1.1 柔性显示简介
自从20世纪初世界第一款阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)显示器发明以来,显示技术迅速发展,并推动产生了众多新型应用。拥有电视、计算机、手机等先后成为了人们现代生活的典型标志之一。与隐藏在机器外壳中的复杂电路相比,显示器部分更容易被人们注意到,于是成为了产品的代表。显示技术的每一次变革,都深刻影响着人们生活方式的改变。因此,人们对更优秀、更新奇的显示技术的追求从未停止过。
如图1-1所示,柔性显示正成为新一代显示应用的重要发展方向。柔性显示从广义上说,其历史比现代电子显示技术的历史还要长得多。当人类开始在柔软的树皮或动物皮肤等媒介上记录文字和图画时,最早的柔性显示可以说已经诞生了。目前新一代的柔性显示技术的一个重要发展方向,正是把现代电子显示技术与传统的柔性信息媒介(如报纸书籍)的阅读方式结合起来。此外,未来社会信息化程度越来越高,人们越来越需要随时随地更好地接收交换各种信息,图像化显示无疑是主要的信息交互方式。因此,“显示无处不在”是信息社会发展的必然趋势,显示技术将被应用到日常生活中越来越多的场合。柔性显示则是适应各种非平面需求的重要一环。
图1-1 柔性显示正成为新一代显示应用的重要发展方向
现在所说的“柔性显示”,往往专指现代的柔性平面显示。柔性显示广泛被接受的定义(Slikkerveer 2003)是指“一种在可弯折薄基板上的平面显示。它可以被弯折、扭曲、拉伸变形或卷成几厘米半径而保持原有显示功能”。相比于传统硬屏平面显示技术,柔性显示技术具有多种优点,如超薄、轻便、可弯折卷曲、可适应多种应用场合、易于携带、可采用卷对卷生产技术、成本低等。基于这些优点,柔性显示技术被广泛关注。
柔性显示技术的重要性,源自市场对新型显示应用形态的需求。在信息时代,人们已经越来越离不开信息显示。各种场合都需要适合的显示方式,从而方便用户以高效、方便的方式获取信息。例如,公共场所广告、新闻等播报的需要,推动了大面积曲面显示的需要;各种随身移动终端显示的发展,带动了对更轻薄更易收纳的显示的需要;个性化的家居环境,提出了多形态家用显示的需要;在户外运动方面,提出了可穿戴显示的需要。根据这些需要,人们提出了多种多样的柔性显示的具体应用设想。目前,一些柔性显示新型应用正在变为现实(见图1-2),如全面屏手机、智能手表手环、可折叠手机(三星、华为、TCL、小米等)、可折叠笔记本电脑、可卷收的电视等,已经或正在向普通消费者市场推广。除此以外,人们设想在不远的将来利用柔性显示技术实现服装表面的动态显示、可显示图像和实时视频的电子报纸、可卷曲的超大面积办公室视频显示器等。
图1-2 一些柔性显示新型应用正在变为现实
应该注意到,不同应用场景对柔性显示的要求侧重点是不同的。例如,全面屏手机及智能手表手环的屏幕,在整个使用寿命中只需要一次弯曲让它贴合设计的曲面就可以;而可折叠手机、可折叠笔记本电脑等产品,需要在特定位置多次反复弯折,而且弯曲的半径比较小;可卷曲的电视、超大屏幕显示器等,产品各处都会较为均匀地弯曲,但曲率半径可以不必像前者那么小。这些不同的要求对技术的挑战各不相同。
随着信息技术的发展,显示器将不再只具备单一的显示功能。随着物联网(IoT)等概念的提出,联网化、智能化是下一代显示器必然的发展方向。智能显示要求未来显示器必须将显示功能和通信、传感等功能进行整合(见图1-3),如人机互动所需要的触感、智能标签所需要的环境感知等。这些都要求下一代柔性显示技术必须兼容乃至整合柔性感应技术。
图1-3 智能显示要求未来显示器必须将显示功能和通信、传感等功能进行整合