图一 半导体显示
图二 半导体显示产业两大驱动力
图三 显示领域各类产品预测
图四 显示领域的《生存定律》
科技专论
15年来,显示领域出现了两次方向性的争论:上次在2000年前后,当时,彩色显像管(CRT)产业正面临替代危机。下一个主流方向是等离子显示(PDP),还是薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)?业内有截然不同的声音。通过10余年发展,TFT-LCD已成为显示领域主流,结论已定。随着TFT-LCD和电致发光(EL)技术的进步,有源有机发光显示(AMOLED)也开始产业化。另外,柔性显示(Flexible Display)、激光显示(Laser Display)等新型显示技术不断涌现。目前,新一轮有关显示产业发展方向的争论又已开始。为此我提出“半导体显示”这一产业新定义,期望对下一步显示产业的发展有所帮助。
半导体技术革命引发的三次伟大替代
自1879年爱迪生发明灯泡以来,继而1904年电子管问世,电子器件的进步成为全球电子信息产业发展的关键推动力。1947年晶体管问世,65年来,电子器件领域技术演进史的主脉就是半导体技术替代真空电子技术。半导体技术革命对电子信息产业和人类社会发展影响最深远的是三次伟大替代:第一次发生在1947年后,主要是信号领域,半导体器件逐步替代了电子管,促进了通信、计算机、软件产业的发展和互联网社会的到来。第二次替代发生在1991年,TFT-LCD产品面市以后,替代了CRT,成为显示领域主流。第三次替代正蕴酿发生于照明领域,其标志为1994年白光LED灯和2012年OLED灯问世。
过去10多年里,TFT-LCD技术脱颖而出,成为显示市场主流,关键在于顺应了半导体技术替代真空电子技术的大趋势。15年前,CRT产业在中国市场还如日中天,但京东方已预感到其气数将尽,决定进入新型显示领域。当时,有人建议进入PDP,也有人推荐场致电发射技术(即FED,真空微电子显示)。经研究,我们认为无论PDP还是FED依然以真空电子技术为基础,TFT-LCD技术基础是半导体,从技术替代大趋势看,TFT-LCD更有发展前景,从而确立了京东方正确的战略发展路径。
半导体显示产业定义
当前TFT-LCD已成为显示市场主流,新一代显示技术AMOLED开始产业化。业内决策者对显示产业未来方向与路径又产生了新疑问。针对这一问题,我得出的产业预见是,从CRT到TFT-LCD是技术的中断和开始;从TFT-LCD到AMOLED是技术的延伸和发展。TFT-LCD、AMOLED以及包括柔性显示等新型显示技术,它们的基础技术都是半导体技术,都可统称为半导体显示(Semi-Display)。对于“半导体显示”这一新名词,我将其定义为,通过半导体器件独立控制每个最小显示单元的显示技术统称。它有三个基本特征:一是以TFT阵列等半导体器件独立控制每个显示单元的状态;二是采用非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(LTPS)、氧化物(Oxide)、有机(Organic)、碳(Carbon)等具有半导体特性的材料;三是采用半导体制造工艺。与半导体显示技术和产品相关的材料、装备、器件和应用终端产业链统称为半导体显示产业。#p#分页标题#e#
我们还可以通过TFT-LCD和AMOLED结构比较说明上述定义。TFT-LCD有6个部分组成:偏光片、彩膜、液晶、半导体背板、偏光片、背光源。顶发光AMOLED有3个部分组成:密封层、有机发光层、半导体背板。尽管AMOLED器件结构简单,但其最重要部分半导体背板是从TFT-LCD技术基础上发展来的,两者半导体显示的基本特征和技术基础并没有改变。多年技术进步和应用驱动,TFT-LCD半导体背板技术已从第一代a-Si发展到第二代LTPS和第三代Oxide,从而为LTPS-AMOLED和Oxide-AMOLED这两类主流AMOLED技术发展提供了基础支撑。从目前两者材料、工艺和装备等方面分析,它们之间技术相关性和资源共享性高达70%。所以我们说从TFT-LCD到AMOLED是技术的延伸和发展(见图一)。
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