的产业发展进程来看,中国并不弱于日本和韩国。
在新型显示产业激烈的竞争中,诸多知名企业逐渐退出显示行业,而中国显示企业脱颖而出,竞争力不断增强。从20世纪90年代至今,几个大的显示企业,如京东方、华星光电、天马、维信诺等逐渐发展壮大。
中国从20世纪末开始探索和发展显示产业,经历探索、突破、引领三个阶段。
第一阶段为探索阶段。在这个阶段里,显示面板产业主要是进行战略布局和技术积累。当时产业只有三条5代面板产线,即京东方自建的一条5代线、上海广电NEC的一条5代线,以及龙腾引进的一条5代线。这时候是面板产业发展过程中最艰苦的探索阶段。
第二阶段是突破阶段。在这个阶段里,显示面板产业主要是消化吸收,包括吸收先进工艺技术、产业人才等,并实现对技术的突破。2010年,中国大陆首条第6代TFT-LCD产线量产,实现了液晶电视屏生产的突破,这是令我们感到骄傲的地方。2011年,中国大陆首条第8.5代TFT-LCD在北京落成,然后发展到今天产业规模引领的地位。
第三阶段是引领阶段。在这个阶段里,显示面板产业主要是完成自主创新,实现全球引领。2017年,中国大陆首条第6代柔性AMOLED产线量产;2018年,全球首条第10.5代TFT-LCD产线在合肥量产。发展至今,中国已经拥有超过60条面板产线,面板营收占全球的42%,领先趋势明确。
此外,显示产业在发展的过程中已经不仅看重规模,更将产业未来的持续性放在了重要位置上。例如,中国显示产业的环保工作做得最好,处于世界领先水平。
技术路径向多元发展
从主要显示技术路径方面看,近年来,LCD和OLED分庭抗礼,但LCD仍凭借优势占据主要市场。
2022年,全球显示面板市场出货总面积约为2.4亿平方米,其中,LCD面板的出货面积为93%,占绝对优势。
LCD技术较为成熟,未来发展趋势为性能提升和创新应用。在性能方面,显示的分辨率和刷新率将持续突破,在多分区LED背光加持下,屏幕画质进一步提升。在应用场景方面,除大屏观影、办公、电竞等有性能优势的场景外,LCD还在不断拓展新应用场景,防窥显示和反射式显示等创新应用产品逐步推陈出新。
OLED面板产能增速较快。2022年,全球OLED面板产能规模达到1631万平方米,产能集中在韩国和中国。OLED技术具备柔性、高对比度等优势,现主要应用于手机等产品,并逐步向中大尺寸渗透。
从技术方面来看,OLED中小尺寸主流技术为RGB OLED,未来技术发展方向为形态拓展、功能集成、更低功耗,并向中尺寸应用渗透。中大尺寸OLED主流技术为WOLED和QD-OLED,未来发展趋势为更高分辨率、更高亮度、更广色域等,同时探索如透明显示等创新应用。
未来几年,虽然LCD、OLED仍将占据大部分市场,但其他新型显示技术,如超小间距LED、量子点、光场显示等前瞻显示技术也在不断升级、突破。
LED一般以晶粒尺寸定义。Mini LED晶粒的尺寸在50~200μm,Micro LED晶粒的尺寸小于50μm。相比之下,像素更趋于微型化的Micro LED正在智能眼镜、MR等可穿戴设备市场崭露头角,并逐渐向车载方向渗透。
量子点显示发光过程虽与OLED类似,但目前该技术的成熟度却远不及OLED,技术尚处于开发阶段。
光场显示通过在二维显示面板上进行精密的光学调控,复现单位空间内光线的位置和角度信息,能够实现“身临其境”的观看感受,因而备受瞩目;全息显示利用全息原理实现真实的立体显示,可看到立体显示的全部特征,并有视差效应;神经形态显示连接人眼视觉神经与计算机,用于完成数字信息到光子信息的转换;纳米发光显示基于亚微米/纳米像素的极高分辨率显示器件……然而,以上显示技术虽然“新奇”,但应用场景还处于摸索阶段。
未来,随着多种创新形态、性能更优的显示产品逐步问世,未来显示的应用场景将突破传统呈现形式,显示将无处不在。