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智东西 贴在皮肤上的可拉伸屏来了？揭秘柔性屏的前世今生( 二 )


由于任何材料 ， 无论是智能手机显示器还是钢板 ， 弯曲的外表面上会受到拉力 ， 内表面则受到压缩 ， 因此构成显示器的电子组件必须抵抗这些应力和它们相应引起的形变 。 最简单的方法是使柔性显示器内、外表面尽可能相互靠近 ， 从而最大程度地减小形变力 ， 也就是说使设备变得非常薄 。
为了使显示器尽可能薄 ， 设计人员去除了通常位于顶部的保护膜和偏光片 ， 以及在这些层之间施加的粘合剂 。 虽然去除这些组件的结果也并不理想 ， 但是保护膜和用于减少反射的偏光片都是AMOLED的可选组件 ， 它们在内部产生光 ， 而不是像液晶显示器中那样改变从LED背光源透射出来的光量 。
三、制造柔性屏第二步：电极得弯曲
柔性显示器与常规显示器的另一个区别就是透明导电电极 ， 该透明导电电极将使像素发光的发光有机材料夹在中间 。 通常 ， 会使用氧化铟锡（ITO）层作为透明导电电极 。 但是 ， ITO在张力作用下非常脆 ， 而且更糟的是ITO往往无法很好地粘附在柔性聚合物基板上 ， 导致其在压缩时发生弯曲和分层 ， 这使得柔性显示器必须寻找其他方法解决这一问题 。
十年前 ， 研究人员发现了几种提高ITO与柔性基板之间粘合力的方法 。 其一是在顶部沉积ITO电极之前 ， 用氧等离子体处理衬底 。
其二是在电极和基板之间插入一薄层金属（例如银） ， 这还有助于将易碎的ITO层放置在显示器的机械中性面上 ， 弯曲时既不压缩也不拉紧 。 目前很多制造可折叠显示器的公司都正在使用此方法 。
而更简单的方法是不使用ITO电极 。 由于铟有毒又昂贵 ， 也不利于显示器的灵活性 ， 所以换个材料不失为一个颇有吸引力的思路 。 尽管在商业产品中还没有实现 ， 但多年来包括首尔国立大学在内多个高校的研究人员都提出了几种可以用作柔性显示器透明电极的材料 。
智东西 贴在皮肤上的可拉伸屏来了？揭秘柔性屏的前世今生
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▲2019年 ， 华为可折叠手机MateXs系列
最希望实现的可能是包含银纳米线的柔性薄膜 。 这些难以察觉的纳米线在保持透明性的同时形成了一个导电的网 。 通过类似于油墨印刷的方式 ， 研究人员可以将包含银纳米线的溶液施加到基板上而以低成本制备柔性薄膜 。
对银纳米线的大多数研究都集中在减少单个导线之间的结点电阻 。 方法也有很多种 ， 例如添加某些其他材料到纳米线网格中；加热纳米线层使纳米线结融合；或者对纳米线网格进行热压 ， 使其经受等离子体作用或被闪光照射以使结点融合 。
选择哪种处理方法很大程度上取决于其应用纳米线基板的性质 。 如果基板使用与许多透明塑料食品容器所用的材料相同的 ， 聚对苯二甲酸乙二酯的聚合物 ， 那么在加热时就容易产生很大的形变 。
如果基板使用聚酰亚胺 ， 那么虽然对热不敏感 ， 但是它偏黄的颜色会损害生产出来电极的透明度 。
但是 ， 在创建透明导电电极时 ， 金属纳米线并不是ITO唯一可能的替代品 。 石墨烯 ， 一种以二维蜂窝状排列的碳原子结构也是不错的选择 。
虽然石墨烯并不和ITO一样具有出色的导电性和光学透明性 ， 但它比其他电极材料更能承受弯曲 。 而且通过与导电聚合物结合或掺入少量硝酸或氯化金 ， 石墨烯的导电性可以被改善 。
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▲石墨烯结构
除此之外 ， 导电聚合物也可以被用做透明导电电极 ， 其中最典型的例子是聚苯乙烯磺酸盐（3,4-乙撑二氧噻吩） 。 它可以溶解在水中 ， 便于通过印刷或旋涂更容易地制造薄而透明的电极 。
【智东西 贴在皮肤上的可拉伸屏来了？揭秘柔性屏的前世今生】合适的化学添加剂可以显著提高这种导电聚合物薄膜弯曲甚至拉伸的能力 ， 增加显示器在给定电流量下的发光量 ， 使其比使用ITO电极制造的显示器更亮 。


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