軟性面板的類(lèi)紙性值得期待 可撓式帶動(dòng)應(yīng)用革命
近年來(lái)平面顯現(xiàn)器工業(yè)技能(LCD、OLED,、PDP、FED等)已趨老練,，而在商場(chǎng)蓬勃開(kāi)展的股動(dòng)之下，許多公司及研討單位紛繁投入下一代代顯現(xiàn)器的開(kāi)發(fā),。軟性顯現(xiàn)器具有輕浮,、耐沖擊及可撓曲之特性,，因而敞開(kāi)顯現(xiàn)器新的搶手運(yùn)用。軟性顯現(xiàn)器的技能開(kāi)發(fā)包羅基板挑選,、驅(qū)動(dòng)組件及顯現(xiàn)介質(zhì)制造等三局部,，本文將對(duì)準(zhǔn)上述項(xiàng)目之技能開(kāi)展現(xiàn)況作引見(jiàn)。
可撓曲顯現(xiàn)技能,，使顯現(xiàn)器的描繪不限于平面化,，供給多元的外型與描繪。而輕浮,、耐沖擊的特性,，則適用于舉動(dòng)電話、PDA或Notebook等可攜式產(chǎn)物中,；除此之外,，開(kāi)發(fā)軟性顯現(xiàn)器另一重要的要素乃在于其制程有時(shí)機(jī)由Sheet-fed Batch Processing轉(zhuǎn)換成Roll-to-Roll
Manufacturing，此意謂顯現(xiàn)器的制造本錢(qián)可大幅下降,。聯(lián)系類(lèi)紙式顯現(xiàn)質(zhì)量及機(jī)械性質(zhì)上的長(zhǎng)處與數(shù)字電子媒體可更新信息的特性,，再加上制造本錢(qián)的優(yōu)勢(shì)，可撓式軟性顯現(xiàn)器極有時(shí)機(jī)替代當(dāng)前的平面顯現(xiàn)器運(yùn)用領(lǐng)域,，并在新式商場(chǎng)獲得商機(jī),。
@2:薄玻璃、金屬薄片與塑料板 為軟性顯現(xiàn)三種基板
@0:在軟性顯現(xiàn)器中,，基板資料扮演極重要之人物,，因?yàn)榛迮c顯現(xiàn)器之本錢(qián)、顯現(xiàn)質(zhì)量,、產(chǎn)物牢靠度及挑選的制程辦法都有很大的關(guān)聯(lián)性,。當(dāng)前的軟性顯現(xiàn)器基板首要有薄玻璃(Thin Glass)、金屬薄片(Metal
Foil)或塑料基板(Plastic)三種不相同的挑選,。
薄玻璃透光性佳 唯原料易決裂
玻璃基板具有杰出的光穿透率,，外表平整度及優(yōu)良的阻水、氧的特性,，因而被廣泛運(yùn)用在平面顯現(xiàn)器的制造,。當(dāng)前市售之液晶顯現(xiàn)器玻璃基板厚度多為700微米，除此之外亦有400～500微米玻璃基板厚度之產(chǎn)物呈現(xiàn),。在上述之厚度中,，玻璃基板皆不具有彈性(Flexible),，但當(dāng)玻璃厚度降至50～200微米時(shí)，除具有原先之物理特性外,，在運(yùn)用上亦具有少許的彈性,。薄玻璃合恰當(dāng)前玻璃基板之制程條件，但其最大的問(wèn)題是在于當(dāng)厚度變薄時(shí),，在制造的過(guò)程中簡(jiǎn)略發(fā)生基板下垂及決裂(Microcrack)的表象,。此外，固然薄玻璃具有少許的彈性,，但要抵達(dá)可撓的程度仍有一段距離,。
金屬薄片合適非通明顯現(xiàn) 但可撓曲性較差
金屬薄片與薄玻璃比擬起來(lái)，除具有優(yōu)良的阻水,、氧的特性外,，亦沒(méi)有決裂的問(wèn)題，因而關(guān)于一些不需求是通明顯現(xiàn)技能的背板而言,，是一種很好的軟性基板資料,。 UDC與E Ink公司已選用金屬薄片別離作為有機(jī)電激起光顯現(xiàn)器(OLED)及電泳(Electrophoretic)顯現(xiàn)器之背板。為防止生銹的問(wèn)題,，通常挑選不銹鋼(Stainless Steel)作為金屬薄片的資料,，此外金屬薄片外表仍需掩蓋一絕緣層以防止短路。固然金屬薄片相較于薄玻璃有較大的彈性,，但仍不合適作動(dòng)態(tài)撓曲或曲折之運(yùn)用,。
塑料基板特性最佳 尺度安靖性成最大應(yīng)戰(zhàn)
塑料基板的資料多是些有機(jī)高分子，因而在運(yùn)用上最契合軟性顯現(xiàn)器的概念,。挑選塑料基板資料時(shí),，其機(jī)械、光學(xué)或熱性質(zhì)有必要要能契合顯現(xiàn)器之需求,，例如為滿意較高之加工或操作溫度,，其熱脹大系數(shù)有必要夠小,；光穿透率需大于90%,；好的外表性質(zhì)利于外表薄膜之成形及關(guān)于一些常用之有機(jī)溶劑有必定之反抗才能；此外若運(yùn)用在液晶顯現(xiàn)器時(shí),，其有必要具有低的雙折射率,。表1為當(dāng)前較常被用來(lái)制造軟性顯現(xiàn)器之塑料基板。因?yàn)樵陲@現(xiàn)器的制程中,，有些步調(diào)需求在較高溫的環(huán)境下完結(jié),，因而塑料基板在高溫下的資料或尺度安靖性即變成極重要的參閱條件。
玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的概念,，即物質(zhì)在特定溫度下加熱,，體積以必定的速率增加,，當(dāng)溫度抵達(dá)玻璃轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，不光速率增加且體積脹大曲線也不接連,。關(guān)于無(wú)定形高分子在Tg以下的行動(dòng)類(lèi)似玻璃,，而當(dāng)溫度上升至Tg以上時(shí)，則其轉(zhuǎn)變成柔軟類(lèi)似橡膠般的行動(dòng),。因而關(guān)于軟性顯現(xiàn)器之塑料基板而言，玻璃轉(zhuǎn)變溫度可視為制造順序中,，尺度安靖性所能忍受的最高溫度,。即便在表1中，局部高分子基板之玻璃轉(zhuǎn)變溫度皆大于200℃,，但與玻璃基板比起來(lái),，其熱脹大系數(shù)仍大的多 (>50 ppm/℃)，在這種狀況下,，尺度安靖性便成為塑料基板于軟性顯現(xiàn)器制程中之最大應(yīng)戰(zhàn),。因?yàn)槌叨茸儺愡^(guò)大，使得以光罩對(duì)位變得極為艱難,，亦約束晶體管描繪的巨細(xì),，一起簡(jiǎn)略在有機(jī)與無(wú)機(jī)資料層接口間發(fā)生內(nèi)應(yīng)力，致使在撓曲時(shí)構(gòu)成層與層間的剝離,。
當(dāng)前對(duì)此問(wèn)題之處置辦法是先對(duì)塑料基板作熱處置(Annealing),，即在制程開(kāi)端前，塑料基板顛末數(shù)次熱周期使其在冷卻后尺度縮短率降至數(shù)個(gè)ppm 后,，才進(jìn)行后續(xù)制程,。除了尺度安靖性外，在室溫下水氣對(duì)通常塑料基材的浸透率約為0.1～1g/m2/day,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃基板的10-5g/m2/day,。特別，有機(jī)發(fā)光組件的操作壽數(shù)對(duì)水氣及氧氣的存在十分靈敏,，因而塑料基板隔絕水氧才能,，會(huì)嚴(yán)重影響有機(jī)發(fā)光組件的壽數(shù)。在塑料基板上鍍Barrier Layer抵達(dá)阻水氧功用為當(dāng)前首要的做法,，其間美國(guó)Vitex Systems公司研制由無(wú)機(jī)層與有機(jī)層交織組合而成的多層布局稱(chēng)之為Barix Coating,，可抵達(dá)水氣與氧氣浸透度別離小于10-5g/m2/day及10-3 cc/m2/day atm，這是當(dāng)前文獻(xiàn)上隔絕水氣與氧氣浸透度最佳的制程,。
塑料基板上之薄膜晶體管制程
顯現(xiàn)器根據(jù)其驅(qū)動(dòng)辦法可分為被迫矩陣式與自動(dòng)矩陣式兩種,，可是跟著人類(lèi)關(guān)于顯現(xiàn)器的需求朝向大尺度與高分辨率的顯現(xiàn)器，自動(dòng)式驅(qū)動(dòng)之顯現(xiàn)器已成為平面顯現(xiàn)器之干流趨勢(shì),。自動(dòng)式之軟性顯現(xiàn)器,，就資料而言可為非晶硅(A-Si),、多晶硅(Poly-Si)或是有機(jī)(Organic)等薄膜晶體管。就制程辦法來(lái)說(shuō),，當(dāng)前其技能可分為兩種辦法,，一為直接技能(Direct Technology)，即直接在塑料基板上制造薄膜晶體管,，另一為轉(zhuǎn)貼技能(Transfer Technology),。
直接技能需以低溫制程進(jìn)行
直接技能方面因受限于塑料基板的耐熱性，故整個(gè)制程必需低溫進(jìn)行才不至于傷到基板,。表2為不相同薄膜晶體管之制程溫度比擬,。當(dāng)前美國(guó)的FlexICs已有在塑料基板上成功制造出低溫多晶硅的薄膜晶體管數(shù)組，制程溫度低于115℃,。Samaung Electrics則是在PES基板上制造a-Si TFT,，其組件特性Mobility可達(dá)0.4 cm2/V-sec，一切制程溫度亦低于150℃,。
除了silicon外,，挑選有機(jī)半導(dǎo)體資料制造有機(jī)薄膜晶體管，亦招引許多研討機(jī)構(gòu)投入關(guān)聯(lián)之研制,。就分子布局來(lái)說(shuō),，有機(jī)半導(dǎo)體資料可分為小分子與高分子兩種。Pentacene是最常被選用之小分子有機(jī)半導(dǎo)體資料,，其可在80～100℃的溫度下直接蒸鍍?cè)谒芰匣迳希?/span>Mobility達(dá)0.3～2.2 cm2/V-sec的組件已被成功的制造出來(lái),，但因?yàn)橹瞥讨行柽\(yùn)用到貴重的真空設(shè)備，且晶體管數(shù)組的尺度無(wú)法作大乃其亟需戰(zhàn)勝的問(wèn)題,。
不相同于小分子有機(jī)半導(dǎo)體資料,，高分子有機(jī)半導(dǎo)體資料可溶于局部有機(jī)溶劑中，故其可以液體的辦法進(jìn)行加工,。當(dāng)前首要的高分子有機(jī)半導(dǎo)體資料有Dihexyl -hexithiophene(DH6T),、Dihexylanthra-dithiophene(DHADT)、Poly(3- hexythiophene) (P3HT),、Poly-9(9dioctylfluorene-co-bithiophene) (F8T2)等,。其間P3HT因在大氣的環(huán)境下較為安穩(wěn)且Mobility較高，故惹起較多的注重,。因?yàn)槿芤褐瞥?/span>(Solution Process)其制造辦法相對(duì)簡(jiǎn)略且本錢(qián)較低,，故較契合軟性顯現(xiàn)器的制程概念。
當(dāng)前以噴墨法(Inkjet Printing)于塑料基板上直接制造有機(jī)薄膜晶體管為首要的開(kāi)展方向,，圖1為噴墨制程示意圖,，Lucent及DuPont等公司皆有關(guān)聯(lián)之研討。 Xerox亦在2004年4月宣布以其自行開(kāi)發(fā)之Organic Semiconductor Ink調(diào)配噴墨法,，于PES基板上制造出208×208之OTFT數(shù)組,。圖2為其Organic Semiconductor之分子布局,，此研討之突破點(diǎn)在于其Organic Semiconductor可在低溫及大氣的環(huán)境下加工，且因其Organic Semiconductor分子具Alky
Group側(cè)鏈,，故若將此Ink噴印在經(jīng)配向處置后之PI上,，則有Self-assembling的行動(dòng)，故分子擺放較為規(guī)矩且有方向性,，其組件特性 Mobility達(dá)0.2 cm2/V-sec且on/off ratio達(dá)108,。
轉(zhuǎn)貼技能系透過(guò)玻璃基板做為轉(zhuǎn)載介質(zhì)
轉(zhuǎn)貼技能是制造薄膜晶體管時(shí)，防止塑料基板尺度變異的另一種辦法,，其作法是先在玻璃基板上制造薄膜晶體管,，再轉(zhuǎn)貼到塑料基板。整個(gè)制程包羅下列幾個(gè)步調(diào)： 1.在玻璃基板上制造一Sacrificial Stopper Layer,；2.于此層上制造薄膜晶體管；3.將含薄膜晶體管之玻璃基板黏在一暫時(shí)之塑料載具上,；4.移除玻璃基板,；5.去除Sacrificial Stopper Layer；6.貼上另一塑料基板,；7.移除塑料載具,。全體制程如表3所示。Seiko-Epson與Sony選用上述辦法于塑料基板上制造a-Si TFT,，但當(dāng)前并沒(méi)有商品化的產(chǎn)物面世,。
LCD、OLED及電泳顯現(xiàn)為干流軟性顯現(xiàn)技能
當(dāng)前首要有LCD,、OLED及電泳顯現(xiàn)等三種技能可運(yùn)用在軟性顯現(xiàn)器上,。就現(xiàn)階段而言，因?yàn)?/span>LCD關(guān)聯(lián)研討及機(jī)臺(tái)設(shè)備較為老練,，因而較占有優(yōu)勢(shì),；OLED
則是顯現(xiàn)機(jī)制上的特性極合適顯現(xiàn)器的運(yùn)用；電泳顯現(xiàn)因具有雙穩(wěn)態(tài)及省電的長(zhǎng)處,，使其在特定的用途上(如電子紙,、電子書(shū)、電子卷標(biāo)等)有其利基,。
OLED為軟性顯現(xiàn)最佳介質(zhì) 阻水氧效能為首要應(yīng)戰(zhàn)
全球有許多公司投入OLED顯現(xiàn)器技能之研討,，其間日本方面則專(zhuān)心于小分子體系資料(Small
Moleculer Material)之有機(jī)電激顯現(xiàn)器通常俗稱(chēng)OLED，而歐美則專(zhuān)心于高分子體系資料(Polymer Material)之有機(jī)電激顯現(xiàn)器,，通常俗稱(chēng)PLED,。
OLED因?yàn)轱@現(xiàn)上沒(méi)有視角及空隙問(wèn)題、杰出的顏色體現(xiàn)度及合適Solution-Processing的特色,，遍及被認(rèn)為是軟性顯現(xiàn)器最佳的顯現(xiàn)介質(zhì),。盡管如此,，OLED在被運(yùn)用至軟性顯現(xiàn)器前，仍有些問(wèn)題需戰(zhàn)勝,。首要OLED的壽數(shù)對(duì)水氣及氧氣的存在十分靈敏,，而塑料基材最大的缺點(diǎn)就是水氧隔絕才能差，而此一要素卻會(huì)嚴(yán)重影響有機(jī)發(fā)光組件的壽數(shù),，因而如安在塑料基材上做處置,，使其具有很好的隔絕水氧浸透是OLED運(yùn)用于可撓曲顯現(xiàn)器的首要應(yīng)戰(zhàn)。
當(dāng)前OLED制程沒(méi)有老練,，許多開(kāi)發(fā)OLED產(chǎn)物的公司,，皆有良率不高的問(wèn)題。此外,，可攜式產(chǎn)物是軟性顯現(xiàn)器恰當(dāng)重要的商場(chǎng),，因而耗電量的多寡一直是挑選軟性顯現(xiàn)技能的一重要思考要素，而與需求背光或五顏六色濾光片的LCD技能比起來(lái),，OLED耗電量相對(duì)較高,，加上OLED歸于電流驅(qū)動(dòng)(Current- driven)的組件，因而在大面積或高分辨率的顯現(xiàn)器中,，需求自動(dòng)式驅(qū)動(dòng),。有鑒于此，在現(xiàn)有的TFT軟性背板技能老練前,，OLED仍無(wú)法真實(shí)進(jìn)入軟性顯現(xiàn)器的商場(chǎng),。
當(dāng)前投入OLED/PLED軟性顯現(xiàn)器的公司包羅：DaiNippon Printing開(kāi)發(fā)以Roll-to-Roll制程于塑料基板上制造PLED；Dupont Display開(kāi)宣布1.5吋96×64的PMOLED,；Seiko-Epson于2000年,，以OLED調(diào)配轉(zhuǎn)印法制造之LTPS TFT塑料背板宣布出第一個(gè)AMOLED，當(dāng)前其公司亦投入噴墨法制造PLED的開(kāi)發(fā),；Pioneer宣布2吋128×64的OLED,； Universal Display Corp.(UDC)則投入OLED之研討，圖3乃是UDC所展如今塑料基板之有機(jī)發(fā)光顯現(xiàn)器,。
液晶顯現(xiàn)需注重基板撓曲后的影響
液晶通常以下列幾種物理機(jī)制來(lái)調(diào)變光的強(qiáng)度：改動(dòng)光的相位差(Phase Retardation),、旋轉(zhuǎn)光的極化態(tài)(Polarization
Rotation)、吸收(Absorption),、散射(Scattering)及布拉格反射(Bragg
Reflection),。前兩種顯現(xiàn)形式需加偏光板，然后三者則反之,。就軟性顯現(xiàn)器的運(yùn)用面來(lái)看,，當(dāng)撓曲時(shí)，基板間的空隙易受形變而改動(dòng)，是故在挑選液晶顯現(xiàn)形式時(shí),，可選用較不受空隙影響的顯現(xiàn)原理,，如吸收、散射與布拉格反射等三種,；若挑選改動(dòng)光的相位差或極化態(tài)之顯現(xiàn)形式時(shí),，則需于顯現(xiàn)組件中增加支撐空隙之布局。此外,，因?yàn)橐壕Р幌嗤?/span>OLED無(wú)法自行發(fā)光,，若挑選反射式的顯現(xiàn)形式，于操作時(shí)則可不需背光源之組件,。至于驅(qū)動(dòng)方面,，若能供給雙穩(wěn)態(tài) (Bistable)，將大幅晉升其省電效果,。以下引見(jiàn)幾種極具潛力的液晶顯現(xiàn)形式：
膽固醇型具雙穩(wěn)態(tài)特性
膽固醇液晶(Cholesteric)是「多層向列型液晶」(Nematic)的一種變形布局,，藉由參加的旋光液晶分子(Chiral)，使得分子導(dǎo)軸的指向在空間中筆直某個(gè)方向做螺旋性的周期(P)改動(dòng),，當(dāng)入射波長(zhǎng)契合Bragg反射時(shí),，入射光中的左旋或右旋光將被反射，另一旋性則穿透,，而其透射之頻寬,。
運(yùn)用「高分子安靖」(Polymer Stabilized)或「外表安靖」(Surface
Stabilized)可以抵達(dá)雙穩(wěn)態(tài)PSCT或SSCT,，即在沒(méi)有外加電場(chǎng)的狀況,，Planar State與Focal Conic state兩個(gè)安穩(wěn)態(tài)(圖4)。在Planar State時(shí),，Cholesteric液晶的周期性擺放好像晶體的規(guī)矩晶格擺放,，入射光中滿意Bragg繞射條件的光波長(zhǎng)將會(huì)構(gòu)成建設(shè)性干與，而將該波長(zhǎng)的入射光反射回來(lái),，此刻為亮狀況,。在focal conic state時(shí)，因?yàn)?/span>cholesteric液晶將呈現(xiàn)不規(guī)矩?cái)[放,，因而會(huì)散射入射光,。在驅(qū)動(dòng)后不需求電壓即可堅(jiān)持印象的顯現(xiàn)，所以耗電量十分的低,。一起,，這種顯現(xiàn)機(jī)制遭到上下板距離的影響較小，具有開(kāi)展成為雙穩(wěn)態(tài)可撓式顯現(xiàn)器的潛力,。圖5為Philips公司于2002年SID所展出之可撓式膽固醇液晶顯現(xiàn)器,，其總厚度為250μm。
高分子分布型具固態(tài)資料之牢靠性
當(dāng)前此種顯現(xiàn)形式的首要做法是將高分子單體與液晶混組成等方向性之溶液,，運(yùn)用熱或照光的辦法,，使高分子單體行聚合反應(yīng),，隨聚合過(guò)程中單體與液晶間溶解度下降而發(fā)生相別離，結(jié)尾液晶則以微滴形狀均勻渙散在高分子基材中,，其布局如圖6所示,。藉由恰當(dāng)?shù)奶暨xPolymer及LC的折射率，則可在未加電壓時(shí)呈現(xiàn)的乳白色散射態(tài)(無(wú)視角問(wèn)題)及加電壓時(shí)的通明態(tài)(加反面吸收板)來(lái)抵達(dá)亮暗顯現(xiàn)的效果,。
因?yàn)楦叻肿訙o散型液晶薄膜歸于固態(tài)顯現(xiàn)組件,，故具有固態(tài)資料的牢靠性，破損亦不影響其顯現(xiàn)功用且無(wú)封裝的問(wèn)題,；此外,，其顯現(xiàn)時(shí)不需偏光板亦不需對(duì)液晶分子作恰當(dāng)配向，但此顯現(xiàn)形式的缺點(diǎn),，如驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高,、比照偏低及反應(yīng)速度過(guò)慢等問(wèn)題依然有待處置。Eastman-Kodark Co.在2004年的SID中宣布以印刷及涂布的辦法,，制造出微膠囊化膽固醇液晶之高分子渙散液晶膜,，其長(zhǎng)處為聯(lián)系膽固醇液晶的雙穩(wěn)態(tài)及高分子渙散液晶膜的加工便利性，圖7及圖8別離為其展現(xiàn)品及制程示意圖,。
主客型
所謂主客型(Guest-Host Mode)乃以液晶為主,，增加少數(shù)二色性染料為客，通常的棒狀二色向染料(Dichroic Dyes)分子,，關(guān)于筆直分子軸的偏光簡(jiǎn)直不吸收,，但關(guān)于平行于分子軸的偏光可吸收特定色光，當(dāng)白光顛晚期則只要其互補(bǔ)色光能顛末,，在沒(méi)有外加電壓時(shí),，如圖9(a)所示，入射白光顛末液晶及染料層后,，極化方向與分子軸平行部份色光被吸收,，顛末為互補(bǔ)色光；當(dāng)外加一偏壓時(shí),，如圖9(b)所示,，液晶分子與染料分子都轉(zhuǎn)成筆直面板，分子軸與入射光極化方向筆直不吸收,，出射光仍為白光,。
大日本印刷公司提出了微膠囊主客型技能，如此可經(jīng)厚膜印刷于塑料基板上,。工研院電子所與化工所亦協(xié)作成功運(yùn)用為膠囊化技能調(diào)配主客型液晶顯現(xiàn)技能,，制造出是非可撓式顯現(xiàn)器，如圖10所示。
高分子墻液晶 處置高階產(chǎn)物開(kāi)發(fā)窘境
在上述運(yùn)用于軟性顯現(xiàn)器的液晶形式中,，雖其顯現(xiàn)機(jī)制受空隙改動(dòng)的影響較小,，但比照大約在10～20左右，故僅合適低階產(chǎn)物的運(yùn)用?若欲抵達(dá)較佳的顯現(xiàn)質(zhì)量,，仍需挑選調(diào)配偏光板的顯現(xiàn)形式,，但通常此種形式的顯現(xiàn)質(zhì)量受空隙改動(dòng)的影響極大。為戰(zhàn)勝這個(gè)問(wèn)題,，運(yùn)用高分子墻作為支撐液晶盒(LC Cell)空隙之概念即因應(yīng)而生,。其制造流程是先將LC與高分子單體之混合溶夜填充至已有配向功用的Cell中，接著再運(yùn)用光罩將已拼裝好的Cell進(jìn)行 UV曝光,，藉由聚合引發(fā)相別離的辦法,，構(gòu)成Polymer-Rich之Polymer Wall及LC-Rich之區(qū)域。2002年SID會(huì)場(chǎng)上,，NHK宣布運(yùn)用FLC與Polymer之間的相別離機(jī)制來(lái)制造具有Polymer Wall及Polymer Network的Flexible
Display,，全體架構(gòu)如圖11所示，因?yàn)?/span>Polymer Wall會(huì)影響LC的擺放,，所以全體的比照只要100：1,，其顯現(xiàn)效果如圖12所示。
工研院電子所亦運(yùn)用向列型液晶調(diào)配高分子墻,，成功開(kāi)宣布穿透式薄型/軟性液晶顯組件(類(lèi)紙式顯現(xiàn)器, Film-Like Display),，此組件具有極佳的柔軟度，在顯現(xiàn)質(zhì)量體現(xiàn)上比照可大于100,，如圖13所示,。
Philips在2004運(yùn)用相同的概念，提出新的制程辦法,。此辦法運(yùn)用平板印刷(Offset Printing)的辦法,，在配向膜上制造出Adhesion
Promoter如圖14(a),，接著涂布一層液晶與高分子單體之混合溶液如圖14(b),，結(jié)尾在不需外加光罩的條件下進(jìn)行全部曝光而構(gòu)成高分子壁及液晶
Domain之單基板液晶顯現(xiàn)器如圖14(c)，圖15為其展品,。
此外,，Philips亦在2004的SID中，宣布五顏六色化STN軟性液晶顯現(xiàn)器,，其布局與通常玻璃基板之STN液晶顯現(xiàn)器相同,，但在制程上，五顏六色濾光片是先在玻璃上完結(jié)后再轉(zhuǎn)印至塑料(PC)基板上,，且液晶盒中之空隙質(zhì)是以黃光制程而得(Photo
Spacer),，替代傳統(tǒng)之灑布制程。其布局及產(chǎn)物如圖16所示。
電泳顯現(xiàn)器透過(guò)帶電膠體懸浮液到達(dá)顯現(xiàn)效果
以電泳效應(yīng)來(lái)制造顯現(xiàn)器的概念,，早在1960時(shí)代晚期就曾經(jīng)鼓起,，它是一種非自發(fā)光的反射式顯現(xiàn)器，在描繪其顯現(xiàn)原理之前,，有必要先打聽(tīng)的是何謂膠體懸浮液,。
二相體系是最單純的膠體渙散溶液，別離為由膠體粒子(直徑規(guī)模在10-6～10-9公尺的粒子)所組成的渙散相,，以及渙散粒子分布之介質(zhì),，稱(chēng)之為渙散介質(zhì)或接連相。渙散相和渙散介質(zhì)依狀況之不相同會(huì)有不相同的稱(chēng)號(hào)如下表4,。
當(dāng)前業(yè)界正在研制中的顯現(xiàn)器,，所運(yùn)用的有以固體為渙散相，液體為渙散介質(zhì)的膠體懸浮液體系,，稱(chēng)為電泳顯現(xiàn)器(Electrophoretic Display, EPD),，以及渙散相與渙散介質(zhì)都是液體的乳膠體系，稱(chēng)為逆乳膠電泳顯現(xiàn)器(Reverse-Emulsion Electrophoretic Display, REED),。原理大致上極為類(lèi)似,，先調(diào)制出具有不相同顏色的渙散相及渙散介質(zhì)之膠體渙散溶液，再運(yùn)用渙散粒子的外表特性與渙散介質(zhì)的交互效果,，使粒子外表帶電,，因?yàn)檎麄€(gè)體系有必要滿意電中性之條件，故渙散介質(zhì)和粒子的交界面附近,，必定存在一電性相反但電量持平之布局,，這個(gè)外表固定電荷與附近介質(zhì)之電子云布局，被稱(chēng)為電雙層,。所以藉由操控外加電場(chǎng)的巨細(xì)及方向,，吾人便可操控粒子泳動(dòng)的速度與所在位置。將調(diào)制完結(jié)的膠體渙散溶液,，封裝在具有電極描繪的上下基板間,，便可運(yùn)用電場(chǎng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，若粒子坐落可視面上,，觀賞者所看到的就是粒子的顏色,，若粒子坐落不可視面，則觀賞者看到的會(huì)是渙散介質(zhì)的顏色,，有了這樣的調(diào)變機(jī)制,，就可以用來(lái)制造顯現(xiàn)器。
微膠囊化的電子油墨技能
電泳顯現(xiàn)技能的研制腳步,，以Eink公司的進(jìn)展最快也最老練,，首要的關(guān)鍵技能源自于他們?cè)?/span>1997年SID會(huì)議中所宣布的電子油墨制造技能,，其原理如圖17所示。
微膠囊化的電子油墨技能,，是一種將富含兩種別離為黑色與白色,，且電性相反之渙散粒子的膠體懸浮液膠囊化后，再將膠囊與黏著劑混合制成電子油墨的技能,。這些微膠囊的體積均勻直徑約為70μm,，將電子油墨以精細(xì)涂布技能，制造在上下電極板之間,，并且操控電子油墨的厚度在100μm,，運(yùn)用電場(chǎng)方向的調(diào)變，即可改動(dòng)可視面上附著的有色粒子,，觀賞者即可看到不相同的顏色改動(dòng),。電子油墨膠囊化的技能不光使制程變得簡(jiǎn)化，其分辨率可抵達(dá)200ppi,、白狀況反射率40%,、比照度約10～15之間、當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓為20V時(shí),，印象切換工夫?yàn)?/span>250ms,，一起亦具有灰階顯現(xiàn)的才能。
Sony在2004年四月推出電子書(shū)(圖18),，聯(lián)系E-ink的微膠囊化電子油墨技能,、Toppan的前板組立與Phillips的TFT背板技能。巨細(xì)為6英吋,，分辨率170dpi具有四個(gè)灰階,，這個(gè)顯現(xiàn)機(jī)制具有雙穩(wěn)態(tài)特性，所以4個(gè)3號(hào)電池可以運(yùn)用1萬(wàn)頁(yè),。E-ink的顯現(xiàn)技能在反射率及比照的體現(xiàn)上,，曾經(jīng)可以抵達(dá)紙張的水平，但要抵達(dá)動(dòng)態(tài)的顯現(xiàn)效果,，在反應(yīng)速度上還需再加強(qiáng),。
微杯化技能具成卷式制程特性
微杯(Microcup)化技能是由Sipix公司研制，其顯現(xiàn)機(jī)制(圖19)是以不相同顏色的渙散粒子與渙散介質(zhì)來(lái)做顏色的調(diào)變,，首要的訴求在于以成卷式精細(xì)涂布技能,，于一條出產(chǎn)在線直接完結(jié)微杯的制程與面板的拼裝(圖20),。
此微杯的功用在于供給機(jī)械強(qiáng)度,，使面板可以接受撓曲變形而不會(huì)影響上下基板的空隙，一起也可約束微杯內(nèi)流體的活動(dòng)規(guī)模,，堅(jiān)持顯現(xiàn)畫(huà)面的均勻性,，并且,，當(dāng)面板從大面積切成小塊時(shí)，亦不會(huì)有漏液的狀況,。成卷式的制程供給疾速很多的出產(chǎn)功率,，并且易于制造大面積的產(chǎn)物，具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力,。
樣品可參閱圖21,，其比照度可達(dá)15、于驅(qū)動(dòng)電壓為45V時(shí),，反應(yīng)工夫?yàn)?/span>200ms,，圖中亦顯現(xiàn)該樣品在遭到切開(kāi)后，依然可以正常體現(xiàn),。
粒子躲藏技能
所謂粒子躲藏技能的原理,，是以有色的粒子和通明的渙散介質(zhì)組成膠體懸浮液，下基板運(yùn)用和粒子構(gòu)成比照的顏色,，運(yùn)用電極圖畫(huà)的描繪,，來(lái)操控粒子在可視面上分布的面積，若粒子分布在整個(gè)可視面上,，則觀賞者將看到粒子的顏色,；若粒子被擠壓在相對(duì)狹小的區(qū)域，或是吸附在側(cè)壁上時(shí),，觀賞者感遭到的是下基板的顏色,。
關(guān)聯(lián)的技能有Canon公司所開(kāi)展的In-Plane Electrophoretic
Display (IP-EPD)，以及IBM公司開(kāi)展的Lines/Plate Electrophoretic Display和Wall/Post Electrophoretic Display,。Lines/Plate EPD 和Wall/Post
EPD的布局描繪如圖22所示,。其間Lines/Plate的比照度達(dá)9.7、最大反射率61％,，Wall/Post的比照度是11.3,、最大反射率是 71％。關(guān)聯(lián)于報(bào)紙65％的反射率而言,，這種形式曾經(jīng)很挨近這個(gè)水平了,。
IP-EPD的原型布局描繪如圖23所示。他們將電極別離描繪鄙人基板和側(cè)壁內(nèi),，將黑色粒子驅(qū)動(dòng)到下基板電極(Displaying Electrode)時(shí),，觀賞者將看到黑色；將黑色粒子驅(qū)動(dòng)到側(cè)壁電極(Collecting Electrode)時(shí),，觀賞者看到的是白色的下基板,。
此描繪的光電特性如下，其比照度為8,、白狀況的反射率可抵達(dá)50％,，在2003年IDRC會(huì)議中,，Canon公司所宣布的樣品，可在14V電壓驅(qū)動(dòng)下,，抵達(dá)100ms以下的反應(yīng)工夫,，一起他們也透過(guò)側(cè)壁電極高度的改動(dòng)，有用處置了殘影的缺點(diǎn),。
逆乳膠電泳顯現(xiàn)器
逆乳膠電泳顯現(xiàn)器(REED)是由Zikon公司所研制的新型態(tài)顯現(xiàn)形式,，首要是運(yùn)用逆乳膠的電泳特性，來(lái)抵達(dá)顯現(xiàn)的意圖,。
通常而言,，液-液膠體渙散體系多稱(chēng)為乳膠，但在此處特別將渙散相為水性溶液,，渙散介質(zhì)為油性溶液(即水在油中)的體系稱(chēng)為逆乳膠,；渙散相為油性溶液，渙散介質(zhì)為水性溶液(即油在水中)的體系稱(chēng)為乳膠,。這兩種體系除了水相和油相之相對(duì)含量不相同外,，他們各自構(gòu)成的效果力也因分子擺放方向不相同而懸殊。
乳膠體系是由兩性分子(Amphiphilic Compound)在水性或油性溶液中凝集而構(gòu)成的雜亂超原子布局,。所謂的兩性分子所指的是一端具有親油性基而另一端具有親水性基的長(zhǎng)煉形分子,。在親水體系中，因?yàn)槭杷?yīng)的效果,，兩性分子的親油端會(huì)相互集合,，而構(gòu)成僅由親水端和水性溶液觸摸的微胞；相反的,，在親油體系中,，兩性分子的親水端相互集合，而構(gòu)成由親油端和油性溶液觸摸的微胞,，換句話說(shuō),，此刻的微胞內(nèi)多半是一些親水性的離子基，對(duì)他們而言,，靜電效果力顯得重要得多,。
逆乳膠的幾許布局可以恰當(dāng)多樣化(圖24)，如球形,、柱形,、蟲(chóng)形、雙層或多層布局,。將逆乳膠體系運(yùn)用在顯現(xiàn)技能時(shí),，有必要注重的是，它在熱力學(xué)上有必要是安穩(wěn)的,、微胞不會(huì)沈降亦不會(huì)分化,，一起要可以運(yùn)用電場(chǎng)的調(diào)變來(lái)驅(qū)動(dòng),。
REED的布局是由兩片鍍上ITO電極的玻璃基板,，中心寫(xiě)入逆乳膠溶液,，挑選極性染料使極性相(也就是微胞內(nèi)部)呈現(xiàn)顏色。在恰當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)強(qiáng)度及頻率下,，操控微胞均勻分布在較寬的電極上或均勻分布在溶液中,，可使顯現(xiàn)器呈現(xiàn)微胞內(nèi)染料的顏色；也可以運(yùn)用電場(chǎng)的強(qiáng)度與頻率,，操控微胞集合在較窄的電極使顯現(xiàn)器面版呈現(xiàn)通明狀況,。Zikon公司所制造出來(lái)的試片，其上下板距離為50-80μm,、驅(qū)動(dòng)電壓30～60V,、最大穿透率70%，比照5,、且反應(yīng)工夫約 50ms,。
OLED、電泳介質(zhì)特性佳 LCD工業(yè)老練較具開(kāi)展優(yōu)勢(shì)
通常說(shuō)來(lái),，可撓曲顯現(xiàn)器當(dāng)前可分為四類(lèi)顯現(xiàn)器,，如超薄平面顯現(xiàn)器(Flat Thin Displays)、可曲折顯現(xiàn)器(Curved
Displays),、可撓曲顯現(xiàn)器(Display on Flexible
Devices)及可曲折顯現(xiàn)器(Roll-Up Display),，其結(jié)尾顯現(xiàn)器乃是期望朝向可曲折顯現(xiàn)器。歸納本文中之顯現(xiàn)技能,，因?yàn)橐壕э@現(xiàn)器在制程,、設(shè)備的開(kāi)發(fā)及基礎(chǔ)研討恰當(dāng)完好，且在玻璃基板上已歸于恰當(dāng)老練的工業(yè),，加上亦有局部產(chǎn)物運(yùn)用在硬質(zhì)塑料基板上,，因而現(xiàn)階段欲將液晶之顯現(xiàn)形式套用在軟性塑料基板時(shí)所需的資源相對(duì)較少。
當(dāng)前日本首要開(kāi)發(fā)軟性顯現(xiàn)器的廠商仍挑選液晶作為顯現(xiàn)介質(zhì),。但因?yàn)橐壕э@現(xiàn)機(jī)制上先天的約束,，在結(jié)尾軟性顯現(xiàn)器開(kāi)發(fā)的進(jìn)程上，仍有能夠被自發(fā)光且具五顏六色化的OLED/PLED,，或制程較簡(jiǎn)略的電泳顯現(xiàn)器替代,。
OLED/PLED則因具有自發(fā)光、疾速反應(yīng),、五顏六色化及無(wú)視角的問(wèn)題,，在軟性顯現(xiàn)器的運(yùn)用有很好的時(shí)機(jī)，可是因?yàn)楫?dāng)前制造OLED/PLED的廠商,，仍致力于玻璃基板的量產(chǎn),，相對(duì)的在投入軟性顯現(xiàn)器開(kāi)發(fā)的能量較少,，因而在短期中不簡(jiǎn)略看見(jiàn)商品化的產(chǎn)物呈現(xiàn)。
電泳顯現(xiàn)器的開(kāi)展曾經(jīng)逐漸老練,，沒(méi)有視角約束,、印象回憶才能佳恰當(dāng)合適軟性顯現(xiàn)器之運(yùn)用，簡(jiǎn)直一切開(kāi)發(fā)電泳顯現(xiàn)器的公司,，垂青的也是軟性顯現(xiàn)器的這塊商場(chǎng),，但其比照度體現(xiàn)平平，反應(yīng)工夫相對(duì)緩慢,，五顏六色化技能依然沒(méi)有老練的處置方案是他的缺點(diǎn),。
表5是Stanford Resources關(guān)于軟性顯現(xiàn)器運(yùn)用商場(chǎng)的猜測(cè)及剖析，在短中期來(lái)看,，軟性顯現(xiàn)器的運(yùn)用仍以中低階及賤價(jià)的產(chǎn)物為主,，如電子卷標(biāo)、廣告廣告牌,、汽車(chē)用顯現(xiàn)器及Smart card,。就長(zhǎng)時(shí)間而言，假若軟性顯現(xiàn)器的顯現(xiàn)質(zhì)量可與如今的顯現(xiàn)器比美時(shí),，除了可以激起更多的描繪概念及新式運(yùn)用產(chǎn)物外,，在本錢(qián)及價(jià)錢(qián)的思考下，亦有時(shí)機(jī)替代現(xiàn)有的商場(chǎng)或是抵達(dá)類(lèi)紙的特性時(shí),，亦將有能夠替代紙的商場(chǎng),。如此巨大的商機(jī)將是促進(jìn)軟性顯現(xiàn)技能不斷晉升的最大動(dòng)力。
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