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柔性显示器件技术综述

柔性显示器件技术综述

张浩1,2,桑仁政1,顾文1,曹进2,冯涛3,张建华*1,2

(1.上海大学 机电工程与自动化学院,上海 200072;zhkeylab@http://www.wendangwang.com 2.上海大学新型显示技术与应用集成教育部重点实验室,上海200072;

3. 林德集团,德国)

摘要:本文介绍了当前主要的柔性显示技术的研究进展,包括柔性液晶显示、柔性有机电致发光器件、柔性电泳显示等,对比分析了各自的优缺点及其存在的关键问题,包括柔性基板材料、柔性TFT基板,卷对卷制备工艺及其在柔性显示中的应用。最后,结合本单位的研究进展,介绍了薄膜封装技术的发展现状及其在柔性OLED显示中的研究结果。 关键词:柔性显示, 有机电致发光, 液晶显示, 柔性基板

1 柔性显示技术

柔板显示(Flexible displays)是非常具有前景的显示技术,通过很多的研究者和工程师的努力开发,柔性显示技术发展迅速。在不久的将来,柔性显示技术的发展将使得信息的显示更加灵活多样。目前研究较多的实现柔性显示的主要技术包括:液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)、有机电致发光(Organic light emitting devices, OLED)、电泳显示(Electrophoretic Display,EPD)[1-4]。

柔性EPD显示主要应用于电子阅读领域。E-ink公司的电子墨水受到各大面板厂商的青睐,面板厂商很多都推出过EPD显示阳极。

OLED在柔性显示方面的应用具有独特的优势。超薄、全固态以及OLED所用材料的特性非常适合于柔性显示。同时,OLED的制备工艺以蒸发、旋涂、打印为主,这些工艺均能够实现在柔性衬底上沉积薄膜。特别是溶液方法制备OLED的发展使得其能够很好的与卷对卷(roll-to-roll)工艺结合,能够制备低成本的大尺寸OLED显示器件。

1992年,第一款基于塑料衬底的柔性OLED器件制备由gustafsson等[7]制备成功,开启了柔性

OLED研究的热潮。2003 年日本先锋推出了15 英寸 像素为160×120全彩PM- OLED 柔性显示器,其重量仅有3g,亮度为70cd/m2,驱动电压为9V。2008 年,三星公司推出了其4 英寸 的柔性OLED显示屏。三星公司在CES2011展会上已经向世人展示了他们的OLED可弯曲屏幕(如图1)。该屏幕在卷曲成直径1厘米的圆筒状时仍能正常工作,而且具备目前手机屏幕所没有的耐冲击性,即使在锤子的敲砸中仍能正常工作。目前,很多显示企业如索尼、LG、东芝、三星都在研究柔性OLED显示技术。

从目前三种柔性显示技术来看,柔性LCD面临的主要问题体现在柔性衬底的背光设计、显示视角显示均匀性等方面。柔性EPD显示的彩色化显示是关注的问题之一,另外EPD显示的相应速度较慢,因此在动画、视频方面的应用具有一定的局限性。柔性OLED目前面临的关键问题是OLED器件本身对水氧敏感,有效的封装是研发的热点。

柔性显示器件技术综述

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同时,

三星柔性LCD 三星柔性OLED LG柔性E-ink

图1 三种柔性显示显示器

柔性LCD 的发展较早,一直面临的一个问题是单元间隙的对LCD显示影响较大,随着柔性基板的弯曲,单元间隙发生变化从而影响LCD的显示效果。直到后来新的液晶材料的发现[5-6](如:胆甾型的液晶),使得柔性LCD有了较快的发展。各大面板厂商在柔性LCD显示方面也都投入了研发,如:2001年精工爱普生的0.7英寸QVGA柔性LCD显示器;2002年,夏普推出4英寸反射彩色柔性TFT LCD;2010年,东芝推出8.4英寸SVGA显示器。

与柔性LCD不同,柔性EPD显示是利用发光的电子墨水薄层来实现显示,电子墨水液体中有几百万个细小的微胶囊。每个胶囊内部是染料和颜料芯片的混合物,这些细小的芯片可以受电荷作用。

基金项目:上海自然科学基金(09ZR1411900);

作者简介:张浩(1980), 男, 山东乐陵人, 工程师,在读博士, 主要从事新型显示技术研究及封装。

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