柔性显示实现的关键技术分析

陈志伟

摘要：柔性显示技术主要涉及色彩学、光学、电子学以及材料化学等，为综合性技术范畴，因此柔性显示技术本身具备综合性与前沿性特征。当前在柔性显示器中所应用的显示技术包括电泳显示、液晶显示以及有机电致发光器件显示等。本研究主要分析与探讨柔性显示实现的几个关键技术。

关键词：OLED技术;液晶技术;电泳技术;柔性显示

柔性显示指的是通过柔性电子技术，在柔性基板中安装柔性显示介质的材料或者电子元件，确保显示器具备可弯曲的特点。当前在柔性显示器中所应用的显示技术包括电泳显示、液晶显示以及有机电致发光器件显示等。本研究主要分析与探讨柔性显示实现的几个关键技术。

1. OLED技术

低功耗、自发光、视角宽、宽温度等是OLED的主要特性，且OLED具有较强的抗弯曲能力，在柔性显示器件制作中较为适用。

1.1技术原理

OLED是以有机材料为基础的半导体发光器件，其组成单元包括空穴传输层、电极层、ITO透明电极以及电子传输层等，OLED的技术原理是通过金属电极与ITO当作器件阴阳极，电压驱动下从阴阳两极将空穴与电子注入至传输层，并通过传输层将空穴与电子迁移到发光层，两者在发光层结合，通过辐射发出可见光。

1.2研究方向

虽然柔性OLED器件存在多种应用优势，然而，柔性OLED在驱动、材料寿命、柔性以及彩色化等环节还存在较大进展。然而，柔性OLED具有较低的产业化进程，主要原因在于还没有解决OLED高效率与寿命问题。这就需要在设计实验条件、设计期间结构以及驱动和封装技术上加倍努力，在研究OLED方面应该集中在提升器件寿命与效率等性能上努力[1]。

2.液晶技术

作为介于液体、固体之间的一种有机化合物状态，液晶具有光学特性，而且对外界磁场、电场以及温度等比较敏感。制作液晶显示器的显示材料就是液晶，采用液晶光闸的方式对光线进行控制，以显示图像、文字以及图形等。现阶段的液晶显示器包括顶点双稳显示、铁电液晶显示、双列相液晶显示等。

2.1技术原理

顶点双稳态显示器中含和面板平行或者垂直的液晶分子，且处于两个稳定方向，在极化电压脉冲作用下能够转换两种状态，该双稳状态通常不会受到压力或者热量影响，双稳状态一旦明确，及时关掉电源同样不会影响到液晶状态。铁电液晶主要呈现螺旋层状排列，两层液晶分子倾斜排列方式相同的情况下，两者的距离就是螺距，两片透明导电体间夹一个铁电型液晶，液晶分子与边界交互作用会限制分子排列，使得螺旋层状排列无法形成，在边界作用下，液晶分子呈现一致的排列方向[2]。此外，层结构法线与液晶分子长轴夹角，能量呈现对称分布的情况下，液晶分子稳定状态有两种，而液晶分子对其存在状态的选择，通常受外加电场的有效控制。向列型液晶主要呈现棒状分子平行排列，这一液晶分子具有相对比较大的运动自由度，属于最佳流动性液晶，而且该类液晶有着较小粘度与较快应答速度，所以是应用比较早的一类液晶，通常被用于笔记本电脑、液晶电视等元件中。

2.2研究方向

目前液晶显示器在设备与工艺中的开发与研究较为完整，玻璃基本也是比较成熟的一个产业，再加上有些产品已经在硬质塑胶基板中加以應用，目前在柔性塑胶基板内应用液晶显示模式的资源并不多。液晶显示机制难点包括：聚合物分散型液晶显示具有较高的驱动电压、较慢的响应速度以及较低的对比度。而顶点双稳态显示则很难全彩显示，且具有较窄的可视角度。铁电液晶显示具有较快的响应速度，能够实现质量较高的动画显示效果，因为铁电液晶分子排列形态为晶型，所以组织极易被外界所影响。向列相液晶图像由聚合物单元间隙决定，面板弯曲很容易导致间隙发生变化，进而会对图像质量产生影响，由此就会加大背光模块设计难度，无法确保屏幕亮度的均匀性。所以未来还应该开发更多液晶材料，使柔性液晶显示器应用性能得到提升。

3.电泳技术

电泳是通过带荷电胶体颗粒移动于电场的原理，电极间带电物质运动从而实现色彩交替显示。电泳显示器所用技术包括微杯型电泳、扭转球型电泳以及逆乳胶电泳等诸多显示技术。

3.1技术原理

在电泳技术中，扭转球型电泳是在密封腔体内部注入油性液体，黑白扭转求微粒分散在液体内部，白色半球为反射光，而黑色半球为入射光。采用驱动电路与氧化烟锡对电场进行控制，通过脉冲压力作用，通过偶极子本身所具有的扭矩力，液体内小球会出现扭转，采用驱动电压对球体排序与扭转角度进行调整，以实现图像灰度的控制[3]。微杯型电泳的原理是在染色绝缘溶剂中分散带电微粒，从而形成胶体电泳液，并在特定微杯内封装，将电场施加在分散的体系内部，库仑力联合作用下，带电粒子会形成电泳。以改变电场方向的方式，实现带电颗粒的定向泳动。

3.2研究方向

现阶段的电泳液晶显示技术处于不成熟状态，应该从以下方向加以改善：相应速度慢，不能表达视频画面，由于电泳技术必须以粒子运动为依赖，显示开光时间长，同时还有待改进全彩色显示技术，而且电泳液晶技术的制造工艺比较复杂，成本与材料要求比较高。目前电泳显示技术还处在研发环节，还需解决诸多科技问题。

4.总结

近年来柔性显示技术的科技研发重点包括：开发显示元器件技术、开发驱动元件技术以及开发基板技术等。柔性显示技术主要涉及色彩学、光学、电子学以及材料化学等，为综合性技术范畴，因此柔性显示技术本身具备综合性与前沿性特征。国内应不断加强柔性显示技术的基础研究，以技术开发为重点，全面培育更多新型、现代化的柔性显示产品，并对柔性显示产业链进行创建，充分利用各种现代资源，将协同增效优势充分发挥出来，在实现产业化目标、开发关键技术以及开展知识产权共享等领域加强合作，从而推动柔性显示产业的健康、可持续发展。

参考文献：

[1]柔性显示基板材料研究进展[J].华南师范大学学报（自然科学版），2017，49 （1）：9-16.

[2]刘艳玲，胡坤，党鹏乐，等.柔性显示器件机械试验方法研究[J].信息技术与标准化，2017 （06）：23-26.

[3]佚名.柔性显示屏多工位单视觉AOI检测平台：，CN206321579U[P].2017.