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三星技术产业院士欧阳钟灿:不能把液晶显示当成熟产业

11月中旬的一天,午后的阳光驱走了初冬的寒意,中国科学院院士欧阳钟灿接受了《中国电子报》记者的专访。作为理论物理学家、中国物理学会液晶分会主任,欧阳钟灿院士表示,最近几年,中国液晶显示工业取得了长足的发展,但他同时强调,技术发展是无止境的,液晶还有很多技术需要突破,因此,不能把液晶显示产业当作成熟的产业。

加强基础研究关注未来技术

记者:随着液晶技术产业化进程的加快,有人认为液晶工业已经是一个成熟的产业,目前来看,液晶是不是已经成为一个成熟的产业,还有哪些技术需要研究和突破?

欧阳钟灿:关于液晶显示产业,2009年10月,《NPG亚洲材料》创刊号上发表了3篇综述论文《富勒烯和碳纳米管的电子学》、《塑料光纤展望》和《液晶显示的技术进展》,论文是由液晶显示模式PVA和S-PVA技术发明者、韩国三星公司液晶显示技术研发部副主席KyeongHyeonKim及Jang-KunSong撰写的,文中他们提出,虽然目前液晶显示已经占据了显示市场的主导地位,但是为追求更快、更高清的显示,很多的新技术仍然在发展当中,以液晶显示所需的新材料为主的很多新技术研发还没有完成,还有待研究和突破,这些新材料包括有特殊光电性质的无机、有机膜材料,用于液晶分子取向的高分子材料,乃至用于驱动的半导体材料及背光LED,所以我们现在还不能把液晶当成一个成熟的产业。

液晶显示现在还有很多技术问题需要突破,还有很大的发展空间。目前TFT-LCD主流的是控制电压型a-Si工艺,但三星已启用氧化物半导体技术,我们也应加强对液晶显示新技术的研究,否则工艺一有变化,我们又会跟不上。LED背光源技术也是需要特别关注的,背光源用LED来做,一是纯粹来做背光源,一是将来可以取消RGB彩膜的直射型的3颜色的LED,这方面也要加大研究力度。

记者:你如何看待最新的3D技术?

欧阳钟灿:3D技术简单来说可以分两大类,一类是戴眼镜的,一类是不戴眼镜的。戴眼镜的又分为3种:一种是变色,一种是偏振,一种是加一个红外的放射器快门式技术。变色与偏振技术是使用滤光片与偏振片使左右眼镜片接受显示屏发出的以不同颜色、不同偏振方向区分的左右眼图像;红外的放射器快门式技术是根据显示屏播送左右眼画面同步控制快速闭合左右眼镜片,使左右眼在不同的时间内看到“略有差别”的电视画面,来形成3D视觉效果。

如果在家里戴着3D眼镜看电视,气氛会很不好。另外,偏振技术对眼睛有损害。如果不用偏振技术,用同步技术是不是好呢?同步技术说到底,就是一边开一边关,眼睛其实也很难受。所以3D显示用戴眼镜的方式肯定不是最好的方式。

现在业界开始研究裸眼3D。裸眼3D也分两种,一种是在通常液晶显示面板正面安装局部遮光的狭缝、即“视差格栅(ParallaxBarrier)”功能的面板,通过向左右眼显示不同的影像来达到3D显示的效果。在配备视差格栅的面板内部,通过控制液晶分子来形成狭缝。另一种是装有一定距离的两个透明液晶显示屏同时播放不同景深镜头拍摄的图像的“原位立体”屏。裸眼3D的核心在于观看者左右眼看到不同的图像,但无论通过光还是其他方式来区分图像,观看者与显示屏的距离、角度不同,都会明显影响3D效果。

裸眼3D显示屏的最佳观看位置很狭小,最近国外厂商SeeFront展示的3D显示器上配置了一个摄像头可以拍摄观看者,并通过人脸识别技术判断观看者与屏幕的位置关系,从而调整显示效果,让消费者不用自己移动来找最佳观看位置。不过,普通消费者要真正体验裸眼3D的视觉效果还要一段时间。

记者:OLED是不是我们要关注的下一代显示技术?在发展过程中应注意哪些问题?

欧阳钟灿:我国小尺寸PMOLED已进入规模化生产,现在国内很多公司在国家发改委、工业和信息化部支持下正在进行AMOLED的研究和试生产,这是非常重要的部署,因为尽管日企退出,韩企还在加大研发,一旦大尺寸AMOLED技术突破,我们如不前瞻布置,到时会措手不及。但专业的PMOLED厂商较难做到AMOLED,因为AMOLED主要还是依靠大电流TFT技术。如果新型TFT-LCD技术成熟了,对AMOLED也是一种促进。

另外,液晶面板厂商发展太阳能电池也很有前途。因为TFT-LCD大规模生产薄膜晶体管技术也是大规模生产太阳能电池的现成技术,因此面板厂商应该有一部分精力研究关注太阳能电池。现在我国太阳能电池很热,但是都很低端,并不掌握核心技术,产品效率很低。但是如果向下延伸,TFT厂商做太阳能电池会很有优势,因为毕竟技术相对简单。

加快人才培养培育大企业

记者:技术的开发离不开人才,目前中国大陆人才方面最突出的问题是什么?

欧阳钟灿:我们知道,我国台湾省在1997年提出了“两兆双星”计划:一兆是半导体芯片年产值超一兆新台币。一兆就是液晶显示屏年产值超一兆新台币。为配合这个计划,他们的教育部门同时也提出了一个人才计划,允许台湾各大学在全球招几十个LCD教授。中国大陆目前在大学里基本没有液晶专业。所以在“十二五”期间,要加快培养这方面的人才。为配合新兴产业的发展,今年教育部设置了几十个新专业,有十几个物联网的专业,但很没有提到液晶显示专业。

借鉴我国台湾人才引进的经验,未来我们也应加强人才的引进,但要注意引进人才的同时应培养自己的团队,要善于学习,要把人家的东西学到,通过生产线的建设,培养自己的团队。另外,要产学研结合,高校也要设置相应的专业。现在的问题不是大学生就业难,从有些方面的反馈来看,是大学生专业不对口。

再有一点就是,要把研发的力量加强。韩国LG和三星基本上有1/3的人搞研发,扣除营销人员,真正生产线上的人并不多。由于液晶显示技术一直在不断发展,未来很多技术他们都有储备,因为研发对这些大公司是很重要的。

记者:国际大公司为什么成功,很重要的一个原因是他们有持续的研发投入。目前国内企业在研发投入上是什么状况?就政策层面来讲,应予以怎样的支持?

欧阳钟灿:近年来国家发改委在京东方设立TFT-LCD工艺国家实验室,这是非常好的平台。

企业要利用这个平台进行国产材料的论证,推动国产材料的成长。这个实验室有若干大学及研究所参与其中,合作研究项目不限于TFT-LCD,还包括AMOLED、新型TFT,这是第一个设在TFT-LCD生产企业“官、产、学、研”结合的国家级实验室。

京东方拿出上亿元经费支持实验室的建设,国家发改委、工业和信息化部也都陆续投入专项科研经费,但从人力资源、研究方向的扩展、经费投入上,还有很大的提升空间,与日韩企业有1/3研发人员的投入水平相比,我们还有很大差距。因此,要通过液晶产业培养几个像三星、LG那样的大企业,培育国有龙头企业,政府及企业一定要把研发规模做大。

另外,要继续对液晶的这个新型显示技术进行研究,哪怕是现在还不能用的各式新型显示,如触摸屏技术过去只限于小尺寸手机屏显示,但今年苹果推出的iPhone、iPad对中小尺寸TFT-LCD触摸屏需求的冲击说明LCD产业与技术的发展不仅是平板彩电的转型的需求,还是整个信息产业的需求,因为“显示产业是信息产业的粮食产业”。

国家工程实验室也是和高校合作的一个很好的平台,双方可以通过相互支持,获得反馈,带动科研项目,带动高校相关专业的设置,同时也可以为企业应对未来新技术挑战做好储备。

重视平板显示产业链建设

记者:近年来,国家也相继出台了支持平板产业发展的政策措施,未来应如何支持平板产业发展,你有何建议?

欧阳钟灿:《国家中长期发展规划纲要》和《电子信息产业调整和振兴规划》,这两大文件都提到了平板显示。2009年国家发改委提出支持4大核心产业,即大飞机、核电、芯片、平板显示,这也是国家第一次把平板显示提到这么高的位置。

“十一五”期间我们的显示产业已经做得很好,“十二五”期间应继续加强对平板显示的支持力度。值得一提的是,京东方在合肥自主建设的我国首条第6代TFT-LCD生产线已于2010年10月18日实现量产,并用了不到两个月的时间,产品良品率已达90%以上,这充分说明我国本土企业已基本掌握了液晶显示的核心技术并具备了这一技术的不断再生和创新能力。京东方在北京投建的我国首条8.5代线也开始进入生产准备阶段,将于2011年6月份投产。这是我国显示产业发展史上的一个极其重要的里程碑。

我国是全球最大的彩电生产国和消费国,2009年彩电产量近亿台,其中,液晶平板电视占68.3%。由于多方面原因,我国平板显示产业布局较晚,自主创新能力薄弱,电视生产所需的面板供给能力严重不足,特别是大尺寸电视用面板目前几乎全部依赖进口。据统计,2009年我国液晶面板进口1.8亿块(含中小尺寸),进口金额达350亿美元,居单一产品进口额第4位。2010年1-9月,我国液晶面板进口1.77亿块,同比增长39.5%;进口金额达352.7亿美元,同比增长47.3%,已超过2009年全年进口额。近期国务院颁布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中再次将包括TFT-LCD在内的新兴显示产业作为引领未来经济社会发展的重要产业之一,TFT-LCD显示产业在“十二五”期间必将迎来新一轮快速发展期。

记者:“十二五”期间如何用面板带动上下游产业的发展,同时对面板生产线建设进行合理布局,防止产业过剩?

欧阳钟灿:北京京东方LCD8.5代线的建设将带来从玻璃到整机数字显示产业链在北京数字电视园区上下游产业的发展,康宁LCD玻璃最后落户北京就是这条线带动的结果。

长虹在合肥建设国产显示产业玻璃、乐凯在合肥生产平板显示器件使用的离型膜和保护膜,也都是合肥发展LCD带动的。因此,“十一五”确定的、作为中游的面板产业的6-8条6代以上的LCD生产线将在“十二五”前两年建设量产,其带动的上下游产业的发展将拉动建线地区GDP的极大提高。因此“十二五”前半期,从北京到长三角,从合肥到广州、深圳,由LCD带动上下游产业的发展前景将进一步刺激东北、长江中上游的武汉、四川对发展LCD及其上下游产业发展的需求。因此,为防止产业过剩,国家发改委及工业和信息化部应组织专家在充分调研的基础上统筹我国“十二五”中后期LCD产业的发展规划。

记者:随着近几年我国平板产业的发展,目前在这一领域,我们与国外还存在怎样的差距?

欧阳钟灿:从液晶显示生产线建设来说,差距并不是太大。因为通过这几年的验证,天马4.5代线很成功,京东方北京5代线、成都4.5代线、合肥6代线都很成功,所以差距比较小,不像IC相差好几代。现在差距最大的还是在设备与材料上,LCD关键设备大多掌握在日本企业手中,少数在韩国企业手中,液晶材料、玻璃、各种偏光、彩膜也都从国外进口,光刻机要从美、德进口。进口一台用于TFT-LCD大生产线的光刻机需要几千万到1亿美元,每条线最贵的就是光刻机。未来我们应该支持装备与材料的研发和国产化。

研究应实现从跟踪到超越

记者:中国平板显示产业在发展,全球产业格局在变化,虽然全球经济在复苏,但是这种复苏是非常缓慢而曲折的,未来中国平板产业发展会面对什么样的挑战?

欧阳钟灿:现在看,我们面临发展的好时机,机遇为我们带来产业的大发展,但这又是一个非常严峻的考验,这个考验就是能不能可持续发展的问题。

我们要以长远的眼光看待产业的发展。液晶技术还有很大的发展空间,还需要进行很大的投入,这个投入不光是政府的科技经费的问题,而是要使企业真正感觉到,需要去做研发,需要为未来储备技术。

液晶产业还不是完全成熟,技术还在发展,应该加强液晶显示、新型显示的研究,不要总是跟踪,现在我们大部分是模仿,外国有什么,我们就模仿什么,未来自己要有突破。从今年国内外显示工业展览看,大尺寸、薄型化已不是发展趋势,3D也是发展的如火如荼,因此国内应加强对新型3D显示的研究,特别是裸眼3D显示,要青出于蓝而胜于蓝。这就要从基础层面研究新型显示技术。当前所有厂商都还是从左右眼简单几何光学图像合成来研发3D,真正要做到裸眼3D突破,一定要结合人类视觉成像神经进行科学的基础研究。最近,清华大学生命科学院从英国引进一位理论视觉成像神经科学的千人计划科学家李兆平教授,她所领导的团队正在研究3D显示技术,这应得到国内产业与科研部门的支持。希望我国液晶显示技术有所突破,成为未来的领导者。

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