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地址:北京市海淀區(qū)花園東路32號花園公寓A402室央視對話歐陽鐘燦院士:顯示屏如何變得越來越柔軟?
央視對話歐陽鐘燦院士:顯示屏如何變得越來越柔軟?
顯示是認(rèn)識世界的窗口,是人們獲取信息的途徑。隨著5G通信、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新一代信息技術(shù)發(fā)展,柔性顯示已成為顯示行業(yè)的戰(zhàn)略競爭高地。
柔性顯示有哪些獨特之處?國內(nèi)的技術(shù)水準(zhǔn)如何?未來的發(fā)展方向是什么?柔性顯示的*終形態(tài)是什么?
中國之聲、央視頻攜手中國科協(xié)青少年科技中心,推出全媒體系列科普欄目——大師課堂《科學(xué)家講科學(xué)》。20位院士名家暢談熱點事件,為公眾科普答疑。本期有請中國科學(xué)院院士歐陽鐘燦和中科院理論物理研究所研究員金瑜亮,一起暢談我國柔性顯示的發(fā)展之路。
什么是柔性顯示技術(shù)?它會如何改變?nèi)藗兊纳罘绞剑?/strong>
我們通常所講的“柔性顯示”是指使用柔性基板制備成超薄、超輕、可彎曲產(chǎn)品的顯示技術(shù)。歐陽鐘燦院士介紹,目前來講,柔性顯示主要指“柔性AMOLED技術(shù)”,這個技術(shù)是以柔性基板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的剛性玻璃基板,并采用可主動發(fā)光的有機材料以及柔性封裝技術(shù),顛覆了原有剛性顯示形態(tài),它可以實現(xiàn)任意形狀的顯示產(chǎn)品形態(tài),充分體現(xiàn)這個“柔”字?;谌嵝燥@示技術(shù),手機可以戴在手腕上,平板電腦可以折成小本放進口袋,電視也可以像畫軸一樣自由舒卷。
目前,柔性折疊手機已經(jīng)成為智能手機中的時尚新寵,極大地改變了手機的外觀形態(tài),在增大屏幕尺寸的同時保證了便攜性,大屏娛樂、靚麗外觀、超級便攜、一機全能,各大終端廠商陸陸續(xù)續(xù)推出了其折疊機型,多次更新迭代。車載顯示屏目前呈現(xiàn)出大屏化、多屏化的發(fā)展趨勢,同時為了兼顧汽車的舒適性和**,汽車內(nèi)部更多的是采用弧形和曲面的設(shè)計,柔性顯示屏作為智慧座艙不可缺少的重要組成部分,未來前景廣闊。
卷曲電視、柔性電子書、可視化音箱、柔性科幻飾品等等柔性產(chǎn)品激活了智能家居的人機交互活力。柔性顯示技術(shù)的發(fā)展帶來了諸多家居場景的改變,也更加豐富了智能家居在具體應(yīng)用場景當(dāng)中的想象空間。
柔性AMOLED顯示有哪些獨特之處?未來的發(fā)展方向是什么?
歐陽鐘燦院士介紹,柔性AMOLED顯示屏是由蓋板、偏光片、觸控、顯示、背膜、模組支撐層等構(gòu)成的多膜層結(jié)構(gòu),類似于“千層餅”。與傳統(tǒng)剛性顯示相比,柔性顯示*大的改善是形態(tài)可變,而形態(tài)變化將帶來力學(xué)方面的新要求。以折疊為例,當(dāng)對一塊屏幕同時進行內(nèi)折和外折時,柔性屏幕一邊受壓應(yīng)力,一邊受拉應(yīng)力,對柔性屏的受力能力是一種挑戰(zhàn),同時產(chǎn)生的兩處反向折疊應(yīng)力會導(dǎo)致多膜層及模組結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移,會影響屏幕模組的穩(wěn)定性以及顯示壽命,讓業(yè)界備受困擾。因此在柔性面板設(shè)計時需綜合考慮力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科維度進行技術(shù)開發(fā)。
與剛性顯示相比,柔性顯示的**大改變是將玻璃基底更換為柔性基底,柔性基底要求極高,原因為OLED制程中存在多種高溫及酸堿環(huán)境,極易對材料薄膜產(chǎn)生腐蝕。歐陽鐘燦院士表示,目前采用的柔性基底主要為聚酰亞胺薄膜,也就是我們常說的PI膜。國內(nèi)廠商在封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝開發(fā)方面深耕多年,已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在沸水中保持正常的顯示功能,已完全攻克該技術(shù)難題,且已搭載曲面顯示、折疊顯示等柔性形態(tài)產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)。
折來折去如何保證屏幕的還原性?折痕影響美觀又該怎樣解決?
歐陽鐘燦院士舉了一個例子方便大家理解,以*常見的A4紙來說,它是可以折疊的,但如果把它折疊到100%的折疊狀態(tài),就不可能再變回一張平整的紙了;而如果把A4紙的折疊半徑放寬一點,就是在折疊的位置不要完全折死,留有一定的彎曲半徑,這樣不論你折疊多少次,它都還可以復(fù)原成原本平直的狀態(tài)。所以,這個彎曲半徑就變得十分關(guān)鍵,理論上彎曲半徑越小,它復(fù)原的能力就越差,反之則更好。對折疊形態(tài)而言,折痕是影響美觀的重要因素,而折痕主要是柔性模組材料多次形變引起的材料老化而導(dǎo)致的,因此性能優(yōu)異的柔性模組材料是柔性顯示的一個核心需求。此外,折疊蓋板有透明PI和超薄玻璃兩種,由于超薄玻璃的平彈性、彎折恢復(fù)性等優(yōu)勢,目前呈現(xiàn)從透明PI到超薄玻璃的演進趨勢。
功能集成是柔性顯示的主要趨勢之一,以柔性顯示面板為主體,將觸控、指紋識別、攝像頭等功能集成到面板里,使得面板不僅具備顯示功能,同時還具備觸控、傳感等其他人機交互功能,將顯示屏從單一的信息輸出端升級為信息交互端。全屏首先是提升了柔性顯示的顏值,讓產(chǎn)品看上去更有科技感,接近100%屏占比的柔性全屏可以提供更大的有效顯示區(qū)域,對于視覺體驗有著顯著的提升,顯示效果更加驚艷,且可能會衍生出新的交互方式,如背部指紋識別等。
柔性顯示作為顯示行業(yè)的戰(zhàn)略競爭高地,與國外龍頭企業(yè)相比,國內(nèi)的技術(shù)水準(zhǔn)如何呢?
歐陽鐘燦院士從四個維度分析,從整個柔性顯示產(chǎn)業(yè)格局看,柔性顯示產(chǎn)業(yè)競爭極為激烈,國際上日韓等國家起步較早,而中國則有后發(fā)優(yōu)勢,在政策支持、企業(yè)CHUANG新、市場良性循環(huán)及產(chǎn)業(yè)鏈齊全等因素的驅(qū)動下,國內(nèi)柔性顯示已從跟跑者轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿姓?,逐漸邁入**梯隊。
從新技術(shù)布局角度看,在多折、360°折、滑卷、可拉伸等**柔性顯示方面,國內(nèi)廠商的**產(chǎn)品技術(shù)布局積極,有的頭部企業(yè)已在這5個形態(tài)上均有技術(shù)布局并已經(jīng)推出展品,這表明在這些前端先進技術(shù)方面,國內(nèi)廠商與國外頭部廠商基本處于同一梯隊。
而從產(chǎn)品化能力角度分析,以目前已量產(chǎn)的***的折疊手機為例,國內(nèi)多家面板企業(yè)已經(jīng)量產(chǎn)折疊面板,并實現(xiàn)對頭部手機廠商的規(guī)模出貨,充分表明國內(nèi)在產(chǎn)品化方面實力強大。
在產(chǎn)線產(chǎn)能布局方面,國內(nèi)柔性AMOLED規(guī)模擴張迅速,目前國內(nèi)柔性AMOLED產(chǎn)線約11條,設(shè)計總產(chǎn)能為442K/月,而日韓加起來產(chǎn)線數(shù)量為8條,設(shè)計產(chǎn)能為360K/月,產(chǎn)線數(shù)量、設(shè)計產(chǎn)能均已超過日韓,量產(chǎn)能力**全球??傮w看,國內(nèi)外柔性顯示基本處于同臺競技的競爭格局。
柔性顯示的*終形態(tài)是什么?歐陽鐘燦院士指出,是可拉伸顯示。普通的柔性顯示為單一方向彎曲特性,而可拉伸顯示為任意方向可變型,相當(dāng)于從一維變形升級為二維甚至三維變形,一定程度上滿足真三維顯示的需求,但同時對材料、面板結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝等提出了新的要求。
從顯示發(fā)光技術(shù)角度講,未來Micro LED技術(shù)將比AMOLED技術(shù)更具優(yōu)勢,應(yīng)重點關(guān)注。歐陽鐘燦院士指出,當(dāng)前,光場顯示、激光全息顯示等變革性顯示技術(shù)將推動三維立體顯示發(fā)展,全球都處于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前的研發(fā)階段。對顯示技術(shù)的發(fā)展而言,材料和設(shè)備是關(guān)鍵,人才培養(yǎng)也十分重要,需要有創(chuàng)造性的體系與政策支持。
歐陽鐘燦院士同時提到,應(yīng)用場景方面,可穿戴顯示未來將成為柔性顯示新的應(yīng)用場景,其與現(xiàn)有的衣物、飾品融合,甚至直接貼附于皮膚上,可能將改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣,甚至提供新的社交模式。