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柔性電子紙商用在即

http://magazine.caixin.com/2012-04-13/100379461_all.html

 回想十年前的辦公室,最深刻的記憶或許是放眼望去,一張張辦公桌上豎立著一台台笨重的電腦顯示器。短短十年間,平板顯示器和平板電腦已成為主流,進入千家萬戶。如果有一天,大家手中的平板電腦可以彎曲成一本書揣在褲兜裡,那又會是什麼感覺?

  這個想像目前已不遙遠。2012年4月初,韓國三星集團正式宣佈,將可彎曲主動有機發光顯示器(AMOLED)命名為YOUM,並將於本季度開始量產,而搭載此屏幕的裝置(電腦、手機等)也可能在年底之前對外發佈。

  這意味著,電子紙,即可彎曲甚至摺疊的柔性顯示屏,終於揭開科技面紗走向商用領域。

更輕、更薄、更軟

  從1897年德國人布朗(K. F. Braun)發明陰極射線管(CRT),到上世紀30年代電視機的研究者將CRT應用於電視機,這種笨重的顯示裝置成為20世紀裡每個家庭中不可或缺的一個大件。1946年世界上第一台電腦誕生,顯示器也是採用的CRT技術。

  現在普遍採用的液晶技術(Liquid Crystal Display),出現的時間並不比CRT技術晚太多,但是由於成本和色彩上的劣勢,從上個世紀中葉才開始被應用在電子錶、計算器等產品上。

  自本世紀初開始,液晶顯示器憑藉著出色的優勢,開始大規模進入市場。與CRT技術不同,液晶顯示器本身不發光,依靠液晶對外界光的不同反射和透射形成不同對比度來達到顯示目的。

  隨著科技進步,顯示技術開始突破液晶不發光的弱點,有機發光顯示器(Organic Light Emitting Display,下稱OLED)被發明出來。這種主動發光的顯示技術一方面有利於提高顯示的清晰度,另一方面可以縮小顯示單元,實現顯示器的超輕薄,甚至 走向柔性化。

  2004年,日本東芝公司的研究人員開發出低溫多晶硅面板。該面板是在極薄的玻璃基板上形成晶體管,然後再將其貼到塑料製成的可變形基板上,從而實現了顯示設備可彎曲。

  2011年12月,三星集團向外界首次公佈了一段30秒的廣告錄像。在這段錄像上,一個人手持一片透明、柔軟的塑料板,只要在上面輕點,就可以顯示動態地圖、看電影、進行即時翻譯。電子紙時代就此揭幕。

  三星所使用的顯示方式,就是OLED。這種顯示器的結構採用類似於三明治式的夾心方式,有機功能層被兩側的電極像三明治一樣夾在中間。兩側電極 一正一負,而中間的有機功能層則包括電荷傳輸層、發光層和電子傳輸層。當外界給入電流,在兩側電機電壓的作用下,電子和空穴分別從兩極注入到有機發光層, 並在那裡復合發光。由於有機材料的不同,光的顏色也有所區別,不同顏色的光的組合,即實現了顯示器的彩色顯示。

  OLED與液晶顯示器等相比,具有省電和耐衝擊性的優勢,也能廣泛應用於坦克、飛機等軍事設備。

  據財新記者瞭解,三星的AMOLED,使用氧化物TFT進行驅動,採用獨立的薄膜電晶體去控制每個像素。每個像素皆可以連續且獨立地驅動發光。不過,其製作工藝非常複雜,成本或將難以控制。

  作為三星主打的下一代顯示屏,YOUM的特性是可以彎曲成弧形,在三星的官方網站上,這種屏幕被稱為「堅不可摧(unbreakable)」。 三星透露,YOUM可彎曲面板使用薄膜電晶體(TFT)技術,只有四層架構,比傳統的六層架構的液晶顯示器少兩層。YOUM和普通OLED面板不同的是, 其中兩層結構以膠片薄膜取代玻璃基板,因此材質更有韌性也更輕巧。

  據三星投資者關係總監Robert Yi透露,樂觀估計可以在2012年上半年推出柔性顯示器,首先採用這種顯示器的產品將是手機。另一種可能的應用將是可以摺疊的平板電腦。

  與三星幾乎同時,因蘋果手機橫空出世導致市場嚴重下滑的諾基亞公司,也在日前的年會上公佈了一款屏幕可以摺疊的概念手機Kinectic ,但該公司並未公佈這款手機的上市時間表。

中國逐鹿柔性屏

  從顯像管技術到液晶顯示屏,中國都不擁有核心技術,彩電企業需要為了一塊顯示屏付出昂貴的專利等費用。

  因此,在柔性顯示領域,中國很早便啟動了步伐。早在十年前,中國「863」計劃即立項對OLED技術進行專項研究。2002年,「863」計劃高清晰度平板顯示技術專項正式啟動。

  中國科學院院士歐陽鐘燦公開表示:「如果中國只發展液晶是有問題的,畢竟液晶在日本和韓國都是比較成熟的技術,我們一直是追趕的角色。」他就此 提出,發展自己的平板顯示技術,AMOLED值得一試。從中國發展平板顯示產業的情況看,OLED與國際水平處在同一起跑線上;從戰略發展來看,中國也只 有發展OLED才有可能在未來爭取主動。

  2011年6月,工業和信息化部公佈了電子信息產業發展基金針對AMOLED項目招標的結果,工信部分別給予維信諾、京東方、虹視三家企業相應的資金扶持。

  2012年2月,工業和信息化部又開始另一項招標,針對「智能手機用AMOLED顯示屏及驅動芯片研發及產業化」進行招標。

  華中科技大學電子科學與技術系教授尹盛向財新記者介紹稱,從目前的技術難點來看,由於工藝技術受限,AMOLED的顯示效果還達不到液晶的分辨 率,材料的壽命也還是沒有液晶長,儘管應用到手機問題不大,但是如果用AMOLED來做顯示器的話,目前條件下,可能壽命不超過十年。

  同時,與韓國、日本企業投入帶動研發的模式相比,中國的研發模式和投入都存在明顯不足。「搞顯示研究這一行是非常花錢的,一條TFT的生產線費 用都要100億、200億元。」尹盛說,「現在全國已經投了很多錢下去,但是加在一起也不能和三星比,三星投了1000億美元進去。」

  工業和信息化部電子信息司基礎產品處處長彭紅兵表示,企業不強,政府支持力度不強,兩個不強加在一起,中國在未來產業制高點上,競爭劣勢非常明顯,更談不上優勢。

三大顯示技術

陰極射線管顯示器(CRT):

  核心元件陰極射線管問世已超百年。擁有技術成熟、圖像色彩豐富、高清晰度等優點,至今,仍然是應用最為廣泛的一種顯示技術。

液晶技術:

  1968年,液晶技術用於顯示屏,五年後開始產業化。二十世紀最後幾年,液晶顯示器效果才逐漸趕上陰極射線管顯示器。如今,液晶顯示器已普遍應用於便攜數碼設備。

OLED顯示器:

  後起之秀。更輕薄的優勢不僅吸引著原有圍繞液晶開發的企業加入,也吸引著中國產學研領域團隊的加入。


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