柔性显示器 群雄竞逐的新对象

早晨起床，你一边吃着早餐，一边点击桌上的电子纸就能获得想了解的新闻；而你的手机也不再硬邦邦地躺在口袋中，而是折叠卷曲着，放在兜里也没什么感觉；地铁站上的球形显示屏，能让你无论站在哪里也能看到下一班车次的情况……而这些，就是柔性显示设备将在未来带给我们的体验。

不论是濒临消失的CRT，还是现今主流的LCD，本质上都属于传统的刚性显示器。而与之对应的柔性显示器，涉及的应用则主要集中在替代传统纸张的电子纸、移动设备的显示装置、POS机(商场刷卡的设备)、室内外标志牌、智能卡以及零售货架标签等与我们日常生活相关的领域。另外，它在我们熟悉的汽车市场中也有着广阔的发展前景，从挡风玻璃、仪表盘、保险杆标签、车内装饰，到车载GPS和其它信息娱乐功能，市场尤为巨大。据市场研究公司iSuppli预测，柔性显示器的市场销售额将在2013年达到28亿美元，是2007年8000万美元规模的35倍，巨大的商机将诱使厂商争相开发柔性显示器。

柔性显示器：百花齐放

柔性显示器类型众多，但为人所熟知的莫过于电子墨水技术。早在2004年索尼就推出过基于该技术的LIBRIe电子书。电子墨水又分电铬显示器和电泳显示器，前者是依靠电铬材料在电场作用上通过获取或丢失电子来改变颜色，是一种被动型显示器。电泳显示器跟电铬显示器一样，同属被动显示器，但它是通过在电场中移动带电的彩色粒子群来工作的，远比电铬显示器省电。

电铬显示器原理示意图

印在钢性塑料基板上的电泳墨水通常被称为电子纸显示器(EPD)，现已取得了不小的商业成功，比如LIBRIe电子书、摩托罗拉的MOTOFONE手机，不过限于产品的设计问题，尚未完全发挥出电子墨水的柔性优势。

而Polymer Vision公司今年推出的卷屏手机Readius则把这一优势发挥得淋漓尽致。这款手机的显示屏采用了E-Ink公司的有源矩阵电泳式可弯曲屏幕。它折起时长10cm、宽5.56cm、厚2.1cm，展开后屏幕对角线长度为12.7cm（5英寸），实现了人们在小手机上使用大屏幕的愿望。

电泳显示器原理示意图

相比电子墨水，PTA-DP（Plasma Tube Array-Display Panel，等离子管阵列显示器）的知名度显然要低很多。简单来说，PTA-DP就是可弯曲的PDP，其主要组件是多条极细的等离子管，而这些等离子管的直径非常接近显示器的厚度。由于厚度很薄且由多条长管阵列而成，犹如竹席一样，故而能够弯曲，所以又被称为“板层状PDP显示器”或“Film型PTA显示器”。

虽然PTA-DP听上去很陌生，但是它的技术已经比较成熟，终端产品也即将上市。篠田Plasma公司（由被称为PDP之父的篠田传专门为开发PTA-DP而建立）计划于今年下半年量产供货PTA-DP。初计划面向整机厂商供应3m×2m（相当于142英寸）尺寸的模块，价格预计在数千万日元。

LCD柔性化：困难不小

现在广泛使用的LCD，其柔性化当然也是倍受关注，许多专家就认为LCD很有可能在具有成本效益的大尺寸柔性显示器市场中取得成功。而相关的研究也不乏新成果问世，如富士通就推出过两款(黑白和彩色)3.8英寸胆固醇LCD柔性面板；三星则已经制造出采用非晶硅TFT技术的5英寸LCD面板原型；而韩国汉阳大学的研究人员也通过PILCD(Pixel-Isolated LCD)来提高柔性LCD的机械稳定性。

能够卷屏的Readius手机，虽然只是单色屏幕，但随着技术的进步，相信升级为彩色屏幕的那一天并不遥远。

虽然取到了许多进展，但LCD的柔性化仍然存在三大难点。其一，玻璃柔韧性并不理想。玻璃板必须尽可能的薄以提高其柔韧性，而如果玻璃基板达不到厚度的要求，改用其它材料代替则需大幅改进工艺，成本压力极大。其二，LCD的图像取决于聚合物之间的单元间隙，面板的弯曲会造成间隙改变，进而影响图像质量。其三，背光模块的设计难度会大幅增加，保证屏幕亮度均匀性就显得尤为困难。

玻璃基板曲面LCD：成本为王

尽管面临着不少技术难点，但仍然阻止不了第一片以玻璃为基板制成的曲面LCD显示屏幕的面世。2008年5月20日，全球主要LCD面板供应商友达光电就在美国国际资讯显示学会(SID)所举办的年度展览中推出了这款产品。早在2004年东芝的研究人员便开发出类似的低温多晶硅TFT LCD面板。该面板是在极薄的玻璃基板上形成晶体管，然后再将其贴到塑料制成的可变形基板上，从而实现了可弯曲的LCD面板。虽然该产品并未全部采用玻璃基板，但同友达的产品在技术上仍有相近之处。那为什么四年后市场上仍难觅相关的产品，反而是友达后来居上抢得先机？

友达的玻璃基板曲面LCD

众所周知，坏点数量直接影响着新的LCD面板能否实现市场化。东芝的这款面板先是在玻璃基板上形成晶体管，再将其贴到塑料基板上，这样极易造成大量的坏点，以致产品报废，成本上升，终当然就是缺乏市场竞争力。或许有人奇怪，为何不干脆用塑料基板代替玻璃基板，这样不就可以避开这一过程了？这个问题得从材料的特性和LCD面板的制作工艺说起。在LCD面板的制作过程中需要真空蒸镀与刻蚀工艺，因此基板除了要耐高温外，还得耐强酸强碱的腐蚀。而塑料只能承受相对较低的生产温度，该温度通常比显示材料工艺中所用的温度低得多，而且塑料在强酸、强碱下老化迅速，因此并不适合作为LCD基板。在没有其它合适材料的替代下，继续采用玻璃作基板成了不二的选择。

正因如此，友达才坚持在TFT-LCD制程技术的基础上，直接于玻璃基板上制造出曲面面板。为解决实现上的难点，友达首先应用了精密的Cell薄化技术来达到曲面的效果，使得面板的曲度达到100mm。而经过特殊设计的曲面背光模块，则保证了面板呈现均匀的亮度与对比度。虽然该款面板的柔性还赶不上电子墨水，但是它在色彩方面的优势则是电子墨水所缺乏的。

当然还有更重要的一点，它是基于玻璃基板制造而成，这意味着只需要在原有生产线上进行小幅度改造，便能够投入曲面面板的生产。这样不但能缩短从实验室到上市的时间，而且更能有效控制产品的成本，因为大幅度改造或新建一条生产线耗资巨大（夏普的第十代LCD产生线耗资5000亿日元）。比如数年前已成熟的SED，为了控制其生产成本，夏普想通过改造LCD生产线来用以生产SED面板，但未能实现，后不得不花巨资建新的生产线，也导致SED迟迟未能上市。而友达这款曲面LCD面板恰好避开了SED的困境，也因此被业界看好。

写在后

虽然柔性显示器种类繁多，但是由于它们的特性差异，短期内并不会形成激烈的竞争。如OLED，现阶段更多的还是停留在实验室，暂不会对柔性LCD产生威胁。而已走进市场和即将走进市场的柔性显示器，则各自占据不同的领域。电子墨水主要代替报纸、书籍和杂志中的纸，基于该类技术的电子纸将成为新一代的阅读设备。PTA-DP显示器优势在于能制作成100英寸以上的大屏幕，但大的缺点是分辨率无法做到高精细化，而且价格不菲，故其用途更多是置于屋顶天花板上、嵌入地板内、贴附在弯曲状的墙壁或圆柱状物体上以及制作成超宽屏幕(例如用在赛马场、足球场)等。而采用玻璃基板的柔性LCD，虽然尚未出现大尺寸规格，但较电子墨水拥有更好的色彩表现能力，预期的成本控制也较为理想，市场潜力不可低估。