柔性屏，打开“显示”新视窗（国际科技前沿）|亚洲国产精品一区二区第一页
近年来，显示技术加速从“刚性”向“柔性”升级。柔性显示凭借“能屈能伸”的特性，越来越多地应用于消费电子、商业空间、智能交互等领域。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高分子发光二极管(PLED)，其光电性能和机械稳定性显著提升；不久前，韩国LG显示公司也展示了其可拉伸显示屏原型，可实现约53%的拉伸变形。一系列突破性进展，正为柔性显示的快速发展奠定重要基础。
从可折叠手机到弯曲屏手环，从车载柔性屏幕到大屏户外广告，柔性显示凭借可弯曲、超轻薄、高对比度等特性，突破传统屏幕的物理限制，创造出边缘弯曲、整屏弯曲、折叠与卷曲等新形态。它推动相关产品朝着“万物皆显示”的愿景迈进，正在重塑人机交互的边界，催生规模巨大的新一代产业集群。
柔性屏是如何“炼”成的
柔性屏绝非简单地将传统玻璃屏“掰弯”，要实现这一功能可谓“牵一发而动全身”。它像一个由基底、电子元器件、封装薄膜和盖板等构成的多层“彩虹蛋糕”，当“蛋糕”的每一层都具有柔性后才能实现整体的弯曲和折叠，同时要确保屏幕的显示效果和耐用性。这就需要柔性基底材料、核心电子元器件、结构设计和柔性封装技术等多个领域的协同创新。
首先是柔性基底材料。因为屏幕制作过程中存在多种高温及酸碱环境，基底就需要薄而柔软、耐高温抗腐蚀的高分子材料。目前常用的高分子基底材料包括聚酰亚胺和聚酯材料，可以薄至0.1毫米，能承受高温工艺并经受上万次折叠不变形。
其次是核心电子元器件，包括薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)。它们依赖于高性能的电子材料，如氧化物半导体、有机半导体和导电金属/高分子材料等。这些关键材料像一支合作默契的团队：氧化物半导体像电流的“快速传递员”，确保电流在屏幕中迅速流动，使得显示屏响应快速、显示清晰流畅；有机半导体具有“自发光的魔法”，能够自发光，无需背光源，让屏幕更加明亮、节能并能适应弯曲与折叠；导电金属则是“电流的高速公路”，确保电流在各个部分之间畅通无阻。同时，在这些元器件之间还需采用“岛桥结构”设计，每个元器件就像一座小岛，通过弹性结构连接，形成一个灵活的网络。在屏幕弯曲时，这些元器件能够有效释放形变产生的压力和应力，以保持显示屏的完整性和功能性。
最后是封装技术。这是保护柔性显示屏免受外界环境(如氧气和水汽)影响的关键。理想的封装材料需要具备轻薄、柔韧的特性，同时提供优异的防潮、防氧化能力，以保护显示屏内部的有机元器件不受损害。为此科研人员开发出多层复合封装，甚至探索自修复涂层，使柔性屏在保持柔性的同时大幅延长寿命。
应用场景拓展至多领域
目前，柔性显示的全球市场规模持续扩大。据相关统计，2024年全球柔性有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)面板出货达6.31亿片，占手机屏幕市场的42%；预计到2031年，柔性显示市场规模将超过1730亿美元，年复合增长率高达34.3%。目前柔性显示技术应用已逐步拓展至智能终端、可穿戴设备、汽车与交通、医疗健康以及公共服务等多个领域。
在智能终端领域，柔性显示正持续丰富产品形态。2025年，华为公司发布全球首款三折叠笔记本，展开后屏幕可达18英寸，可实现大屏办公与便携收纳轻松切换。三星公司正在研发的卷轴屏手机，屏幕可由常规尺寸拉伸至12.4英寸，将拓展“手机—平板”的跨界体验。相比早期曲面与折叠屏幕，新一代柔性智能设备在尺寸、分辨率与耐用性上全面跃升。
在可穿戴设备领域，柔性屏让产品更贴肤、功能更多样。2020年，华米科技与京东方联合推出弯曲屏手环，采用环绕手腕的弧形屏幕，让健康、运动数据一屏尽览。未来，可伸缩显示屏还有望嵌入智能衣物，实现健康数据实时可视化。从“只能读数”到“全面交互”，柔性屏正在不断提升佩戴舒适度与信息承载量。
在汽车与交通领域，柔性显示正在重塑人车交互界面。2022年，奔驰VISION EQXX概念车发布，配备47.5英寸一体化柔性OLED中控屏，分辨率更高、功耗更低。宝马、奥迪等也在高端车型配备柔性OLED仪表盘和娱乐屏，实现动态显示与个性化交互。京东方自2020年起量产车载柔性屏幕，并与蔚来、小鹏等车企合作。相比传统液晶显示，新一代车载柔性屏尺寸更大、能效更优，且可按场景弯曲。
在医疗健康领域，柔性显示正向临床与家庭场景落地。日本印刷公司曾展出搭载柔性屏的健康贴片，可实时显示心率、血氧等参数。2021年，京东方推出柔性可穿戴医疗终端，对接远程监测平台，数据即时可视。近年来，便携超声设备也引入柔性OLED，影像更清晰，能耗更低，方便医生移动查房。当前，柔性医疗显示屏在清晰度、便携性与可靠性上均有明显进步。
在公共服务领域，柔性显示开始大范围走进公共空间。新一代大尺寸柔性OLED屏在亮度、寿命和耐弯折性能方面均优于早期液晶显示屏，公交站、商场橱窗、展览展台正逐渐成为柔性显示的新“画布”。这些大尺寸柔性OLED屏可以贴合墙面和立柱，打造沉浸式广告。2024年，巴黎奥运会场馆采用柔性透明显示屏，用于赛事信息播报与互动导览。
本征柔性有望带来新突破
当前，主流柔性屏仍依赖外部结构实现形变，不可避免地面临拉伸、扭曲易碎和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，对显示器件的柔性与稳定性也提出了更高要求。新型本征柔性材料的开发，有望有效解决这些难题。
所谓“本征柔性”，是指从材料和器件内部实现的根本性柔性，通过材料的分子结构和器件的微观设计，使屏幕本身具备承受形变的能力，而不是依靠外部结构实现弯折。科研人员通过引入新型材料体系，不断提升柔性显示的机械强度与耐久性。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质构成的本征柔性OLED，发光强度达7450坎德拉每平方米(cd/m2)，最大应变达到100%，展现出良好的稳定性与可拉伸性。此次，中国科学院化学研究所研究团队提出了一种创新策略：通过将微晶弹性体引入发光聚合物基质，成功制备出高性能的本征可拉伸PLED器件。
目前，本征柔性显示仍处在材料验证阶段，尚未实现大规模应用。在高弹性自愈合衬底、电极以及柔性封装材料等关键环节，本征柔性的开发依然面临巨大挑战，需要跨学科持续攻关与产业链共同发力。
本征柔性的意义，不仅在于提升耐用性和稳定性，更在于开辟新的应用场景。随着与人工智能、物联网、大数据分析等技术进一步深度融合，本征柔性显示将提供更加个性化、智能化的使用体验。例如，在本征柔性显示中嵌入传感器与AI算法，可实现实时数据分析与自适应交互，推动真正的“人机共生”。也就是说，未来的屏幕不仅能够弯曲、拉伸，还可适应不同形态的设备，如可穿戴设备、智能家居等，并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”转向“设备适应人”的变化，是柔性显示技术的核心魅力，激发了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，刘云圻为中国科学院院士)
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