国产柔性材料“硬”起来电子显示屏才能“软”下去

　　国产柔性材料“硬”起来电子显示屏才能“软”下去

　　本报记者 金 凤

　　聚焦新材料②

　　我国在柔性电子和柔性显示领域具有较好的积累，前沿基础研究方面与发达国家处于同一起跑线上，但产业技术发展相对滞后。这需要产学研紧密融合联动，让国产材料与面板制造装备在产业发展过程中不断融合、迭代，协同推进。  

　　赖文勇 有机电子与信息显示国家重点实验室执行副主任、南京邮电大学教授

　　从去年在中国上市的三星Galaxy Z Fold2 5G到今年华为推出的Mate X2，再到近日小米春季新品发布会的MIX FOLD，折叠屏手机凭借炫酷的“开合之美”和大屏显示的全新视觉体验，备受关注。而柔性显示材料则是支撑折叠屏手机的肱骨。

　　由于柔性显示材料的加持，信息的显示更加灵活多样，在可以预见的未来，柔性显示可以在智能穿戴、智能车载、介入式医疗、自动驾驶等领域大显身手。

　　近年来，我国学界和产业界在柔性显示关键材料领域多有发力。有专家建议，应加快国产柔性显示关键材料与生产装备的产业化融合，在增加研发投入、突破技术壁垒和专利限制的同时，加强与面板企业的沟通交流，增强技术配套能力，加快新产品的开发导入，扩大可供材料范围，更好满足下游对于高规格技术材料的要求。

　　自发光的OLED器件成柔性显示主流

　　有机发光二极管（OLED）作为一种“柔性器件”，是制造当下可折叠手机、平板电脑、电视屏幕的宠儿。

　　“OLED技术是基于有机发光半导体材料的显示技术，有机材料天然就具有柔性特征，这是其能实现柔性显示应用的关键。与LCD相比，OLED最大的特点是无需背光源，就可以自发光，且自发光的色域控制、视角控制都优于LCD，这使得OLED的显示色彩更鲜艳，角度也广。”有机电子与信息显示国家重点实验室执行副主任、南京邮电大学教授赖文勇教授告诉科技日报记者，由于不需要背光源，OLED的显示屏也更轻薄。

　　我国OLED的科研起步较早，1996年清华大学就成立了OLED项目组。2001年，在此项目组的基础上，维信诺公司在北京成立，进行OLED显示技术的自主研发。随后，清华大学教授邱勇带领这支团队首次把OLED产品应用到“神七”舱外航天服上，并主持设计了我国第一条OLED大规模生产线。在经历10多年的攻关后，“有机发光显示材料、器件与工艺集成技术和应用”最终为他们赢得2011年度国家技术发明奖一等奖。

　　产业界对于柔性显示的探索也领风气之先。中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所研究员欧阳钟灿介绍，从2001年起，京东方就开始着手研究主动矩阵有机发光二极管（AMOLED），并首次设计出全球独有的针对外折的AMOLED产品多膜层结构，实现了曲率半径5毫米条件下20万次弯折。2017年，国内首条、世界第二条的第六代AMOLED生产线在成都京东方实现量产。该生产线应用全球最先进的蒸镀工艺，并采用柔性封装技术，可实现显示屏幕弯曲和折叠。

　　“OLED显示的难点在于复杂的工艺，要在玻璃基板上涂一层液体，烘干后成膜，再在这张膜上刻蚀OLED，而OLED有电子传输层、空穴传输层、发光层等多层结构，每一层又都需要薄膜封装，要让每一层的材料相互兼容，每一步都有很多技术挑战。”欧阳钟灿说。

　　各种柔性材料让显示屏“身段”变软

　　进入OLED时代，为了实现柔性可折叠，就需要将现有显示屏中的刚性材料替代为柔性材料。

　　“柔性显示从基板到封装，乃至最后的保护层，都需尽量采用可以弯折卷曲的柔性材料，来实现显示屏幕的弯曲和折叠。”欧阳钟灿告诉记者，柔性显示的关键材料除了OLED器件外，还包括柔性基板聚酰亚胺（PI）薄膜、柔性聚合物

　　膜、柔性阻隔膜、圆偏光片等。

　　其中，PI薄膜以及柔性阻隔膜都属于颠覆性材料，也代表了最前沿的材料技术。PI是耐热性最高的工程塑料材料，耐温超过400℃。同时它的力学性能好、电绝缘性能好，可以通过分子设计实现不同加工特性和物理特性。这意味着PI是一种替代透明玻璃的理想基底膜材料。

　　“柔性聚合物膜材料则具有高感光性，可形成精细度高的图形，在高温下放出的杂质气体少，能减少OLED发光器件的腐蚀；另外材料的断裂伸长率高，具有优良的弯折性能，不会造成脆断。”欧阳钟灿说。

　　柔性阻隔膜具有较高的可见光透明性，作为柔性外层保护层时，硬度比较高，耐刮擦能力强，阻隔膜通常带有特有的抗静电黏结剂，可避免显示电路的静电击伤；另外阻隔膜还有超强的弯折恢复性，具有多次弯折能力。