如影随形

柔性屏，“显示”打开新窗口（国际科技前沿）

发布时间：2025-12-02 10:14编辑：365bet体育投注浏览（142）

在安徽合肥举行的2025世界制造业大会上，展示了一款可动态弯曲的柔性屏。韩素媛摄（影像中国） 柔性屏制造示意图。图为中科院化学研究所提供的柔性显示创意插画。图片由中国科学院化学研究所提供。近年来，显示技术加速从“刚性”向“柔性”升级。由于“柔性可拉伸”的特性，柔性显示器越来越多地应用于消费电子、商业空间、智能通信等领域。近日，中国科学院化学研究所研究团队成功制备出高性能可拉伸聚合物发光二极管（PLED），显着提高了光电性能和机械稳定性。不久前，韩国LG Display公司so展示了其可拉伸显示原型机，可实现约53%的拉伸变形。一系列突破性进展为柔性显示的快速发展奠定了重要基础。从折叠手机到曲面屏手环，从车载柔性屏到大屏户外广告，柔性显示凭借其柔性、超薄、高对比度等特点突破了传统屏幕的物理限制，创造了边缘弯曲、全屏弯曲、折叠、卷曲等新形态。推动相关产品朝着“万物皆显”的愿景迈进，正在重新配置人机交互的边界，催生庞大的新一代产业集群。柔性屏是如何“精致”的？柔性屏幕并不意味着传统玻璃屏幕的简单“弯曲”。要实现这一功能，可以说是“一举一动，牵一发而动全身”。它就像一个多分层“彩虹蛋糕”由基板、电子元件、封装膜和盖子组成。只有每一层“蛋糕”都具有柔性，才能实现整体弯曲折叠，同时保证屏幕的显示效果和耐用性。这需要基础柔性材料、基础电子元件、结构设计、柔性技术等多个领域的创新合作。首先是柔性基材。由于屏幕制造过程中存在各种高温和酸碱环境，因此基板需要薄、柔软、耐高温和耐聚合物材料。目前使用的聚合物基材料包括聚酰亚胺和聚酯材料，其厚度可薄至0.1毫米，可承受高温过程并经受数千次折叠而不变形。接下来是基本电子元件，包括薄膜晶体管（TFT）和有机发光二极管（OLED）。他们依靠高性能电子材料，如氧化物半导体、有机半导体、导电金属/聚合物材料。这些基础材料就像一个运转良好的团队：氧化物半导体就像电流的“快速发射器”，保证电流快速流过屏幕，使显示反应灵敏、清晰流畅；有机半导体具有“自发光魔力”，无需背光即可发光，使屏幕更亮、节能且易于适应弯曲折叠；导电金属是“电流的高速公路”，它确保电流在不同部件之间不间断地流动。同时，这些构件之间需要采用“岛桥结构”设计。每个组件就像一个小岛，通过弹性结构连接起来，形成一个灵活的网络。当s为弯板时，这些部件可以有效地释放变形所产生的压力和应力。保持显示器的完整性和功能。最后是封装技术。这是保护柔性显示器免受外部环境（例如氧气和水蒸气）影响的关键。理想的封装材料需要薄、柔韧，并提供优异的防潮和防氧化能力，以保护显示器内部的有机元件免受损坏。为此，研究人员开发了多层复合包装，甚至探索了自修复涂层，以显着延长柔性屏幕的使用寿命，同时保持灵活性。如今，应用场景在多个领域不断拓展，柔性翼坐全球市场规模不断扩大。据相关统计，2024年全球柔性有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）面板出货量将达到6.31亿片，占手机屏幕市场的42%；预计到2031年，柔性显示市场将超过d 1730亿美元，年复合增长率34.3%。目前，柔性显示技术的应用已逐渐扩展到智能终端、可穿戴设备、车辆交通、医疗健康、公共服务等多个领域。在智能终端领域，柔性显示不断丰富产品形态。 2025年，华为将发布全球首款三折笔记本。展开时，屏幕可达18英寸，可在大型办公和便携式存储之间轻松过渡。三星正在开发一款卷屏手机，屏幕可从常规尺寸拉伸至12.4英寸，拓展“手机-平板”跨界体验。与早期的曲面和可折叠屏幕相比，新一代柔性智能设备在尺寸、分辨率和耐用性方面都有很大提升。在可穿戴设备领域，柔性屏幕正在变得更加贴近皮肤，用途更加广泛。 2020年，华米科技nology与京东方联合推出了曲面屏手环，采用曲面屏环绕手腕，可以在一个屏幕上查看健康和运动数据。未来，可伸缩显示屏也有望嵌入智能服装中，实现沼泽中的实时数据可视化。从“只读”到“全交互”，柔性屏不断提升穿戴舒适度和信息承载能力。在汽车和交通领域，柔性显示正在重新配置人车交互界面。 2022年，奔驰Vision EQXX概念车发布，搭载47.5英寸一体式柔性OLED中控屏，分辨率更高、功耗更低。宝马、奥迪等还为高端车型提供柔性OLED仪表盘和娱乐屏，实现动态显示和个性化交互。京东方自2020年开始量产汽车柔性屏，与蔚来、小鹏等车企合作。如果是传统液晶显示器，新一代汽车柔性屏尺寸更大、更节能，并且可以根据场景进行弯曲。在医疗保健领域，柔性显示器在临床和家庭环境中得到应用。日本印刷公司曾推出一款配备柔性屏幕的健康贴片，可以实时显示心率、血氧等参数。 2021年，京东方将推出灵活的可穿戴医疗终端，可连接远程监控平台，提供实时数据可视化。近年来，便携式超声设备也引入了柔性OLED，图像更清晰，能耗更低，方便医生移动查房。目前，柔性医疗显示器在清晰度、可用性和可靠性方面都取得了显着的进步。踏入出版领域ic服务、柔性显示开始大规模进入公共空间。新一代大尺寸柔性OLED屏幕在亮度、寿命和抗畸变能力方面均优于早期的LCD屏幕。公交车站、商场橱窗、展览摊位正逐渐成为柔性展示的新“画布”。大型柔性OLED屏幕可以安装在墙壁和柱子上，打造沉浸式广告。 2024年，巴黎奥运会场馆将采用柔性透明显示屏，用于赛事信息广播和互动导航。内在的灵活性有望带来新的突破。目前主流柔性屏仍然依靠外部结构实现变形，不可避免地面临拉伸、扭曲、脆化、显示分辨率损失等挑战。随着智能家居、物联网、虚拟现实等新兴技术的发展，对人们提出了更高的要求。重点关注显示设备的灵活性和稳定性。新型本质柔性材料的开发有望有效解决这些问题。所谓“内在柔韧性”是指材料和器件内部实现的基本柔韧性。通过材料的分子结构和器件的微观设计，屏幕本身能够承受变形，而不是依靠外部结构来实现弯曲。科学研究人员通过引入新的材料系统不断提高柔性显示器的机械强度和耐用性。 2022年，美国斯坦福大学鲍哲南团队开发出一种由发光聚合物纤维和聚氨酯基体组成的本质柔性OLED。发光强度达到7450坎德拉每平方米（CD/m²），最大应变达到100%，表现出良好的稳定性和拉伸性。此时，研究所的一个研究小组中国科学院化学研究所提出了一种创新方法：通过在发光聚合物基体中引入微晶弹性体，成功制备了高性能、本质可拉伸的Pled器件。目前，本质柔性显示器正处于材料验证阶段，尚未实现大规模应用。高弹性自修复基板、电极、软包装材料等关键环节，内在柔性的发展仍面临重大挑战，需要持续的跨学科研究和产业链的共同努力。内在灵活性的重要性不仅在于提高耐用性和稳定性，还在于开辟新的应用场景。通过与人工智能、物联网、大数据分析等技术的进一步深度融合，本质柔性显示将为人们提供更加个性化、智能化的显示体验。用户体验。例如，在本质上柔性的显示器中嵌入传感器和人工智能算法，可以实现实时数据分析和自适应交互，促进真正的“人机共生”。也就是说，未来的屏幕不仅能够弯曲和拉伸，还能适应不同形态的设备，比如可穿戴设备、智能家居等，根据用户需求和环境变化实时调整显示内容和布局。这种从“人适应设备”到“设备适应人”的转变是自适应显示技术的主要优点，并激发了人们对未来更多创新产品的期待。 （作者单位为中国科学院化学研究所，刘云奇为中国科学院院士）