IEC 62715-1-1:柔性显示器件术语与符号标准解析

核心洞察: IEC 62715-1-1:2013 由 IEC TC 110(电子显示器件)制定,为快速发展的柔性显示技术领域提供了基础术语和文字符号。作为 IEC 62715 系列的第一部分,它为工程师、研究人员和制造商在可弯曲、可卷曲和可折叠显示方面的沟通建立了共同语言。

1. 标准化术语的重要性

柔性显示技术代表了数十年来主导显示制造的刚性玻璃基板的根本性转变。到 2013 年该标准发布时,柔性显示器正从实验室研究过渡到商业产品,对标准化术语的需求变得迫切。没有共同的词汇,来自不同公司和研究团体的工程师无法可靠地沟通规格参数、比较性能或建立一致的质量指标。

该标准涵盖五大类术语:通用术语(定义什么是柔性显示器及其分类)、物理性能相关术语(描述弯曲状态下的力学和光学行为)、结构元素相关术语(规定柔性显示器的结构组件)、性能与规范相关术语(量化显示质量和耐久性)以及生产工艺相关术语(涵盖制造方法)。

术语标准化的价值: 在 IEC 62715-1-1 之前,”弯曲半径”和”柔性”等术语在整个行业中使用不一致。一个制造商称之为”柔性”的显示器,在另一个制造商的分类下可能仅仅是”可弯曲”。该标准消除了这种歧义,实现了全球供应链中的精确技术沟通。

2. 关键术语与定义

2.1 通用术语与分类

标准将”柔性显示器件”定义为在基板处理、制造、存储、使用、操作、运输和搬迁的一个或多个步骤中可机械弯曲的柔性显示面板和柔性模块。关键的是,该定义指出柔性显示器件”通常在粗鲁操作下仍保持坚固耐用”。

分类系统区分了不同程度的柔性。下表总结了标准术语框架认可的关键柔性显示类别。

术语 定义 典型弯曲半径 应用示例
可弯曲显示 可弯曲到特定曲率,通常用于安装或偶尔以弯曲形态使用 10-100 mm 曲面智能手机、汽车仪表盘显示器
可卷曲显示 可卷成圆柱形以便存储或运输 5-20 mm 可卷曲电视、便携式大尺寸显示器
可折叠显示 可沿指定折痕线折叠,通常具有特定的铰链机构 1-5 mm 折叠屏手机、平板混合设备
适形显示 可贴合曲面而不产生折痕,与底层形状保持紧密接触 可变 可穿戴设备、曲面建筑显示器

2.2 物理性能术语与文字符号

标准为柔性显示器的关键物理性能分配了特定的文字符号。

符号 物理量 单位 描述
R 弯曲半径 mm 显示器可安全弯曲而不损坏的曲率半径
ε 应变 % 机械应力下显示器基板的相对变形
σ 应力 Pa 弯曲过程中施加到显示器的机械应力
E 杨氏模量 Pa 显示器基板材料的弹性模量
N 弯曲循环次数 显示器失效前能够承受的弯曲操作次数
L0 原始长度 mm 显示器沿弯曲轴的初始尺寸
工程设计洞察: 弯曲半径(R)与应变(epsilon)之间的关系是柔性显示设计的核心:epsilon = t/(2R),其中 t 是显示器叠层的总厚度。这意味着减小显示厚度是实现更小弯曲半径的最直接途径。对于 R = 2 mm、总叠层厚度为 0.5 mm 的可折叠显示器,最外层最大应变约为 12.5%,这对材料选择构成了重大约束。

3. 结构元素与生产工艺

标准定义了柔性显示关键结构元件的术语。这些包括:柔性基板(通常为聚酰亚胺、PET 或超薄玻璃)、阻隔层(保护敏感有机材料免受水氧渗透)、薄膜晶体管(TFT)背板、发光或调光层、封装层以及可选的触摸传感器集成。

生产工艺术语涵盖诸如卷对卷加工(R2R,柔性基板在连续卷上而非离散片材上加工)、柔性印刷电路 bonding 和激光剥离(用于将柔性显示器与制造过程中使用的刚性载板玻璃分离)等方法。

重要考量: 标准指出,生产工艺术语尤为重要,因为柔性显示器制造与传统的刚性显示器制造有根本不同。卷对卷加工引入了幅材张力控制、对位精度和缺陷管理等基于片材的加工中不存在的挑战。这些过程的标准化术语有助于更清晰地规定制造设备和工艺条件。

4. 工程设计启示

对于设计包含柔性显示器的产品的工程师,IEC 62715-1-1 提供了驾驭这一复杂领域所需的概念框架。物理性能术语与性能术语的分离尤为重要:显示器的弯曲半径(物理性能)决定了机械边界,而弯曲后的亮度均匀性(性能)决定了用户体验。标准的文字符号体系使规格书编写和设计文档之间的交叉引用变得清晰无歧义。

应变-弯曲半径关系(epsilon = t/2R)对叠层设计具有深远影响。工程师必须精心选择和排列每一层——基板、阻隔层、TFT、像素、封装、盖板——确保中性面(应变为零的位置)处于最佳位置。将脆性层(如 ITO 等透明导电氧化物)放置在中性面或附近可显著提高弯曲可靠性。

面向未来: 虽然 IEC 62715-1-1 的术语于 2013 年发布,但其设计考虑了对未来柔性显示技术的可扩展性。像”可拉伸显示”和”自修复显示”这类术语——已成为发布后的研究课题——可以在标准的框架内容纳,无需对术语系统进行根本性重构。

5. 常见问题

问1:根据 IEC 62715-1-1,”柔性”显示器和”可弯曲”显示器有什么区别?
答:”柔性”是更广泛的类别,涵盖所有可以机械变形的显示器。”可弯曲”描述可以弯曲到特定曲率的显示器,通常用于安装或定期使用。关键区别在于变形的程度和预期用途。
问2:标准为什么包含物理性能的文字符号?
答:文字符号体系确保技术规格、工程图纸和科学出版物中的沟通清晰无歧义。例如,标”R = 5 mm”是明确且通用的,而写”可以弯曲很多”则是主观且不可验证的。
问3:标准如何处理发布时尚未出现的新兴柔性显示技术?
答:术语框架设计时考虑了可扩展性。五类分类体系(通用、物理性能、结构元素、性能、生产工艺)可以通过向现有类别添加术语或根据需要创建子类别来容纳新技术。
问4:IEC 62715-1-1 在更广泛的 IEC 62715 系列中扮演什么角色?
答:它是基础的术语文件。IEC 62715 的后续部分涉及特定测试方法和应用特定要求。所有后续部分都引用第1-1部分建立的术语和符号。

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