2022年2月28日，世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC 2022）上榮耀正式發(fā)布旗下最新旗艦手機(jī)——榮耀Magic4系列。該系列采用BOE（京東方）柔性O(shè)LED屏幕，其中，榮耀Magic4 Pro采用全弧顯示柔性O(shè)LED四曲屏，實(shí)現(xiàn)屏幕四角曲面均可顯示，帶來(lái)設(shè)計(jì)美學(xué)和顯示效果如臨其境的震撼體驗(yàn)。2021年9月8日，三星顯示器在首爾COEX舉辦的“Global Tech Korea 2021”推出了13英寸可拉伸OLED顯示屏。這無(wú)不昭示著柔性顯示器將是未來(lái)移動(dòng)通信設(shè)備新賽點(diǎn)。

柔性顯示器產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新的賽道，技術(shù)迭代方興未艾！如何在柔性電子器件領(lǐng)域沖出重圍會(huì)獵全球市場(chǎng)，其關(guān)鍵材料便是保證柔性顯示器功能與壽命的“守護(hù)神”——水氧阻隔膜。為什么說(shuō)阻隔膜是OLED顯示器的“守護(hù)神”呢？

OLED中有機(jī)材料對(duì)氧和水非常敏感，為保證OLED顯示器長(zhǎng)時(shí)間正常工作，就要求封裝材料的WVTR（水蒸氣透過(guò)率）和OTR（氧透過(guò)率）必須達(dá)到十分嚴(yán)苛的條件。 

高性能的水氧阻隔膜要求對(duì)水和氧氣等具有非常低的透過(guò)率，保證OLED顯示器長(zhǎng)時(shí)間的工作，并延長(zhǎng)其使用壽命。第一代 OLED 顯示器使用玻璃作為阻隔層，顯然玻璃不能用于柔性O(shè)LED。目前柔性屏使用的都是薄膜封裝，由 SiOx 和 PI層交替構(gòu)成，水氧的阻隔效果尚可，但柔性顯示屏要達(dá)到可折疊或可卷曲的狀態(tài)，就必須尋找更好的 OLED 封裝技術(shù)和材料。

理論上石墨烯可以阻隔小到氦氣的所有氣體分子，因此石墨烯作為阻隔膜應(yīng)用前景巨大?；瘜W(xué)氣相沉積（Chemical vapor deposition,CVD）法制備的石墨烯薄膜具有質(zhì)量高、可控性好、可放大等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

圖1 石墨烯原子結(jié)構(gòu)

石墨烯是由碳原子組成的六角蜂窩狀二維原子晶體材料。在理想的完美石墨烯中，小到氦氣的所有氣體分子都無(wú)法滲透石墨烯層。當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中的材料沒(méi)有完美的，缺陷和孔洞都會(huì)損害材料的防滲透性。石墨烯自身帶有本征缺陷，單層石墨烯在原子分辨率下通?？梢杂^察到明顯的非六元碳環(huán)結(jié)構(gòu)甚至點(diǎn)域或者線域的孔洞，會(huì)降低水氧的阻隔效果，從而影響被其塑封的元器件使用壽命。北京石墨烯研究院（BGI）多年攻關(guān)、潛心耕耘，研發(fā)出一種高性能石墨烯水氧阻隔膜。該阻隔膜具備良好的可彎曲性，水蒸氣透過(guò)率和氧透過(guò)率超出常規(guī)阻隔膜標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 高性能石墨烯水氧阻隔膜

由于石墨烯薄膜通常只有一個(gè)原子層厚，石墨烯薄膜在轉(zhuǎn)移過(guò)程中施加的機(jī)械應(yīng)力很容易產(chǎn)生薄膜裂紋，同時(shí)引起不均勻的摻雜、褶皺以及表面污染等問(wèn)題，這會(huì)降低石墨烯薄膜的性能，導(dǎo)致后續(xù)性能減弱甚至失效。因此，石墨烯薄膜無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)至關(guān)重要，也是實(shí)現(xiàn)石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

圖3 一般石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移過(guò)程產(chǎn)生的問(wèn)題示意圖

當(dāng)前市場(chǎng)上，石墨烯大面積制備工藝及無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)并不完善。雖然目前發(fā)展了多種以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）為代表的高分子作為轉(zhuǎn)移介質(zhì)的轉(zhuǎn)移方法，但高分子與石墨烯間的相互作用較強(qiáng)且不易在溶劑中溶解，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移后的石墨烯表面有大量的高分子殘留和破損，降低了石墨烯的優(yōu)良性能。北京石墨烯研究院（BGI）攻堅(jiān)克難，采用全干法轉(zhuǎn)移技術(shù)，有效減少水氧摻雜，石墨烯完整度超過(guò)95%。轉(zhuǎn)移后的石墨烯薄膜完整度高，面內(nèi)均勻性高。同時(shí)，通過(guò)科研攻關(guān)，不僅掌握了石墨烯薄膜多種襯底的無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)，還攻克了全氟磺酸離聚物(以Nafion為代表)薄膜轉(zhuǎn)移工藝，國(guó)內(nèi)能完成Nafion膜為代表的薄膜轉(zhuǎn)移工藝企業(yè)寥寥無(wú)幾。在石墨烯薄膜的無(wú)損轉(zhuǎn)移服務(wù)中北京石墨烯研究院（BGI）鰲頭獨(dú)占。

2020年國(guó)內(nèi)石墨烯相關(guān)領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模達(dá)140億元，石墨烯市場(chǎng)化成果帶來(lái)的新一波熱潮正在來(lái)襲，預(yù)計(jì)2025年相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億元。北京石墨烯研究院（BGI）一直致力于推動(dòng)石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化步伐，深耕石墨烯產(chǎn)業(yè)十?dāng)?shù)年，形成覆蓋全國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)，目前已培植一批石墨烯殺手锏級(jí)應(yīng)用。BGI正行駛在蓬勃發(fā)展的快車道上，面向未來(lái)、藍(lán)海無(wú)垠！