手机可缠绕在手腕、电视机可折叠卷曲……柔性显示悄悄揉进生活

可以缠绕在手腕的柔性屏手机、可折叠和卷曲的100英寸电视、能显示伤口愈合程度的柔性屏创可贴……方正坚硬的传统显示屏如今正变得越来越柔软，能任意剪裁想要的形状，贴在墙面、地面，与柔软衣服和饰品相融合，甚至直接贴在我们的皮肤上，极大改变了人们的生活习惯和社交模式。

目前，各国积极创新发展显示技术，通过AI、5G等新兴技术加持，试图将更多产品从实验室带到市场上，以抢夺柔性显示“蛋糕”。专家认为，尽管目前仍面临一些技术挑战，但毫无疑问的是，柔性显示技术的时代即将来临，并将渗透到我们生活的方方面面。

从折叠到卷曲，柔性屏“卷”起研究热潮

你见过这样的屏幕吗？如同中国古代卷轴画一样，徐徐展开后就能呈现色彩丰富的画面，收卷起来还能极大节约空间，这是今年4月在北京车展上亮相的我国研制全球首款车载卷曲AMOLED柔性屏。

从后背臃肿的黑白电视到彩色显示器，从几十厘米厚的电视屏到如今纸片厚的屏幕，这是一个时代的进步，也是技术创新不断发展的结果。

“显示屏是我们了解世界的一个窗口，连接着我们与世界，柔性显示技术也成为显示行业战略竞争高地，是我国显示产业转型升级的重要方向。”北京大学深圳研究生院信息工程学院助理教授、深圳市柔性电子概念验证中心主任陆磊表示。

“柔性显示”是指使用柔性基板制备成超薄、超轻、可弯曲产品的显示技术。大众对柔性屏的具象化认识，大多都从曲面手机或折叠手机开始。

20世纪90年代，全球开始迈入智能手机时代，各大手机厂商使出浑身解数，产出越来越大、越来越薄的直板触屏手机后，大家逐渐发现一个问题：虽然大屏幕让观看得到极大满足，但小口袋已经装不下了。

于是，兼具延伸性和便携性的柔性屏幕注定成为下一个风口，全球各地科研人员都在研究如何制作出可折叠的柔性显示器，这一领域曾一度成为实验室里最炙手可热的研究项目。

在商业领域，三星和LG算是柔性屏时代的先行者。这两家显示行业巨头在10年前分别推出柔性OLED屏幕的智能手机，越来越多手机厂商也追赶而上。

“柔性屏经历了曲面、可折叠、可卷曲、可拉伸等四个发展阶段。”陆磊告诉记者，柔性屏发展至今，从市面产品来看，主要以折叠和卷曲两种形式呈现，比如手机的内外翻折和双折叠，以及大屏的滑移、卷曲、环绕、环绕内折等。从概念性产品来看，像纸筒一样卷曲，可无限弯曲可拉伸，甚至完全透明，可放大可缩小等，都可能成为柔性屏的呈现方式。

说到柔性屏就不得不说OLED。OLED全名是有机发光二极管，是一种有机自发光材料，通常被用作屏幕材质。手机屏幕的材质主要包括OLED屏幕和LCD屏幕。相比之前的液晶显示屏（LCD），OLED无需单独的背光光源或者彩色滤光器，因此更轻薄、更柔性、更节能，是当之无愧的下一代面板。

“OLED的诞生，来自我的博士后导师邓清云一次偶然的发现。”陆磊说，1979年，他的导师邓清云当时在世界影像产品巨头美国柯达公司研发部主攻太阳能电池研究，一天晚上，邓青云在回家路上忽然想起有东西忘在实验室，等他回到实验室，竟发现一块做实验用的有机蓄电池在黑暗中闪闪发光，这个偶然的发现成为邓青云开始OLED研究的契机。1987年，邓青云团队制成一种新型的双层有机电致发光器件，并率先发表了这一研究成果，而邓青云也因此被称为“OLED之父”。

OLED是一种固态半导体设备，其厚度为100-500纳米，比头发丝还要细200倍。OLED基层为塑料材质，而LED和LCD则使用玻璃基层，相比之下，OLED的有机塑料层更薄、更轻而且更富于柔韧性。

漫画：冯大美

很贵很脆弱，柔性屏到底有多难做？

OLED等柔性屏虽然轻薄有韧性，可实现折叠、弯曲，但与传统屏幕相比，柔性屏在遇到撞击时更容易形成凹凸或者伸缩，从而受到损坏。

“柔性屏幕太脆弱了，在制造时需要通过精密仪器缓缓撑开，不能进行人工干预，就像在豆腐上盖摩天楼，如何在衬底更薄的情况下，能够进行机械力度更强的柔性弯曲，这是技术上遇到的主要难题。”陆磊说。

柔性屏为何很“脆弱”，还要从其技术原理说起：柔性电子是由柔性衬底、柔性器件和柔性集成三部分组成，其构造好比“三明治”，在基板和盖板中间夹着一层纳米级薄膜，薄膜上成千上万个有机发光体在电压作用下发光。

从材料选取来看，由于基板和盖板每一层都需要可弯曲、可折叠，因此需要材料柔软；从制作工序来看，面板制造至少需要经历蚀刻、溅射、蒸镀、切割等各种工序，在各种高温、腐蚀环境，以及柔性屏特需的UV紫外光剥离制作中，则需要材料耐磨。对软硬“既要又要”的双重技术要求，成为当下柔性屏发展天花板主要障碍。

柔性屏是越薄越好，那么如何造出来既软且薄的显示屏？

陆磊表示，目前柔性屏加工主要有两个思路，一类是“做加法”，即在柔性的聚合物上“建造”相应材料，在这个过程中需要控制温度和水氧，对工艺要求极高。一类是“做减法”，也就是增材制造技术，首先在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状的零件，再将多余的边角料裁掉，但我国相关核心元器件和商用软件还有待进一步发展。

“柔性屏就像是一张纸变成了一本书，多层屏幕的卷曲会带来不同程度的形变，这就需要每一层的材料和工艺各有差异，不然很容易裂开。”陆磊说，柔性屏的良率很低，目前，刚性屏良率能达到90%，而柔性屏良率最多能达到70%，普通只有20%左右，“相当于每做出一块折叠屏，就要牺牲掉4块屏幕。”

业内数据显示，投资一条柔性屏生产线至少400亿元。再加上良率一直上不去了，就造成柔性屏产品价格一直居高不下。LG在2019年推出的全球首款可卷曲 OLED 电视，当年售价为77万元人民币，由于销量不佳目前已停产。

国产化浪潮席“卷”而来，中国加速迈向柔性时代

从我国的柔性屏商业发展史来看，虽然最开始在高成本和高技术的门槛下，折叠手机屏曾被三星等国外企业垄断供应，2018年，京东方成为继三星后全球第二家实现柔性AMOLED量产的公司，后来，华星光电等国内OLED屏幕厂商崛起，柔性屏的成本和价格也逐渐趋于合理，折叠屏手机在我国也进入量产时代。

从透明OLED、折叠OLED到卷曲OLED，显示材料的进步正日益成为推动智能终端向更多元化场景拓展的关键动力。根据知名市场分析机构研究数据，2022年全球OLED市场规模就已高达384.4亿美元，预计到2032年，该市场规模将上升至2596.7亿美元。

可穿戴柔性电子皮肤为柔性屏发展提供巨大的想象空间和应用市场。柔性显示装置像创可贴一样贴在喉咙上，能持续测量肺炎患者的咳嗽和呼吸频度；穿着柔性睡衣，可以监测并显示体温，还可以调节室内空调设备，在使用者摔倒时发出急救信息；走到任一桌子、门等柔性家具旁，都可以发送消息，实现与外界联网互动。

陆磊提到，目前国内柔性屏制造出现印刷和巨量转移等两条新的独立自主技术路线，前者通过在衬底上印染显示屏，实现大尺寸生产，后者通过批量转移小尺寸LED芯片到面板上，实现高效生产。

“这两条路线实际上是柔性显示较为理想的技术路线，既能依托我国成熟健全的产业链资源，又能极大降低成本，将成为我国在柔性显示赛道弯道超车的重要机遇，助力我国加速迈向柔性时代。”陆磊说，未来，在柔性屏实现规模化生产后，将进入显示无处不在的时代。桌布、窗帘甚至创可贴，都可以是柔性装置，不仅能提供信息展示、娱乐交互，还将拓展至医疗健康领域，实现实时监测和健康管理，比如应用到提早介入干预阿尔兹海默症等。

编辑秦天审读匡彧二审王雯三审潘未末