北京冬奧會開幕式“致敬人民”環(huán)節(jié)。 　　新華社記者 李 尕攝

觀眾參觀裸眼3D展示。 　　新華社記者 王全超攝

　　今年1月16日出版的第二期《求是》雜志發(fā)表習(xí)近平總書記重要文章《不斷做強(qiáng)做優(yōu)做大我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)》，文章指出：“要聚焦集成電路、新型顯示、通信設(shè)備、智能硬件等重點(diǎn)領(lǐng)域，加快鍛造長板、補(bǔ)齊短板，培育一批具有國際競爭力的大企業(yè)和具有產(chǎn)業(yè)鏈控制力的生態(tài)主導(dǎo)型企業(yè)，構(gòu)建自主可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)。”多年來，我國顯示技術(shù)快速發(fā)展，顯示產(chǎn)業(yè)升級躍遷，功能豐富的顯示屏不斷涌現(xiàn)，持續(xù)為數(shù)字生活增色添彩。

　　2022年2月4日晚，第二十四屆冬季奧林匹克運(yùn)動會開幕式在北京國家體育場舉行。“致敬人民”環(huán)節(jié)中，運(yùn)動員優(yōu)美地滑行在浩瀚的冰雪“運(yùn)動場”上。這個“運(yùn)動場”，正是中國自主設(shè)計制造的1萬多平方米大地智慧顯示屏。北京冬奧會開幕式不僅打造出夢幻般的冰雪世界，也讓中國顯示技術(shù)的創(chuàng)新成果驚艷亮相。

　　視覺是人類獲取信息的重要途徑，顯示技術(shù)讓人類通過視覺獲取到的信息呈幾何級數(shù)增長。電視機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)、城市建筑的高清大屏、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)設(shè)備……正是各式各樣的顯示技術(shù)產(chǎn)品，讓我們看到了更加豐富多彩的大千世界。

　　顯示技術(shù)發(fā)展歷程

　　1897年，物理學(xué)家發(fā)明了CRT（陰極射線管），這是世界上最早的電子顯示器，拓展了人類社會信息傳遞的形式。1939年第一臺黑白電視機(jī)誕生，從此人們不僅可以聞其聲，也能見其人。隨著技術(shù)成熟，CRT顯示屏幕越來越大，顯示效果越來越好，但存在笨重、尺寸受限、不能移動等缺點(diǎn)。

　　液晶的發(fā)明開辟出顯示技術(shù)新領(lǐng)域。1888年，奧地利植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種隨溫度變化而在固液之間轉(zhuǎn)換的中間態(tài)，這種物質(zhì)具有液體的流動性，同時在光學(xué)上表現(xiàn)出晶體的各向異性，被稱為“液晶”。100多年后，液晶廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、電子表等產(chǎn)品中，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初具規(guī)模。液晶顯示使十幾公斤重的手提電腦降到幾公斤，極大地方便了人們的工作生活。

　　隨著技術(shù)進(jìn)步，TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示）閃亮登場，它應(yīng)用廣泛，是目前最成熟、產(chǎn)業(yè)鏈最完整的主流顯示技術(shù)。其典型結(jié)構(gòu)類似三明治，在兩片玻璃中間夾著液晶材料，其中包含上偏振片、彩色濾光片、液晶層、TFT陣列基板、下偏振片和背光模組等6個部分。其顯示原理是利用電壓控制液晶分子的排列，進(jìn)而改變光的偏振性能，實(shí)現(xiàn)圖像和文字的顯示。這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅速，其對比度、分辨率、刷新率、色域等取得巨大突破，多項(xiàng)顯示參數(shù)接近人眼視覺極限，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、顯示器、電視等電子產(chǎn)品。近年來，在Mini LED（次毫米發(fā)光二極管顯示）背光技術(shù)加持下，液晶產(chǎn)品的色域更廣、亮度和對比度更高，未來可在車載、家居、教育、醫(yī)療等各類應(yīng)用場景中大顯身手。

　　液晶顯示高速發(fā)展的同時，OLED（有機(jī)發(fā)光二極管顯示）技術(shù)登上舞臺。這是一種具有多層有機(jī)薄膜結(jié)構(gòu)的自發(fā)光器件，相比于液晶，具有響應(yīng)快、高色域、高對比度、可柔性等優(yōu)勢。2008年，OLED顯示屏首次在智能手機(jī)上應(yīng)用，今天已經(jīng)成功應(yīng)用于折疊手機(jī)，實(shí)現(xiàn)外折、內(nèi)折、360度折疊、卷曲等多種形態(tài)。除了手機(jī)，平板電腦應(yīng)用這一技術(shù)也可實(shí)現(xiàn)折疊，電視則可以像畫軸一樣舒展。當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)集成屏下指紋識別、屏下人臉識別、屏下攝像等功能時，會實(shí)現(xiàn)真正的“全面屏”顯示效果。未來，OLED技術(shù)將在顯示領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。

　　近年來流行的Micro LED（微米量級發(fā)光二極管顯示）技術(shù)具有芯片尺寸小、自發(fā)光等特點(diǎn)，在亮度、色域、分辨率、對比度、功耗、壽命、響應(yīng)時間、熱穩(wěn)定性等顯示性能方面擁有優(yōu)勢，是一項(xiàng)充滿潛力的技術(shù)。借助無縫拼接、可定制化形態(tài)的特性，這一技術(shù)可以應(yīng)用在超大尺寸顯示領(lǐng)域，也可以應(yīng)用在微顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。

　　還有更多前沿顯示技術(shù)值得期待。量子點(diǎn)發(fā)光顯示、光場顯示、全息顯示等將是顯示技術(shù)的探索方向。另外，在5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的帶動下，顯示技術(shù)、顯示產(chǎn)業(yè)也將發(fā)生變革，為人們提供更舒適、更便捷的視覺信息獲取方式。

　　我國顯示產(chǎn)業(yè)崛起

　　我國從20世紀(jì)末開始探索和發(fā)展顯示產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過20多年“引進(jìn)、消化、吸收、自主創(chuàng)新”，已經(jīng)成為全球液晶顯示技術(shù)的引領(lǐng)者。我國顯示產(chǎn)業(yè)的崛起，折射出我國從制造大國邁向科技強(qiáng)國的發(fā)展步伐。

　　這一發(fā)展過程主要包括三個階段。第一階段是探索。20世紀(jì)90年代，CRT技術(shù)發(fā)展如日中天，但平板顯示技術(shù)的替代已初露端倪。國內(nèi)企業(yè)敏銳意識到技術(shù)變革的到來，經(jīng)過對產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的研判，正確選擇了液晶顯示作為發(fā)展方向，1998年開始戰(zhàn)略布局和技術(shù)積累。第二階段是突破。多條液晶顯示生產(chǎn)線的成功建立，使中國顯示產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，結(jié)束了中國大陸沒有自主液晶顯示屏的時代，實(shí)現(xiàn)全系列液晶屏國產(chǎn)化。第三階段是引領(lǐng)。2012年，中國大陸顯示面板產(chǎn)能達(dá)到全球10%；2017年，中國成為顯示面板出貨量第一的國家；2021年，中國在全球顯示市場銷售額為648億美元，總份額達(dá)41.5%。無論是技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是市場占有率等，中國顯示產(chǎn)業(yè)都已位居全球引領(lǐng)者地位。

　　盡管我國在顯示領(lǐng)域已經(jīng)取得顯著成就，但我們依然要重視全球顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，正視技術(shù)、材料、設(shè)備等方面存在的不足，時刻保持危機(jī)意識，加快創(chuàng)新步伐。在新型顯示技術(shù)布局上，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地時不我待，特別要提高關(guān)鍵材料和設(shè)備的國產(chǎn)化率，提升我國顯示產(chǎn)業(yè)鏈的自主化能力。只有加大新型顯示技術(shù)研發(fā)力度，持續(xù)加速產(chǎn)業(yè)鏈上下游國產(chǎn)化進(jìn)程，才能讓中國顯示產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

　　集成電路與新型顯示并稱“一芯一屏”，在高端制造業(yè)中具有重要地位。過去很長一段時間里，“缺芯少屏”難題限制了我國顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如今，我國顯示技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已經(jīng)位居世界前列，曾經(jīng)動輒上萬元的液晶電視，如今只需幾千元就可以買到，實(shí)實(shí)在在地為百姓帶來了實(shí)惠，其背后凝結(jié)了無數(shù)科研人和產(chǎn)業(yè)人的智慧與心血。

　　創(chuàng)新永無止境。在萬物互聯(lián)時代，顯示技術(shù)作為重要角色，將以蓬勃的生命力賦能更多應(yīng)用場景。我們應(yīng)緊抓物聯(lián)網(wǎng)與顯示技術(shù)深度融合的發(fā)展趨勢，積極構(gòu)建物聯(lián)生態(tài)，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入更多活力。

　　（作者為中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院理論物理研究所研究員） 

　　制圖：趙偲汝  

　　推薦讀物

　　《TFT-LCD原理與設(shè)計》：馬群剛著；電子工業(yè)出版社出版。

　　《新型顯示技術(shù)》：高鴻錦、董友梅等編著；北京郵電大學(xué)出版社出版。

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