柔性顯示技術(shù)發(fā)展綜述

什么是柔性顯示

柔性顯示器是由柔軟的材料制成的可變形可彎曲的一種顯示裝置。它像紙一樣薄，即使切掉電源，內(nèi)容也不會(huì)消失，因此也被叫做“電子紙”。柔性顯示是一種非常具有前景的顯示技術(shù)，而且發(fā)展迅速，柔性顯示技術(shù)的發(fā)展使得信息的顯示更加靈活多樣。目前研究較多的實(shí)現(xiàn)柔性顯示的主要技術(shù)包括：液晶顯示（LCD）、有機(jī)電致發(fā)光（OLED）、電泳顯示（EPD）。其中，OLED是最目前為止最為理想的顯示技術(shù)。

OLED柔性顯示的特點(diǎn)

OLED很薄，可以裝在塑料或金屬箔片等柔性材料上。不用玻璃而改用塑料的話(huà)，會(huì)讓顯示屏更耐用、更輕。柔性O(shè)LED面板從頂部到底部呈凹型，彎曲半徑可達(dá)700毫米，有驅(qū)動(dòng)電壓低、體積小、重量輕、響應(yīng)速度是液晶的1000倍以上，亮度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于液晶，色彩較液晶更為豐富。

自發(fā)光是OLED技術(shù)的核心，省電是其用于電子設(shè)備的重要優(yōu)勢(shì)。在電池技術(shù)短期無(wú)法突破瓶頸的前提下，智能電子設(shè)備的待電時(shí)間已經(jīng)成為用戶(hù)體驗(yàn)中最重要的環(huán)節(jié)之一。與LCD屏幕相比，OLED屏幕的最大優(yōu)點(diǎn)之一就是在顯示黑色或深色顏色時(shí)更加節(jié)能。在OLED屏幕中，“黑”像素不發(fā)光，因此照亮像素時(shí)需要的電量就比較少。在LCD屏中，整個(gè)屏幕都黑屏的時(shí)候電量消耗依舊很快。由于少了LCD屏幕所需的背光板等部件，OLED屏幕的厚度相較LCD屏幕更加纖薄，使得手機(jī)及其他智能設(shè)備可以做得更加輕薄。總體來(lái)說(shuō)，OLED省電、輕薄、和可彎曲的特點(diǎn)，是其在手機(jī)、智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域爆發(fā)式增長(zhǎng)的前提條件。

柔性顯示的工作原理

OLED是有機(jī)半導(dǎo)體材料和有機(jī)發(fā)光材料在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的技術(shù)。其原理是用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層，相遇后形成激子使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻射后發(fā)出可見(jiàn)光。輻射光可從ITO一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時(shí)也起了反射層的作用。

OLED發(fā)展現(xiàn)狀

OLED技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展期。成本下降導(dǎo)致滲透率快速提升。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)十年的研發(fā)投入和試產(chǎn)，三星公司率先在手機(jī)屏幕（4-6寸）領(lǐng)域降低了OLED的生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)工藝中最重要的蒸鍍步驟的良品出產(chǎn)率，目前的技術(shù)也逐漸成熟起來(lái)，成本逐漸降低，為大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。蘋(píng)果介入OLED領(lǐng)域，成為OLED在顯示面板產(chǎn)業(yè)的里程碑。蘋(píng)果對(duì)智能手機(jī)行業(yè)和供應(yīng)鏈的影響力非常大，此前多次引領(lǐng)科技風(fēng)潮，它的介入使得整個(gè)OLED 產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生了巨大變化。當(dāng)前，面板制造商紛紛加大投資OLED，希望贏得未來(lái)iPhone的業(yè)務(wù)。

根據(jù)信息，2020年全球OLED市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至330億美元。OLED的快速發(fā)展將帶動(dòng)整個(gè) OLED產(chǎn)業(yè)鏈的快速擴(kuò)張，包括制造設(shè)備、材料、組裝等產(chǎn)業(yè)鏈都將孕育巨大的機(jī)遇。由于OLED涉及的各種單體的專(zhuān)利權(quán)大多數(shù)已經(jīng)被國(guó)外企業(yè)控制，且面板生產(chǎn)主要集中在三星、LG和JDI三家，所以國(guó)內(nèi)的企業(yè)要直接提供單體產(chǎn)品面臨著較高的專(zhuān)利門(mén)檻和客戶(hù)壁壘。國(guó)內(nèi)企業(yè)主要供應(yīng)OLED材料的中間體和單體粗品，銷(xiāo)往歐、美、日、韓等地，再將單體粗品進(jìn)一步合成或升華成單體，面板生產(chǎn)企業(yè)將多種單體蒸鍍到基板上面，形成OLED材料層。

目前，發(fā)光層、空穴傳輸層和電子傳輸層材料生產(chǎn)技術(shù)都被國(guó)外巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)還處于研發(fā)階段。

OLED面臨的技術(shù)難題

5.1 OLED封裝技術(shù)難題

柔性封裝是柔性 OLED的第*門(mén)檻。OLED所涉及的電子元件與空氣和水接觸后容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致電路短路或者故障，所以封裝對(duì)于OLED電路元件的正常使用至關(guān)重要。目前主要封裝技術(shù)主要有蓋板封裝和薄膜封裝。蓋板封裝雖然簡(jiǎn)單有效，但最大問(wèn)題在于無(wú)法滿(mǎn)足柔性顯示需求，OLED最大優(yōu)勢(shì)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

5.2 OLED色彩純度難題

OLED存在色彩純度不夠的問(wèn)題，不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。以紅色來(lái)說(shuō)，LCD可呈現(xiàn)出來(lái)的顏色可以是純紅色，但同一個(gè)紅色在OLED上面卻是橘紅色。

5.3 OLED壽命難題

OLED的壽命也是一大問(wèn)題。因?yàn)镺LED是有機(jī)高分子材料，藍(lán)光壽命上有一定缺陷，長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)色差。OLED壽命通常只有5000小時(shí)，要低于LCD至少1萬(wàn)小時(shí)的壽命。低玻璃轉(zhuǎn)移溫度的有機(jī)材料易受到操作環(huán)境的溫度或是OLED組件內(nèi)部產(chǎn)生的焦 耳熱影響，膜層產(chǎn)生結(jié)晶型態(tài)，改變有機(jī)材料原本的物理性質(zhì)，進(jìn)而造成OLED亮度衰退、壽命減短問(wèn)題。

OLED技術(shù)難題解決方案

6.1 OLED封裝問(wèn)題解決方案

針對(duì)封裝難題，使用薄膜封裝，也就是柔性封裝，則可以解決這一問(wèn)題。同時(shí)對(duì)于剛性O(shè)LED來(lái)說(shuō)，薄膜封裝技術(shù)有著減輕顯示器重量、降低成本的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)未來(lái)柔性顯示的需求不斷提升，市面上柔性O(shè)LED也將供不應(yīng)求，故柔性封裝材料也將逐漸取代蓋板封裝材料。薄膜封裝材料通常采用的是對(duì)水氧具有高阻隔性的水汽阻隔膜。

6.2 OLED色彩純度問(wèn)題解決方案

針對(duì)畫(huà)面顯示色彩純度問(wèn)題，目前許多全彩色化技術(shù)也應(yīng)用到了OLED顯示器上，顯示器全彩色是檢驗(yàn)顯示器是否在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志，RGB像素獨(dú)立發(fā)光，光色轉(zhuǎn)換和彩色濾光膜等各具優(yōu)點(diǎn)的發(fā)光技術(shù)都應(yīng)用在不同的柔性顯示產(chǎn)品上以提升其色彩純度。

6.3 OLED壽命問(wèn)題解決方案

影響OLED壽命衰退的因子，可將其區(qū)分為內(nèi)在和外在兩種。所謂的外在因子，就是指OLED壽命衰退并非與OLED本身組件結(jié)構(gòu)或是所使用的有機(jī)材料有關(guān)。而造成外在因子的最大來(lái)源就是環(huán)境中的水氧，由于OLED內(nèi)有機(jī)材料與高活性金屬陰極對(duì)于環(huán)境中的水氧皆相當(dāng)敏感，受侵蝕的位置當(dāng)OLED通電時(shí)即呈現(xiàn)不發(fā)光的黑點(diǎn)，而黑點(diǎn)將會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而慢慢變大，使得真正發(fā)光的區(qū)域越來(lái)越小，造成OLED亮度衰退的現(xiàn)象。改善OLED組件中黑點(diǎn)生長(zhǎng)最直接有效的方式，就是透過(guò)良好的封裝和具有吸濕能力的干燥劑來(lái)克服。

所謂內(nèi)在因子，歸咎于OLED本身組件結(jié)構(gòu)或是所使用的有機(jī)材料上。研究?jī)?nèi)在因子無(wú)法以單一的機(jī)制來(lái)解釋清楚所有的衰退現(xiàn)象。穩(wěn)定的有機(jī)材料和改善組件發(fā)光效率是提升OLED壽命的關(guān)鍵之一，改善電子注入層（EIL）和金屬陰極間電子注入的能障，能有效改善OLED壽命初期衰退的問(wèn)題。降低電極和有機(jī)層界面能階差，能有效延長(zhǎng) OLED壽命。

OLED發(fā)展前景&建議

據(jù)Displaybank預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年將迎來(lái)柔性顯示屏的爆發(fā)期，市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)數(shù)百億美金。面對(duì)柔性顯示屏的巨大市場(chǎng)，要想把握好行業(yè)機(jī)遇，打破國(guó)際壟斷，國(guó)內(nèi)的柔性面板行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：加強(qiáng)本土人才培養(yǎng)和技術(shù)積累，增強(qiáng)企業(yè)自主創(chuàng)新能力，夯實(shí)企業(yè)在全球面板行業(yè)的話(huà)語(yǔ)權(quán)；加強(qiáng)與整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的融合，從原材料、生產(chǎn)設(shè)備、制造工藝等方面尋求轉(zhuǎn)型升級(jí)，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同合作，推進(jìn)柔性AMOLED顯示形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模；勇于探索未來(lái)顯示技術(shù)的發(fā)展和需求，積極做好前瞻性的產(chǎn)業(yè)布局。