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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