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可自在曲折的树脂基板柔性显现器现已以“薄型、轻量、不易决裂”为方针展开了开发。将来将完成“可张贴显现器”。首要将从反射型开端实用化,然后经过自发光型OLED撑持五颜六色视频显现。

在身边的一切物体上张贴显现器,在上面显现印象,完成自在替换物体的外观。例如,把家中的墙面和地板换成森林浴式或海滨休假式。不只是墙面和地板等平面,在家私、窗布等外表高低不平或许柔软物体的外表也可以张贴显现器。有望完成这种全新用处的显现器技能正在开发之中。

可张贴显现器技能现已以“薄型轻量、不易决裂”为方针展开了开发。基板由玻璃板换成了合成树脂(塑料)板 注1)。别的,将来经过把塑料板减薄至薄膜状,也即是制成柔性基板,将完成除平面以外还可以自在改动形状的“可张贴显现器”(图1、表1)。


图1:“可张贴”的直视型显现器的技能开发

可张贴的直视型显现器技能以“薄型、轻量、不易决裂”为方针展开了开发。近来,把基板由玻璃换成塑料、TFT背板由硅类换成氧化物类和有机物类的显现器逐步开端实用化。将经过进步塑料基板、TFT背板、OLED前板等的功用,完成可张贴显现器。


表1:2012年6月往后发布的首要开发案例

以“薄型、轻量、不易决裂”为方针的可曲折显现器开发活泼。表中是2012年6月往后在学会和展会等发布的有源矩阵驱动显现器的代表性开发案例。*1为美国亚利桑那州立大学。*2 2013年4月验证了25ppi有源矩阵驱动 的发光,2013年秋预订开发100ppi显现器。

注1)完成显现器的薄型轻量化和曲面形状,还有研磨玻璃基板使之变薄的办法。例如,台湾工业技能研讨院(ITRI)与美国康宁公司共同开发了在厚度为100μm的玻璃基板上,以卷对卷方法构成电路的技能。别的,还有像筱田等离子开发的曲面显现器那样,经过并排装备玻璃管构成平面的商品。不过,要想完成能在任何形状的物体上张贴的薄型显现器,仍是塑料基板最合适。这篇文章将对选用塑料基板的显现器进行评论。选用塑料基板的无源矩阵驱动显现器曾经就存在,不过这篇文章将首要聚集合适高精密、高画质显现的有源矩阵驱动显现器。

改动了形状的显现器方面,2013年韩国厂商连续上市了画面曲折的OLED电视,可是曲折画面的形状仍是固定的。而可张贴显现器则能自在改动形状,可张贴在各种曲面上。

以反射型和自发光型为中间

可张贴显现器的前板(显现方法)以反射型电子纸和反射型液晶,以及自发光型OLED为主。这是因为,这些方法无需像透射型液晶那样运用背照灯,简单完成薄型轻量化和灵活性(图2、图3)。


图2:“可张贴”显现器的要素技能选项

有多个选项,其间前板选用反射型电子纸和液晶以及自发光型OLED,背板选用氧化物TFT和有机TFT,基板选用塑料的显现器开发对比活泼。


图3:前板的对比

尽管仅限于单色显现,不过在耗电量优先的用处,反射型电子纸占优势。而在五颜六色视频显现用处,无需背照灯、简单完成薄型轻量化、形状灵活性也对比高的自发光型OLED的开发很活泼。(图由《日经电子》依据东芝的资料制造)

可依据用处挑选反射型和自发光型。五颜六色视频显现需求极有可以需求自发光型OLED。中小型OLED现已完成实用化,但大型商品方面,许多观念以为可靠性的保证仍然存在课题。而只需单色图画的用处则可运用反射型电子纸和液晶。别的,在注重低耗电量的用处中,反射型比自发光型更合适。

氧化物和有机半导体的开发日益活泼

别的,驱动可张贴显现器的背板(TFT技能)也有多种挑选。有非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(LTPS)、InGaZnO等氧化物半导体以及有机半导体四种候选。其间,以在塑料基板上直接构成背板为方针,技能温度在350℃以下的氧化物TFT和有机TFT的开发对比活泼(图4(a))。


图4:背板的对比

技能温度在350℃以下的氧化物TFT和有机TFT的开发对比活泼(a)。氧化物TFT的载流子迁移率较高,合适驱动自发光型OLED。往后的课题是保证可靠性(b)。有机TFT的技能温度较低,在200℃以下。尽管载流子迁移率比无机类低,但驱动反射型电子纸足够了。(图(b)为东芝的数据)

氧化物TFT的特点是,载流子迁移率对比高,还可用于需求电流驱动的OLED驱动。不过,亮度和颜色均匀性等会对画质构成影响的TFT可靠性还很低,往后需求加以改进(图4(b))。

有机TFT的特点是,不光技能温度在200℃以下,并且简单完成溶液化,因而合适低价位的涂布打印技能。尽管载流子迁移率低于其他无机类,但驱动反射型电子纸的话功用足够了。

别的,柔性基板的替补除了塑料外,还有磨薄的玻璃和金属箔。但要想完成能贴在一切形状的物体上的薄型显现器,需求可以曲折的可变形塑料柔性基板。

电子纸首先实用化

选用这种柔性基板的显现器首先从反射型电子纸开端实用化 注2)。近来,索尼为2013年度下半年施行验证试验的“Digital Paper”终端,装备了选用柔性基板的13.3英寸电子纸。背板运用a-Si TFT 注3)。索尼选用该技能并不是为了完成曲折,而是为了完成薄型、轻量和不易决裂。

注2)英国Plastic Logic公司2011年9月在俄罗斯上市的电子书装备了基板选用塑料的电子纸。

注3)该柔性TFT基板由索尼进行技能开发,为施行量产把技能转让给了台湾E Ink Holdings。由E Ink Holdings担任制造。

别的,为下降本钱,背板选用合适打印技能的有机TFT的柔性基板电子纸也在赶紧开发。凸版打印于2012年夏日,试制出了悉数选用打印技能的5.35英寸VGA(640×480像素)电子纸(图5(a)),等待经过像纸制打印物一样制造电子纸来下降本钱。此外,为了撑持平板终端,如今凸版打印正在试制10.7英寸的XGA(1024×768像素)电子纸。


图5:有机TFT驱动的电子纸

2012年夏日,凸版打印试制了5.35英寸的商品(a)。2013年,凸版打印与Plastic Logic公司共同开发了拼接16张10.7英寸的电子纸的42英寸显现器(b)。((a)由凸版打印拍照)

其特点是,选用了载流子迁移率高的有机低分子资料。载流子迁移率为0.48cm2/Vs,保证了与a-Si一样的功用。低分子资料的溶液通常比高分子资料的溶液粘度低,因而转印图画的膜厚和形状简单不均匀。凸版打印经过优化转印速度和压力等技能条件,处置了这个课题。“要素技能现已获得端倪,因而往后将致力于生产技能的建立,方案2015年完成实用化”(该公司)。

别的,该公司与英国Plastic Logic公司对于市场调查用处,共同开发了经过柔性基板完成曲折、尺度相当于42英寸的电子纸,并在2013年3月的展会进步行了展现。该商品拼接了16张10.7英寸的电子纸。背板的有机TFT基板在Plastic Logic公司的德累斯顿工厂制造(图5(b))。

柔性基板液晶露脸

经过反射型应战视频显现的是日本长冈技能科学大学工学部电气系副教授木村宗弘。木村开发出了可用于视频显现的液晶柔性显现器。他运用狭缝涂布机在PET(Polyethylene Terephthalate)基板上制造了IPS液晶单元。

该显现器的特点是,无需运用配向膜即可安稳坚持液晶配向。因为无需构成配向膜的部材和设备,不光能紧缩制构本钱,还可省去配向膜的高温烧结工序,有望下降完成柔性基板显现器的门槛。

通常情况下,若是不运用配向膜,液晶分子的配向就不规整,致使图画无法显现。木村这次经过使液晶资料具有配向膜功用,只需涂布液晶资料就能自发一致配向 注4)。

注4)从喷嘴向水平移动的基板喷出的液晶会被施加剪切应力,因而液晶分子的配向能一致。不过,很快就会失掉配向性。因而,为固定液晶分子的配向,为液晶资料添加了光聚合性液晶单体。经过在液晶涂布进程中发生光聚合反应,使单体完成高分子化,作为固定液晶分子配向的配向膜发挥作用。

木村继IPS液晶单元之后,还试制了柔性液晶单元,选用高速呼应备受等待的蓝相液晶*(图6)。(记者:竹居智久、田中直树)


图6:可曲折的蓝相液晶单元

在PET薄膜基板上试制的、无需配向膜的液晶单元。只需用狭缝涂布机在薄膜基板上涂布液晶资料即可制造。加载电压前,液晶全体为蓝相遮光状况(a)。加载电压的进程中,蓝相结构分裂透光,看起来发白(b)。

蓝相液晶=蓝相是液晶相的一种。运用该液晶相的液晶显现器有望以低本钱完成超高速呼应和广视角化,因而有关研讨开发十分活泼。蓝相液晶在加载电压为零时,液晶分子以向4个方向配向的“两层改变圆柱结构”存在,因而不具有光学各向异性。无需配向膜和被称为冲突处置的机械处置,液晶分子就向4个方向配向。经过加载电压使之具有光学各向异性。


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