根據(jù)日經(jīng)BP社報道的消息，日本東北大學在2016年5月13日以對外宣布其成功開發(fā)出了超柔性構造的液晶顯示器件（LCD）。東北大學表示該器件解決了以前行業(yè)試驗過程中彎曲狀態(tài)下液晶顯示器件出現(xiàn)顯示錯亂的現(xiàn)象，最大以曲率半徑為3mm下可以保持均勻的顯示。有望應用于便攜信息終端、可穿戴系統(tǒng)、車載顯示器及數(shù)字標牌等。
自從顯示器件被制造出來后，如何把它融入到生活中的各種結構件中，一直是行業(yè)研究人員的終極目標，為此，不但推動了顯示技術由CRT向平板方向進化，能嵌入到各種平面結構件中使用，還促進了投影、全息、虛擬顯示等技術的高速發(fā)展與進化。而柔性顯示技術，由于最接近于傳統(tǒng)的紙張，是人們最習慣，也是最理想的顯示狀態(tài)，一直被行業(yè)列為終極的顯示解決方案。
一方面，柔性顯示可以像紙張一樣輕便直接，隨意擴展；另一方面，柔性顯示可以裱覆在任何傳統(tǒng)結構件上，在不改變傳統(tǒng)的房屋、生活用品的結構與外觀的情況下，直接嵌入顯示器件進行信息交互使用。
日經(jīng)BP社的報道指出，柔性液晶顯示器的優(yōu)點是，可以使用已有的高畫質面板制作技術和生產設備、不會隨著時間的推移而發(fā)生劣化、無需擔心壽命、量產效率出色、成本低等。但是，現(xiàn)有塑料基板的厚度為100μm左右，彎曲后夾著液晶層的兩塊基板之間的間隔會變得不均，存在影像容易顯示錯亂的問題。
東北大學表示此次研制出的液晶顯示器件，基板技術是采用在固定基板上涂布透明聚酰亞胺溶液再固化成10μm厚的超薄聚酰亞胺（PI）透明基板，然后在上面制作好TFT電路及CF彩色濾光片；替代原空間粉（SPACE）間隔柱的技術是把紫外固化的高分子粘結劑樹脂溶液混和到液晶里面再涂布在PI基板上，控制好液晶層厚度后，再根據(jù)CF彩色濾光片的BLACKMASK圖形把部分高分子粘結劑樹脂溶液進行紫外線固化，固化后的高分子粘結劑同時兼具密封液晶和替代原空間粉（SPACE）間隔柱穩(wěn)定液晶層厚度的兩個作用。完成固化封裝后，再剝離超薄聚酰亞胺（PI）透明基板固定基板，把柔性液晶顯示器件給分離下來。
不過此次東北大學的制品并沒有嵌入像素構造，也沒有實現(xiàn)包括偏光板等外圍部材在內的各種元器件的柔性化，需要后期繼續(xù)開發(fā)。而此次的研究成果也將在5月22日于美國舊金山舉行的國際會議"SID上發(fā)布。
東北大學此次柔性液晶顯示器件里的兩個關鍵技術為：超薄聚酰亞胺（PI）透明基板制作及分離技術，高分子粘結劑密封隔墊的材料技術。其中超薄聚酰亞胺（PI）透明基板的制作技術已經(jīng)被多數(shù)顯示技術實驗室試制成功，也有應用到柔性OLED的制作上，難度在于控制在10μm厚度的均勻性及物理強度。PI材料本身就是液晶顯示器件的定向層材料，折射率各向異性極小，可耐電子電路制作過程中的高溫制程溫度，有較好的柔軟性，可以讓顯示器件實現(xiàn)對比度高、視角大的顯示。
而高分子粘結劑密封隔墊的材料技術的難點在于除了固化后能形成穩(wěn)定的間隔厚度，并具有柔性外，還要解決高分子粘結劑與液晶材料的相溶性，以及日常使用過程中的高分子粘結劑的材料穩(wěn)定性。如果東北大學采用的方式是部分固化混和在液晶溶液里的高分子粘結劑，LCD顯示器件制成后，液晶溶液里的仍有液態(tài)高分子粘結劑存在的話，那么這種高分子粘結劑材料還要考慮不能被日常生活環(huán)境光源中的紫外線波段光線給固化，因此需要開發(fā)出避開日常生活環(huán)境光源中的紫外線波段的深紫外固化材料。
行業(yè)在此之前，也有研究機構采用液晶混和高分子粘結劑的方式來制作顯示器件，不過與東北大學采用BLACKMASK圖形部分固化高分子粘結劑的方式不同，以前制作這類顯示器件時，是整體固化高分子粘結劑，液晶分子則以液滴的狀態(tài)被封裝在高分子包裹的類似膠囊里面。不過以往由于沒有實現(xiàn)驅動電路和基板柔性化，并且這種液晶分子以液滴狀態(tài)散布在固態(tài)高分子層里，不但驅動困難，功耗高，并且對比度、分辨率、彩色化等顯示效果都難以達到產業(yè)化需求，一直停留在實驗室概念狀態(tài)，其中包括中國清華大學在內的多所顯示實驗室，都曾對外展示這種技術。
液晶LCD顯示是一種基于開關類的顯示技術，其顯示色彩主要由印刷油墨所決定，較容易實現(xiàn)與傳統(tǒng)內容再現(xiàn)的印刷色彩一致同步，因此與傳統(tǒng)工業(yè)的色彩工程配合度最高，從而得到顯示行業(yè)一直以來的推崇。與現(xiàn)在熱門的自發(fā)光OLED顯示技術相比，不存在顯示色彩隨時間衰減、變化等難題，在色彩準確性、穩(wěn)定性及使用壽命方面，仍遠優(yōu)于OLED顯示技術。在目前的市場應用對比中，OLED最大的優(yōu)勢，或者說LCD最大的軟肋就是實現(xiàn)柔性化。作為擁有最多、最前沿液晶顯示技術大國的日本，不斷完善LCD短板，把LCD顯示技術實現(xiàn)柔性化，即能充分發(fā)揮日本顯示產業(yè)的優(yōu)勢，也能彌補OLED研發(fā)落后的所帶來產業(yè)衰落。不過東北大學此次發(fā)布的超柔性構造的液晶顯示器件能否短時間內解決產業(yè)化的難題，追平OLED的發(fā)展速度，仍有待觀察。
01月07日 18:14
