卷軸式柔性OLED顯示器

王瑋瑋 鄒麗娜 楊培成

摘 要：卷軸式柔性OLED顯示器、又稱有機EL顯示器，由于其便攜、輕、薄、可卷曲、省電、視角廣等諸多優(yōu)勢，被認為是下一代的平面顯示器新興應用技術(shù)，可應用于柔性電視、電子閱讀書、影像播放器、便攜移動電話等。文章介紹了國內(nèi)外主要公司在卷軸式柔性OLED顯示領(lǐng)域的技術(shù)進展、專利申請、產(chǎn)品發(fā)布，使讀者對卷軸式柔性OLED顯示器有更加直觀的認識。

關(guān)鍵詞：卷軸，柔性，OLED，有機EL，顯示

中圖分類號：N04；TN3；TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8578（2014）S1-0038-03

Rollable and Flexible OLED Display Device

WANG Weiwei ZOU Lina YANG Peicheng

Abstract：Rollable and flexible OLED display devices， also known as organic EL display devices， are considered as nextgeneration plane display technology because of their characteristics of portable， light， thin， collapsible， low power and wide view angle， and can be used for flexible TV， ebook reader， multimedia display system， mobile phone， etc. This paper introduces the development， patent application， and product presentation of main companies in rollable and flexible OLED display field， so as to make readers know about the rollable and flexible OLED display devices vividly.

Keywords： rollable， flexible， OLED， organic， EL， display

收稿日期：2014-06-21

作者簡介：王瑋瑋（1981—），女，湖北荊門人，碩士，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心審查員，主要從事光電領(lǐng)域相關(guān)專利審查工作。通信方式：wangweiwei_1@sipo.gov.cn。

引 言

夢幻般的2008年北京奧運會開幕式上，一幕幕令人稱奇的畫面激起了人們的探知熱情，當場地上巨大的卷軸慢慢展開時，觀眾們不禁為之震撼。太古遺音、四大發(fā)明、漢字書寫、戲曲臉譜、絲綢之路、萬里長城等一系列中國元素依次在這幅巨大的長卷上神奇展現(xiàn)。這幅巨大的卷軸，實際上是一個147米長、27米寬的巨大LED（light emitting diode，發(fā)光二極管）屏形成的，上面鋪了4.4萬顆發(fā)光二極管，在地面上的LED大屏幕進行一點一點地分段放映時，兩個卷軸跟它咬合、自轉(zhuǎn)，經(jīng)過嚴密的配合，形成了打開畫卷的景象。不過，這一巨型LED顯示屏還不能被稱為真正的卷軸式柔性顯示器，直到柔性OLED顯示技術(shù)被廣泛采用時，才真正圓了大家如古人般“開卷有益”的讀書夢想。

一 卷軸式柔性OLED顯示器的概念

為了引入卷軸式柔性OLED顯示器的概念，我們首先為讀者介紹什么是OLED。OLED，即有機發(fā)光二極管，是英文organic lightemitting diode的名詞縮寫，又稱有機EL（electro luminescent）冷光片。其發(fā)光原理為在兩個電極之間沉積非常薄的有機發(fā)光材料，對該有機發(fā)光材料通以直流電使其發(fā)光（見圖1）。可以這樣形象地描述：每個OLED單元就像一塊三明治，有機發(fā)光材料就是夾在兩層電極中間的蔬菜，電極是由薄而透明的具有半導體特性的銦錫氧化物（ITO）構(gòu)成的。

圖1 有機發(fā)光二極管的發(fā)光原理

利用上述有機發(fā)光二極管OLED制作的顯示器即為OLED顯示器，可以是黑白兩色顯示，也可以進行彩色顯示。對于彩色顯示的場合，每個OLED顯示單元可以受控制地產(chǎn)生三種不同顏色的光，其所釋放的光被稱為磷光（phosphorescence）。通常，可以通過紅綠藍（RGB）三色像素獨立發(fā)光、光色轉(zhuǎn)換或者彩色濾光膜技術(shù)，構(gòu)造OLED彩色顯示器。相對于傳統(tǒng)發(fā)光二極管（LED）、液晶（LCD）、等離子體（PDP）顯示技術(shù)來說，利用有機發(fā)光材料制成的OLED顯示面板（或稱有機EL顯示面板）具有自發(fā)光、無須背光源、對比度高、輕、薄、省電、視角廣、響應速度快、可彎曲、使用溫度范圍廣、構(gòu)造和制程較簡單等諸多優(yōu)勢，被認為是下一代的平面顯示器新興應用技術(shù)，可以用于電視、電子閱讀、影像播放、便攜移動電話等終端設備中。

卷軸式柔性OLED顯示器由于其超輕、便攜、“開卷可讀”，是OLED顯示技術(shù)中具有代表性的一種。顧名思義，卷軸式柔性OLED顯示器，是通過將柔性可彎曲的OLED顯示屏像紙一樣纏繞（roll）在卷軸上，根據(jù)顯示的需要拉開或者使所述屏幕縮回軸內(nèi)，在不使用的時候僅僅是一個卷軸，方便攜帶。它的問世能夠催生一系列全新的便攜式產(chǎn)品，讓消費者把智能型手機或者平板電腦裝置尺寸的顯示器，卷進一個只有胖胖的蠟筆大小的系統(tǒng)內(nèi)，而這支胖胖的“蠟筆”中通常含有可對整個屏幕顯示操作進行控制的芯片、電路，以及機械卷繞結(jié)構(gòu)。這就要求柔性的OLED顯示器可以彎折數(shù)千次以上性能也不會有衰減，有十分強韌的設計。

二 卷軸式柔性OLED顯示器發(fā)展現(xiàn)狀

OLED技術(shù)起源于歐美，實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的國家/地區(qū)主要集中在東亞，例如日本、韓國、中國大陸和臺灣地區(qū)等，目前處于產(chǎn)業(yè)化初期，后續(xù)發(fā)展可觀。為了使讀者對卷軸式柔性OLED顯示器有更加直觀的認識，筆者在此對國內(nèi)外主要公司在卷軸式柔性OLED顯示領(lǐng)域的科技發(fā)展現(xiàn)狀進行簡單的介紹，主要涉及相關(guān)技術(shù)進展、專利申請及產(chǎn)品發(fā)布。

1.通用顯示有限公司（Universal Display，又稱聯(lián)合顯示公司）發(fā)布了一款卷軸式柔性OLED顯示器，顯示器的柔性屏幕可以卷曲收納在一個筆形容器中，節(jié)省空間，便于攜帶，在使用時再將顯示屏展開（見圖2），并可通過無線紅外接入方式登錄到互聯(lián)網(wǎng)或者其他數(shù)字系統(tǒng)上。對于該項技術(shù)，通用顯示早在2002年就申請了發(fā)明專利，并獲得了專利授權(quán)。該專利中介紹，具有顯示系統(tǒng)展開部分的OLED顯示通信設備可采用卷軸集合的形式。設備還能夠以可移除方式連接到微顯示器上，該微顯示器可以并入到用戶的頭戴式耳機、眼鏡等等，或并入腕帶式設備（如手表），以由此在設備使用時為用戶提供更好的私密性。設備還可連接到汽車抬頭式顯示器（HUD）或透明有機發(fā)光器件（TOLED） 顯示器，以在比如汽車風擋等設備上顯示信息。值得一提的是，通用顯示已經(jīng)在全世界擁有大約725項已通過或者待審專利。在柔性OLED顯示技術(shù)領(lǐng)域，通用顯示不僅技術(shù)處于領(lǐng)先，且已進行了良好的專利布局。

圖2 卷軸式柔性OLED顯示器展開過程

2.夏普（SHARP）株式會社在2006年8月30日根據(jù)《專利合作條約》向國際局提交了一份PCT國際發(fā)明專利申請（公開號WO2007/077649A1），進入中國國家階段后由中國專利局進行獨立審查，夏普于2012年2月15日獲得了該項專利在中國的授權(quán)。該專利提供了一種便攜終端裝置（即移動電話），可撓性的有機EL（即OLED）顯示屏從上殼體拉出，撓性的顯示區(qū)域可變化。通過進行拉出而更有效地利用顯示區(qū)域露出的顯示屏（見圖3），并利用控制單元根據(jù)所述拉出量調(diào)整圖像的大小，將與拉出顯示屏的縱橫比例相同的圖像從存儲器讀出并進行顯示。

圖3 移動電話OLED顯示屏展開過程

3.索尼（SONY）公司在2010年公布了一款超柔軟的OLED屏幕，該屏幕可以像紙質(zhì)一樣進行卷繞。這款世界上首個在卷繞過程中也可以產(chǎn)生動態(tài)圖像的OLED屏，在纏繞過程中使用的圓柱體半徑為4mm。為了確保其耐用性，索尼進行了大量試驗，該顯示屏在卷返1000次后，顯示效果仍然不受影響。這一顯示設備主要應用在索尼生產(chǎn)的PSP2上。

4.中國京東方科技集團股份有限公司于2011年申請了一件關(guān)于筆式移動終端的實用新型專利，提供的筆式移動終端包括：筆殼、位于該筆殼中的通信主體、卷軸和柔性OLED顯示屏。柔性OLED顯示屏卷曲在筆殼內(nèi)的卷軸上，移動終端的各個功能單元分別位于筆殼的外壁上或者筆殼內(nèi)部，大大縮小了筆式移動終端的體積，使得移動終端進一步微型化。筆柱上還可以設置多個按鍵，圖6所示的筆式移動終端中，筆柱上有話筒、數(shù)字按鍵、通話按鍵、結(jié)束鍵等。這種筆式移動終端不僅可以作為通信工具，還可以作為書寫工具，能夠廣泛應用于上班和上學的人群中。

三 結(jié) 語

據(jù)市場研究公司HIS稱，柔性OLED顯示屏已經(jīng)越來越受市場關(guān)注，預計在2014年，該市場的規(guī)模將達到9480萬，比2013年的2190萬美元增長334%[1]。除上述外，我國國內(nèi)亦有一些企業(yè)，如信利半導體、TCL、青島海信、四川虹視等公司，以及一些研究機構(gòu)、高等院校，如清華大學、西安交通大學、上海交通大學、武漢大學、上海大學等，也在進行著柔性OLED顯示器的研發(fā)。我們期待著國內(nèi)企業(yè)與高校及科研機構(gòu)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，圍繞重大項目，以行業(yè)已有技術(shù)為基礎，積極開展柔性OLED顯示技術(shù)的產(chǎn)學研合作，在此過程中把握OLED技術(shù)發(fā)展方向，抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展機會，實現(xiàn)我國柔性OLED顯示技術(shù)的跨越式發(fā)展。

參考文獻

[1] 柔性OLED市場明年將猛增334%至9480美元[EB/OL] .[2014-06-15]http：//news.ccidnet.com/art/1032/20130830/5153763_1.html.