仿真助力“黑科技”--柔性屏:把手机篡成一团
2017年10月,第6代柔性AMOLED生产线宣布实现量产,而第一条实现量产的生产线则来自面板大户三星。另外,我们也看到了一系列弯弯曲曲的概念机,或许把手机篡成一团塞到口袋里的未来不会太遥远。
尽管离真正可以弯曲的手机还很远,但它符合移动设备对轻薄、可弯曲、可折叠和更低功耗的追求。
目前市面上还没有成熟的可折叠可弯曲的屏幕,只有一些固定曲面显示屏,从视觉角度来看,曲面屏能够给用户带来比普通显示屏更好的视觉开阔感,它避免了两端视距过大,保证了曲面屏幕的弧度与人眼距离均等,三星也已经推出了拥有极具魅力外观的曲面屏Galaxy Edge智能手机,但这些产品都没办法随意弯曲。
最大的问题在于,屏幕能弯曲,但不代表芯片、主板、电池等等元件也能弯曲。电子元件弯曲的技术难题比屏幕要艰巨的多——2014年,LG曾经费了很大力气做出了一款曲面电池,用来配合曲面屏手机,但效果并不尽人意。
那么问题来了,如何利用仿真技术改善柔性屏产品中单元器件和模组的结构可靠性呢?
2017年12月16号,有限元科技以“聚焦电子产品性能设计提升高峰论坛”为主题的会议上,相关专家就做了关于利用仿真来提高柔性显示屏可靠性的演讲。
显示技术的发展历程由过去的笨重 发展到现在的轻薄,并将朝可变形、不易碎的自由状态发展,柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。
过去
第一波浪潮(CRT) 色彩化笨重
1946年美国RCA公司量产第一款CRT电视
现在
第二波浪潮(平板显示) 高PPI易碎
1983年爱普生量产 2003年柯达量产
第一款彩色LCD电视 第一款AMOLED屏
未来
第三波浪潮(柔性显示) 可变形不易碎
柔性显示的弯曲半径变化程度由固定曲面到可弯曲、可折叠再到真实柔性的由静到动的过程。
一、柔性技术也面临着许多的挑战:
1、当器件弯折后,会造成局部应力过大,使屏幕产生永久变形、起皱、甚 至显示失真。
应力过大
2、弯折的受力分析
外弯:器件膜层断裂
内弯:膜层之间剥离,再受压断裂
3、TFT器件退化——弯折次数和弯折半径
4、TFT器件退化——微结构改变:μ/μ0=1+me
5、TFT器件失效——金属线断裂
6、薄膜封装(TFE)的失效
AMOLED 弯曲存储测试
原发型封装缺陷,弯折后表现,
多次弯折使微裂纹产生或新缺陷生长。
7、模组失效
膜层脱粘
膜层凸起
膜层断裂
二、如何利用仿真来提高柔性显示屏可靠性?
1、金属导线
线宽和形状的影响
2、Thin Film Transistor (TFT)
①TFT的仿真和失效分析
②中性层调控
在TFT器件表面进行有机涂覆,中性层靠近器件处,电学性能显著提升。
中性层调控:调控各膜层厚度来降低顶层无机层应变。
③柔性模组
仿真有效地指导了实验设计,解释了失效原理,验证了仿真的科学性。
④仿真需求
柔性显示具有极大的发展前景,但是柔性显示的技术挑战限制了其量产;通过仿真和实验设计,能有效地改善了单元器件和模组的力学可靠性。目前仿真工作还有很大的空间,需要通力合作,打通仿真设计思路,解决更多的技术难题。
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