应用于可穿戴式设备的柔性显示技术的现状及发展前景.docxVIP

应用于可穿戴式设备的柔性显示技术的现状及发展前景侯建伟田鹏李瑞佼沈玉国闰冬成(东旭集团综合研发中心北京100027)摘要：作为下一代显示技术的代表，应用于可穿戴式设备的柔性显示技术已经成为世界各国研究 的重点。本文介绍了应用于可穿戴式设备的柔性显示技术的研究进展，包括电子纸技术和柔性有机电致发光技术，对比分析了各自的优缺点及其存在的关键问题，并简述其未来的发展前景。关键词：柔性显示电子纸有机电致发光柔性衬底超薄玻璃可穿戴式设备己l吉JIEj随着社会的发展，智能化是时代发展的必然趋势，柔性显示技术的优势日益突出，由 于其轻薄、可弯曲、便于携带的优点在手机、笔记本电脑、电子书等显示方面的应用研究也越来越多。在2014第二届中国电子信息博览会的智能穿戴式设备展区，从智能腕带到智能脚环，从智能手表到智能眼镜，从智能跑鞋到智能外套，可穿戴设备的种类越来越丰 富，随着智能手机的普及，引起人们对消费电子的更进一步的追求，智能可穿戴式设备将 把人们生活带到新的高峰ll】。柔性显示器比其他显示器具有更多的潜在优点，如时尚、轻薄、可弯曲、可折叠、易 携带等诸多优点，具有高对比度、高反射性以及宽视角等特点【21，在工程设计方面也有很大的自由度，它可以广泛应用在消费电子产品、家居、穿戴式设备、商业广告等各领域。本文详述了目前应用于可穿戴式设备的柔性显示技术的研究进展，简单介绍各种显示技术 的优缺点及其存在的关键问题，论述柔性有机电致发光显示衬底和阻挡层选材和目前的发 展现状。最后，简述各种柔性显示技术未来的发展前景。1．电子纸技术电子纸是一种特殊的显示屏幕，具有超轻薄、可重写、便于携带、断电时也能保持显 示等特性。电子纸技术实际上是一类技术的统称，主要包括胆固醇液晶显示技术、电泳显 示技术、电润湿显示技术、SiPix微杯技术、微机电系统技术、电子液态粉末技术等，其显示效果接近自然纸张效果，免于阅读疲劳，具有像纸一样阅读舒适、超薄轻便、可弯曲、超低耗电的显示特点。391．1胆固醇液晶显示技术(CH-LCD)彩色电子纸使用胆固醇液晶显示(Ch01eStericLiquidCryStalDisplay，CH—LCD)技术的原理是将胆固醇液晶放置在两片水平基板中，在不施加电场的情况下，胆固醇液晶会倾向成平面螺旋型排列【4】，在符合特定光波长的反射情况下，即可反射出具有色彩的光线。胆固醇液晶采用柔性基板，安全性更高，同时也具有双稳态的特性、记忆效应、反射式、 不需偏光板、能耗低等优点，胆固醇液晶可以达到双稳态效应，方式有表面安定型和高分 子安定型两种，这两项技术都是今年来相当热门的胆固醇液晶显示技术之一。目前市面上 已经量产的商品包括Kolin公司的i一1ibrary、PanaSonic的sigmabook等。1．2电泳显示技术(EPD)E．IIlk微胶囊(Micr0一capsules)式电泳技术，具体原理是将带电的白色氧化钛颗粒和 黑色碳粉粒子封装在微胶囊中，并将微胶囊和电解液封装在两块间距为10mm～100mm的平行导电板之间，利用带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的特性，绘制 出黑白图像。电泳技术具有几大优势：一是能耗低，由于具有双稳定性，在电源被关闭之 后，仍然在显示器上将图像保留几天或几个月：二是电泳技术生产的显示器属于反射型， 因此具有良好的目光可读性，同样也可以跟前面或侧面的光线结合在一起，用于黑暗环境；三是具有低生产成本的潜力，因为该技术不需要严格的封装，并且采用溶液处理技术如印 刷是可行的。四是电泳显示器以形状因子灵活为特色，容许它们被制造在塑料、金属或玻 璃表面上，所以它是柔性显示技术的最佳选择。电泳技术存在的技术难题：一是响应速度 比较慢，因为电泳技术依赖于粒子的运动，用于显示的开关时间非常长，长达几百毫秒，这个速度对视频应用是不够的。目前用于电泳显示的使开关时间达到几十毫秒的更快的材料正在开发之中：二是显示的双稳态、以及转换速度慢，也影响了其连续显示色彩的性能。一些电泳显示器在两种色彩之间切换，如果彩色显示还需要一个彩色滤光片。该技术的驱 动器正因双稳定性问题而面临挑战，双稳定性对显示有利，但它也给带来了挑战，因为它 需要采用一种独立的驱动器架构，从而导致显示器的成本上升；三是制造工艺复杂，对材 料要求高，成本较高【4]。我国电泳显示研究起步晚，但进步很快，在材料研究及其应用基础研究方面有基础， 并已有企业在积极开拓相关产品的研发。例如中山大学和广州奥示科技有限公司合作，研 制出黑白、红绿蓝彩色三原色电子墨水，并研制出了柔性显示屏，制作出了彩色三原色的 显示屏。目前投入电泳技术开发的企业有美国E。hlk和SiPix公司、英国PlaSticLogic、荷兰飞利浦旗下PolymerⅥsion、日本BridgeStone、Hita