柔性显示技术专利分析

柔性显示技术已经从科幻变为现实，实现了从概念到产品的的飞跃，目前，随着显示装置的广泛应用，柔性显示技术正渐渐改变人们的生活习惯。本文抓住当前技术趋势，研究柔性显示技术方面的专利申请情况、柔性显示技术发展脉络，以期为国内申请人在柔性显示技术方面的专利研究提供一些参考信息。

柔性显示技术专利申请概况

柔性显示技术在专利文献中最早出现于日本精工株式会社在1977年申请的《具有柔性显示面板的便携式电子装置》（JP昭54-28172），该申请主要是为了解决冲击力对便携式电子设备的损坏，将面板设计为柔性，在之后的1978～1995这段近2 0年时间里，大多数国家的柔性显示技术处于潜伏期，仅日本和德国在柔性显示技术方面有少量相关专利申请。

从1996～2008年，柔性显示技术处于萌芽期，前期日本的技术仍然走在世界领先位置，自2010年开始，柔性显示继续迎来了爆发式增长，韩国、美国、中国在柔性显示技术方面的专利申请均呈直线式增长。伴随着三星在2013年初的CES 2013展示的一款55英寸可弯曲的OLED高清电视，LG公司也在2013年4月推出了可弯曲的弧形高清电视机，进而2013年10月三星在一场韩国发布会上发布了世界上第一款采用柔性曲面显示屏的智能手机galaxy round，该机机身左右两侧呈弯曲设计，柔性显示从科幻片走进了现实，改变着人们一直以来的观赏习惯。

根据Displaybank最近发布的《软性显示技术动向及市场展望》报告，柔性显示市场规模将从2015 年的11 亿美元成长到2020年的420 亿美元，约占平板显示市场的16%。替代现有产品的市场规模约从2015年的5亿美元增长至2020年的19亿美金，新型市场规模将从2015 年的6亿美元增长至2020年的22亿美元，发展潜力非常巨大。

柔性显示技术发展脉络

在20世纪80年代后，柔性显示屏开始被应用于各类小型显示装置上，例如1984年，日本夏普株式会社申请的JP24666984A中，将柔性LCD单元用于便携式计算器中，在1999年，出现了在小型环状可佩戴装置上设计的柔性显示屏，例如美国的维斯特公司向世界专利局提交了WO1999US09816，其中涉及一种具有柔性显示器的可佩戴装置，在正常使用和携带过程中可以承受通常由手表或者其它可佩戴装置，例如臂章、戒指或者腰带所经历的那种类型和大小的弯曲，而不会破坏显示元件或者丢失所显示的信息。

到21世纪时，随着手机、电脑、电子书等便携式终端、家庭影院、广告显示等大型显示装置以及其他各类电子产品的快速发展，柔性显示技术以其小体积、宽视角等优势，有了更加广阔的应用前景。由柳相圭（RYU SANG-KYU）提交的韩国申请KR20090114213A中披露了一种便携式终端的软性显示装置，其中利用由软性材料制作而可弯曲的软性显示器，进一步扩大便携式终端（手机、PMP、电子词典、DMB、汽车导航仪、笔记本电脑、UMPC）的画面，从而向使用者提供更宽的画面；无锡市新区梅村镇同春太阳能光伏农业种植园则提出了“有机发光显示器应用在猫衣服上的广告装置”，使得家猫一边行走，一边向人们展示位于猫的身体侧面的猫衣服上的电子活动广告；再到最近几年，柔性显示技术出现在了窗帘电视、在智能穿戴等领域，例如京东方科技集团股份有限公司在CN201120300481中所涉及的柔性显示器， 在CN201410454226披露的一种能够提供触摸、导航、照明等功能，还能实现能量的自给自足，节能环保，又具有保暖和保护人体的功能的智能手套。

图1 KR20110120915A中的显示装置

柔性显示技术类型

无论是小型佩戴显示装置，还是便携式终端上的显示装置，抑或是大型显示器上的柔性显示器，在柔性显示技术从出现到发展的过程中，根据其显示器可弯曲的程度，可以分为卷绕式、折叠式、弯曲式以及输入应变式等类型。

卷绕式的柔性显示装置先于日本申请中出现，在卷绕式柔性显示技术发展的过程中，已经从最初的便携目的，例如，1990年11月，日本电信电话株式会社申请的JP30627090A、1995年富士电机株式会社提出的JP29250595A，保护显示装置，例如2004年，皇家飞利浦电子股份有限公司向欧洲专利局提出了可卷动的电子面板装置（WO2005/091110A1）、2008年联想（北京）有限公司向中国专利局提交了一篇可用于笔记本电脑等电子设备的可卷曲显示装置（CN101685581A），发展到兼顾图像显示，更佳的是希望图像与卷开面积进行适应性显示，以便根据用户的实际需求，进行显示装置的大小控制，例如2009年，上海易狄欧电子科技有限公司提出的一种电子信息阅读器（CN101887663A），其中采用OLED柔性屏幕和一卷轴式容器，在传感器监测到柔性屏幕的有效显示宽度发生变化后，控制器根据当前的有效显示宽度对显示内容进行重新排版，并控制柔性屏幕进行刷新，其在柔性屏幕的有效显示宽度变化已足够大，或停止变化后，再进行重新排版和刷新，可以减少排版和刷新的次数，减少电能消耗，2011三星显示有限公司提出的申请显示装置及其操作方法（KR20110120915A）中，柔性显示单元100是柔性的，控制器400基于在导电标记130与电容触摸面板120接触的位置处电容触摸面板120的电容变化来确定显示区域DA，并且改变在柔性显示面板110上显示的图像的尺寸，使得该图像的尺寸对应于检测到的显示区域DA。

折叠式显示装置的主要优点在于不需要对柔性屏的每一处进行弯曲，其研究重点在于折叠处显示区域的处理，折叠式在大小上会比卷绕式的相对大，但是，其可实现多层式折叠，以实现屏幕的大型化。

弯曲式显示装置在近年的发展不算活跃，该类显示装置主要是通过弯曲构件的变形或者位移实现其上的显示屏的形变，其可采用由任意方式实现变形的构件实现显示装置的变形，其可实现显示屏在变形后定型与某一弯曲形状。其相对于卷绕式的体积会大一些，不能解决柔性显示需求中的小巧、便携的问题。

输入应变式柔性显示装置的出现远远晚于其他几类，但是是目前多个国家的研究热点，尤其是韩国，例如，韩国的第二大手机生产商泛泰株式会社在2010年提出了一款具有形状变化特性的柔性电子产品（KR20100008584A），其包括柔性电子组装体和具有形状记忆构件的致动器，柔性电子产品的致动器响应于输入而变形；2012年，韩国乐金显示有限公司在KR20120067300A申请了一柔性显示器，包括柔性显示面板（150）；弯曲形成单元（180），形成柔性显示面板的弯曲表面；弯曲信号产生单元（170），将弯曲信号提供给弯曲形成单元，以便基于用户设置条件、外部环境条件以及显示图像条件中的至少一个而控制柔性显示面板的曲率半径，其中弯曲形成单元响应于弯曲信号而形成柔性显示面板的弯曲表面。

输入应变式柔性显示装置从用户需求考虑，采用用户输入定制柔性装置的形状，满足用户的个性化需求，且其可根据用户的实际使用环境进行设置，这类柔性显示装置将是未来便携式终端中柔性显示技术发展的重要方向。

小结

结合柔性显示技术的特点和发展来看，柔性显示技术更多的是融入生活中，尤其是小型电子产品中，根据几种不同类型的柔性显示技术来看，未来柔性显示技术的发展方面一方面是显示质量、一方面是满足用户个性需求，以及应用领域的拓展。在显示质量方面，着重研究根据柔性屏幕大小的变化、弯曲曲率的不同进行高质量图像的适应性显示，在用户需求方便，提供可依据用户喜好与使用环境进行可调节形变的柔性装置是未来发展趋势，在应用领域方面，柔性显示技术不仅仅应用于诸如电视、手机、广告屏幕等显示装置本身，更多的是是融入生活中的各类嵌入型显示装置，例如手表、衣服等。而无论是柔性显示技术产生之初，还是现阶段，日本、韩国的企业都掌握着柔性显示技术的重要技术，因此，国内企业如果想在未来柔性显示市场分一杯羹，应着手卷绕式、输入应变式两种柔性显示装置，以日本、韩国的现有技术为背景，从用户体验出发，重点研究。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.043