柔性顯示技術(shù)專利分析

柔性顯示技術(shù)已經(jīng)從科幻變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的的飛躍，目前，隨著顯示裝置的廣泛應(yīng)用，柔性顯示技術(shù)正漸漸改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣。本文抓住當(dāng)前技術(shù)趨勢(shì)，研究柔性顯示技術(shù)方面的專利申請(qǐng)情況、柔性顯示技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，以期為國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在柔性顯示技術(shù)方面的專利研究提供一些參考信息。

柔性顯示技術(shù)專利申請(qǐng)概況

柔性顯示技術(shù)在專利文獻(xiàn)中最早出現(xiàn)于日本精工株式會(huì)社在1977年申請(qǐng)的《具有柔性顯示面板的便攜式電子裝置》（JP昭54-28172），該申請(qǐng)主要是為了解決沖擊力對(duì)便攜式電子設(shè)備的損壞，將面板設(shè)計(jì)為柔性，在之后的1978～1995這段近2 0年時(shí)間里，大多數(shù)國(guó)家的柔性顯示技術(shù)處于潛伏期，僅日本和德國(guó)在柔性顯示技術(shù)方面有少量相關(guān)專利申請(qǐng)。

從1996～2008年，柔性顯示技術(shù)處于萌芽期，前期日本的技術(shù)仍然走在世界領(lǐng)先位置，自2010年開(kāi)始，柔性顯示繼續(xù)迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，韓國(guó)、美國(guó)、中國(guó)在柔性顯示技術(shù)方面的專利申請(qǐng)均呈直線式增長(zhǎng)。伴隨著三星在2013年初的CES 2013展示的一款55英寸可彎曲的OLED高清電視，LG公司也在2013年4月推出了可彎曲的弧形高清電視機(jī)，進(jìn)而2013年10月三星在一場(chǎng)韓國(guó)發(fā)布會(huì)上發(fā)布了世界上第一款采用柔性曲面顯示屏的智能手機(jī)galaxy round，該機(jī)機(jī)身左右兩側(cè)呈彎曲設(shè)計(jì)，柔性顯示從科幻片走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，改變著人們一直以來(lái)的觀賞習(xí)慣。

根據(jù)Displaybank最近發(fā)布的《軟性顯示技術(shù)動(dòng)向及市場(chǎng)展望》報(bào)告，柔性顯示市場(chǎng)規(guī)模將從2015 年的11 億美元成長(zhǎng)到2020年的420 億美元，約占平板顯示市場(chǎng)的16%。替代現(xiàn)有產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模約從2015年的5億美元增長(zhǎng)至2020年的19億美金，新型市場(chǎng)規(guī)模將從2015 年的6億美元增長(zhǎng)至2020年的22億美元，發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮蟆?/p>

柔性顯示技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)

在20世紀(jì)80年代后，柔性顯示屏開(kāi)始被應(yīng)用于各類小型顯示裝置上，例如1984年，日本夏普株式會(huì)社申請(qǐng)的JP24666984A中，將柔性LCD單元用于便攜式計(jì)算器中，在1999年，出現(xiàn)了在小型環(huán)狀可佩戴裝置上設(shè)計(jì)的柔性顯示屏，例如美國(guó)的維斯特公司向世界專利局提交了WO1999US09816，其中涉及一種具有柔性顯示器的可佩戴裝置，在正常使用和攜帶過(guò)程中可以承受通常由手表或者其它可佩戴裝置，例如臂章、戒指或者腰帶所經(jīng)歷的那種類型和大小的彎曲，而不會(huì)破壞顯示元件或者丟失所顯示的信息。

到21世紀(jì)時(shí)，隨著手機(jī)、電腦、電子書(shū)等便攜式終端、家庭影院、廣告顯示等大型顯示裝置以及其他各類電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，柔性顯示技術(shù)以其小體積、寬視角等優(yōu)勢(shì)，有了更加廣闊的應(yīng)用前景。由柳相圭（RYU SANG-KYU）提交的韓國(guó)申請(qǐng)KR20090114213A中披露了一種便攜式終端的軟性顯示裝置，其中利用由軟性材料制作而可彎曲的軟性顯示器，進(jìn)一步擴(kuò)大便攜式終端（手機(jī)、PMP、電子詞典、DMB、汽車導(dǎo)航儀、筆記本電腦、UMPC）的畫(huà)面，從而向使用者提供更寬的畫(huà)面；無(wú)錫市新區(qū)梅村鎮(zhèn)同春太陽(yáng)能光伏農(nóng)業(yè)種植園則提出了“有機(jī)發(fā)光顯示器應(yīng)用在貓衣服上的廣告裝置”，使得家貓一邊行走，一邊向人們展示位于貓的身體側(cè)面的貓衣服上的電子活動(dòng)廣告；再到最近幾年，柔性顯示技術(shù)出現(xiàn)在了窗簾電視、在智能穿戴等領(lǐng)域，例如京東方科技集團(tuán)股份有限公司在CN201120300481中所涉及的柔性顯示器， 在CN201410454226披露的一種能夠提供觸摸、導(dǎo)航、照明等功能，還能實(shí)現(xiàn)能量的自給自足，節(jié)能環(huán)保，又具有保暖和保護(hù)人體的功能的智能手套。

圖1 KR20110120915A中的顯示裝置

柔性顯示技術(shù)類型

無(wú)論是小型佩戴顯示裝置，還是便攜式終端上的顯示裝置，抑或是大型顯示器上的柔性顯示器，在柔性顯示技術(shù)從出現(xiàn)到發(fā)展的過(guò)程中，根據(jù)其顯示器可彎曲的程度，可以分為卷繞式、折疊式、彎曲式以及輸入應(yīng)變式等類型。

卷繞式的柔性顯示裝置先于日本申請(qǐng)中出現(xiàn)，在卷繞式柔性顯示技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，已經(jīng)從最初的便攜目的，例如，1990年11月，日本電信電話株式會(huì)社申請(qǐng)的JP30627090A、1995年富士電機(jī)株式會(huì)社提出的JP29250595A，保護(hù)顯示裝置，例如2004年，皇家飛利浦電子股份有限公司向歐洲專利局提出了可卷動(dòng)的電子面板裝置（WO2005/091110A1）、2008年聯(lián)想（北京）有限公司向中國(guó)專利局提交了一篇可用于筆記本電腦等電子設(shè)備的可卷曲顯示裝置（CN101685581A），發(fā)展到兼顧圖像顯示，更佳的是希望圖像與卷開(kāi)面積進(jìn)行適應(yīng)性顯示，以便根據(jù)用戶的實(shí)際需求，進(jìn)行顯示裝置的大小控制，例如2009年，上海易狄歐電子科技有限公司提出的一種電子信息閱讀器（CN101887663A），其中采用OLED柔性屏幕和一卷軸式容器，在傳感器監(jiān)測(cè)到柔性屏幕的有效顯示寬度發(fā)生變化后，控制器根據(jù)當(dāng)前的有效顯示寬度對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行重新排版，并控制柔性屏幕進(jìn)行刷新，其在柔性屏幕的有效顯示寬度變化已足夠大，或停止變化后，再進(jìn)行重新排版和刷新，可以減少排版和刷新的次數(shù)，減少電能消耗，2011三星顯示有限公司提出的申請(qǐng)顯示裝置及其操作方法（KR20110120915A）中，柔性顯示單元100是柔性的，控制器400基于在導(dǎo)電標(biāo)記130與電容觸摸面板120接觸的位置處電容觸摸面板120的電容變化來(lái)確定顯示區(qū)域DA，并且改變?cè)谌嵝燥@示面板110上顯示的圖像的尺寸，使得該圖像的尺寸對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的顯示區(qū)域DA。

折疊式顯示裝置的主要優(yōu)點(diǎn)在于不需要對(duì)柔性屏的每一處進(jìn)行彎曲，其研究重點(diǎn)在于折疊處顯示區(qū)域的處理，折疊式在大小上會(huì)比卷繞式的相對(duì)大，但是，其可實(shí)現(xiàn)多層式折疊，以實(shí)現(xiàn)屏幕的大型化。

彎曲式顯示裝置在近年的發(fā)展不算活躍，該類顯示裝置主要是通過(guò)彎曲構(gòu)件的變形或者位移實(shí)現(xiàn)其上的顯示屏的形變，其可采用由任意方式實(shí)現(xiàn)變形的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)顯示裝置的變形，其可實(shí)現(xiàn)顯示屏在變形后定型與某一彎曲形狀。其相對(duì)于卷繞式的體積會(huì)大一些，不能解決柔性顯示需求中的小巧、便攜的問(wèn)題。

輸入應(yīng)變式柔性顯示裝置的出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于其他幾類，但是是目前多個(gè)國(guó)家的研究熱點(diǎn)，尤其是韓國(guó)，例如，韓國(guó)的第二大手機(jī)生產(chǎn)商泛泰株式會(huì)社在2010年提出了一款具有形狀變化特性的柔性電子產(chǎn)品（KR20100008584A），其包括柔性電子組裝體和具有形狀記憶構(gòu)件的致動(dòng)器，柔性電子產(chǎn)品的致動(dòng)器響應(yīng)于輸入而變形；2012年，韓國(guó)樂(lè)金顯示有限公司在KR20120067300A申請(qǐng)了一柔性顯示器，包括柔性顯示面板（150）；彎曲形成單元（180），形成柔性顯示面板的彎曲表面；彎曲信號(hào)產(chǎn)生單元（170），將彎曲信號(hào)提供給彎曲形成單元，以便基于用戶設(shè)置條件、外部環(huán)境條件以及顯示圖像條件中的至少一個(gè)而控制柔性顯示面板的曲率半徑，其中彎曲形成單元響應(yīng)于彎曲信號(hào)而形成柔性顯示面板的彎曲表面。

輸入應(yīng)變式柔性顯示裝置從用戶需求考慮，采用用戶輸入定制柔性裝置的形狀，滿足用戶的個(gè)性化需求，且其可根據(jù)用戶的實(shí)際使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，這類柔性顯示裝置將是未來(lái)便攜式終端中柔性顯示技術(shù)發(fā)展的重要方向。

小結(jié)

結(jié)合柔性顯示技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展來(lái)看，柔性顯示技術(shù)更多的是融入生活中，尤其是小型電子產(chǎn)品中，根據(jù)幾種不同類型的柔性顯示技術(shù)來(lái)看，未來(lái)柔性顯示技術(shù)的發(fā)展方面一方面是顯示質(zhì)量、一方面是滿足用戶個(gè)性需求，以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。在顯示質(zhì)量方面，著重研究根據(jù)柔性屏幕大小的變化、彎曲曲率的不同進(jìn)行高質(zhì)量圖像的適應(yīng)性顯示，在用戶需求方便，提供可依據(jù)用戶喜好與使用環(huán)境進(jìn)行可調(diào)節(jié)形變的柔性裝置是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，在應(yīng)用領(lǐng)域方面，柔性顯示技術(shù)不僅僅應(yīng)用于諸如電視、手機(jī)、廣告屏幕等顯示裝置本身，更多的是是融入生活中的各類嵌入型顯示裝置，例如手表、衣服等。而無(wú)論是柔性顯示技術(shù)產(chǎn)生之初，還是現(xiàn)階段，日本、韓國(guó)的企業(yè)都掌握著柔性顯示技術(shù)的重要技術(shù)，因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)如果想在未來(lái)柔性顯示市場(chǎng)分一杯羹，應(yīng)著手卷繞式、輸入應(yīng)變式兩種柔性顯示裝置，以日本、韓國(guó)的現(xiàn)有技術(shù)為背景，從用戶體驗(yàn)出發(fā)，重點(diǎn)研究。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.043