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本文作者
李俊峰，维信诺科技有限公司
李晓，海信视觉科技有限公司
介绍
显示技术是万物互联时代的重要信息媒介，而柔性显示器相对于刚性显示器的吸引力在于它们可以弯曲、折叠或展开。“屏幕”伸展以遵循圆圈的形状。柔性显示将再次拓展仿生材料、智能服装、软体机器人等终端应用。柔性显示屏可以基于OLED和mini/microLED技术。目前市场上成熟的产品主要是柔性OLED显示屏。在本文中，我们将以柔性折叠OLED为例，讲解柔性显示器的柔性模组堆叠设计。
灵活的模块堆栈设计
柔性折叠模组作为可折叠产品的核心显示部件，其显示性能、外观、防护强度、触控手感等直接影响用户体验。柔性显示屏应用广泛，包括早期的GalaxyS6Edge和Note7的曲面屏设计，以及最近流行的折叠屏手机，需要设计和开发适应各种产品的柔性模组结构规格。开发了堆栈结构。
柔性模组的分层结构包括表面性能和外观功能层、基本显示功能层以及与整体结构相匹配的机械功能层。折叠产品的主要性能主要归功于折叠模块，尤其体现在折叠模块的弯曲、落、落笔、铅笔硬度等方面。折叠模块叠层结构设计一般涉及功能叠层设置、材料选择、应力模拟分析等设计过程，结合一系列叠层结构验证，迭代优化以确定的弯曲折叠叠层结构。可折叠模块材料的灵活性是实现产品折叠规范的基础。
表1可折叠模组堆叠图
柔性屏的折叠方式分为向内折叠和向外折叠。向内折叠和向外折叠方式是指屏幕的显示面，如果显示面朝外，则向外折叠，反之亦然。行业内具有代表性的翻盖手机有三星GalaxyFold、Z-flip、华为MateXs、OutwardFold等（图1）。由于折叠形状的不同，内折叠和外折叠的规格也不同。对于相同厚度的手机，外折对应的屏体弯曲半径较大，内折的弯曲半径较小，因此在设计内折叠模块与外折的叠层结构时模块中，还选择了性能重点。由于内折的显示面在不使用时长时间被覆盖，因此内折的强度和硬度要求没有外折那么高。由于用户始终与显示表面直接接触，因此外部因撞击或划伤等机械损伤而折叠的风险较高，同时弯曲半径较大，因此需要厚且稍硬的材料被使用。在为层压设计选择材料时通常会使用纹理。
图1内外折叠屏手机a三星GalaxyFold向内折叠，b三星Z-flip向内折叠，c华为MateXs:向外折叠
灵活的模块化材料
柔性显示模组材料主要包括光学透明胶、盖板、抗反射层、触摸屏、屏下材料等，下面分别介绍。
奥卡
OCA是一种高分子粘弹性材料，透光率接近100。柔性显示模组的每一层材料都必须用OCA、压敏胶等粘合材料粘合，并贯穿整个模组堆叠结构，如图所示。如图2所示。
图2OCA在灵活模块堆叠中的位置
典型的终端产品需求要求OCA能够满足有源有机发光二极管模组20万次的动态弯曲要求，静态弯曲后能快速恢复，胶体不弯曲、不分层。OCA的性能较为复杂，要求高弹性、低塑性应变、低蠕变速率、低模量和高界面剥离力。每种柔性模组设计对OCA的要求不同，且大多数柔性AMOLED模组的OCA性能要求是相互的，必须根据具体的实际应用环境对性能进行调整和平衡。
盖盘
柔性覆盖材料要求同时具有柔韧性、硬度、耐磨性、防指纹、光学性能。
柔性盖板是行业第一代产品，其主要结构是透明的聚酰亚胺薄膜，表面涂有硬质涂层。然而，由于PI分子内部的共轭单元，当PI吸收紫外蓝光时会变成。为了满足目前对透明度的需求，可以采用化学手段使整个光谱的透过率大于90。由于显示模块的使用要求，除了光学要求外，盖板还需要特定的机械性能。具体要求是在一定的内外弯曲半径/比值下弯曲20万次，断裂伸长率足够大，在一定的载荷/速度下钢丝绒循环2500次，不出现划痕，擦时无白化现象。被满足。它可以通过一系列的机械性能测试，如橡皮擦、足够的铅笔硬度、一定程度的防落和钢笔的保护、数百格和日光老化等。
对于高分子材料，如果光学性能接近理想，则机械性能又硬又脆，无法进行柔韧性测试。机械性能和光学性能之间存在相互的关系。此外，还进行了防指纹涂层，以改善触感体验，其主要指标是水滴接触角应大于105。
减反射层
为了减少环境光对屏幕的反射并增加对比度，AMOLED屏幕必须使用圆偏光片作为减反射层，以提高光学效果。柔性模组中圆偏光片的弯曲性能较好，且弯曲与材料的厚度有关，因此超薄偏光片成为需求热点。柔性模组所用的偏光片比较薄，大多在40-80m左右，弯曲性能要求一般为内折R1520万次，外折R320万次，基本PSA的性能预计如下它与其他层压板相同，使用性能相似的OCA粘合剂。
为了使AMOLED屏幕结构变得更薄，目前抗反射层主要有两个发展方向。一种是镀膜偏光片，另一种是利用黑矩阵和色滤光片的吸光特性来代替偏光片来减少反射。影响。
BM材料的颜料是可以吸收所有可见光的低温炭黑颗粒，而CF材料的颜料是低温红、绿、蓝颜料。BMCF相对于偏光片的主要优点是更薄且具有更高的单色透过率，可以降低底层OLED器件的功耗并提高OLED器件的寿命。缺点也非常明显。上述BMCF工艺需要固化温度较低的材料，因为它不能损坏底层的OLED和TFE，并且TFE必须能够承受黄光工艺的水环境。低温固化材料的开发周期长、难度大，TFE的封装效果也面临题。BMCF结构的减反射原理如图3所示。
图3BMCF结构减反射原理
一些公司现在使用喷墨印刷工艺代替黄光工艺来制造BMCF。虽然喷墨印刷工艺对薄膜封装造成的损害相对较小，但开发可低温固化并适应喷墨印刷工艺的BMCF材料的难度预计将迅速增加，开发周期也会更长。
触摸屏
触摸屏也是屏体的重要功能材料之一。根据触摸感应电路的相对空间位置，底层技术可以分为两类插入式和嵌入式。
目前，折叠式电池技术的主要解决方案是AgNW，它利用银纳米浆料在膜层上形成图案，并利用超薄层基板实现薄型设计。近年来，全领先制造商专注于开发On-cell触摸技术，以满足更薄、更轻、可折叠移动设备的需求。其中最广为人知的就是三星电子提出的封装膜层触摸直接图案化技术结构。Y-OCTA技术通过直接在TFE上制造触摸传感器模块来降低显示器的厚度，无需薄膜基板或相应的OCA层，但由于薄膜层的存在，显示器的折叠性能非常好。现阶段面板厂FoldingOn-Cell技术的主要解决方案是MetalMeshWiring。MetalMesh是采用各种工艺在膜层上形成极细金属网纹的导电材料，线宽一般为5或更小。微米。肉眼基本上是看不见的。
屏下材质
底部保护膜也叫底部支撑膜，由三层组成离型膜、含有粘合剂的基材、背胶保护膜，这三层膜都需要进行防静电处理，最终形成PSA基材整个模块化折叠屏的结构中只剩下了这层薄膜。
影响柔性支撑膜抗弯性能的主要因素是基材和压敏胶。目前柔性支撑膜的基材主要有PI和PET，PI相对于PET具有优越的抗弯性能、蠕变性能和恢复性能，且不易产生皱纹，因此宜作为全模使用。如果折叠屏需要更高的弯曲性能，则优先选择基于PI的支撑膜。
为了提高屏幕的抗冲击能力，需要在柔性显示屏下方添加一层缓冲——泡沫。柔性AMOLED显示器主要使用聚氨酯或聚丙烯酸酯泡沫。为防止屏体被整机旋转轴损坏，并增加屏体的平整度和回复性，需要在泡沫下面加一块金属片，一般来说可以通过增加屏体的厚度来实现。不锈钢。钢板有助于提高筛体的平整度，厚度在100至150m之间。
柔性岛桥结构设计
尽管无机刚性材料具有优异的电学、力学等性能，且制备工艺成熟，但其抗弯曲性能极大了其在柔性、可拉伸器件中的应用。为了将无机刚性材料应用于柔性可拉伸器件并推动可拉伸器件的发展，“软化”至关重要。目前研究的解决方案主要有两种一是使硬质材料更薄，例如AJBaca等人制备的100nm厚的单晶硅薄膜的曲率半径为1cm时，其峰值电影是应变00005没有看到。当放置在20m柔性基板上并弯曲至1cm曲率半径时，最大应变仅为01，这两种情况都低于硅的失效应变极限。当金属膜形成在弹性基材上时，形成微裂纹。柔性结构设计主要分为直丝岛桥结构、蜿蜒互连岛桥结构和多腔岛桥结构，这些设计赋予刚性材料优异的抗大变形能力。后续发展的方向是将功能材料与结构设计相结合，获得具有更高弹性的柔性电子器件，例如动态可控的软机器人和集成可穿戴传感器的可拉伸柔性显示器。然而，这与现实还相去甚远。应用从器件到商业化还有很长的路要走，必须考虑可靠性、光电等题。
概括
柔性显示是万物互联时代最重要的研究方向，未来最终的柔性显示应该是可贴附于任何物理表面的顺应性显示屏。设计柔性模块化技术需要根据不同的应用场景和技术方案进行结构设计和功能材料选择，以获得更具伸缩性的柔性电子屏幕。柔性显示已成为显示领域的下一代技术，柔性显示的开发和应用将为终端应用市场带来新的变化。
一、化学中什么是柔性结构？
柔性结构是指几何非线性因素对分析影响显着且不可忽视的结构。随着社会和科学技术的发展，新材料、新设备、新结构、新建筑技术在工程中的应用，带动了结构向高质量、轻量化、大型化、结构形式化三个方向发展。它也是一种柔性结构，是对原来刚性结构的改变。所谓柔性结构，形式上表现为高耸结构、大跨度结构、深海海上结构等。从数学模型来看，具有低刚度、高柔性和不可忽视的几何非线性等特点。从计算方法上来说，柔性结构的题与刚度有关，而且结构也不同，为了计算，需要将结构简化为非线性柔性结构系统。
二、柔性玻璃组成
柔性玻璃是一种没有固定几何形状，弯曲或变形后能恢复原来形状的玻璃材料。柔性玻璃一般由以下成分组成1-硅酸盐柔性玻璃的主要成分是硅酸盐，通常以二氧化硅的形式存在。硅酸盐是决定玻璃强度和耐热性的主要结构成分。2-弯曲剂为了使玻璃具有柔韧性，通常添加一些化合物作为弯曲剂。这些化合物可以改变玻璃的结构，使其可弯曲且有弹性。3-软化剂还添加一些软化剂以增加玻璃的柔韧性。这些软化剂使玻璃不易碎，并且在弯曲或变形时不易破裂。4-稳定剂通常添加一些稳定剂来增加玻璃的稳定性和耐用性。这些稳定剂可以提高玻璃的化学稳定性和耐候性，防止玻璃在使用过程中变质或变色。总体而言，柔性玻璃的成分可能会根据具体的应用要求和制造工艺而有所不同。添加和调整各种成分可以改变柔韧性、透明度、耐热性和其他玻璃性能。
三、刚性和柔性的区别，刚性和柔性的区别知识？
刚性和柔性是两个相反的概念，其区别如下
物理学在物理学中，刚性一般是指不易弯曲、变形、具有较高稳定性和抗变形能力的物体，而柔性是指容易弯曲、变形、相对不稳定的物体。
工程和设计在工程和设计中，刚度和柔性通常是指材料、结构或系统的属性。刚性结构一般是指非常稳定和坚固的结构，例如桥梁和塔，而柔性结构是指更灵活和适应性更强的结构，例如膜结构和软体机器人。
人文社会科学在人文社会科学中，经常用严谨性和灵活性来描述人的个性和行为。僵化的人一般是指思想僵化、固执、缺乏灵活性和适应能力的人，而灵活的人则是指思想开放、灵活适应、有韧性、有创造力的人。
简单地说，刚度和柔性是两种完全不同的属性和特征，可以用来描述不同领域的物体、结构、机器和人类行为。根据不同的情况和目标，它们都有自己的优点、缺点和适用性。
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