趙博選，王 琦

（1.美題隆精密光學(xué)（上海）有限公司,上海 200131；2.上海理工大學(xué) 光電信息與計算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093）

柔性顯示（Flexible Display，F(xiàn)D）是指在塑料、金屬薄片、玻璃薄片等柔性基材上，制備的具有可撓曲性的平板顯示器件[1]。最近，Displaybank發(fā)布了《軟性顯示技術(shù)動向及市場展望》報告，對近期柔性顯示相關(guān)技術(shù)的開發(fā)現(xiàn)狀及相關(guān)企業(yè)的動向進(jìn)行了分析、預(yù)測與展望，如圖1所示[2]。

圖1 Displaybank柔性顯示市場展望

據(jù)Displaybank估算，柔性顯示市場規(guī)模將從2015年的11億美金成長到2020年的420億美金，約占平板顯示市場的16%。按出貨量基準(zhǔn)預(yù)計，將從2015年的2 500萬臺擴(kuò)大至2020年的8億臺，約占整個平板顯示市場的13%。柔性顯示產(chǎn)品不僅會全面替代現(xiàn)有顯示產(chǎn)品，還將創(chuàng)造出許多新型應(yīng)用市場而引領(lǐng)整個顯示市場的快速成長。替代現(xiàn)有產(chǎn)品的市場規(guī)模約從2015年的5億美金增長至2020年的19億美金，新型市場規(guī)模將從2015年的6億美金增長至2020年的22億美金，發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮骩2]。日前，日本半導(dǎo)體實驗室（SEL）、美國Apple、韓國三星、LG、Philips、諾基亞等巨頭正爭分奪秒地推進(jìn)將柔性顯示器件進(jìn)行包括可穿戴化等新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，柔性顯示所引領(lǐng)的新一代顯示技術(shù)革命正撲面而來。

1 主要柔性顯示技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀及未來研發(fā)方向

1.1 OLED顯示技術(shù)

1.1.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

OLED（Organic Light-Emitting Diode）顯示，是在電壓驅(qū)動下，電子和空穴從陰、陽極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，遷移至電致發(fā)光層形成激子，激發(fā)電致發(fā)光層產(chǎn)生輻射發(fā)光的顯示技術(shù)，如圖2所示[3]。常分為有機(jī)小分子電致發(fā)光顯示和高分子電致發(fā)光顯示（Polymer Light-Emitting Diode，PLED）。

圖2 OLED結(jié)構(gòu)原理圖

有機(jī)小分子電致發(fā)光顯示方面，在SID2008展會上，Sony展出了柔性、全彩、有源驅(qū)動的2.5 in（1 in=2.54 cm）OLED 顯示器件，像素120×160，1 680色。2008年底，臺灣工研院展示了0.2 mm的超薄柔性O(shè)LED顯示器件。2012年，美國亞利桑那州立大學(xué)開發(fā)出7.4 in柔性O(shè)LED。在CES2013展會上,三星展出了使用柔性O(shè)LED屏的手機(jī)原型，該屏為5 in，高寬比16∶9，720p，如圖3。2013年初，LG率先推出了全球第一款55 in柔性O(shè)LED電視產(chǎn)品，這是全世界第一款得以量產(chǎn)的大屏幕柔性顯示器件，如圖4。2013年8月，三星也正式推出了55 in的大型柔性O(shè)LED顯示電視。2013年8月，華南理工大學(xué)發(fā)布了4.8 in全彩柔性O(shè)LED顯示器件。在IFA2013展會上，LG展出了僅4.3 mm的77 in柔性O(shè)LED電視；三星則展出98 in的柔性O(shè)LED電視，如圖5。高分子電致發(fā)光顯示方面，由于其材料優(yōu)秀的可加工性能，更易實現(xiàn)大屏化、柔性化[4]。CDT公司一直致力于PLED顯示技術(shù)的研發(fā)工作，相繼展出了多款PLED樣品；飛利浦已將其研發(fā)的PLED應(yīng)用于其剃須刀上。

目前OLED柔性顯示的主要研發(fā)機(jī)構(gòu)有：Philips、Sony、柯達(dá)、三星、LG、臺灣工研院、英國CDT公司、日本精工-愛普生、香港城市大學(xué)、清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、南京郵電大學(xué)、上海大學(xué)等。

圖3 三星5 in柔性O(shè)LED屏手機(jī)

圖4 LG 55 in柔性O(shè)LED電視

圖5 三星98 in柔性O(shè)LED電視

1.1.2 未來研究發(fā)展方向

OLED柔性顯示具有畫面質(zhì)量高、響應(yīng)速度快、加工工藝簡單、抗撓曲性優(yōu)良、驅(qū)動電壓低等優(yōu)點，且已初步實現(xiàn)了產(chǎn)品的量產(chǎn)化。未來的研發(fā)方向主要集中在：1）更高效率的電致發(fā)光材料及電子、空穴傳輸?shù)裙δ懿牧系难芯颗c開發(fā)；2）封裝基板及相關(guān)封裝材料的研究與開發(fā)；3）顯示器件結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化；4）器件壽命的進(jìn)一步提高；5）低成本封裝工藝及設(shè)備的研發(fā)；6）驅(qū)動電路的優(yōu)化設(shè)計與提高等方面。

1.2 電泳顯示技術(shù)

1.2.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

電泳顯示（Electrophoretic Display，EPD）主要包括各種微膠囊化電泳顯示（Microencapsulated Electropho?retic Display，MED）、扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示（Twisting Ball Display，TBD）、微杯型電泳顯示（Microcup Electrophoret?ic Display，McED）及逆乳膠電泳顯示（Reverse Emulsion Electrophoretic Display，REED）等多種顯示模式[5-6]。

微膠囊型電泳顯示，是將電泳粒子和絕緣懸浮液封裝在微膠囊中，在兩側(cè)施加電場，通過控制每個微膠囊中分布的帶正電白色粒子和帶負(fù)電黑色粒子形成顯示單元[7-8]，顯示原理如圖6所示。也包括將其他光電材料進(jìn)行微膠囊化等形成的類電泳顯示模式。

圖6 微膠囊電泳顯示原理圖

在SID2013展會上，Sony公司和E-Ink公司聯(lián)合開發(fā)的 Mobius柔性微膠囊電子紙被展出，13.3 in，重60 g，如圖7。2013年，Sonostar公司成功地將E-Ink的1.73 in柔性屏商用于其智能手表上，如圖8。2012年，LG公司發(fā)布6 in微膠囊型柔性電子紙，分辨率1 024×768，最大彎曲40°，如圖9。

圖7 Mobius柔性電子紙

圖8 Sonostar采用柔性電子紙的智能手表

圖9 LG的6 in柔性電泳電子紙

扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示，是將黑/白雙色球微粒分散在透明密封腔中的油性溶液中，利用白半球反射光、黑半球吸收入射光，通過驅(qū)動電路控制產(chǎn)生的偶極子的扭矩力使雙色球發(fā)生扭轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)黑白顯示，調(diào)整和控制圖像灰度等，實現(xiàn)顯示模式[9]，顯示原理如圖10所示。

圖10 扭轉(zhuǎn)球電泳顯示原理

20世紀(jì)70年代，施樂公司的Palo Alto研究中心（PARC）研發(fā)出了基于扭轉(zhuǎn)球型電泳技術(shù)的世界上首款電子紙模型——Gyricon。2000年后，PARC又發(fā)布了多款基于此技術(shù)的電子紙樣品及產(chǎn)品，如圖11。

圖11 PARC的Gyricon

微杯型電泳顯示，是先將帶電微粒分散在染色的絕緣溶劑中形成膠體電泳液，再用預(yù)定型的陽模型板或滾筒在一定的溫度下對導(dǎo)電薄膜上的預(yù)聚體涂層碾壓，得到整齊的二維排列定形孔狀矩陣，向孔洞中注滿膠體電泳液密封，帶電微粒在電場作用下發(fā)生電泳，改變電場方向，使某一顏色的帶電顆粒定向泳動，產(chǎn)生圖像顯示[10-11]。友達(dá)光電旗下的SIPIX公司通過制作“微杯”矩陣技術(shù)，成功制備了柔性顯示器件，其結(jié)構(gòu)原理如圖12。SIPIX公司已將其“微杯”技術(shù)申請了多項國內(nèi)外專利。

圖12 SIPIX微杯電泳顯示結(jié)構(gòu)原理圖

2009年，SIPIX公司成功推出了利用其微杯技術(shù)的首款6 in柔性電子紙產(chǎn)品，曲度10 cm，16灰階，9∶1的高對比度及33%的高反射率，如圖13所示。

圖13 Sipix的6 in柔性微杯電子紙

逆乳膠電泳顯示，主要是Zikon公司研發(fā)的顯示技術(shù)，將逆乳膠溶液注入兩片導(dǎo)電基板中，選擇極性染料使極性相（即微胞內(nèi)）呈現(xiàn)色彩，在適當(dāng)?shù)碾妶鱿?，控制微胞均勻分布在較寬的電極上或均勻分布在溶液中，使顯示器呈現(xiàn)微胞內(nèi)染料的色彩；也可控制微胞聚集在較窄的電極上使顯示面板呈透明狀態(tài)，從而實現(xiàn)顯示模式[5]。基于該技術(shù)的產(chǎn)品現(xiàn)還處于研發(fā)階段，批量產(chǎn)品仍未上市。

目前EPD柔性顯示的主要研發(fā)機(jī)構(gòu)有：E-Ink公司、LG公司、Sony公司、臺灣工研院、SIPIX公司、Zikon公司、漢王科技、西北工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)等。

1.2.2 未來研究發(fā)展方向

電泳柔性顯示未來的研發(fā)方向主要集中在：1）高質(zhì)量電泳顯示材料的制備及提高；2）結(jié)合電泳材料的、更優(yōu)化的柔性顯示器件結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化；3）更優(yōu)化的、快速刷新的驅(qū)動電路等的設(shè)計與優(yōu)化；4）柔性基板及封裝材料的研發(fā)、制備；5）更大尺寸、高良品率柔性顯示器件相關(guān)材料及工藝開發(fā)等方面。

1.3 TFT-LCD顯示技術(shù)

1.3.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

柔性TFT液晶顯示（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD）主要有雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示、鐵電液晶顯示、固態(tài)液晶膜液晶顯示（如聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC）、向列曲線排列相（Nematic Curvilinear Aligned Phase，NCAP）液晶等）、單穩(wěn)態(tài)液晶顯示、反鐵電液晶顯示等多種顯示模式[12]。

反射雙穩(wěn)態(tài)膽甾液晶顯示[13-14]，膽甾型液晶分子在平面態(tài)（planar state）時，分子螺旋軸基本都垂直于基板表面，在螺距的尺寸等于或接近入射光波長時，由于布拉格反射，呈亮態(tài)；分子在焦錐態(tài)（focal conic state）時，液晶分子的螺旋軸基本平行于基板面，有些呈現(xiàn)不規(guī)則排列，部分入射光被散射，其他絕大部分光被基板表面吸收層吸收，為黑態(tài)；通過電場控制兩種穩(wěn)態(tài)模式的切換實現(xiàn)顯示，顯示原理如圖14所示。

圖14 雙穩(wěn)態(tài)膽甾液晶顯示原理

2008年，臺灣工研院發(fā)布了基于此技術(shù)的10.4 in彩色柔性顯示器件[15]；Philips公司于2002年展出了總厚250 μm的柔性膽甾型液晶顯示器件；Kent Display公司等采用微膠囊化法研發(fā)了膽甾型液晶柔性器件；Fujitsu公司于2005年發(fā)布了膽甾型液晶單色及彩色柔性顯示器件，如圖15；Asad Khan等使用Ink-jet方法研發(fā)了20×24的反射式雙穩(wěn)態(tài)液晶柔性顯示器件。

圖15 Fujitsu的反射膽甾液晶柔性彩色顯示屏

頂點雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示（Zenithal Bistable Display）[16]，是ZBD Display公司開發(fā)的雙穩(wěn)態(tài)向列液晶（Nematic）顯示技術(shù)，使用類似于光柵的特殊槽柵及特殊設(shè)計，通過外加可變電場，控制向列液晶的兩個穩(wěn)態(tài)（高傾角和低傾角）之間的相互轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)顯示模式，顯示原理如圖16所示。

圖16 頂點雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示原理圖

在SID2007展會上，NemoPtic公司推出了基于頂點雙穩(wěn)態(tài)技術(shù)的A4尺寸柔性電子紙，厚度小于2 mm，200（點/in），如圖17。2000年，G.P.Bryan-Brown等報道了高對比度的頂點雙穩(wěn)態(tài)柔性顯示器件[17]。

鐵電型液晶顯示[16]，將鐵電液晶夾在間隙小于一個螺距的兩片導(dǎo)體中，邊界與分子間的作用力使液晶分子無法形成螺旋層狀排列，邊界作用使每層的液晶分子方向趨于一致，分子的長軸和層結(jié)構(gòu)的法線方向夾角有兩種穩(wěn)態(tài)方式（能量分布對稱時），通過控制兩種穩(wěn)態(tài)模式的選擇，形成顯示單元，如圖18所示。

圖17 NemoPtic公司頂點雙穩(wěn)態(tài)液晶柔性顯示器件

圖18 單穩(wěn)態(tài)鐵電液晶柔性顯示原理圖

2006年，日本NHK公司展示了A4尺寸的鐵電液晶柔性顯示器件，分辨率96×64，如圖19。Hideo Fujik?ake等研制了100 mm×100 mm、20 s內(nèi)彎曲曲率半徑20 mm的柔性顯示器件。

圖19 NHK鐵電液晶柔性顯示器

聚合分散型液晶（PDLC）顯示[18]，是將向列型液晶均勻地分散于透明聚合物基體中，通過光聚合、熱引發(fā)等誘導(dǎo)相分離，形成微米級的液晶小液滴被包在固化成網(wǎng)狀聚合物體系中的顯示模式，如圖20所示。

2001年P(guān).Mach等報道了ITO-PET基板、像素2×3的AM-PDLC柔性顯示器件，如圖21所示[19]。

目前，柔性TFT-LCD顯示的研發(fā)機(jī)構(gòu)主要有：IBM、HP、精工-愛普生、東芝、索尼、惠普、Kent Display、ZBD display、NemoPtic、三星、富士通、柯達(dá)、飛利浦、NHK、友達(dá)光電、天馬微電子等。

圖20 PDLC柔性顯示原理圖

圖21 P.Mach等的AM-PDLC柔性器件

1.3.2 未來研究發(fā)展方向

液晶型柔性顯示技術(shù)未來研發(fā)方向主要集中在：1）高電響應(yīng)速度、抗外力沖擊液晶材料的研究與開發(fā)；2）低驅(qū)動電壓、低功耗等驅(qū)動電路的設(shè)計與提高；3）顯示性能（如寬視角、高刷新率、高灰度等）的提高；4）全彩色化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化及相關(guān)新材料的開發(fā)；5）高質(zhì)量封裝基板及相關(guān)封裝材料的研究開發(fā)；6）低成本、高良品率連續(xù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備等的研發(fā)等方面。

1.4 無機(jī)EL顯示技術(shù)

1.4.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

無機(jī)EL顯示（Electroluminescence Display，ELD）是指主要利用無機(jī)半導(dǎo)體熒光體材料在外加電場作用下自發(fā)光現(xiàn)象的顯示技術(shù)。其結(jié)構(gòu)原理如圖22所示[20]。絕緣層與發(fā)光層界面的隧穿電子及發(fā)光層雜質(zhì)/缺陷電離的部分電子在電場作用下加速碰撞發(fā)光中心，使之發(fā)生激發(fā)或離化，從而實現(xiàn)可見光的發(fā)射及顯示。

圖22 無機(jī)EL結(jié)構(gòu)原理圖

日本TAZMO在LIGHTING JAPAN2013展會上展出了柔性無機(jī)EL顯示器件，尺寸為A4、A2，如圖23。

圖23 TAZMO的無機(jī)EL柔性器件

目前，柔性無機(jī)EL顯示技術(shù)的研發(fā)機(jī)構(gòu)主要有：日本TAZMO公司、韓國三星、清華大學(xué)等。

1.4.2 未來研究發(fā)展方向

相對于OLED，無機(jī)EL的參與者較少。柔性無機(jī)EL未來研發(fā)方向主要集中在：1）低激發(fā)功、高性能的無機(jī)EL材料及相關(guān)功能材料的研發(fā)；2）低成本、更簡化生產(chǎn)工藝技術(shù)的研發(fā)；3）更高發(fā)光效率的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動電路的開發(fā)；4）其他相關(guān)材料（主要包括基板及封裝材料等）的研發(fā)等。

1.5 電子粉流體顯示技術(shù)

1.5.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

電子粉流體（Liquid Powder Display，LPD）顯示是普利司通公司在2004年提出的顯示技術(shù)[6]。與電泳顯示相類似，它是利用納米級樹脂微粒在電場中的運(yùn)動實現(xiàn)圖像和文字顯示的顯示模式，如圖24所示。

圖24 LPD顯示原理圖

圖25 普利司通柔性雙色LPD

1.5.2 未來研究發(fā)展方向

電子粉流體柔性顯示技術(shù)的未來研發(fā)方向主要集中在：1）低電壓驅(qū)動、高電響應(yīng)速度的電子粉流體材料等的研究與開發(fā)；2）新型封裝材料及技術(shù)的研發(fā)；3）低成本相關(guān)制備工藝及設(shè)備的研究開發(fā)；4）可實現(xiàn)全彩化的電子粉流體材料的研究與開發(fā)；5）相關(guān)驅(qū)動電路的設(shè)計、研發(fā)、優(yōu)化等方面。

1.6 干涉調(diào)制顯示技術(shù)

1.6.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

干涉調(diào)制顯示（Interferometric Modulator Display，IMOD），其工作原理類似于蝴蝶翅膀生成顏色的模式，代表性的是高通光電開發(fā)的Mirasol顯示。利用兩個基板表面之間的空氣間隙的光反射形成干涉，通過控制氣隙的大小，從而產(chǎn)生不同的顏色。每個iMod單元形成一個微電機(jī)系統(tǒng)，包含薄膜層疊電極和懸浮在上面的反射隔膜電極，空氣夾在中間；在偏置電壓作用下，反射隔膜在開放態(tài)時反射紅、綠、藍(lán)三色中的一種，折疊態(tài)時完全吸收光線呈黑色，從而形成彩色顯示[6]。如圖26所示。Mirasol顯示的工作電流很小，如只是維持畫面而不進(jìn)行操作，其功耗幾乎為零；用戶可在任何環(huán)境中包括在明亮的陽光下觀看。

在FPD2007展會上，普利司通展示了改進(jìn)的9 in QR-LPD（Quick Response-Liquid Powder Display）柔性雙色電子紙，厚0.29 mm，如圖25。2009年，普利司通進(jìn)一步呈現(xiàn)了超薄、柔性的電子粉流體電子紙，8.1 in，4 096色，480×384像素。2009年5月，美國辛辛那提大學(xué)與Sun Chemical、Polymer Vision 和Gamma-Dynam?ics也合作開發(fā)此技術(shù)，并在《自然·光電子學(xué)》上報道了基于該顯示技術(shù)的研究成果。

目前，電子粉流體柔性顯示技術(shù)的主要研發(fā)機(jī)構(gòu)有：臺達(dá)電、普利司通、美國辛辛那提大學(xué)、Sun Chemi?cal、Polymer Vision 和Gamma-Dynamics等。

圖26 IMOD結(jié)構(gòu)原理圖

2012年，高通光電和漢王科技聯(lián)合推出了基于此技術(shù)的彩色電子紙，如圖27。目前，高通光電等正致力于Mirasol技術(shù)的新一代柔性顯示產(chǎn)品開發(fā)。

圖27 Mirasol彩色電子紙

目前，干涉調(diào)制柔性顯示的研發(fā)機(jī)構(gòu)主要有：高通光電、東京大學(xué)、漢王科技、臺灣工研院等。

1.6.2 未來研究發(fā)展方向

干涉調(diào)制柔性顯示技術(shù)未來的研發(fā)方向主要集中于：1）更簡化、低成本的制作工藝的研究及開發(fā)；2）柔性封裝基板及相關(guān)封裝材料的研發(fā)；3）低功耗的驅(qū)動電路的設(shè)計、優(yōu)化等。

1.7 電致變色顯示技術(shù)

1.7.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

電致變色顯示（Electrochromism Display，ECD）是利用電致變色材料在外加電場作用下，發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的可逆變化，外觀表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化的顯示技術(shù)[21-22]。常見ECD顯示器件結(jié)構(gòu)原理如圖28所示[23]。

圖28 ECD結(jié)構(gòu)原理圖

在2011年底的IDW 2011國際展會上，日本理光公司展示了3.5 in的全彩EC電致變色電子紙模型；隨后在Nano Tech2013展會上，理光又展示了其改進(jìn)的全彩EC電致變色顯示器件。華東師范大學(xué)孫卓等在柔性基板上制作了EC電致變色顯示器件，如圖29所示[24]。

圖29 華師大FECD

目前致力于ECD顯示技術(shù)的機(jī)構(gòu)主要有日本理光、Acreo公司、Aveso公司、Ntera公司、Seiko-Epson、Siemens、NIMS、西南交通大學(xué)、天津大學(xué)、華東師范大學(xué)等。

1.7.2 未來研究發(fā)展方向

ECD柔性顯示未來研發(fā)主要集中在：1）更快響應(yīng)時間、更高效率的電致變色材料及相關(guān)功能材料等的研發(fā)；2）低成本器件制作工藝；3）全彩化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化；4 in柔性基板等封裝材料的研制等。

1.8 等離子管陣列顯示技術(shù)

1.8.1 技術(shù)原理及研究發(fā)展現(xiàn)狀

等離子管陣列（Plasma Tube Array，PTA）主要組件是多條極細(xì)的等離子管，其直徑非常接近顯示器的厚度，有紅、綠、藍(lán)3種顏色，排成陣列，夾在兩片電極板中。由于等離子管厚度很薄，且是由多條長管陣列而成，所以具有可撓曲性。其結(jié)構(gòu)原理如圖30所示[25-27]。

圖30 PTA構(gòu)造圖

日本篠田等離子公司在2008年發(fā)布了125 in的弧形PTA面板原型，長3 m、寬1 m，像素960×360，最薄處僅1 mm。2009年，富士通先端科技與篠田等離子在 Fujitsu Forum2010展會上展示了145 in大型弧型PTA顯示器原型。2010年，先端科技與篠田等離子將圓柱型大型PTA顯示器正式實用化，設(shè)置于東京地鐵銀座車站，作為大型戶外數(shù)字告示使用，如圖31所示。

圖31 先端科技柔性PTA屏

目前，PTA柔性顯示技術(shù)的研發(fā)機(jī)構(gòu)主要有：日本富士通公司、日本篠田等離子公司、東南大學(xué)等。

1.8.2 未來研究發(fā)展方向

PAT顯示技術(shù)由于其組件及結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊性，其主要定位在大尺寸、室外顯示方面。未來的研發(fā)方向主要集中于：1）器件使用壽命等性能的進(jìn)一步提升；2）低成本等離子管的設(shè)計及制造工藝的開發(fā)；3）低電壓、低功耗顯示驅(qū)動電路的研發(fā)；4）更精細(xì)化、更高顯示分辨率的顯示器件的研發(fā)等。

2 其他柔性顯示技術(shù)

2.1 光子晶體顯示技術(shù)

光子晶體顯示技術(shù)（Photonic Crystal Display，PCD），又稱光子墨水（ Photonic Ink，P-Ink）主要由Opalux公司首創(chuàng)，是利用“蛋白石”的變色特性形成的顯示模式。將直徑約100～300 nm的球形光子晶體微粒吸附在多孔的電活化聚合物上，當(dāng)像素電極電壓增大時，聚合物汲取電解液而膨脹，附著的球形微粒間距增大，其反射色光的波長變大；若所加電壓減小，聚合物擠出電解液而收縮，球形顆粒間距減小，反射色光的波長變小，通過精確控制PCD像素的驅(qū)動電壓，使其反射不同波長的色光而呈現(xiàn)多種顏色，形成顯示模式[11]。如圖32所示。施加0～2 V的電壓，PCD即可實現(xiàn)全部的可見光色。目前，Opalux正致力于研發(fā)PCD技術(shù)的柔性顯示產(chǎn)品。其未來研發(fā)主要集中在:更低成本/高性能光子晶體材料及相關(guān)新材料的研發(fā)，更優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計，低成本制備工藝研發(fā)，低功耗驅(qū)動/控制電路的優(yōu)化設(shè)計等方面。

圖32 PCD顯示結(jié)構(gòu)原理圖

2.2 電潤濕顯示技術(shù)

電潤濕顯示（Electrowetting，EW），主要是由Philips旗下的Liquavista公司研發(fā)，發(fā)表在《Nature》2003年第8期。利用電壓控制被包圍的液體的表層，產(chǎn)生像素變化。在未加電壓時，有色液體與不透水且絕緣的電極外層間形成扁平薄膜，形成一個有色像素點；在電極與液體之間加電壓，使液體與電極外層接觸面的張力發(fā)生改變，穩(wěn)定的靜止態(tài)被打破，液體被移至旁邊，形成部分透明的像素點，而同時油被染上顏色，從而獲得顯示圖像效果，如圖33所示[26-27]。電潤濕顯示具有功耗低、亮度高、顯示速度快、受外界環(huán)境影響小等優(yōu)點。目前，Liquavista已開發(fā)出ColorMatch電潤濕顯示產(chǎn)品，正致力于柔性電潤濕顯示產(chǎn)品的研發(fā)。其未來研發(fā)主要集中在:新材料體系的研發(fā)、低成本制備工藝/設(shè)備開發(fā)、驅(qū)動電路優(yōu)化設(shè)計等方面。

圖33 電潤濕顯示結(jié)構(gòu)原理圖

3 結(jié)論

以上主要研究、討論了目前主流的8種柔性顯示技術(shù)；臺灣電子科技大學(xué)、日本SED、佳能、東芝、日立、臺灣工研院、長虹等也正積極開展FED、SED、LED等其他平板顯示技術(shù)柔性化方面的研發(fā)工作。

柔性顯示技術(shù)市場、技術(shù)的激烈競爭局面已經(jīng)全面展開，三星、LG等公司已經(jīng)量產(chǎn)化了相關(guān)產(chǎn)品。主流柔性顯示技術(shù)未來的研發(fā)瓶頸和方向主要都聚焦于：1）顯示技術(shù)所用核心光電材料及相關(guān)功能材料性能的改進(jìn)、提高，包括新材料的研發(fā)等；2）器件封裝基板及相關(guān)封裝材料的研究開發(fā)；3）更高顯示性能參數(shù)和效率的顯示器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化；4）低功耗、高效率驅(qū)動電路的設(shè)計及優(yōu)化；5）低成本、高良品率柔性顯示器件的制備工藝/設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等；6）大尺寸、長壽命柔性顯示器件的制備與優(yōu)化等。

柔性顯示的市場規(guī)模和潛力非常巨大，各項新技術(shù)、新工藝在日新月異地涌現(xiàn)和發(fā)展。三星、LG、美國Apple、Philips、諾基亞、日本SEL、HTC等業(yè)界翹楚正全力推進(jìn)基于柔性顯示的可穿戴化等新型光電產(chǎn)品的研發(fā)及量產(chǎn)，柔性顯示必將成為下一代新型顯示技術(shù)革命性發(fā)展與變革的引領(lǐng)者之一。中國相關(guān)從事光電技術(shù)研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)更應(yīng)該積極順應(yīng)國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策，抓住機(jī)遇，迎難而上，刻苦鉆研，產(chǎn)、學(xué)、研高效合作，不斷增強(qiáng)國家光電領(lǐng)域的科技實力。

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