柔性电子制造技术在显示器上的应用

柔性电子在显示技术上的应用

摘要：近年来，柔性显示技术已经频频推出。其优异的显示性能，被誉为“梦幻显示器”， 已成为显示领域中第三代显示器件的主力军。

关键词：柔性电子 显示技术 应用 前景

·1定义与分类

1.1什么叫柔性显示技术

柔性显示技术主要应用柔性电子技术，将柔性显示介质电子元件与材料安装在有柔性或可弯曲的基板上，使得显示器具有能够弯曲或卷曲成任意形状的特性，有轻、薄且方便携带等特点。

1.2 柔性显示器的分类

按照使用的情况，柔性显示器可以分为平坦式、微弯曲式、弯曲式与可卷式类型。

·2 柔性显示实现的关键技术

2.1 OLED技术

OLED 具有自发光、低功耗、响应速度快、视角宽、分辨力高、宽温度特性、高亮度、高比度、抗振性能好、耗等性能，并且抗弯曲能力强，非常适合作柔性显示器件。OLED 适用于对显示效果要求高的便携产品及军事等特殊领域。技术原理如下：

OLED 是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件，由铟锡氧化物半导体薄膜（Indium Tin Oxides，ITO）透明电极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电极层组成。原理是用ITO 和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子使发光分子激发， 经过辐射发出可见光。OLED 用红、蓝、绿像素并置法、转换法（Color Conversion Method，CCM）、白光加彩色滤光片法、微共振腔调色法和多层堆叠法来实现彩色化。

OLED 显示屏驱动方式依驱动方式可分为被动式（Passive Matrix OLED，PMOLED）与主动式（Active MatrixOLED，AMOLED）。PMOLED 是属于电流驱动，结构简单，驱动电流决定灰阶应用在小尺寸产品上。AMOLED 在每一个OLED 单元（即像素）后面都有一组薄膜晶体管和电容器，形成一个薄膜场效应晶体管（Thin Film Transistor，TFT）驱动网络，每一个像素都可以在控制芯片的操作下驱动TFT 的激发像素点，这种方式能获得极速的响应时间而且省电，显示效果好，适合大屏幕全彩色OLED的需要[3]。OLED 按所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同，分为两种不同的技术类型：一种是以有机染料和颜料为发光材料的小分子聚合物OLED，另一种是以共轭高分子为发光材料的PLED （高分子聚合物OLED）。目前研究表明，PLED 十分适合用于柔性显示，采用Int-Jet（喷墨）印刷，涂布有机材料物质，不需薄膜制程、真空装置，元件构成只有2 层，投资成本低，但是其喷墨技术的墨滴均一化及RGB 三基色定位精度不易控制，影响全彩化产品进程，寿命与产品良率也有待提高。

2.2 液晶技术

液晶是介于固体和液体之间状态的某些有机化合物，具有各向异性的光学特性，对外界的电场、磁场和温度感觉灵敏。液晶显示器采用液晶作显示材料，通过阵列的液晶光闸控制光线来显示文字、图形和图像。目前，已开发出的液晶显示器有胆甾型液晶显

（CholestericLiquid Crystal Display，ChLCD）、顶点双稳显示（ZenithalBistable

Display，ZBD）、铁电液晶显示（Surface StabilizedFerroelectric Liquid Crystal Display，SSFLCD）、聚合物分散液晶显示（Polymer Dispersed Liquid Crystal Display，PDLCD）、向列相液晶显示（Nematic Liquid Crystal Display，NCLD）等。其技术原理如下：

胆甾型液晶显示由旋光分子组成，液晶分子的排列具有周期性螺旋结构（如图2 所示）。在没有外加电场的状况时， 存在平面状态与焦点圆锥状态两个稳定态；在平面状态时，胆甾型液晶的周期性排列如同晶体的规则晶格排列，入射光中满足布拉格反射条件的光波长将会形成建设性干涉，而将该波长的入射光反射回来，此时为亮状态， 由此可改变胆甾型液晶的周期改变反射颜色。在焦点圆锥状态时，由于胆甾型液晶将呈现不规则排列，因此会散射入射光，下面贴上吸收层则为暗态。该技术可以通过添加不同旋转螺距的旋光剂， 调配出红、绿、蓝等颜色，以满足彩色化显示的需求。这种显示方式的优点：受到上下板间距的影响较小、不需要偏振片及彩色滤光片、可以被动矩阵式驱动。而胆甾型液晶达到双稳态效应的方式有两种，一种是表面安定型，另一种则是高分子安定型，这两项技术都是近年来相当热门的胆甾型液晶显示技术。顶点双稳态型液晶显示器拥有与内部面板垂直或平行的液晶分子。这些液晶分子处于黑或白两个稳定的方向之一，通过极化的电压脉冲可以实现两个状态之间的转换。这种双稳状态不受热量或压力的影响，而且一旦确定，状态就将保持下去，即使电源关掉也不受影响。铁电型液晶分子的排列是呈螺旋的层状排列，当其中任两层的液晶分子呈现相同的倾斜排列方式时，它们之间的距离称为一个螺距。铁电型液晶夹在两片间隙小于一个螺距的透明导电体之间时，边界和液晶分子间的交互作用力使得分子的排列受到限制而无法形成螺旋的层状排列，边界的作用使每一层的液晶分子方向一致，液晶分子的长轴和层结构的法线方向夹角， 在能量分布对称下，液晶分子有两种稳定状态的选择方式，至于液晶分子选择哪种状态存在，受外加电场的控制。聚合物分散型液晶工作在光散射模式与透明模式之间的切换：无电场时， 液晶微滴在聚合物中随机分布，几乎所有液晶微滴与聚合物之间都出现折射率失配，入射光被散射，液晶膜呈现为混浊不透明状，称为关态；当在聚合物分散型液晶膜上施加电场时，液晶分子的指向是沿电场方向分布，此时液晶分子的折射率与聚合物的折射率相等，液晶膜表现为透明状，即开态。向列型液晶的分子呈棒状形刚性部分平行排列，该种液晶分子运动自由度大，是流动性最好的液晶，此类型液晶的粘度小，应答速度快，是最早被应用的液晶，普遍地应用于液晶电视、笔记本电脑以及各类型显示元件上。

2.3 电泳技术

电泳显示是利用带荷电的胶体颗粒可在电场中移动的原理，通过电极间带电物质在电场作用下的运动实现色彩交替显示的一种显示技术，以这样一个电泳单元为一个像素，将电泳单元进行二维矩阵式排列构成显示平面，根据要求像素可显示不同的颜色，其组合就能得到平面图像。电泳显示器主要有扭转球型电泳显示（Twisting Ball Display，TBD） 技术、微胶囊化电泳显示（Microencapsulated Electrophoretic Display，MED） 技术、微杯型（Microcup）电泳显示技术，逆乳胶电泳显示（ReverseEmulsion Electrophoretic Display，REED）技术等。其技术原理如下：

扭转球型电泳显示， 是在透明塑料的密封腔体中，充满油性液体，液体中分散着黑白双色球微粒，白色半球反射光，黑色半球则吸收入射光。通过氧化铟锡电极和驱动电路控制加载电场，在脉冲电压的作用下，由于偶极子的扭矩力， 小球就在液体中发生转动实现显示，并通过驱动电压调整球体的旋转角度和排列的有序度，控制图像灰度（如图3 所示）。通过改进制造设备和工艺，可以改变球的构成，使得黑白两色球微粒成为有色透明的多色球微粒。也可以制造全透明球微粒，并在半球体切面上植入一个半透明的滤色片。这样，当滤色片处于与显示屏平面垂直状态时，球是看不到的，在滤色片与显示屏平面平行时，就会出现滤色片颜色，就可能获得彩色显示。微胶囊型电泳显示是先将电泳粒子和绝缘悬浮液包封

于微胶囊内，再将微胶囊置于电极间。一个微胶囊内分散有许多带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子， …… 此处隐藏：5498字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……