摘 要
柔性显示器又称为可卷曲显示器，是用柔性材料如超薄玻璃、塑料或者金属箔片制成可视柔性面板而构成的可弯曲变形的显示装置。近年来，柔性显示器以其薄、轻、柔的特点受到越来越多的关注和青睐，柔性显示技术已成为显示行业最具竞争力的发展趋势之一。本文结合OLED技术介绍了柔性显示屏的工作原理，还介绍了柔性显示技术领域几种最新的设计，最后对柔性显示技术未来的发展作了展望。

*关键词：*柔性显示器；OLED；工作原理及发展前景

简 述
柔性显示器又称为可卷曲显示器，还被称为“电子纸”，是用柔性材料如超薄玻璃、塑料或者金属箔片制成可视柔性面板而构成的可弯曲变形的显示装置。近年来，柔性显示器以其薄、轻、柔的特点受到越来越多的关注和青睐，柔性显示技术已成为显示行业最具竞争力的发展趋势之一。[1]
柔性显示器使用了PHOLED磷光性OLED技术，具有轻薄、可弯曲、可折叠、易携带、抗冲击等优点。
 
正文

一、 简述OLED技术

柔性显示器中使用了PHOLED磷光性OLED技术，OLED的全称是Organic Light-Emitting Diode，也就是有机发光二极管，OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性的铟锡氧化物(ITO)，与电力正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。

二、 柔性显示器的优势

1） OLED对于LCD的优势
我们知道，LCD的的结构有点类似三明治，上下层是玻璃基板，中间是薄膜晶体管和彩色滤光片，通过薄膜晶体管的信号与电压变化来控制像素点的显示效果。LCD液晶面板有数种分支，这些LCD液晶面板分支的显示细节不同，但本质上都是通过液晶的光学偏振特性，是对背光源进行特定的光谱吸收(选择性通过)来呈现不同的颜色。然而，因为偏振滤光的因素，LCD的光源效率至少折半，并且背光源的光谱特性，亮度会直接影响显示效果。
相比之下，高端OLED则是采用点阵主动发光技术，通过RGB三原色点阵主动发光(有一种廉价OLED技术，通过白光OLED和滤光层达到不同显色，类似LCD)，以及不同强弱搭配来呈现不同颜色。这种方式由于没有偏振滤光，所以光源效率更高，颜色纯粹。在亮度动态范围上，由于OLED面板采用主动发光技术，可以呈现更高明暗对比度，而不像LCD技术的暗场景实际上是对强背光源进行偏振阻隔，始终会有小比率泄露。
虽然最新LCD技术为了可视角度对点阵的3D构型，光电特性上做了一系列改良，但由于天生的多层滤光结构，在不同角度的视觉一致性上，LCD技术弱于表面发光的OLED技术。由于LCD液晶面板的光源实际上通过一系列LED光源通过散射膜均匀散射在屏幕后，而装配的误差，形变等可能造成导光不均，屏幕亮度和色域一致性受到影响(采用LCD的设备，容易出现阴阳屏的问题，或者漏光的问题，就有这个因素)。不过在显示色域上，当前的OLED和LCD技术相当，尤其是采用RGB三色LED背光源的IPS LCD屏幕，其色域范围同OLED不相上下。由于不同于LCD液晶面板的背光-滤光显示方式，因此OLED屏在超薄化，屏幕柔性化上，均要优于LCD液晶屏。
虽然早期OLED由于主动发光材质特性，寿命和可靠性也并不如LCD屏幕，但随着OLED的大规模应用，以及技术的发展和时间的推移，OLED已经越来越成熟，经过几代改进，现在的OLED屏幕在正常使用下，寿命和成本已经不弱于LCD技术。
2） 柔性显示屏的优点
1.自发光机制更节能，对比度更高。
OLED的自发光特性让OLED显示设备的耗电量更小，相比于需要背光支持的LCD际，OLED显示不需要背光，因此就完全不会出现漏光的现象。由于OLED拥有控制单个像素发光的先天优势，在显示大面积黑色的图像时，黑色部分相当于处于完全关闭状态。从而起到画面对比度更高更节能的效果。
2.天生色域广，观看更真实。
LCD屏幕之所以能示是白色光源通过偏光片、液晶层等组件最终搭载彩色滤光片上的效果。经过层层渗透的光源即使后期如何努力调节也无法达到完全准确的色彩。而OLED屏幕由于是像素自发光，仅需要调节每个像素颜色准确性即可保证画面的色彩准确性和色域准确性，这也是为何OLED屏幕能达到100%甚至更高色域的原因。通俗点说，就是OLED屏幕看到的颜色是真正屏幕的颜色，而LCD屏幕看到的颜色则是光透过彩色滤光片产生的颜色。
3.结构简单,屏幕超薄。
OLED屏幕还有一个重要特性就是超薄。大家对于屏幕厚度可能不以为然，认为一块玻璃能有多厚。即使是像IPS屏幕这样复杂的构造，经过多年的技术积累也能够完全控制在2mm以内。而OLED屏幕由于先天结构简单，在相同情况下能够比IPS屏幕还要薄上0.5mm左右。可别小看了这零点几米，如果将这零点几米放在高能量密度电池上，提升几十安的电池容量不在话下。[3]对于时下追求极致纤薄和超长续航于一身的智能手机来讲，OLED屏幕薄出的这零点几毫米十分重要。
4.曲面化、可弯曲、可折叠的柔性屏幕。
由于OLED的结构原理，让使用这种技术的显示设备能进行软性弯折，甚至可以达到无缝连接，这也让OLED屏幕面板的应用性有了质的提升。OLED可完全薄膜化，甚至能卷曲使用。OLED的电视也完全可以贴合墙壁，甚至变成贴纸电视。用柔性屏幕不仅能够起到产品差异化的目的，还能够间接达成“无边框”的效果。凸面的电视产品，另外还有凸面和面结合的波浪形屏幕成为现实。以LCD屏幕目前的技术是完全无法达到的，但是OLED屏幕做到了。[2]
5.超高可视角度，无视觉死角。
没有了垂直偏光片的限制,OLED屏幕先天的可视角度就非常高，无论从什么角度来看OLED的显示设备，都几乎是没有色差和屏幕泛光现象出现的。而IPS屏由于偏光片的限制，无法达到全视角，即使是LG最顶级的IPS屏幕也只能达到178。的可视角度。并且IPS屏幕容易出现“死亡对角线”的情况，即视角在屏幕对角线位置上可视角度极具下降的情况出现。而OLED屏幕则能够做到真正的视觉无死确。在更低耗电功率、更薄屏幕更好的可视角度等条件下，如果应用在笔记本电脑领域，将会把笔记本电脑的续航能力和外观美观程度都提升一大截。[3]

三、 柔性显示器的发展前景以及存在的问题

近年来，在柔性显示领域，研究成果与产业化方面都取得飞速的进展。无疑，三星、LG、苹果、上海天马、京东方、维信诺等行业巨头对柔性显示技术的研究主要集中在手机、PAD、电视和可穿戴设备等移动终端。而柔性化显示前景最被看好的技术方案是采用 OLED 显示，OLED 方式以其画面质量高、响应速度快、加工工艺简单、抗挠曲性优良、驱动电压低等优点成为了柔性显示领域主流的发展趋势，LG、三星已初步实现了产业化，上海天马、京东方、维信诺已陆续推出柔性显示样机，柔性显示作为下一代主流显示技术焕发出勃勃生机。但是，我们也应该看到，柔性显示领域目前还存在一些问题。
1） 材料与工艺：
彩色高分辨率的柔性显示主要实现模式是 OLED 技术，柔性 OLED 显示有底发射与顶发射两种模式：底发射采用的是透明的聚酰亚胺（polyimide，PI）塑料基底，目前从事这方面专门研究的有江汉大学柔性显示材料与技术湖北省协同创新中心与中科院北京化学研究所，这两家单位制备的高透明性 PI 小试样品已基本符合要求；顶发射的塑料也采用 PI，但是对透明性要求不高，主要对耐热性和稳定性有严格要求。汉江大学柔性显示材料与技术湖北省协同创新中心已经取得了良好进展，且工作得到 863 项目的支持，但是 PI 浆料的工艺适用性如何仍需要相关显示面板企业的进一步验证。另一方面大部分塑料衬底与无机材料（如玻璃）相比不够致密，阻水、阻氧特性比较差都没有足够能力充分阻挡水蒸气和氧气的渗透，当水和氧气渗透进来后，OLED 器件的光电特性就会急剧衰退，这是制约显示器使用寿命和显示效果的重要因素，因此在柔性显示器件封装工艺方面仍需要通过 CVD 的工艺在 PI 基底上加一层更为致密的无机涂层以提高器件的阻水、阻氧特性，从而提高器件寿命。目前柔性显示屏虽已实现低曲率的卷曲，但还不能折叠，未来的显示面板的需求希望实现任意折叠，外形会更多变，这对基板及显示技术的要求也进一步提升。
2） 柔性显示屏的成本及产业化：
受限于材料、技术、设备及厂商集中度高等原因，目前用于手机的OLED 面板成本高出同尺寸 LCD（液晶显示）面板 70%，大尺寸 OLED 面板成本与 LCD 相比差距更大；而基于 OLED 技术的柔性显示面板目前价格则更高。虽然世界各大 IT 巨头纷纷都在布局柔性显示屏的量产，但考虑到技术尚不成熟、良品率低、产业配套不完善等问题，使得厂商推出的采用柔性显示屏的终端产品价格居高不下，苹果最新推出的 i-WATCH 只采用了一小块微弯曲的柔性屏，预售价格高达 4 188～6 450 元，除了 i-WATCH 新颖设计带来的高价格，柔性屏的高价格也是重要因素；过高的生产成本和终端价格将在一定程度上影响市场需求的大规模爆发式增长。相信随着柔性显示屏出货量的不断提高，厂商会在 3～5 年大大降低其生产成本。
3） 包装设计：
当柔性显示产品实现一定规模的产业化后，如何使其快速被消费者接受也是一个很重要的问题。随着柔性显示技术的日益成熟，柔性显示行业不应仅仅停留在概念上，而是去开发真正能够给消费者带来方便的应用领域，如电子显示卡、电子货架标签、可穿戴电子产品等；去设计真正能迎合消费者个性化、功能化需求的柔性显示产品。

总结
由于柔性显示技术具有轻、薄、柔软的特点，在某些已有的产品市场具有潜在的优势，如手机、车载显示、眼镜、手表等应用市场；还有许多新的应用领域，如电子纸、电子显示卡、电子货架标签、可穿戴显示器等。就目前的情况看，可以实现商品化的柔性显示领域主要集中在手机、电视和电子纸等方面。[1]总而言之，随着柔性显示技术成熟，柔性屏实现量产，电子产品的设计和应用会出现翻天覆地的变化。

参考文献
[1]徐亨,陈妤红,高阳光,何丹,于洁,申超,刘继延,尤庆亮.柔性显示器概念性样机及专利最新进展[J].江汉大学学报(自然科学版),2015,43(03):215-220.
[2]辛隆宾.可弯曲特性受瞩目 柔性显示器带动应用革命[J].电子测试,2005(02):59-69.
[3]于洋.柔性显示屏渐欲迷眼[J].中国经济报告,2016(