Patent Overview of Flexible Display Panel

TIAN Zhuo LIANG Yan

（Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office， CNIPA， Suzhou， Jiangsu Province， 215000 China）
　　Abstract： Compared with the traditional display panel， the display panel which can be folded， bent or even curled is called flexible display panel. For R & D personnel， it is necessary to consider not only the bending recovery performance of flexible display panel under the above various forms， but also the reliability of flexible display panel after multiple bending. Therefore， this paper summarizes the related patents in the field of flexible display panel， sorts out and summarizes the important patents， and from the perspective of flexible display panel support mechanism and display panel self-assembly， This paper introduces the important designs made by major panel manufacturers on how to avoid the damage caused by bending stress in the bending part of flexible display panel.
　　Key Words： Flexibility; Folded; Breakage; Panel
　　引言：
　　为了满足广大用户日益变化的消费需求，电子产品均以便携性、小型化为设计导向，在此基础上，柔性显示面板应运而生，柔性显示面板凭借其在显示性能、可弯曲等方面的独特优势，实现折叠、弯曲甚至卷曲的终端形态，逐渐成为面板技术的核心竞争力。国内外厂商纷纷抢先进行技术战略布局，增强其在全球柔性显示领域的话语权。对于柔性显示面板而言，如何提高其弯曲性能，防止其在弯折区出现断线，则是各大研发机构首要关注的问题，本文汇总相关专利并对其进行梳理，并罗列重要专利从以下两个方面论述柔性显示面板的相关专利布局。

1 柔性显示面板支撑机构的相关改进
　　为了降低现有显示装置的边框尺寸，提高柔性显示装置的制造良率，柔性显示面板^[1][2][3]的背面（与显示面相对的一面）一般会贴附背板，该背板起到支撑柔性显示面板的作用，此类设计诸如以下专利申请：国外申请人聚合物视像有限公司于2007年11月8提出的柔性显示装置中的次显示器集成（CN2007800495144），该专利提出柔性显示装置包括非连续前板和连续背板，非连续前板部包括主前板区、次前板区以及位于两者之间的开口空间区;连续背板包括主背板区、次背板区以及通过电互连的主背板区和次背板区的互连背板区，主前板区和主背板区合成了主显示部，次前板区和次背板区合成了次显示部，互连背板区则将次显示部限定为主显示部的扩展。
　　1.1 背板分切
　　在柔性显示面板的背面贴附背板的情况下，该背板使柔性显示面板维持平坦或弯曲状态，在柔性顯示面板弯曲时，在背板的弯曲区域中发生的弯曲应力被传递至柔性面板的基板的弯曲区域，进而可能使柔性基板的弯曲区域的连线产生裂纹，为了解决该问题，国外重要申请人乐金显示有限公司，在2015年12月30日提出了一种柔性显示器背板组件、带该组件的显示设备及其制造方法（申请号：CN2015110207794），该专利则针对上述问题提出了将背板划分为两个背板分部，具体划分为第一支撑板和第二支撑板，在两个背板分部之间形成开口部，开口部正对显示基板弯曲部，通过开口部的设置，解决了显示面板因弯曲引起的弯曲应力的损伤问题，能够实现避免柔性显示基板的弯曲区域的连线产生裂纹的技术效果。
　　1.2加设缓冲构件
　　采用上述背板分切方式，虽然能够一定程度上会降低显示面板因弯曲引起的弯曲应力的损伤，但是显示面板弯曲后，显示基板与背板接触的部分仍然会有一定的弯曲应力，基板上的线路还是可能会出现发生断裂的可能性。为了解决该问题，国内申请人武汉华星光电半导体显示技术有限公司于2019年11月21日提出了一种柔性显示装置（申请号为CN2019111465255），该专利在背板分切方式基础上，对背板分部做了进一步改进，其提出背板分部可以由背板基板和多孔材料层构成，且所述多孔材料层在弯折区的端部与柔性显示面板贴合，上述设计利用多孔材料中具有的孔来降低背板结构与柔性显示面板之间的应力。该专利设计还提出，将背板结构与柔性显示面板接触的位置设置为曲面，将点接触或线接触转变为面接触，进一步降低背板结构与柔性显示面板之间的应力。 　　1.3背板弯曲区的改型设计
　　除了背板分切、加设缓冲构件方式以外，为了缓冲柔性显示面板与背板接触部分的弯曲应力，背板还可以被设计为在弯曲区优化为镂空结构，此类设计诸如：国内申请人上海天马有机发光显示技术有限公司于2018年1月30日提出了一种柔性显示屏及显示装置（CN2018100046395），该专利指出柔性显示装置包括柔性显示面板及位于柔性显示面板背面的背板，柔性显示面板包括弯曲区，背板则被设计为至少在该弯曲区呈镂空结构，该镂空结构可以释放应力，能够起到有效缓解柔性显示面板的背板在弯折时所受到的应力，从而避免背板断裂，防止殃及柔性显示面板损坏。
　　1. 4柔性背板
　　除了对背板进行改造外，将背板设计为柔性背板，可进一步通过背板自身的可弯曲性增强对柔性显示面板的智能驱动^[4][5]，避免基板上的线路出现发生断裂的可能性。此类设计诸如：国内申请人哈尔滨工业大学于2013年3月26日提出了一种柔性显示器的柔性背板（CN2013101219577），该专利指出柔性背板包括两层结构，具体为结构层和铺设层，结构层利用负泊松比蜂窝结构，结构层采用形状记忆聚合物或其复合材料制成，铺设层则均匀的平铺于结构层的中央平面内，铺设层材料采用碳纤维，铺设层中设置有两个电极的引出端;当向两个电极通电时，铺设层则会生热，加热结构层使之达到结构层材料的玻璃化转变温度，并对蜂窝结构施加外力以到使蜂窝变形的效果，停止加热后蜂窝形状能够维持现状，具体地，当向蜂窝结构施加单向伸长拉力时，增大背板的尺寸;当向蜂窝结构施加单向压缩作用时，减小背板的尺寸。
　　1.5背板防护层设计
　　除了对背板改造、柔性背板等设计外，在背板外加设防护层也是增强柔性显示面板弯曲性能的有效途径，此类设计诸如：国内申请人武汉华星光电半导体显示技术有限公司于2018年4月3日提出的一种柔性显示面板、柔性显示面板的制造方法及显示装置（CN2018103085461），该专利提出柔性显示装置包括柔性显示面板以及贴附在柔性显示面板背面的背板，在背板远离柔性显示面板的一侧设置外力抵抗层，该外力抵抗层在受到外力作用下会产生与该外力作用方向相反的抵抗力来抵消上述柔性显示面板所受到的外力。该设计可以有效降低柔性显示面板在多次折弯操作后出现的波浪式凸起现象。
　　2柔性显示面板自身的相關改进
　　为了提高柔性显示面板的弯曲性能，除了上述已经描述的通过对背板进行改型设计的方案外，还可以通过对柔性显示面板自身进行改进，以达到预期的效果，下面则从两方面对其进行详细说明：
　　2.1显示基板的自身改进
　　显示基板的自身改进主要是从柔性基板自身的改进来实现弯曲部的应力缓解，此方面的代表专利诸如：国内申请人武汉天马微电子有限公司，于2017年7月13日提出了一种柔性显示面板、显示装置及柔性显示面板的制作方法（申请号CN2017105715979），该专利提出柔性基板包括两个部分，分别为弯折区和非弯折区，所述非弯折区被设计为包含刚性部分，弯折区被设计为包含柔性部分，柔性部分的弹性模量设计为小于所述刚性部分的弹性模量;所述柔性部分被设计为包括多孔结构，所述刚性部分被设计为包括刚性颗粒。该专利通过在弯折区设置的多孔结构形成柔性部分，进一步提升了柔性显示面板弯曲区的耐弯折性能。
　　2.2显示线路的自身改进
　　除了从显示基板本身改进以降低弯曲应力，一些面板厂商还研发出从显示线路自身的改进来适应弯曲部的应力，降低断线几率^[6]，此方面的代表专利诸如：国外申请人乐金显示有限公司，于2013年7月23日提出了一种柔性显示器（申请号CN2013800411445），该专利提出柔性基板上的弯曲部分的布线可以采用以下方式，其中第一种实现方式为在显示面板中相比平坦区而言的弯曲区，设置导电迹线被划分为多个子迹线，如此的设计，可以达到如下效果：即假设分裂迹线中的一个或多个在弯曲期间断裂，分裂迹线中剩余的一个或多个未断裂迹线则可保持完整，从而使得显示信号可通过该一个或多个剩余的未断裂的子迹线传输到显示器的有效显示区中的显示子像素，从而保证正常显示效果，避免因弯曲断线带来的信号中断。另外一种实现方式为将显示面板的弯曲区中的导线增大自身的表面积，从而达到避免导线跨越正交弯曲区时因断裂导致的断电问题，实现可跨越正交弯曲区的良好导电性。该申请设计了两种不同的弯曲区导线的构成方式，其可谓殊途同归，均达到了相同的技术效果，解决了相同的技术问题。
　　总结：柔性显示的话题热度伴随折叠屏手机的出现而不断升温，柔性显示技术的发展，也必将成为未来电子设备市场的终端形态。消费者的反馈需求促进柔性显示面板的不断改进，从而提高柔性显示面板的显示可靠性及弯曲恢复能力，提高柔性显示面板的制造良率。从上述分析来看，柔性显示面板的改型不仅涉及结构、而且涉及材质、线路等。因此，要想争得柔性显示领域的话语权，国内厂商则需要从面板材质、结构、布线方式等多个角度出发，实现技术突破，为真正的柔性显示做好专利布局。
　　参考文献：
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　　[6]魏爱雪.OLED柔性显示技术专利视角浅析[J].数字化用户，2019，25（45）：213.