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中國科學院院士劉云圻:抓住本征柔性顯示+分子材料+印刷技術戰(zhàn)略機遇

2021/10/07
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 “‘萬物皆顯示’已成為可以預見的未來,柔性顯示將是未來顯示技術的重要發(fā)展方向之一。”這是日前在廣州舉辦的2021中國電子材料產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展大會上中國科學院院士劉云圻發(fā)表的觀點之一。他表示,國內(nèi)應積極抓住本征柔性顯示+分子材料+印刷技術戰(zhàn)略機遇。

通常所說的柔性顯示,是指由柔軟材料制成的可變形、可彎曲的顯示裝置,被廣泛應用于手機、電視、可穿戴設備、車載顯示器、VR等領域。劉云圻表示,實現(xiàn)柔性有幾種不同的方法,包括物理柔性(將物體做得很薄、很細)、結(jié)構(gòu)柔性(芯片本身是剛性的,芯片之間的連線采用彈簧機構(gòu)),他在演講中提出的是本征柔性,即材料本身具有柔性。“現(xiàn)在市場上的柔性技術是物理柔性與結(jié)構(gòu)柔性的結(jié)合,這種柔性的長期穩(wěn)定性是一個問題,即折疊多次以后就會出現(xiàn)裂痕。”劉云圻說。目前,柔性顯示的主流技術是柔性OLED,柔性液晶顯示(LCD)也在同步發(fā)展中。“十三五”期間,我國在OLED顯示領域的投入大于1.4萬億元,建設新型顯示生產(chǎn)線20條,但材料、設備、技術本土化率很低,如果其中部分顯示屏是本征柔性屏的話,將帶來巨大的市場。

在談到高分子材料時,劉云圻特別強調(diào)了高遷移率這個概念。他表示,根據(jù)不同的應用,高分子材料有一個基本的物理指標叫做遷移率,遷移率是半導體材料的重要物理參數(shù),根據(jù)不同的遷移率大小可以做成不同的應用,材料遷移率由低到高覆蓋了智能傳感、顯示驅(qū)動、信息處理與傳遞等諸多領域。“雖然國內(nèi)在這方面起步比其他國家晚了10年,但由于國家重視以及科研院所的投入,在該領域已經(jīng)實現(xiàn)了從跟蹤、并跑,到目前的領跑。我國在高分子半導體材料遷移率方面與世界先進水平相當,已經(jīng)達到1cm2/Vs以上,超過了無定型硅,基本滿足了應用需求。”劉云圻表示。

劉云圻在演講中還提到了印刷電子技術的發(fā)展情況。他認為,印刷技術是制備電子器件的顛覆性技術,它是世界上發(fā)展最快的領域之一,有巨大的市場前景,據(jù)IDTechEx預測,到2027年印刷電子市場規(guī)模將達到3000億美元。他指出,印刷電子技術使電子制造實現(xiàn)從長流程到短流程、從減材到增材的轉(zhuǎn)變,能用于任何基底材料(包括柔性基底材料),適合大面積批量制造,成本低,綠色環(huán)保,采用噴墨打印方法,具有數(shù)字化和個性化制造特征。盡管印刷電子技術擁有如此多的優(yōu)點,劉云圻同時表示,目前仍然有一些關鍵的技術難題需要克服。他舉例說,大面積(>10m2)微納結(jié)構(gòu)跨尺度制造是制約高性能印刷電子器件量產(chǎn)的瓶頸,面臨的重大挑戰(zhàn)包括高性能印刷材料/墨水的電學性能穩(wěn)定性及可加工性,大面積高精度高效噴印裝備風險極大、造價昂貴,特征(nm)-結(jié)構(gòu)(μm)-器件(m)跨尺度制造困難。

劉云圻還談到目前他們?nèi)〉玫囊恍┏煽?,如采用棒涂布法快速、低成本地制備出分子排列整齊的取向聚合物半導體薄膜,兩秒鐘實現(xiàn)了A4紙大小均勻薄膜的制備,既具有良好的器件性能,又與工業(yè)化生產(chǎn)兼容。

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