柔性显示器及其关键材料技术
柔性显示技术简介
有机发光二极管材料
小分子有机材料
如芴类、噻吩类等，具有发光颜色可调、发光效率高和响应速度快等优点，是柔性OLED 显示器的主要发光材料之衍生物等，具有良好的成膜性和加工性能，适用于大面积柔性 OLED显示器的制备。
磷光材料
如铱配合物等，具有更高的发光效率和更长的寿命，是柔性OLED显示器的重要发展方向 之一。此外，还有一些其他类型的有机发光材料，如热激活延迟荧光材料等，也在柔性显 示领域得到了广泛应用。
02
沉积有机发光材料层， 可以采用真空蒸镀或溶 液法等方法。
03
在有机发光材料层上沉 积金属阴极层，如铝、 银等。
04
对制备好的有机发光二极 管进行封装和保护，以提 高其稳定性和寿命。
05 柔性显示技术应用案例分 析
智能手机领域应用案例
三星Galaxy系列
三星Galaxy Z Flip和Galaxy Fold等型号采用了柔性屏技 术，实现了手机屏幕的折叠功能，为用户提供了更便携的 使用体验。
华为Mate X系列
华为Mate X也采用了柔性屏技术，通过外折叠方式将手 机屏幕展开，提供了更大的显示区域和更好的视觉体验。
其他厂商尝试
除了三星和华为，其他手机厂商也在尝试将柔性屏技术应 用到智能手机中，如小米、OPPO等。
可穿戴设备领域应用案例
智能手表
柔性屏技术使得智能手表的屏幕 可以弯曲和贴合手腕，提高了佩
柔性显示技术简介
目录
• 柔性显示技术概述 • 柔性显示技术原理及分类 • 柔性显示材料介绍 • 柔性显示器件制备工艺 • 柔性显示技术应用案例分析 • 柔性显示技术挑战与发展趋势
01 柔性显示技术概述
定义与发展历程
定义
柔性显示技术是一种新型的显示技术，它采用柔性材料作为基底，可以弯曲、折 叠、卷曲，具有轻薄、便携、可弯曲等特点。
材料科学中的柔性显示技术
材料科学中的柔性显示技术柔性显示技术在材料科学中的应用柔性显示技术作为一种新兴的材料科学技术，在近年来得到了广泛的应用和研究。
它的出现为我们的生活带来了极大的便利，也为材料科学领域的发展注入了新的动力。
本文将围绕柔性显示技术在材料科学中的应用进行详细的阐述和探讨。
一、柔性显示技术的概述柔性显示技术是一种可以让显示器具备柔性和可折叠性的技术，相比传统的刚性显示器，柔性显示器具有更高的灵活性和适应性。
其核心技术主要包括柔性基底材料、柔性显示材料和柔性封装技术等。
二、柔性显示技术在电子产品中的应用柔性显示技术在电子产品中具有广泛的应用前景。
首先，在智能手机领域，柔性显示技术可以使手机屏幕更具曲面设计，为用户带来更好的视觉享受。
其次，在可穿戴设备领域，柔性显示技术可以将显示器嵌入到手表、手环等设备中，让用户更方便地获取必要的信息。
此外，柔性显示技术还可以应用于电子书、电子标签等领域，提升产品的便捷性和美观性。
三、柔性显示技术在医疗领域的应用柔性显示技术在医疗领域具有广泛的应用前景。
例如，医疗器械中的柔性显示技术可以实时监测患者的生理参数，并将数据传输给医生，提高诊断和治疗效果。
同时，在可穿戴设备方面，柔性显示技术可以将医疗设备融入到患者的日常生活中，实现长期监测和管理，更好地服务于患者的健康。
四、柔性显示技术在汽车行业中的应用柔性显示技术在汽车行业中也有着重要的应用。
例如，柔性显示屏可以应用于车载导航系统，提供更佳的驾驶导航体验。
同时，在化合物驱动晶体管（CDT）技术的支持下，柔性显示器还可以应用于电子后视镜和仪表盘等汽车显示设备，提高行车的安全性和便利性。
五、柔性显示技术在可持续能源中的应用柔性显示技术在可持续能源领域的应用正在逐渐展开。
例如，柔性太阳能电池可以在弯曲的表面上收集太阳能并进行转换，为移动设备和户外装备提供电力支持。
此外，柔性显示技术还可以应用于智能建筑玻璃等领域，提高能源利用效率和环境友好性。
柔性LCD技术
目前大多数的显示器，都是采用TFT-LCD，若想做到轻薄短小，方便随身携带，屏幕显示的信息量就不够；若想一次显示足够信息量，体积就太大而不易携带，也可能耗电太大。
对于未来的显示器，消费者希望能够显示信息量够大，收藏起来方便，并且低耗电、摔不破、可弯曲折叠或收卷容易之产品。
除了优异的画质表现，由晶体管驱动的AMOLED，具备以上特质，完全符合未来信息社会对于行动装置显示器的需求。
若与TFT-LCD技术比较，AMOLED结构简单，不须背光、扩散板、配向膜、间隙子等繁复零组件，同时有机发光层之机械特性较接近柔性基板，因此更适合用于制做可弯可卷的柔性显示器。
柔性AMOLED显示器市场前景广阔当前，柔性AMOLED显示器产品的市场占有率接近0，不过从2013年起，接下来的7年内它将会获得巨大的增长，涵盖手机到建筑物外墙的大屏幕。
至2020年间它的出货量将会达到250倍的增长。
柔性AMOLED显示器有着巨大的发展潜力，能创造新产品，带来新的应用。
IHS iSuppli的资料指今年柔性AMOLED显示器产品的出货量预计为320万台，而2020年将达到7.92亿台，另外市场收入也会从现在的10万美元升至2020年的413亿美元。
Displaybank也表示，柔性AMOLED 显示器2015年出货量约2500万台，2020年约扩大到8亿台的规模，约占整体显示器市场的13%。
不过，Displaybank认为“柔性显示”广义的定义为，使用不易破碎的柔软材料基板，替代易碎的玻璃基板的显示产品。
狭义的定义柔性显示器，是一种统称不同于目前的产品，拥有轻薄、不易破碎、可弯曲或卷曲的显示产品，设计上的自由度高，且可替代纸张的信息显示产品。
图：全球柔性显示器市场出货量预测(单是10亿美元及百万个)柔性显示器潜力巨大，将创造出全新的产品，并帮助实现激动人心的应用，而在以前，这些应用都是不切实际或不可能的事情。
从显示器围绕各面的智能手机，到采用包裹式显示屏的智能手表，到显示屏可以卷曲的平板电脑和PC，以及贴在天建筑物曲面墙壁上面的巨型视频广告，柔性显示器的潜在应用将只受限于设计者的想像力。
制备新型柔性材料的技术与应用
制备新型柔性材料的技术与应用柔性材料是指可以随着形状、厚度和平面状况变化的材料。
随着科技的发展和人们对舒适性和高质量生活的需求，柔性材料的需求越来越大。
新型柔性材料的制备技术和应用正成为人们关注的热点问题。
一、新型柔性材料的制备技术1. 3D打印技术3D打印技术使得柔性材料的制备更为容易和灵活。
这种技术可以通过制造各种复杂形状的零件来创造出柔性材料。
国外研究人员基于这种技术，开发了一种新的超弹性材料。
这种材料表现出大约7个主要拉伸倍数的超弹性，同时具备高拉伸强度和高气密性能。
2. 纳米技术纳米技术的应用可以大大提高柔性材料的性能。
研究人员通过合成在一定范围内可控的纳米颗粒，制造出具有新颖性能和独特结构的柔性材料。
3. 溶胶凝胶技术溶胶凝胶技术可以在溶胶中形成基本的结构，然后通过凝胶处理得到柔性材料。
这种技术可以制备出具有优异力学性能和透明度的柔性玻璃。
二、新型柔性材料的应用领域1. 智能手表智能手表现在已经成为一种流行的时尚单品，柔性材料的运用也使其更具舒适性和穿戴体验。
柔性显示器可以让手表具备曲面显示功能，而柔性电池可以保证充电方便。
2. 柔性屏幕柔性屏幕是目前研究和应用最广的新型柔性材料，可以通过将制备出的柔性材料组合成柔性显示器，并在实现超薄和轻量级的同时不影响显示效果。
这种材料的应用领域不仅限于手机屏幕，还可以应用于车载显示屏、电视屏幕等。
3. 医疗领域柔性材料在医疗领域应用广泛，且未来应用前景良好。
医疗设备、假肢和支持器等均需要柔性材料的支撑和应用，而柔性电子、生物传感器和纳米机器人等也可以应用于医学诊断和治疗。
三、新型柔性材料的发展趋势1. 面向超弹性和自修复超弹性和自修复是新型柔性材料的两个重要发展趋势。
新型材料需要具有超弹性，可以允许施加大于100%的形变，同时保持完整的形状和超强的稳定性。
自修复的能力可以使柔性材料具备更高的耐久性、健康性和可持续性。
2. 面向智能化智能化是新型柔性材料的一个重要趋势。
《柔性显示技术简介》课件
柔性显示技术的应用领域
智能手机
柔性显示技术可以应用于智能手机的 屏幕，使得手机可以折叠，从而减小 体积和重量。
智能家居
柔性显示技术还可以应用于智能家居 领域，例如智能电视、智能冰箱等， 使得家电产品的外观更加美观和多样 化。
平板电脑
柔性显示技术也可以应用于平板电脑 的屏幕，使得平板电脑可以卷曲起来 ，方便携带。
柔性显示技术的发展阶段
21世纪初，随着有机电致发光显示技术（OLED）的成熟，柔性显示技术开始进入 快速发展阶段。
OLED具有自发光的特性，能够实现高亮度、高对比度、广色域的显示效果，同时其 采用塑料基材，具有良好的柔性和可折叠性。
这一时期，各大显示厂商纷纷投入研发力量，推出了一系列具有影响力的柔性显示 产品。
电子纸（e-paper ）
e-paper是一种双稳态显示技 术，它利用电场作用改变显示 材料的排列状态来实现黑白显 示。e-paper具有低功耗、高 清晰度和长寿命等特点，适用 于电子书和标签等应用。
柔性显示技术的制造工艺
01
柔性基底
02
制程技术
柔性显示技术的制造工艺首先需要选 择合适的柔性基底材料，如聚酰亚胺 、聚酯和聚碳酸酯等。这些材料需要 具备耐高温、机械强度高和化学稳定 性好等特点。
柔性显示技术主要基于薄膜晶体管（TFT）技术，通过在柔性基底上沉积多层薄膜材料来实现显示功能 。这些薄膜材料包括半导体、绝缘层和导电层等，它们共同工作以驱动显示像素。
柔性显示技术可以采用多种显示技术，如有机发光二极管（OLED）、液晶显示（LCD）和电子纸（epaper）等。这些显示技术利用不同的工作原理来实现色彩和亮度的变化。
在柔性基底上制造多层薄膜材料需要 先进的制程技术，如真空镀膜、化学 气相沉积和物理气相沉积等。这些制 程技术需要在高精度和高效率方面达 到平衡。
OLED柔性显示的一些关键工艺如柔性衬底材料
OLED柔性显⽰的⼀些关键⼯艺如柔性衬底材料OLED作为⼀种新型显⽰技术，具有视⾓范围⼴，响应速度快，⾊彩纯度⾼等特点，并作为背光源⼴泛应⽤于液晶LCD 显⽰。
OLED的独特之处在于其能够实现柔性可弯曲。
然⽽，由于液晶显⽰中的背光单元结构和液晶控制电路之间的微⼩空间结构，现有的基于OLED的液晶显⽰很难实现真正的弯曲。
⽬前，OLED显⽰器的成熟产品主要有两种类型，包括硬质平⾯型和固定曲率型。
所谓的硬质平⾯型，通常都是由两⽚刚性玻璃构成，⼀⽚是包含控制电路和OLED器件的，另⼀个是集成触摸板功能。
两⽚玻璃通过激光焊接⼯艺集成⼀体。
⽽所谓的固定曲率型是基于柔性OLED技术，在柔性基板依次制备控制电路、OLED器件和薄膜封装层，并将所制备的柔性LED器件压合在固定曲率的玻璃基底上，从⽽得到具有⼀定弯曲的OLED器件。
虽然OELD器件本⾝可可以弯曲，但最终产品本⾝不能实现弯曲和折叠，这也限制了消费者根据⾃⼰的使⽤需求来进⾏个性化体验和定制。
柔性衬底材料柔性和刚性OLED器件的最⼤区别并⾮是功能材料，⽽是衬底材料。
刚性OLED通常采⽤玻璃作为衬底材料，⽽柔性OLED则使⽤塑料基底作为柔性衬底。
⽬前衬底材料的筛选需要考虑的因素包括热承受温度和耐⽔氧穿透特性，以及膨胀特性等。
柔性基底的耐温特性通常与OLED的制备⼯艺相关，在OLED器件制备⼯艺中，包括半导体层和有机功能层多采⽤热蒸镀⼯艺来制备，⼯艺温度⾼于400℃。
普通的塑料衬底在这个温度难以保持稳定。
⽬前，聚酰亚胺（PI）能够实现更好的耐热性和稳定性，因此⼴泛作为OLED的柔性显⽰衬底材料。
然⽽，普通的聚酰亚胺材料呈现出透明黄⾊，这限制了底部发光OLED中的应⽤。
针对这个问题，⽬前市场已经有透明聚酰亚胺材料可以规避这个问题。
此外，聚酰亚胺的另⼀个缺点，⽽这也是所有聚合物材料所⾯临的问题，即为较⾼的⽔蒸⽓传输速率（WVTR）。
较⾼的⽔分传输速率意味着⽔分将通过聚合物层以破坏TFT特性，甚⾄降低OLED性能。
有机EL 柔性显示的主流技术
有机EL，柔性显示器的主流技术2015/12/231.前言本文将以“有机EL，柔性显示器的中流砥柱”为题，介绍柔性显示器的开发、实用化现状与展望。
有机EL也叫OLED（Organic Light Emitting Diode），尤其是驱动元件采用TFT的有源矩阵驱动式有机EL（AMOLED：Active Matrix Organic Light Emitting Diode），能够实现高清晰度的全彩显示。
在进入正题之前，笔者将首先比较液晶与有机EL两种显示器的器件构造。
然后明确大型有机EL电视的量产课题；接着介绍2015年11月初发表的单层构造的有机EL；最后讲解正题“柔性有机EL的现状”，希望通过笔者的讲解，让大家认识到现状与最终目标存在的差距。
2. 液晶vs. 有机EL2.1显示器的器件构造与直接材料成本比率笔者目睹了显示器市场从长期占据主流的显像管（CRT）到液晶的变迁。
不只是CRT和液晶，在形形色色的显示中，部件和材料的作用乍看普通，其实都非常重要，是在显示技术发展中决定产品优劣的最大要素之一。
CRT与液晶的共同点是部件数量多、通用性高。
CRT厂商和液晶面板厂商很容易就能更换部件供货厂商，在市场成熟之后，依然有新企业不断涌入。
部件厂商之间，改善性能、降低成本的竞争增加。
通过竞争，改善性能、降低成本两个原本相悖的趋势实现了齐头并进。
在激烈竞争的洗礼下，技术的进步令人叹为观止。
笔者认为，部件通用性高、涉足门槛低的技术，是成为显示器主力军的必备条件。
现在，以有机EL为中心，新一代显示器的开发和实用化进行得如火如荼。
新一代显示器一般倾向于把部件数量少、构造简单作为理想状态。
构造简单当然最好不过，但不可否认的是，部件数量少可能会导致参与开发的企业少，竞争有限。
液晶的一大优势，在于部件厂商的技术提案非常多。
显示性能好的显示器，并不一定就能成为主流。
还必须看起能够占领市场的投资和部件产业的发展。
现在已经建立起稳固地位的液晶，还有激光源、量子点等部件新选择，所以今后，其地位估计今后也不会动摇。
柔性显示的工作原理
柔性显示的工作原理
柔性显示是一种可以弯曲、卷起和扭曲的显示技术，工作原理主要有以下几种：
1. 柔性有机发光二极管（OLED）：OLED是一种由有机材料构成的薄膜电晶体，当电流通过时，有机材料会发光。
柔性OLED可以遵循基底的弯曲，因此可以制作成可弯曲和卷曲的显示屏。
2. 柔性液晶显示器（LCD）：柔性LCDS依然使用液晶技术，但采用了柔性基底以及柔性电路。
通过电流调整液晶分子的排列来控制光传播，达到显示效果。
3. 柔性电子墨水显示器：电子墨水显示器是利用电磁感应原理，通过通过二进制状态改变电荷分布达到显示的效果。
柔性电子墨水显示器将墨水颗粒包含在微小的背景颗粒中，这些颗粒可以在柔性基底上移动，实现弯曲和曲面显示。
总的来说，柔性显示技术的基本原理是利用柔性基底和电路，制作出可以在弯曲和曲面上工作的显示器件。
不同的柔性显示技术有不同的原理和工作机制，但它们都可以通过合适的基底和电路设计来实现弯曲和曲面显示的功能。
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纸质衬底
可以弯曲折叠、能够循环使用 热膨胀性小 化学性和机械阻隔性比较差，容易吸附一些小分子物质进入多孔结构，因 此需要改变其光滑性
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生物复合薄膜衬底
热膨胀系数低 可见光透过率高 柔性性能良好
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2.发展过程
1974 1989 90年代初 2003-2005 2005-2008 2007 2008 2010 2010
2011
2012 2012 2013 2013 2014
施乐帕洛阿尔托研究中心的Gyricon电子纸 Gyricon代替电子纸 Gyricon结合“电湿性”特点 施乐准备商业化Gyricon 2005年柔性屏幕中心建立——惠普的柔性显示屏 索尼0.3mm的OLED显示屏出世 诺基亚变形屏幕出现
索尼升级版可弯曲屏幕，弯曲的同时还可以播放视频
2、超轻设计：屏体平均重量仅为20㎏.s/ ㎡，比传统屏轻40㎏.s/㎡。
3、运输方便：超强柔软度使屏体可以卷 成圆柱状，更加方便包装运输。
4、安装简便：轻便控制盒可以任意拼接 且不受方位限制，较常规显示屏节约90% 安装费用。
5、超低功耗：耗电量较传统屏节省30% 以上
6、防水性能：超高防水等级IP68，屏体可 以全部入水，适用于户外使用。
03
特点
结合了低温薄膜晶体管技术形成主动矩阵电泳(电子纸)显示器。 只有在电子纸被启用时才会消耗电力。 柔性显示器有着极为轻薄，可变形的特征。 显示方式有：塑料胶片等上面形成有机EL或有机半导体层的方式。 使用了PHOLED磷光性OLED技术，低功耗，直接可视柔性面板。
04
柔性衬底的材料
塑料衬底 不锈钢衬底 超薄玻璃衬底 纸质衬底 生物复合薄膜衬底
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（4）军用领域
LG G Flex（D958）
惠普研发军用手腕PC
柔性显示的技术可 使军队及其它终端 用户使用轻薄，阳 光下可阅读的超低 功耗显示器作输入， 存储或从远端位置 传输即时数据。
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4.优点及缺点
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优点和缺点
优点
1、超薄屏体：柔性屏的屏体厚度仅为 10mm，比传统屏薄150mm。
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柔性显示屏的另一个挑战 是生产基础设施所需要的巨 大的投资。目前，生产在平 板塑料上的显示屏面板的生 产能力非常小，采用印刷或 者使用卷带式生产工艺制作 的真正的柔性显示屏还很少。 除非建设生产线或者把玻璃 生产线转产，否则产量是不 能实现的。
21
柔性显示屏市场面临巨大 的未知数。最终用户使用柔 性显示屏做什么？虽然从理 论上说存在许多可能性，但 是，对于柔性显示屏没有明 显的杀手应用。
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3.柔性显示器的应用
便携穿戴设备 手机，平板，电子阅读器等数码领域 电视，电脑显示器，商业宣传显示器 军用领域
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（1）便携设备
便携手表及手环
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（2）数码设备
LG G Flex（D958）
平板PaperTab
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（3）电视，电脑显示器
HKC C320
三星UA65JS9800
NanoFlex 112英寸商业屏
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柔性显示器
简介及关键材料技术
01
1.简介和关键材料 2.发展历史 3.应用 4.优点和缺点 5.面临的挑战 6.未来发展方向
02
1.简介
柔性显示器是由柔软的材料
制成，可变型可弯曲的显示装置。 像纸一样薄，即使切掉电源，内 容也不会消失，也被叫做“电子 纸”。
柔性显示器件中，柔性衬底是研 发柔性显示的基础。
24
参考资料
1.《柔性显示材料及其应用》——王文瀚 2.《柔性显示屏》—— 3.《柔性显示屏的前世今生》——雷锋网 4.《FDC开发第一个触摸屏柔性显示器》——CNET科技资讯网 5.李天华 《柔性显示的关键技术》 遵义师范学院
25
J金属1301 1302
小组成员：毕能书 李恺文 冯志洋
屏幕800*400分辨率，三星4.5英寸柔性Amoled 显示屏 首个用户级可弯曲屏幕的手机亮相，名为“bendy phone”。 NanoLumens介绍了首个 NanoFlex 112英寸超大可弯曲屏 亚利桑那州和军队开发出最大的柔性OLED CES上，三星亮相了它的YOUM柔性OLED显示屏 CES上，11.5英寸平板Skiff Reader出现，1200*1600分辨率 CES上，LG展出77英寸的曲面OLED UHD电视
22
未来的展望
23
1.玻璃柔韧性并不理想。玻璃板必须 尽可能的薄以提高其柔韧性，而如 果玻璃基板达不到厚度的要求，改 用其它材料代替则需大幅改进工艺。
2.LCD的图像取决于聚合物之间的单 元间隙，面板的弯曲会造成间隙改 变，进而影响图像质量，因而仍需 进一步解决此问题
3.背光模块的设计难度会大幅增加， 保证屏幕亮度均匀性就显得尤为困 难
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缺点
曲面屏幕需要进行一些额外的照明设计。 当你在侧面位置超过35度的角度观看曲面电 视时，由于屏幕边缘实际上是向内弯曲，会 感觉画面有些变形。
对于平面设计的用户来说图形设计由于 操作面非平面会影响设计准确性。
价格昂贵:由于价钱过于昂贵 ，不 少用户难以买单
制作工艺并不是很成熟，进入量产和 普及还需时间。
曲面屏幕在更大面积下才会发挥优势，形 成环绕式观赏体验。这个分度值为65英寸。
5.面临的挑战
企业 转型困难
生产设备和 工艺的问题
柔性市场 是个未知数
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在OLRD市场的初期，大多 数厂商简便地谈到要在几年之 内转向柔性OLED显示屏。然 而，现在基于玻璃的OLED显 示屏市场规模已经接近了10 亿美元，而柔性OLED显示屏 出现了许多难题，很少有厂商 谈论转向柔性显示屏技术了。
05
塑料衬底
透明性、柔性、质量轻、耐用、价格便宜 有助于有机发光聚合物和有源矩阵薄膜晶体管阵列的生长和印刷
06
不锈钢衬底
耐高温性能强（1000℃以上） 良好的导电性 优秀的水汽和氧气阻隔性 高弹性模量 低热膨胀系数
07
超薄玻璃衬底
较好的热稳定性和化学性 良好的可弯曲性，可见光透过性，水汽和氧气的阻隔性 较高的表面光滑度 绝缘