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可拉伸屏幕,顯示領域的下一個目標

電子信息產業網消息:

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、手機等電子產品。

不久前,LG Display表示,自今年開始,將致力于開發“可伸縮”屏幕,目標是在2024年之前,生產出一種可延長20%的拉伸顯示屏。在柔性電子設備方興未艾的今天,可拉伸屏成為顯示領域瞄準的下一個目標。

“可伸縮”是未來顯示主流 

根據LG Display公開的資料,可拉伸屏幕就像橡皮筋一樣具有彈性,不僅可以實現自由形態,還能避免畫面發生變形和扭曲。以電視為例,人們在看普通電視劇時,屏幕保持4∶3或者16∶9的比例,但是當看電影時屏幕又可以拉伸至21∶9等。

與已商用的可彎曲、可折疊等柔性顯示屏相比,可拉伸屏幕的應用將具有更大的自由度和發揮空間,如用于智能設備、飛機和汽車顯示、可穿戴電子產品等領域。

據了解,目前除了LG Display外,蘋果、三星已經申請多項拉伸顯示的專利,國內企業京東方、TCL科技、華為等也在積極立項研究拉伸顯示。

維信諾創新研究院院長李俊峰表示,滑移、卷曲和可伸縮將是下一代柔性顯示的主流形態。未來行業將朝著“全柔顯示”發展,即屏幕可沿任意軸向折疊或拉伸。

李俊峰透露,根據韓國科學技術院的最新研究,基底拉伸率最大可以達到30%。這意味著,可拉伸顯示市場具備很大的發展空間。

“應力控制”是第一道關卡 

提到拉伸顯示,就不得不提到柔性OLED屏幕。作為拉伸顯示的基礎,柔性OLED屏幕如實現可拉伸形態,首先要克服的就是應力作用。

業內人士認為,從驅動背板到顯示模塊再到封裝層,三部分都要優化設計,使屏幕具有延展性。

在驅動背板中,金屬導線十分纖細,雖然具有一定延展性但也十分有限。除了金屬導線外,驅動背板中還存在無機材料。金屬導線之間的介質層就是無機物(如氧化硅、氮氧化硅等),該無機介質層在應力的作用下很容易斷裂。

OLED面板的薄膜封裝為有機層和無機層交疊的復合結構。無機層在拉伸的過程中也會受應力作用而脆斷,導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,紅綠藍子像素的排列方式關系到屏幕的顯示效果。OLED有機發光材料有其特定的排列順序。在拉伸的過程中,如何配合拉伸效果進行結構優化也是需要被考慮的。

“從器件結構的優化設計角度出發,將拉伸產生的應力從顯示區域轉移到非顯示區域進行緩沖是一種很好的思路?!辟惖项檰栵@示領域高級分析師劉暾在接受《中國電子報》記者采訪時表示,首先,通過像素重新進行整合和設計,把整片像素排列區塊化。然后蛇形布線,將驅動電路中的連接導線留有伸縮余量,且導線外層包裹有機材料,使其在拉伸的過程中不容易斷裂。

“如果將驅動電路想象成大海,那么區塊化的像素就是一座座‘孤島’。而‘島’與‘島’中間的‘海洋’就是非顯示區域?!眲㈥辗治龇Q,這樣通過結構設計,可以保證顯示區域不受應力影響,而非顯示區域可以起到緩沖作用。如果膜層透明化,當非顯示區域增多時,還可以實現透明顯示。

可拉伸產品存在諸多挑戰 

如今,柔性OLED顯示產業正處在快速發展期,以此為創新的拉伸顯示產品的落地還需要多久?

中國光學光電子行業協會液晶分會副秘書長胡春明在接受《中國電子報》記者采訪時認為,屏幕從不能拉伸到能拉伸,已經實現從“0”到“1”的突破,而如果要做到更貼近消費者,不僅需要拉伸效果好,還要實現相對完美、清晰的顯示效果,而這還需要很長時間。

從生產角度來看,可拉伸OLED顯示屏目前還遠遠達不到量產要求。首先,OLED顯示屏的制作過程本身已經十分困難,如果再將其做成可拉伸顯示屏,需要將其劃分為數個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行封裝,為達到阻水阻氧的效果,對封裝技術要求非常高。而如果要實現屏幕的可拉伸,則需要將每個“像素島”獨立封裝,工作量和困難程度更大。

從應用角度來看,可拉伸產品存在諸多挑戰。第一,屏拉伸次數如果超過一定限度,有可能出現器件老化問題,導致亮度下降、產生黑點與暗線等損傷;第二,由于顯示區域做成島狀結構,相當于增加非顯示區域的面積,在一定程度上影響了分辨率;第三,拉伸顯示產品的落地還需要上下游產業鏈的密切配合,全生態都要“柔”起來。例如,柔性電池、OTFT驅動等新材料的導入和開發,對于拉伸顯示的進化至關重要。

“拉伸性能越好,對于整體器件的優化需求就越大,制造難度也越大,包括材料、結構設計等方面都要反復驗證,不可能一蹴而就?!眲㈥諒娬{。

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