簡介
可捲曲顯示器2008年底惠普實驗室與美國亞利桑那州立大學(FDC)共同推出了一款經濟型的可捲曲電子顯示器原型。這種可捲曲顯示器幾乎完全由塑膠製成,厚度像紙一樣薄。與現在的電腦顯示器相比,這種技術可以讓顯示器更易於攜帶,消耗更少的能量,而且製造成本非常廉價。採用技術
可捲曲顯示器採用惠普實驗室(HP Labs)發明的“自定位壓印光刻(SAIL)”技術。SAIL技術可以自動計算並調整印製在柔性襯底上的模式化信息,使液晶分子及控制電路保持完美的排列方式,無需擔心這些信息在印製過程中由於軟性襯底可能產生的扭曲而導致排列混亂。SAIL可以一舉淘汰沿用30多年的光刻技術,讓薄膜電晶體直接印刷在柔性材料上,因此能夠採用低成本的滾筒式(Roll-to-Roll)生產方法,連續不斷地在可以捲曲的柔性材料上印製薄膜電晶體,就像印刷紙張一樣,這樣的連續生產過程比單張式製造成本低廉很多。比較
傳統液晶顯示器沉重並且昂貴,因為構成液晶顯示器主體的液晶屏沉重而又昂貴。每一塊液晶屏由兩片導電玻璃組成,可以把它看做由兩片導電玻璃相對放置、彼此間隙為特定厚度、利用特殊材料貼合起來並固定的“玻璃盒”。在玻璃盒內部,是被稱為TFT的薄膜電晶體。為了製造薄膜電晶體,需要在導電玻璃內層進行刻膠、曝光、顯影、蝕刻、絲網印刷等一系列複雜而又精細的工藝。為了製造越來越大的顯示器,生產企業必須不斷投資進行生產線升級改造,新型大螢幕顯示器的價格自然居高不下。就液晶顯示原理而言,玻璃板並不是必須的。液晶是1888年由奧地利植物學家Reinitzer發現的,它是一種介於固體與液體之間、具有規則性分子排列的有機化合物。在不同電流電場作用下,液晶分子會規則鏇轉90度,產生透光度的差別,如此在電源ON/OFF下,產生明暗變化,依此原理控制每個像素,便可構成所需的圖像。即使不用導電玻璃,而用其它的導電介質做液晶分子的載體,液晶分子仍然可以工作。但在現有生產工藝中,裝有液晶分子的導電介質需要在不同工藝之間傳遞,這就需要非常精準的定位,如果前後工序出現定位誤差,液晶屏就不能正常工作。為了避免任何可能出現的定位偏移,特別是導電介質自身彈性引起的拉伸變形,具有足夠剛性的導電玻璃,就成了製造液晶屏的理想選擇。
隨著液晶顯示器幅面越來越大,以導電玻璃為基礎的液晶屏笨重、昂貴的缺點也越發突出。一些企業和科學家開始研究使用柔性材料製作液晶顯示器。柔性顯示器的關鍵技術之一,是如何在具有彈性的柔性材料上,實現製造工藝的準確定位。一種可以想到的做法,是先把柔性材料(例如塑膠)貼附在類似玻璃的無彈性材質上,在完成一系列的電路板印製、蝕刻等精密工藝後,再把帶著做好了電晶體薄膜的柔性材料剝離下來。但採用這種方法,目前還不能製作大幅面柔性顯示器,而且只能單張製作,距離低成本工業化製造的要求還有很大的差距。
採用SAIL技術的可捲曲顯示器比傳統顯示器最多可以減少90%的材料用量。大規模生產這種可捲曲顯示器可以減少筆記本電腦、智慧型電話和其他電子設備的成本。因為在這些產品中,顯示器是一個比較昂貴的部分。
意義
“這款由惠普公司和FDC合作製造的顯示器,證明我們將給快速發展的顯示器市場帶來一場技術革新。”惠普實驗室(HP Labs)信息表面學實驗室總監卡爾•陶西格說:“除了提供一個較低成本的製造流程之外,SAIL技術還代表了一種更具可持續性、更環保的電子顯示器製造方式。”以惠普實驗室SAIL技術為基礎的可捲曲顯示器被美國《連線》(Wired)雜誌評選為“2008年十大科技突破”。