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2017年中国柔性显示市场发展前景分析
作者：51Touch时间：
来源：中国产业发展研究网
[摘要]核心提示：OLED ，未来重要显示技术。OLED 为新型显示技术，得到了市场的广泛关注。与 LCD相比，OLED 具有响应速度快、对比度高与色彩饱和度高等优点，而且还可以实现柔性显示，将在未来显示中占据重要席位。目前，OLED 已应用于手机、Pad
&&&&北京时间01月16日消息，中国触摸屏网讯，核心提示：OLED ，未来重要显示技术。OLED 为新型显示技术，得到了市场的广泛关注。与 LCD相比，OLED 具有响应速度快、对比度高与色彩饱和度高等优点，而且还可以实现柔性显示，将在未来显示中占据重要席位。目前，OLED 已应用于手机、Pad
　　OLED ，未来重要显示技术。OLED 为新型显示技术，得到了市场的广泛关注。与 LCD相比，OLED 具有响应速度快、对比度高与色彩饱和度高等优点，而且还可以实现柔性显示，将在未来显示中占据重要席位。目前，OLED 已应用于手机、Pad 与可穿戴设备等领域。以往 OLED 屏幕刚推出时短板相对明显，成本存在劣势。但随着 OLED 技术逐渐成熟，其成本不断降低。根据数据表明，AMOLED（Active-matrix OLED）与 LCD 的成本已经相差无几。&&& 本文来自：
OLED 与 LCD 特性对比
　　在 2015 年第四季度，同尺寸的 AMOLED 和 LCD 的成本分别为 17.1 美元和 15.7 美元。
　　柔性封装是柔性 OLED的第一门槛。OLED 所涉及的电子元件与空气和水接触后容易产生氧化反应导致电路短路或者故障，所以封装对于 OLED 电路元件的正常使用至关重要。目前主要封装技术主要有盖板封装和薄膜封装。盖板封装虽然简单有效，但最大问题在于无法满足柔性显示需求，OLED 最大优势将无法实现。而薄膜封装，也就是柔性封装，则可以解决这一问题。同时对于刚性 OLED 来说，薄膜封装技术有着减轻显示器重量、降低成本的优势。当未来柔性显示的需求不断提升，市面上柔性 OLED 也将供不应求，故柔性封装材料也将逐渐取代盖板封装材料。薄膜封装材料通常采用的是对水氧具有高阻隔性的水汽阻隔膜。
柔性封装原理图
盖板封装原理图&
　　OLED 市场规模不断扩大，主要应用领域为智能手机。随着 OLED 广泛应用于智能手机、电视、电脑、平板、可穿戴设备、VR 领域，OLED 市场规模将不断增长，且 70.6%的OLED 产能应用于智能手机。据预测，OLED 全球市场规模将从 2015年 130 亿美元增长至 2020 年的 330 亿美元，年均增速约为 20%。
OLED 未来规模预测
OLED应用分布
　　柔性 OLED 为未来手机屏幕发展方向。智能手机屏幕升级一大方向就是柔性 OLED 屏幕的应用。根据研究，2016 年柔性 OLED 在所有 OLED 产量中占比仅为 14%。目前国际上出货量最大的三星公司，已建成 8 条柔性 OLED 生成线，现苹果公司也加入柔性 OLED 行列。基于目前以确定的柔性 OLED 投资生产线来计算，预计 2017 年柔性OLED 产能渗透率将达到 30%。预计2019 年以后，柔性 OLED 的渗透率会稳定在 65%左右，而刚性 OLED 将不再有新的增长。
全球智能手机 OLED 产能渗透率&
　　OLED 封装带来巨大水汽阻隔膜市场空间 。据数据显示，柔性 AMOLED显示器 2015 年出货量约 2500 万台，预计 2020 年出货 8 亿台，出货面积为 0.93 亿平方米，至少需要 1.40 亿平方米的水汽阻隔膜。另外，水汽阻隔膜在刚性 OLED 封装中同样优势明显，假设水汽阻隔膜在刚性 OLED 中使用率为 50%，而未来刚性 OLED 出货面积与柔性 OLED 出货面积相比大约为 35:65，由此带来的水汽阻隔膜需求大约为0.38 亿平方米。故 2020 年，针对 OLED 封装，水汽阻隔膜总需求量接近 1.8 亿平方米。
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2000人超级QQ触摸屏群：1220106评论：穿在身上的LED柔性显示屏
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&&&我也评两句&&&&报道&　&&
　　在显示领域，LED与OLED都拥有举足轻重的地位，二者无论是传统显示领域还是在新型领域(透明显示等)的“较量”，一直都是你追我赶、旗鼓相当。但是在近来兴起的柔性显示领域OLED却明显胜了一筹。
　　柔性显示屏完美的消融了人们对于显示屏便携性和视觉愉悦感的追求存在矛盾，打破显示屏固有的形状设定，让显示屏实现任意折叠、薄如纸张的创想。
　　事实上行业也有人在做柔性显示屏，但是困于LED本身的限制，目前LED柔性显示屏仅能做到LED软屏，虽然跟“像纸一样薄”的AMOLED有本质的区别，但它相较于传统LED显示屏仍然具有其独到的优势：
　　LED软屏的优点
　　可适应复杂安装环境：可横向和纵向的弯曲变形安装，即使复杂的安装环境均可呈现完美画面;同时LED软屏其柔韧性好，重量轻，可安装成任意形状，安装维护方便，适应多种安装方式，可广泛应用于建筑立面，商场，婚礼装饰等。
　　思考!为何LED软屏没有形成热点?
　　虽然LED软屏优点不少，事实上，早几年行业内也有企业看好此领域，着手推广LED软屏，但效果显然不好，市场反响不大，最后也不了了之，所以当前大家对LED软屏的市场以及概念都很陌生，其原因离不开这几点：首先LED软屏与OLED柔性显示屏相比它没有明显优势，其次与传统LED显示屏相比，类似LED曲面屏、LED球形屏也能在结构上也能实现不同程度的弯曲效果，因此LED软屏的应用领域被压缩，再者LED软屏由于没有真正打开市场起量造就其高成本的现状也是造成市场接受度不强的主要原因之一。
　　然而，我们也不能断定在柔性显示领域LED屏就没有深耕细作的必要，回想当时LED透明屏，一开始也是乏人问津，只有少数企业在做，但是等到产品的创新性逐渐被市场认可、产品的稳定性也有所保障了，市场爆发也是很容易的。与其迎合未来，不如创造未来!不论是柔性显示也好，还是其他的显示领域，企业该做的就是不断升级自己的产品与技术，找准其产品的市场定位，把产品的性能发挥到极致。
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本文将介绍在亚洲最大的显示屏国际会议“22thInternational Display Workshops（IDW '15）”上，关于液晶面板挑战柔性显示屏的主流——有机EL显示屏的话题。以日本东北大学藤挂石锅研究室的研究成果为中心，连同基础技术一起进行讲解。
2. 将液晶屏弯曲也能维持基板间隔
在各种平板显示屏（FPD）中，有机EL显示屏因为能够实现高对比度、高色彩表现范围，而且容易实现超薄化，从而作为柔性显示屏的主流技术被关注。
具有代表性的电子纸——电泳显示屏（EPD）早已作为柔性显示屏投入实用。而且，这种显示屏是具有记忆性、无需背照灯的反射型，还不需要偏光板，因此能够得到明亮、无彩色的显示。但在彩色显示和视频显示方面存在课题。
而液晶显示屏能够实现大屏幕、高精细化，具有可以实现较大的色彩表现范围等特点，作为高品质显示屏已经得到广泛应用。而且，液晶屏的制造技术非常成熟，过不了多久，中国的产量就会成为第一。但液晶终归是液体，必须有序排列，所以，随着极薄化和柔性化的发展，液晶屏在显示品质的稳定化方面出现了课题。
图1是柔性液晶显示屏的基本结构。要想实现实用的柔性液晶显示屏，重点是要利用液晶盒内形成的微细聚合物间隔壁（polymer spacerwall）的网络结构，保持一定的液晶盒间隙，并且保持稳定的取向。日本东北大学的藤挂石锅研究室，通过在液晶中溶解分子取向性的高分子材料（树脂），进行紫外线图案曝光，开发出不破坏液晶取向、可以使2枚基板以固定间隔接合的高分子间隔壁，以“InvitedAdvanced Polymer and LC Technologies for High Quality Flexible Displays”为题发表了演讲（论文编号：FLX2/LCT5-1）。图1的“Bonding polymerwall spacer”，就是他们开发出的高分子间隔壁。
图1：柔性液晶显示屏的基本结构（日本东北大学提供的资料）
而且，柔性液晶显示屏需要柔性的背照灯。图2是在能够实现薄型柔性化的背照灯用导光板中采用液晶高分子复合膜，有助于实现高对比度化、省电力化的局部调光背照灯系统。复合膜内的液晶和高分子都具有分子取向，通过开关电压，可以表现为光散射或透明状态。
图2：柔性薄型局部调光背照灯系统（东北大学提供的资料）
另外，局部调光背照灯会根据影像自动控制局部的背照灯亮度，具备在降低功耗的同时，提高影像对比度的功能。还可以抑制影像的黑色部分“泛白”的现象。在图2中，影像显示“月亮”的区域的电压为“ON”，为“光散射状态”，其他区域的电压为“OFF”，为“透明状态”。
东北大学在演讲中还介绍了塑料基板和液晶的光学补偿，公布了VA模式及IPS模式的柔性液晶显示屏的试制情况和显示品质。纵观2015年IDW的所有论文，东北大学藤挂石锅研究室发表的这篇柔性液晶显示屏相关论文鹤立鸡群。下面，笔者将介绍一下自己特别感兴趣的内容。
3. 柔性液晶显示屏的支撑技术
3.1 不锈钢箔有望成为基板材料
日本东北大学开发出了使用具有耐热性的超薄不锈钢箔（新日铁住金制造)和聚碳酸酯薄膜（帝人制造）作为基板材料的VA模式反射型柔性液晶显示屏，以“FlexibleReflective LCDs Using Stainless Steel Substrate and Optical CompensationTechnology”为题发表了演讲（论文编号：FLXp1-4L）。
试制的反射型柔性液晶显示屏的截面结构如图3所示。两片基板的表面涂敷聚酰亚胺膜（日产化学工业的“SE-4811”）后，在120℃的温度下加热，作为液晶的取向膜使用。液晶盒的厚度为2μm，真空填充了液晶材料（德国默克公司的“MLC-2038”）。为了实现高对比度及广视角，还使用了双轴拉伸膜、圆偏光板以及光扩散板。图4是试制的柔性反射型液晶显示屏的显示示例（照片是不锈钢基板弯曲时拍摄的）。
图3：使用不锈钢基板的柔性反射型VA模式液晶显示屏的截面结构（东北大学提供的资料）
图4：使用不锈钢基板的柔性反射型VA模式液晶显示屏的显示示例（东北大学提供的资料）
试制的液晶显示屏实现了20:1以上的良好对比度。证明了不锈钢箔是有望实现高品质、低功耗的反射型柔性液晶显示屏的基板技术。
3.2 利用In-cell偏光板解决柔性液晶的课题
对于使用染料类偏光膜的In-cell型偏光板，及其在TN液晶显示屏中应用的结果，日本东北大学发表了题为“Fabrication ofThin Flexible Liquid Crystal Display Using Dye-Type In-Cell Polarizer”的演讲（论文编号：FLXp1-5L）。塑料基板导致显示品质差、视角特性狭窄是柔性液晶显示屏面临的一大课题。而且，如图5所示，偏光板及相位差板的厚度造成了柔性差的问题。作为解决这些课题的方法，东北大学想出的办法是采用In-cell偏光板。
图5：通常的柔性液晶显示屏与使用In-cell偏光板的显示屏的结构比较左边是通常的柔性液晶显示屏，右边是使用In-cell偏光板的柔性液晶显示屏。（东北大学提供的资料）
面板的制作步骤如下。首先在染料类偏光板上低温生成ITO膜（膜电阻为100Ω/□），使用PVA类粘合剂，与作为底板的TAC（triacetylcellulose）薄膜和偏光板接合。然后，借助离型膜（日本新田公司制造），使TAC薄膜与玻璃基板接合。再使用250nm的紫外线，照射偏光板表面6～12分钟，使表面变性后，利用旋涂方式涂敷光取向膜。使用5μm的间隔壁，使液晶盒厚度保持固定，使用紫外线硬化树脂制作密封图案，接着再注入液晶。
试制面板的电压透射特性与外置偏光板基本相等。如图5的右侧所示，显示屏的厚度缩小到0.2mm，实现了薄型化。而且对比度达到了260:1。其特性与使用通常的玻璃基板的TN液晶显示屏相当（图6）。
图6：使用In-cell偏光板的TN液晶显示屏（a）电压打开，（b）电压关闭。（东北大学提供的资料）
3.3 可以延展的无基板液晶显示屏
未来，市场不仅需要柔性，还需要可以延展的“伸缩显示屏”。要想实现这种显示屏，必须开发出无需基板、可以实现高对比度显示的元件结构。为此，研发人员抱着在具有独立性的液晶高分子复合膜中，自由控制伴随分子取向的液晶的分散形态这一目的，对基于紫外线图案曝光的液晶高分子相分离展开了研究。
日本东北大学在题为“Morphological Control of the LiquidCrystal Droplets in Molecular-Aligned Polymer for Substrate-Free LCDs”的演讲（论文编号：LCTp5-9L）中，介绍了通过控制液晶与高分子的分子取向，利用双折射实现高对比度显示的“无基板液晶显示屏”。
具体来说，是在向列液晶（JNC制造的“TD-1013LA”）中混合50wt％的二官能液晶性单体C型（DIC制），注入了利用摩擦法进行了扭曲取向处理的液晶盒（液晶盒厚度为10μm）。使用正交网格状的光掩模（间隔为120μm或60μm），对液晶盒进行了紫外线图案曝光。紫外线强度为3～100mW/cm2，温度控制在25～50℃。结果表明，通过改变相分离的条件，可以控制取向液晶的分散形状，使高分子包含更多的控制了取向的液晶。
图7是向试制器件（TN液晶液滴）加载电压时的偏光显微镜照片。图8是该器件的电压透射特性与通常的TN液晶显示屏的特性的比较。试制的TN液晶液滴的特性与通常的TN液晶显示屏相比，阈值电压略高，关闭状态的透射率也比较高，还有改善的余地。但通过这次的开发，获得了关于实现利用高分子取向维持液晶取向的无基板液晶显示屏的有用的知识，今后的发展值得期待。聆听东北大学的演讲，笔者不禁要想：“通过使用必须靠薄膜等多层涂层才能发挥作用的柔性有机EL技术，真能实现无基板吗？”
图7：TN模式液晶液滴的动作（东北大学提供的资料）
3.4 验证附带平坦薄膜的不锈钢箔
为了研究金属箔作为柔性基板的可能性，使用的是有平坦层的不锈钢箔（新日铁住金制造的“#190SB”）。新日铁住金以“PlanarizedStainless Steel Foil for Flexible Substrate”为题，就不锈钢箔基板发表了演讲（论文编号：FMC3-1）。基板的板厚为8～100μm，表面状态为超级光亮（SB），热膨胀系数CTE为11×10-6/℃。分别使用旋涂和卷对卷（R2R）涂敷两种方式，在表面上形成了平坦薄膜。通过涂敷平坦薄膜，表面粗糙度Ra从6.2nm降至0.6nm，Rmax从78.2nm降低到了8.9nm。
在试制有机EL屏时，该公司对平坦层（3μm）释放的气体进行了检测，得到的数据小到可以忽略不计。在两种基板上制作有机EL照明器件样品的结果表明，二者均可正常工作。另外，使用R2R涂敷方式的不锈钢箔的厚度为50μm，宽度为300mm。以上结果表明，不锈钢箔可以作为柔性基板使用。
3.5 有机TFT驱动塑料液晶显示屏
有机薄膜晶体管（OTFT）的移动度为1～10cm2/Vs，超过了非晶Si（a-Si）TFT的0.5cm2/Vs。在本次的IDW上，英国FlexEnable公司以“Invited PlasticLiquid Crystal Displays Enabled by Organic Transistor Technology”为题，介绍了使用TAC薄膜，为主动驱动用途试制使用OTFT的IPS液晶显示屏的结果。厚度为40μm的TAC为低双折射性，Rth＜1nm、Ro＜1nm，具有与玻璃基板相同的光学特性，适合作为液晶显示屏的基板。液晶的取向控制采用光取向，液晶盒厚度的控制使用光刻形成的间隔柱。
通过采用新开发的具备自组织高分子壁的液晶材料，提高了坚固性。试制的OTFT驱动IPS液晶显示屏的画面尺寸为4.7英寸，画面宽高比为16：9，厚度为300μm，去掉背照灯后的重量为10g。该器件可以弯曲到半径为50mm的程度。能在低于100℃的低温下制作的OTFT，开拓出了有源矩阵用背板的新应用领域。
OTFT的弯曲半径为0.5mm，1万次测试后的阈值电压变化很小，非常稳定。通态电流的变化也同样稳定。
除此之外，正如之前报道的那样，英国Plastic Logic公司已经开始量产OTFT驱动的电子纸。另外，使用OTFT的气体传感器、影像传感器以及X射线检测器的生产也已实现。
这一次，连同基础技术在内，介绍了很多的内容，笔者自认为读起来应该非常过瘾，不知大家感觉怎样？
这里介绍的局部调光背照灯、In-cell偏光板（很遗憾不是涂布型）、无基板液晶显示屏等，都是出色的研究成果。为实现柔性液晶显示屏而开展的系统性研发，是日本今后在这一领域打赢国际竞争的重要条件。但正如以前报道过的，Flex Enable通过与默克公司合作，已经开发出了OTFT驱动IPS液晶显示屏。（特约撰稿人：鹈饲育弘，Ukai DisplayDevice Institute代表）
来源：日经技术在线
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