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软性显示技术前景(110720) 精选

已有 4405 次阅读 2011-7-20 08:03 |个人分类:微电子|系统分类:科研笔记| 计算机, 半导体, 笔记本电脑, 生产成本, 电子显示屏

软性显示技术前景(110720)
闵应骅

    最近参加基金委重点课题半导体学科项目评审,学到了很多东西。从项目申请的情况看,显示技术受到很大关注。事实上,现在满街的好几层楼高的大电子显示屏已经说明,这是一个多么大的市场。粗看一个iPad,就只看见一个显示器。所以,无论从市场、技术的角度讲,显示技术都有极大的市场和技术前景。
    在上世纪50年代,最早在示波器上出现了显示器。到今天,各种计算机的显示器都比较重、容易破碎,即使在最薄的笔记本电脑中,显示屏仍然是最重的部件,体积也最大。显示器的形状是长方形、平板、不能弯曲。现在的趋势是要比液晶显示(LCD)更亮、更耐用、更软、可折叠。同时要提高电源的有效性,降低生产成本,显示器的形状和大小可变,像电子纸,折一下可以装在兜里,打开就可以显示。这就是为什么要软性显示。
    软性显示器必须有两面:前平面包含图像成分;而后平面控制各像素的显示。美国已经有一些公司在做开发,甚至已有一些走向市场。受到很大关注的前平面技术是有机发光二极管(OLED)。它本身发光,而不是反射光。亚利桑那州立大学教授Nick Colaneri(见下图,CACM,June 2011)说,OLED的电源消耗只要LCD的1/10.但是,OLED材料容易氧化和受潮。从市场的角度讲,电子纸或OLED需要不同的底色;不在太阳下,亮度可以降低。这些要求都需要不同材料和技术的支持。有人估计,软塑料显示市场现在每年3亿美元,到2018年将达到80亿,年增速达到60%,但仍不会是显示器的主流。
    软性显示有许多实际问题。譬如对薄膜晶体管(TFT)怎么制备软性衬底?而且,在不同温度下可能变形。软性显示还有严重的定位的问题。有的厂家企图用卷到卷工序 (roll-to-roll process)代替光刻,进行精确定位。HP与美国军方合作在做围在手腕上的显示器,只有1.5毫米厚,一半是显示,一半是光电池。它还可以做到衣服的袖口上,给司机看;给飞机组装工人看图纸;给护士看药物或观察病人,都可以腾出手来。HP将用电子墨水的电子纸,在一个极薄的塑料衬底上,而不用OLED。
    这些技术进步是诱人的。但是,这些技术需要基础研究的支持,在材料、结构、工艺等许多方面都有基础科学问题,需要研究。我们的基础研究绝不是写几篇论文的问题,而是要给产品开发提供技术支持,使我们的技术有原创性,而不是单纯地跟踪。




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