“全柔顯示”未來(lái)可期

谷月

人們或許很快就能買到屏幕可以被拉伸得更大的智能電視、手機(jī)等電子產(chǎn)品。

不久前，LG Display表示，自今年開始，將致力于開發(fā)“可伸縮”屏幕，目標(biāo)是在2024年之前，生產(chǎn)出一種可延長(zhǎng)20%的拉伸顯示屏。在柔性電子設(shè)備方興未艾的今天，可拉伸屏成為顯示領(lǐng)域瞄準(zhǔn)的下一個(gè)目標(biāo)。

“可伸縮”是未來(lái)顯示主流

根據(jù)LG Display公開的資料，可拉伸屏幕就像橡皮筋一樣具有彈性，不僅可以實(shí)現(xiàn)自由形態(tài)，還能避免畫面發(fā)生變形和扭曲。以電視為例，人們?cè)诳雌胀娨晞r(shí)，屏幕保持4：3或者16：9的比例，但是當(dāng)看電影時(shí)屏幕又可以拉伸至21：9等。

與已商用的可彎曲、可折疊等柔性顯示屏相比，可拉伸屏幕的應(yīng)用將具有更大的自由度和發(fā)揮空間，如用于智能設(shè)備、飛機(jī)和汽車顯示、可穿戴電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。

據(jù)了解，目前除了LG Dis-play外，蘋果、三星已經(jīng)申請(qǐng)多項(xiàng)拉伸顯示的專利，國(guó)內(nèi)企業(yè)京東方、TCL科技、華為等也在積極立項(xiàng)研究拉伸顯示。

維信諾創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)李俊峰表示，滑移、卷曲和可伸縮將是下一代柔性顯示的主流形態(tài)。未來(lái)行業(yè)將朝著“壘柔顯示”發(fā)展，即屏幕可沿任意軸向折疊或拉伸。

李俊峰透露，根據(jù)韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的最新研究，基底拉伸率最大可以達(dá)到30%。這意味著，可拉伸顯示市場(chǎng)具備很大的發(fā)展空間。

“應(yīng)力控制”是第一道關(guān)卡

提到拉伸顯示，就不得不提到柔性O(shè)LED屏幕。作為拉伸顯示的基礎(chǔ)，柔眭OLED屏幕如實(shí)現(xiàn)可拉伸形態(tài)，首先要克服的就是應(yīng)力作用。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，從驅(qū)動(dòng)背板到顯示模塊再到封裝層，三部分都要優(yōu)化設(shè)計(jì)，使屏幕具有延展性。

在驅(qū)動(dòng)背板中，金屬導(dǎo)線十分纖細(xì)，雖然具有一定延展性但也十分有限。除了金屬導(dǎo)線外，驅(qū)動(dòng)背板中還存在無(wú)機(jī)材料。金屬導(dǎo)線之間的介質(zhì)層就是無(wú)機(jī)物（如氧化硅、氮氧化硅等），該無(wú)機(jī)介質(zhì)層在應(yīng)力的作用下很容易斷裂。OIED面板的薄膜封裝為有機(jī)層和無(wú)機(jī)層交疊的復(fù)合結(jié)構(gòu)。無(wú)機(jī)層在拉伸的過(guò)程中也會(huì)受應(yīng)力作用而脆斷，導(dǎo)致阻隔水蒸氣和氧氣成為必須克服的問題。

此外，在顯示模塊中，紅綠藍(lán)子像素的排列方式關(guān)系到屏幕的顯示效果。OLED有機(jī)發(fā)光材料有其特定的排列順序。在拉伸的過(guò)程中，如何配合拉伸效果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是需要被考慮的。

“從器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，將拉伸產(chǎn)生的應(yīng)力從顯示區(qū)域轉(zhuǎn)移到非顯示區(qū)域進(jìn)行緩沖是一種很好的思路?！辟惖项檰栵@示領(lǐng)域高級(jí)分析師劉暾在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，首先，通過(guò)像素重新進(jìn)行整合和設(shè)計(jì)，把整片像素排列區(qū)塊化。然后蛇形布線，將驅(qū)動(dòng)電路中的連接導(dǎo)線留有伸縮余量，且導(dǎo)線外層包裹有機(jī)材料，使其在拉伸的過(guò)程中不容易斷裂。

“如果將驅(qū)動(dòng)電路想象成大海，那么區(qū)塊化的像素就是一座座‘孤島。而‘島與‘島中間的‘海洋就是非顯示區(qū)域?！眲㈥辗治龇Q，這樣通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以保證顯示區(qū)域不受應(yīng)力影響，而非顯示區(qū)域可以起到緩沖作用。如果膜層透明化，當(dāng)非顯示區(qū)域增多時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)透明顯示。

可拉伸產(chǎn)品存在諸多挑戰(zhàn)

如今，柔性O(shè)LED顯示產(chǎn)業(yè)正處在快速發(fā)展期，以此為創(chuàng)新的拉伸顯示產(chǎn)品的落地還需要多久？

中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)液晶分會(huì)副秘書長(zhǎng)胡春明在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)認(rèn)為，屏幕從不能拉伸到能拉伸，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”的突破，而如果要做到更貼近消費(fèi)者，不僅需要拉伸效果好，還要實(shí)現(xiàn)相對(duì)完美、清晰的顯示效果，而這還需要很長(zhǎng)時(shí)間。

從生產(chǎn)角度來(lái)看，可拉伸OLED顯示屏目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到量產(chǎn)要求。首先，OLED顯示屏的制作過(guò)程本身已經(jīng)十分困難，如果再將其做成可拉伸顯示屏，需要將其劃分為數(shù)個(gè)平方厘米甚至平方毫米的“像素島”，工作量和困難程度很大。其次，OLED器件制作完成后必須進(jìn)行封裝，為達(dá)到阻水阻氧的效果，對(duì)封裝技術(shù)要求非常高。而如果要實(shí)現(xiàn)屏幕的可拉伸，則需要將每個(gè)“像素島”獨(dú)立封裝，工作量和困難程度更大。

從應(yīng)用角度來(lái)看，可拉伸產(chǎn)品存在諸多挑戰(zhàn)。第一，屏拉伸次數(shù)如果超過(guò)一定限度，有可能出現(xiàn)器件老化問題，導(dǎo)致亮度下降、產(chǎn)生黑點(diǎn)與暗線等損傷;第二，由于顯示區(qū)域做成島狀結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于增加非顯示區(qū)域的面積，在一定程度上影響了分辨率;第三，拉伸顯示產(chǎn)品的落地還需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈的密切配合，全生態(tài)都要“柔”起來(lái)。例如，柔性電池、OTFT驅(qū)動(dòng)等新材料的導(dǎo)人和開發(fā)，對(duì)于拉伸顯示的進(jìn)化至關(guān)重要。

“拉伸性能越好，對(duì)于整體器件的優(yōu)化需求就越大，制造難度也越大，包括材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面都要反復(fù)驗(yàn)證，不可能一蹴而就。”劉暾強(qiáng)調(diào)。