柔性屏幕
關注創建者：zijiao8149 創建時間：2018-10-19
柔性屏幕的實例教程
手機能夠折疊依賴于可彎折的OLED柔性屏幕。柔性OLED屏幕的疊層和材料數量較多，不同的疊層厚度和材料組合會導致不同的彎折應力分布，進而影響屏幕的使用性能。采用傳統的設計分析流程，需要在屏幕結構定型之前對疊層進行反復的尺寸調整和試驗，以獲得滿足產品使用的結構形式，費時費力。而采用多物理仿真平臺Simdroid無代碼化封裝的仿真APP，可以快速對柔性屏幕不同疊層厚度與材料參數進行對比分析，極大提高了設計效率，并大大降低了設計人員的技術要求門檻。
圖1 市場熱門折疊屏手機（來自網絡）
二、仿真APP解決方案
柔性屏幕折疊性能與疊層結構關系密切，一般的OLED屏幕疊層包含PET、UTG玻璃、POL偏光片、PANEL層等，各層由OCA光學膠粘接成一個整體。屏幕彎折方式大多為內彎，如Find N系列；華為部分型號為外彎，屏幕朝外。
本案例以某型號內彎結構柔性OLED屏幕為例，介紹柔性屏幕彎折力學分析的建模過程和APP制作方法，并基于仿真APP完成屏幕的結構設計。
圖2 OLED柔性屏幕疊層結構
1、仿真流程搭建
1) 參數化建模：模型為左右對稱模型，柔性OLED屏幕通過泡棉與剛性中框連接，長寬分別取100*5mm，厚度為各疊層厚度之和，將關鍵的疊層厚度尺寸進行參數化。
圖3 柔性屏幕參數化建模
2) 材料參數設定：OCA光學膠具有超彈性和粘彈性，是一種不可壓縮材料，采用Mooney Rivlin超彈性本構模擬，其它材料皆采用線彈性材料本構模擬。定義屏幕各疊層和運動器件的材料屬性。
圖 4 材料參數設定
3) 網格劃分：所有部件皆采用一階六面體網格劃分，各疊層厚度方向一般劃分1-2層網格，面內方向彎折曲率大的位置網格密度可加大，其他位置網格密度可適量降低，以提高計算精度同時減少計算時間。
展開 今天，京東方將邁出嶄新的一步，X1屏幕是一塊具有里程碑意義的柔性屏，這也是京東方始終堅持消費者需求導向，攜手合作伙伴積極協同創新，全面引領并推動柔性顯示產業創新發展的成果。未來，京東方將繼續探索更多柔性解決方案，引領新型智能終端產品呈現萬千形態！”
OPPO副總裁、手機產品線總裁 段要輝
OPPO副總裁、手機產品線總裁段要輝表示，一塊好的手機屏幕對極致的用戶體驗至關重要，我們希望可以為用戶打造頂級的屏幕表現。作為全球領先的半導體顯示企業，京東方是全球屏幕出貨量第一的品牌，他們代表了目前中國屏幕的最強技術實力。而OPPO作為全球領先的智能設備創新者，始終以“科技為人，以善天下”為使命，不斷尋求技術突破。我們雙方共研共創，歷時2年打造的手機屏幕新巔峰，一加下一代的高端旗艦一加12將首發這塊頂級屏幕，給用戶帶來最頂級的屏幕體驗。
本次發布會的儀式環節，京東方正式發布行業領先的2K超高清柔性OLED屏幕X1，在超高分辨率、超高亮度、超窄邊框等方面實現全新突破，并將在一加12旗艦新品上進行聯合首發，成為雙方攜手創新的結晶。
展開 根據聯想的介紹，這款平板電腦名為 NEGION BOOK AF 2021，采用內卷式柔性屏，由 37 節 7 系航空鋁 CNC 漢式簡牘組成，通過 36 段精致的 316 手術級不銹鋼 CNC 轉軸連結，古典與未來、傳統與科技的融合在這一繪卷上清晰呈現。
NEGION BOOK AF 2021 在各種角度翻折與內卷情況下，機身內部構造不會受機身外觀或外部空間影響，確保任何場景下電腦正常可用。
更奇葩的是，這款平板電腦還可以用來卷壽司，聯想的腦洞真是太大了。關于這款平板電腦的更多介紹見下圖：
NEGION BOOK AF 2021在各種角度翻折和內卷角度下，機身內部結構不會受到機身外觀或外部空間的影響，保證了電腦在任何場景下的正常使用。
更神奇的是，這種平板還可以用來卷壽司。聯想的腦洞真的太大了。
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展開 但由于屏幕彎曲，這些彎曲的邊緣很容易被鑰匙等硬物體所劃傷，據外媒gsmarena報道，根據WIPO（世界知識產權組織）顯示，三星日前申請了一項用于手機大猩猩玻璃上的自我修復疏油涂層的專利。
這層“薄膜”包括聚輪烷、氟化（甲基）丙烯酸等等生成的化合物，三星目前在其智能手機上使用標準疏油涂層，可以輕微保護屏幕不被劃傷以及不沾指紋，但長時間使用之后疏油涂層會被磨損掉。三星似乎希望創造一種能夠自我再生的“抗指紋疏油涂層”來解決此問題。
目前尚不清楚該技術具有多大程度的自愈能力。
此外，該專利也可能是柔性屏幕的解決方案，畢竟可折疊的三星Galaxy X手機已經傳聞很久了。
展開 此后，小米 MIX Fold 2、OPPO Find N、vivo X Fold/Fold+ 等國產折疊屏手機也相繼而出，它們都采用肖特的UTG玻璃作為屏幕材質。
肖特?UTG是消費電子領域可折疊革命的核心：未來，智能手機和其他基于屏幕的設備，都可以折疊。這項創新需要具有多種特性的新型蓋板玻璃。肖特將持續精進，不斷將玻璃材料推向可能的技術極限。
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使用工具
Ansys Motion
最終成果
利用Ansys Motion滿足了結構件與柔性件耦合的仿真需求，前處理方面更加的專業實現的設備可以滿足剛柔耦合仿真需求，求解效率也高；通過剛柔耦合仿真優化了整機結構件的設計，同時通過優化分析解決了柔性顯示屏幕與整機配合應力集中問題。最終完成了360°折疊顯示技術的開發。
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李釗 | 京東方科技集團股份有限公司 副科長
作品名稱：基于折疊產品的剛柔耦合仿真
作品簡介：基于折疊產品整機結構及柔性顯示屏幕，利用Motion進行受力分析，進行設計優化及不良改善。
“智享視界”主題館——新型顯示及虛擬現實技術展區、集成電路技術及應用版塊，展示超高清面板、柔性屏幕、新型商用顯示技術、裸眼 3D、透明顯示，機器視覺、人機界面、（VR）、增強現實（AR）、擴展現實（XR）、元宇宙概念及產品、數字娛樂；芯片、微電子產品及解決方案等內容。
3.
黑色光刻膠（BPDL）：是OLED COE技術Array關鍵制程的核心材料，具備取代偏光片的功能，使得厚度更低，彎折性能得到提升，從而更有利于柔性屏幕的發展。同時在降低屏幕功耗、延長屏幕壽命、提升OLED屏的對比度等方面表現優秀。目前已完成了客戶G4.5代線全流程驗證。
本案例以某型號內彎結構柔性OLED屏幕為例，介紹柔性屏幕彎折力學分析的建模過程和APP制作方法，并基于仿真APP完成屏幕的結構設計。
圖2 OLED柔性屏幕疊層結構
1、仿真流程搭建
1) 參數化建模：模型為左右對稱模型，柔性OLED屏幕通過泡棉與剛性中框連接，長寬分別取100*5mm，厚度為各疊層厚度之和，將關鍵的疊層厚度尺寸進行參數化。
同時值得關注的是，京東方還正式宣布2023年第一億片柔性OLED屏幕下線，這一新紀錄成為中國柔性顯示發展歷程中的高光時刻和里程碑事件，標志著中國柔性OLED產業實現質的飛躍。
應用在柔性屏幕內，超薄玻璃能實現小于一毫米的彎曲半徑。我的手指可沒那么細，” Mydlak博士笑著說。
但如今，玻璃的厚度并不是唯一的重要目標。韌性和堅固性等特性正在受到日益關注。在材料厚度有限的情況下為使其盡可能的柔韌堅固，材料成分和化學強化工藝非常關鍵。
此外，Micro-LED技術在柔性屏幕、折疊屏幕和透明屏幕的實現方面具有更天然的優勢。理論上，不難理解較小的Micro-LED芯片可以稀疏地設計在透明基板上，在低ppi大尺寸屏幕的情況下，這種技術將更容易實現透明和柔性顯示。不僅是透明電視，Micro-LED在諸如汽車擋風玻璃上的透明HUD顯示器中也有非常大的應用價值。這些應用實際上已經由相應的制造商進行了非常廣泛的宣傳。
業內人士認為，柔性屏幕（UTG和面板）和鉸鏈是折疊屏的兩大技術難點，也是最主要的技術提升亮點。
在這場折疊手機的“輕薄革命”，少不了肖特? UTG超薄玻璃的助力，提升屏幕體驗，形成差異化競爭。肖特?UTG是首款實現量產的超薄玻璃，已有超過30年的經驗積累。
憑借柔性和透明屏幕等應用前景，OLED顯示器即將把我們帶入一個更加身臨其境的數字技術新時代，并最終改善我們周圍每個人的生活。”
公司其他近期開發工作包括：
Kebotix發現了幾種新型OLED發光材料分子，與傳統發光材料不同，它們比廣泛用于顯示器生產中的傳統材料更適合氣相沉積技術。
