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

 “‘萬物皆顯示’已成為可以預(yù)見的未來，柔性顯示將是未來顯示技術(shù)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(shù)發(fā)展大會上中國科學(xué)院院士劉云圻發(fā)表的觀點之一。他表示，國內(nèi)應(yīng)積極抓住本征柔性顯示+分子材料+印刷技術(shù)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(yīng)用于手機、電視、可穿戴設(shè)備、車載顯示器、VR等領(lǐng)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(shù)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(shù)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(lǐng)域的投入大于1.4萬億元，建設(shè)新型顯示生產(chǎn)線20條，但材料、設(shè)備、技術(shù)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(lǐng)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(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了從跟蹤、并跑，到目前的領(lǐng)跑。我國在高分子半導(dǎo)體材料遷移率方面與世界先進水平相當(dāng)，已經(jīng)達到1cm2/Vs以上，超過了無定型硅，基本滿足了應(yīng)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(shù)的發(fā)展情況。他認為，印刷技術(shù)是制備電子器件的顛覆性技術(shù)，它是世界上發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，有巨大的市場前景，據(jù)IDTechEx預(yù)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(shù)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(shù)擁有如此多的優(yōu)點，劉云圻同時表示，目前仍然有一些關(guān)鍵的技術(shù)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(xué)性能穩(wěn)定性及可加工性，大面積高精度高效噴印裝備風(fēng)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(dǎo)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。