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自主知识产权显示技术应考产业化 |
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2/7/2007 9:58:00 AM
佳工机电网
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创新关键技术
近年来，TFT-LCD电视以及面板的生产可以说热得烫手，虽然京东方、上广电、龙腾光电5代面板生产线相继投产，但并没有改变我们不掌握核心技术的尴尬和劣势。低温多晶硅(LTPS)显示技术以及有机TFT(OTFT)器件研究的突破，使我国在液晶显示器件技术方面看到了希望。去年12月，中国科学院长春应用化学所有机TFT器件研究通过了专家验收；北方彩晶低温多晶硅(LTPS)显示技术的研究也已经取得一定进展。
国际上开展OTFT研究已近20年，但如何设计与加工高功能的器件、如何降低加工工艺成本、如何合成兼具高迁移率与环境稳定性的有机半导体材料等，一直是研究瓶颈。中国科学院长春应用化学所研究员闫东航介绍说，他们的研究项目针对OTFT综合性能提高和OTFT-LCD集成的需要，采用有机半导体金属酞氢和新型器件结构，对提高迁移率、稳定性和集成加工工艺进行了有成效的探索和研究。“金属酞氢是很稳定的材料，但迁移率低，我们选择在稳定的材料上提高迁移率的办法研发产品，达到了目前这一比较理想的状态，完全可以与目前的非晶硅TFT媲美。历经5年的努力，我们在显示器件加工工艺、有机薄膜制备、材料合成关键环节上都取得了突破。”
平板电视另一个炙手可热的技术就是PDP(等离子)技术，等离子显示屏的生产技术也基本上掌握在日韩等厂商手中，目前日韩PDP面板生产厂家几乎垄断了全球所有的等离子面板市场。
然而，可喜的是，东南大学已经开始进行等离子显示技术的前期研发，经过漫长的积累之后，东南大学终于在2004年拿出荫罩式等离子体显示器(SM-PDP)研制成果，所制造出的34英寸样机于同年3月通过国家的鉴定和验收。该课题在平板显示重点领域和关键技术上有重大创新和突破，取得了具有完全自主知识产权的原创性科技成果，处于国际领先水平。该成果的取得填补了国家在高清晰平板电视领域具有完全自主知识产权的空白，极大地改变了我国在该领域不掌握核心技术完全依赖国外的状况。
东南大学教授王保平介绍，荫罩式全彩色PDP在技术参数上除了拥有等离子显示技术固有的高亮度、高对比度、亮丽色彩显示等优秀特性外，还可以实现较高的分辨率，这让它既可以做成42英寸以上的大屏幕，也可实现14英寸-40英寸的中小屏幕产品。而日韩企业的等离子体显示技术一直都难以实现高分辨率，只有在屏幕尺寸突破40英寸时才有使用价值。显然，荫罩式全彩色PDP方案有更广阔的适用性，不仅可用于40英寸以上的客厅电视，还可以用于生产40英寸以下的中小屏幕电视机，而过去该领域一向被视作是液晶技术的天下。另外，荫罩式PDP发光效率较高，功耗、发热等指标较现在的产品都有一定的优势，这无疑会受到市场的快速认可。
荫罩式PDP方案出台之后，立刻引起业界的广泛重视，业界人士认为，荫罩式全彩色PDP一举打破了中国彩电企业不掌控等离子电视核心技术的尴尬局面，我国的电视生产也有望首次在核心技术上面获得胜利。
重视标准与专利建设
随着高科技领域技术竞争的日益激烈，技术标准对国家发展的意义变得越来越重要。北京维信诺科技有限公司高裕弟认为，如何在标准制定中实现产业利益的最大化，是业界必须认真考虑的问题。
东南大学教授王保平认为，目前日韩企业的等离子屏大都采用流行的障壁式结构等离子体平板显示技术方案，等离子管由前后玻璃板与障壁构成，其中，障壁的制造是最大的难点。而荫罩式全彩色PDP却独创性采用金属荫罩技术，以CRT生产中常用的荫罩板来代替等离子屏幕中复杂的障壁，其最大优点是制造简单，生产效率、成品率都很高，产品实际制造成本比国外的同类技术产品低30%。目前，该技术已经完成21项专利申请并被授予7项发明专利。
中国科学院长春应用化学所研究员闫东航认为，OTFT与TFT最大的区别是用的材料不一样。TFT是无机器件用非晶硅(或多晶硅)做底板，OTFT是有机器件用塑料做底板，因此，无机材料温度要在450度以上做，而有机器件可以在200摄氏度以下做，因此对衬底的要求就降低了，现在非晶硅都是在比较好的玻璃上做，有机既可以做在玻璃上也可以做在塑料上，因此，有机TFT可以替代现在的非晶硅TFT，另外，如果做在塑料片上，OTFT可以做柔性显示。从工艺上来讲，有机TFT比无机TFT总成本要降低很多，因此产品价格也会随之降低。
“有机TFT工艺窗口没有无机TFT复杂，我们从工艺上做了非常大的改动，改变了器件的结构，不再采用传统的CVD技术，而是采用与有机兼容的技术，因此成本降低很多。近20年国际上才有大公司关注这一技术，因为这一技术与目前的技术兼容，同时又具有非常好的发展性，但如何攻克材料等难关，需要一个漫长的过程，我们做了8年的时间，在基本器件结构、原材料、基本工艺等方面都做了全面的创新，我们拥有20多项专利，围绕这一系统进行了知识产权覆盖。”闫东航介绍。
同时，闫东航强调：“我们做液晶的过程是一个追赶的过程，我们现在做5代而人家已经做8代了，我们原材料的价格与产品的销售价格比较接近，利润空间比较小，所以现有5代线的企业都非常困难，如果采用新的技术，无论是在知识产权上，还是在产品的价格方面，都具有非常强的竞争优势。”
此外，在低温多晶硅(LTPS)显示技术方面，我国也取得一定突破，LTPS是新一代薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的制造工艺，与传统的非晶硅显示器最大差异在于LTPS反应速度较快，且有高亮度、高清晰度等优点。低温多晶硅TFT是今后TFT领域的发展方向，它与非晶硅TFT相比电子迁移率更高，P、N型可控，开口率大、功耗低，使其在液晶显示领域得到广泛的应用。北方彩晶对这一技术的研究已经取得一定进展。
记者观点
虽然经过多年的努力，我国在新型显示器件技术和产品方面取得很大的突破，但在科研成果产业化方面还存在不少问题，有些技术瓶颈还有待突破。正如中国科学院长春应用化学研究所研究员闫东航所强调的，就整个OTFT技术发展来看，还处在即将产业化的前夜，仍然存在很多的技术瓶颈，但是不可否认，在这一领域我们是有话语权的，特别是在知识产权方面，我们的优势明显，如何抓住优势，发展这一产业还需要国家和产业界的共同努力。
合力突破产业化瓶颈
专家希望国家应对科技创新引起关注。科技创新需要长期的投入，希望通过各方努力，使我们的科技创新发展走上健康的发展道路。
自主知识产权的各种显示技术已经发展到产业技术攻关阶段，但要真正实现产业化还有一段路要走。对于闫东航和他的团队研究的有机TFT技术，目前来看，有机TFT技术尚有不成熟之处。例如，还没有通过中试实验，生产线设计需要基础数据支持。这也需要有兴趣的企业把目光看得更长远些，早一些投入。其次，有机TFT技术与现有TFT技术所用的材料有很大的差异，需要建设有市场竞争力的材料供应链。另外，有机TFT技术是新技术，如何与现有TFT技术之间平衡发展不可避免地会出现理解的差异。技术发展是一个长期的任务，不能简单化，要有耐心，要客观对待，面向发展给予多方面的持续支持。
无论是OTFT、荫罩式等离子技术还是OLED、低温多晶硅显示技术，自主知识产权显示技术在研究成果的基础上，还需要跨越产业化这道“门槛儿”。
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