柔性顯示實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)分析

陳志偉

摘要：柔性顯示技術(shù)主要涉及色彩學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)以及材料化學(xué)等，為綜合性技術(shù)范疇，因此柔性顯示技術(shù)本身具備綜合性與前沿性特征。當(dāng)前在柔性顯示器中所應(yīng)用的顯示技術(shù)包括電泳顯示、液晶顯示以及有機(jī)電致發(fā)光器件顯示等。本研究主要分析與探討柔性顯示實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：OLED技術(shù);液晶技術(shù);電泳技術(shù);柔性顯示

柔性顯示指的是通過柔性電子技術(shù)，在柔性基板中安裝柔性顯示介質(zhì)的材料或者電子元件，確保顯示器具備可彎曲的特點(diǎn)。當(dāng)前在柔性顯示器中所應(yīng)用的顯示技術(shù)包括電泳顯示、液晶顯示以及有機(jī)電致發(fā)光器件顯示等。本研究主要分析與探討柔性顯示實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

1. OLED技術(shù)

低功耗、自發(fā)光、視角寬、寬溫度等是OLED的主要特性，且OLED具有較強(qiáng)的抗彎曲能力，在柔性顯示器件制作中較為適用。

1.1技術(shù)原理

OLED是以有機(jī)材料為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其組成單元包括空穴傳輸層、電極層、ITO透明電極以及電子傳輸層等，OLED的技術(shù)原理是通過金屬電極與ITO當(dāng)作器件陰陽(yáng)極，電壓驅(qū)動(dòng)下從陰陽(yáng)兩極將空穴與電子注入至傳輸層，并通過傳輸層將空穴與電子遷移到發(fā)光層，兩者在發(fā)光層結(jié)合，通過輻射發(fā)出可見光。

1.2研究方向

雖然柔性O(shè)LED器件存在多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然而，柔性O(shè)LED在驅(qū)動(dòng)、材料壽命、柔性以及彩色化等環(huán)節(jié)還存在較大進(jìn)展。然而，柔性O(shè)LED具有較低的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，主要原因在于還沒有解決OLED高效率與壽命問題。這就需要在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)計(jì)期間結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)和封裝技術(shù)上加倍努力，在研究OLED方面應(yīng)該集中在提升器件壽命與效率等性能上努力[1]。

2.液晶技術(shù)

作為介于液體、固體之間的一種有機(jī)化合物狀態(tài)，液晶具有光學(xué)特性，而且對(duì)外界磁場(chǎng)、電場(chǎng)以及溫度等比較敏感。制作液晶顯示器的顯示材料就是液晶，采用液晶光閘的方式對(duì)光線進(jìn)行控制，以顯示圖像、文字以及圖形等?，F(xiàn)階段的液晶顯示器包括頂點(diǎn)雙穩(wěn)顯示、鐵電液晶顯示、雙列相液晶顯示等。

2.1技術(shù)原理

頂點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)顯示器中含和面板平行或者垂直的液晶分子，且處于兩個(gè)穩(wěn)定方向，在極化電壓脈沖作用下能夠轉(zhuǎn)換兩種狀態(tài)，該雙穩(wěn)狀態(tài)通常不會(huì)受到壓力或者熱量影響，雙穩(wěn)狀態(tài)一旦明確，及時(shí)關(guān)掉電源同樣不會(huì)影響到液晶狀態(tài)。鐵電液晶主要呈現(xiàn)螺旋層狀排列，兩層液晶分子傾斜排列方式相同的情況下，兩者的距離就是螺距，兩片透明導(dǎo)電體間夾一個(gè)鐵電型液晶，液晶分子與邊界交互作用會(huì)限制分子排列，使得螺旋層狀排列無(wú)法形成，在邊界作用下，液晶分子呈現(xiàn)一致的排列方向[2]。此外，層結(jié)構(gòu)法線與液晶分子長(zhǎng)軸夾角，能量呈現(xiàn)對(duì)稱分布的情況下，液晶分子穩(wěn)定狀態(tài)有兩種，而液晶分子對(duì)其存在狀態(tài)的選擇，通常受外加電場(chǎng)的有效控制。向列型液晶主要呈現(xiàn)棒狀分子平行排列，這一液晶分子具有相對(duì)比較大的運(yùn)動(dòng)自由度，屬于最佳流動(dòng)性液晶，而且該類液晶有著較小粘度與較快應(yīng)答速度，所以是應(yīng)用比較早的一類液晶，通常被用于筆記本電腦、液晶電視等元件中。

2.2研究方向

目前液晶顯示器在設(shè)備與工藝中的開發(fā)與研究較為完整，玻璃基本也是比較成熟的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，再加上有些產(chǎn)品已經(jīng)在硬質(zhì)塑膠基板中加以應(yīng)用，目前在柔性塑膠基板內(nèi)應(yīng)用液晶顯示模式的資源并不多。液晶顯示機(jī)制難點(diǎn)包括：聚合物分散型液晶顯示具有較高的驅(qū)動(dòng)電壓、較慢的響應(yīng)速度以及較低的對(duì)比度。而頂點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)顯示則很難全彩顯示，且具有較窄的可視角度。鐵電液晶顯示具有較快的響應(yīng)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量較高的動(dòng)畫顯示效果，因?yàn)殍F電液晶分子排列形態(tài)為晶型，所以組織極易被外界所影響。向列相液晶圖像由聚合物單元間隙決定，面板彎曲很容易導(dǎo)致間隙發(fā)生變化，進(jìn)而會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，由此就會(huì)加大背光模塊設(shè)計(jì)難度，無(wú)法確保屏幕亮度的均勻性。所以未來(lái)還應(yīng)該開發(fā)更多液晶材料，使柔性液晶顯示器應(yīng)用性能得到提升。

3.電泳技術(shù)

電泳是通過帶荷電膠體顆粒移動(dòng)于電場(chǎng)的原理，電極間帶電物質(zhì)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)色彩交替顯示。電泳顯示器所用技術(shù)包括微杯型電泳、扭轉(zhuǎn)球型電泳以及逆乳膠電泳等諸多顯示技術(shù)。

3.1技術(shù)原理

在電泳技術(shù)中，扭轉(zhuǎn)球型電泳是在密封腔體內(nèi)部注入油性液體，黑白扭轉(zhuǎn)求微粒分散在液體內(nèi)部，白色半球?yàn)榉瓷涔?，而黑色半球?yàn)槿肷涔?。采用?qū)動(dòng)電路與氧化煙錫對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行控制，通過脈沖壓力作用，通過偶極子本身所具有的扭矩力，液體內(nèi)小球會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，采用驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)球體排序與扭轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)圖像灰度的控制[3]。微杯型電泳的原理是在染色絕緣溶劑中分散帶電微粒，從而形成膠體電泳液，并在特定微杯內(nèi)封裝，將電場(chǎng)施加在分散的體系內(nèi)部，庫(kù)侖力聯(lián)合作用下，帶電粒子會(huì)形成電泳。以改變電場(chǎng)方向的方式，實(shí)現(xiàn)帶電顆粒的定向泳動(dòng)。

3.2研究方向

現(xiàn)階段的電泳液晶顯示技術(shù)處于不成熟狀態(tài)，應(yīng)該從以下方向加以改善：相應(yīng)速度慢，不能表達(dá)視頻畫面，由于電泳技術(shù)必須以粒子運(yùn)動(dòng)為依賴，顯示開光時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)還有待改進(jìn)全彩色顯示技術(shù)，而且電泳液晶技術(shù)的制造工藝比較復(fù)雜，成本與材料要求比較高。目前電泳顯示技術(shù)還處在研發(fā)環(huán)節(jié)，還需解決諸多科技問題。

4.總結(jié)

近年來(lái)柔性顯示技術(shù)的科技研發(fā)重點(diǎn)包括：開發(fā)顯示元器件技術(shù)、開發(fā)驅(qū)動(dòng)元件技術(shù)以及開發(fā)基板技術(shù)等。柔性顯示技術(shù)主要涉及色彩學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)以及材料化學(xué)等，為綜合性技術(shù)范疇，因此柔性顯示技術(shù)本身具備綜合性與前沿性特征。國(guó)內(nèi)應(yīng)不斷加強(qiáng)柔性顯示技術(shù)的基礎(chǔ)研究，以技術(shù)開發(fā)為重點(diǎn)，全面培育更多新型、現(xiàn)代化的柔性顯示產(chǎn)品，并對(duì)柔性顯示產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行創(chuàng)建，充分利用各種現(xiàn)代資源，將協(xié)同增效優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)、開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)以及開展知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享等領(lǐng)域加強(qiáng)合作，從而推動(dòng)柔性顯示產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]柔性顯示基板材料研究進(jìn)展[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，49 （1）：9-16.

[2]劉艷玲，胡坤，黨鵬樂，等.柔性顯示器件機(jī)械試驗(yàn)方法研究[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2017 （06）：23-26.

[3]佚名.柔性顯示屏多工位單視覺AOI檢測(cè)平臺(tái)：，CN206321579U[P].2017.