【屏幕革命】显示器屏幕换代

时间：2019-04-07 03:15:13　来源：雅意学习网本文已影响人

　　2012年或许将成为柔性显示屏大规模商业化应用的元年。今年3月，三星发布消息称将大规模生产柔性OLED（有机发光二极管）显示屏，5月15日，该公司又称接到大量“柔性OLED显示屏”订单，这种屏幕不仅可以卷曲，而且充分发挥了“以柔克刚”的特性，不易破碎，因为其衬底用的是聚酰亚胺涂层基板，而非玻璃。
　　那么，在消费电子领域被极力推崇的柔性OLED屏究竟是何方神圣？或许你已经觉得液晶显示屏（LCD）已经拥有了相当优质的色彩和画面显示，然而相较于OLED来说，那只是“雾里看花”，LCD显示存在着视角窄、响应速度慢（毫秒级）、工作温度范围小、背投发光等问题。OLED的自发光的特质，使其在仅使用显示功能时基本不耗电，相当环保节能，同时在画面显示的清晰度、对比度、亮度较LCD更有质的飞跃。在OLED显示屏上欣赏自然风景视频时，有如临窗而观，它能完整显示三维图像和所有自然界的色彩。看了LCD屏幕后再看OLED屏幕，那感觉就如同《绿野仙踪》中的桃乐丝第一次打开通往仙境的大门。此外，OLED微秒级的响应速度，使得画面不会因物体快速闪过而出现烦人、可怕的“鬼影”，单是这个优点就足以令OLED屏幕成为大型游戏的首选显示器。
　　虽然尚未启动大规模商业化应用，但OLED显示技术早已于50年前出现，但直到1987年柯达公司的华人科学家邓青云博士制造出第一个具有实用价值的OLED器件，才使得OLED的商业化应用有了突破性的发展。此后20年间，成千上万与OLED相关的专利技术相继诞生，柯达、三星、爱普生、杜邦、CDT等公司均拥有相关专利。吊诡的是，根据美国授权OLED专利的数据，作为OLED技术开创者，已经申请破产保护的柯达曾一度是世界上拥有该类专利最多的公司。
　　随着技术的突破，OLED产业链已形成了以设备制造、材料制造、零件组装为上游，OLED显示器制造为中游，延伸至各类终端消费品的格局。如今在手机、电视、汽车等领域的OLED技术商业化应用已非罕见，如三星便宣布将于今年年底推出大尺寸量产OLED电视。中国科学院上海有机化学研究所房强博士表示，作为目前全球最大的OLED屏幕生产商，三星的起步其实并不早，“虽然在制造OLED器件的环节会出现亏损，但是三星公司能实现全产业链的结合，在后方得到补贴，手机、电视等产品是赚钱的。曾经的领先者柯达公司就是因为没有与后端工业结合而不得已将专利卖给了LG等公司。国内的生产商如长虹、TCL，由于没有多少知识产权，材料供应上受到制约”。
　　去年12月，在见惯了iPhone的各种概念视频后，一款名为YOUM的概念手机视频仍然让人们惊叹不已。这段由三星公司推出的概念手机拥有一整块透明的OLED显示屏，除此之外并没有任何按钮，它可以任意翻折，或为手机，或是展开变成平板电脑，并能投影出3D效果。虽说关于OLED的各种梦幻造型及应用的想象来得最为猛烈，但电泳显示（EPD）技术的商业化应用则要广泛得多。飞利浦集团推出的世界第一款可卷曲屏幕的手机Readius，使用的就是EPD显示技术。
　　但是作为柔性显示屏中的“梦幻显示器”，OLED屏确实有“过人之处”。OLED显示屏的核心区厚度仅为微米级（LCD为毫米级），采用的是“三明治结构”，即将有机材料夹于两个电极之间。由于OLED的全固态结构，使得其抗震性、温度适应性明显优于类似液体的LCD结构。其抗弯曲能力强的特点则使得其更有先天优势，因为LCD的图像取决于聚合物之间的单元间隙，面板的弯曲会造成间隙改变，进而影响图像质量。
　　尽管柔性OLED器件自身具备很多优势，但正如Forrester首席分析师弗兰克.吉莱特所说，一个真正可以实现卷曲的设备对工程师们来说简直就是噩梦，因为其中的器件必须做得非常耐磨，Display Search新显示技术研究副主席詹妮弗.克尔格罗夫也认为，耐用度将成为柔性显示屏的主要挑战。
　　另一个棘手的技术难题是柔性衬底和封装技术。要实现屏幕的卷曲效果，柔性衬底是必不可少的。当前柔性衬底主要有金属箔片、聚合物衬底和超薄玻璃，除少数企业（如LG）采用超薄不锈钢衬底外，大部分企业采用的是质量轻、弯曲性能佳的聚合物衬底。但是，若采用传统制程，聚合物衬底不能承受部分高温工序，在制作过程中会变形甚至熔化，这也暴露了柔性衬底熔点低、平整性差的问题。而三星此番之所以能推出采用聚酰亚胺涂层基板作为衬底的柔性OLED显示屏，中国科学院高分子物理与化学国家重点实验室的马东阁教授认为，关键在于其采用了“有机与无机材料交替的薄膜封装技术”。无机材料可以实现防水防氧的作用，有机材料则可以解决前者较脆的问题。
　　近几年，科学家们对于用石墨烯材料作为OLED器件的透明阳极产生了浓厚的兴趣，中国科技大学材料科学与工程系的朱彦武教授认为，石墨烯确实具有高透明度、高电导和高机械强度等特点，也表现出了一定程度的柔软性，其作为柔性显示屏的可能性是存在的，但还需要一定的技术突破和一段时间进行产业化摸索。在这方面，三星电子已投入了非常大的资金和精力，努力实现大面积、高质量石墨烯透明电极的批量生产。但是，石墨烯薄膜的制备和透明电极相关的工艺尚未成熟，存在着控制性、成本、稳定性等方面的问题。
　　还有一个值得思考的问题是，我们为什么要卷曲的屏幕？弗兰克.吉莱特表示，如果柔性显示屏更加节能环保，那么厂商们完全可以忽略可卷曲这个功能，只要它更省电就可以了。另外一个主要因素是：柔性显示屏薄而轻，而且不易破碎，这给设计者带来了极大的发挥空间。分析师们预测，拥有柔性OLED显示屏的手机或许最快在今年年底就能与消费者见面，平板电脑也将于次年上市。但是就目前的产能看，三星每年只能生产96万件柔性OLED显示屏。如果仅仅是苹果系列产品加入柔性显示屏的行列，就需要数百万块屏幕，目前的产能显然是不够的。（文/邱月烨制图/阿耀）

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