根据日经BP社报道的消息，日本东北大学在2016年5月13日以对外宣布其成功开发出了超柔性构造的液晶显示器件（LCD）。东北大学表示该器件解决了以前行业试验过程中弯曲状态下液晶显示器件出现显示错乱的现象，最大以曲率半径为3mm下可以保持均匀的显示。有望应用于便携信息终端、可穿戴系统、车载显示器及数字标牌等。
自从显示器件被制造出来后，如何把它融入到生活中的各种结构件中，一直是行业研究人员的终极目标，为此，不但推动了显示技术由CRT向平板方向进化，能嵌入到各种平面结构件中使用，还促进了投影、全息、虚拟显示等技术的高速发展与进化。而柔性显示技术，由于最接近于传统的纸张，是人们最习惯，也是最理想的显示状态，一直被行业列为终极的显示解决方案。
一方面，柔性显示可以像纸张一样轻便直接，随意扩展；另一方面，柔性显示可以裱覆在任何传统结构件上，在不改变传统的房屋、生活用品的结构与外观的情况下，直接嵌入显示器件进行信息交互使用。
日经BP社的报道指出，柔性液晶显示器的优点是，可以使用已有的高画质面板制作技术和生产设备、不会随着时间的推移而发生劣化、无需担心寿命、量产效率出色、成本低等。但是，现有塑料基板的厚度为100μm左右，弯曲后夹着液晶层的两块基板之间的间隔会变得不均，存在影像容易显示错乱的问题。
东北大学表示此次研制出的液晶显示器件，基板技术是采用在固定基板上涂布透明聚酰亚胺溶液再固化成10μm厚的超薄聚酰亚胺（PI）透明基板，然后在上面制作好TFT电路及CF彩色滤光片；替代原空间粉（SPACE）间隔柱的技术是把紫外固化的高分子粘结剂树脂溶液混和到液晶里面再涂布在PI基板上，控制好液晶层厚度后，再根据CF彩色滤光片的BLACKMASK图形把部分高分子粘结剂树脂溶液进行紫外线固化，固化后的高分子粘结剂同时兼具密封液晶和替代原空间粉（SPACE）间隔柱稳定液晶层厚度的两个作用。完成固化封装后，再剥离超薄聚酰亚胺（PI）透明基板固定基板，把柔性液晶显示器件给分离下来。
不过此次东北大学的制品并没有嵌入像素构造，也没有实现包括偏光板等外围部材在内的各种元器件的柔性化，需要后期继续开发。而此次的研究成果也将在5月22日于美国旧金山举行的国际会议"SID上发布。
东北大学此次柔性液晶显示器件里的两个关键技术为：超薄聚酰亚胺（PI）透明基板制作及分离技术，高分子粘结剂密封隔垫的材料技术。其中超薄聚酰亚胺（PI）透明基板的制作技术已经被多数显示技术实验室试制成功，也有应用到柔性OLED的制作上，难度在于控制在10μm厚度的均匀性及物理强度。PI材料本身就是液晶显示器件的定向层材料，折射率各向异性极小，可耐电子电路制作过程中的高温制程温度，有较好的柔软性，可以让显示器件实现对比度高、视角大的显示。
而高分子粘结剂密封隔垫的材料技术的难点在于除了固化后能形成稳定的间隔厚度，并具有柔性外，还要解决高分子粘结剂与液晶材料的相溶性，以及日常使用过程中的高分子粘结剂的材料稳定性。如果东北大学采用的方式是部分固化混和在液晶溶液里的高分子粘结剂，LCD显示器件制成后，液晶溶液里的仍有液态高分子粘结剂存在的话，那么这种高分子粘结剂材料还要考虑不能被日常生活环境光源中的紫外线波段光线给固化，因此需要开发出避开日常生活环境光源中的紫外线波段的深紫外固化材料。
行业在此之前，也有研究机构采用液晶混和高分子粘结剂的方式来制作显示器件，不过与东北大学采用BLACKMASK图形部分固化高分子粘结剂的方式不同，以前制作这类显示器件时，是整体固化高分子粘结剂，液晶分子则以液滴的状态被封装在高分子包裹的类似胶囊里面。不过以往由于没有实现驱动电路和基板柔性化，并且这种液晶分子以液滴状态散布在固态高分子层里，不但驱动困难，功耗高，并且对比度、分辨率、彩色化等显示效果都难以达到产业化需求，一直停留在实验室概念状态，其中包括中国清华大学在内的多所显示实验室，都曾对外展示这种技术。
液晶LCD显示是一种基于开关类的显示技术，其显示色彩主要由印刷油墨所决定，较容易实现与传统内容再现的印刷色彩一致同步，因此与传统工业的色彩工程配合度最高，从而得到显示行业一直以来的推崇。与现在热门的自发光OLED显示技术相比，不存在显示色彩随时间衰减、变化等难题，在色彩准确性、稳定性及使用寿命方面，仍远优于OLED显示技术。在目前的市场应用对比中，OLED最大的优势，或者说LCD最大的软肋就是实现柔性化。作为拥有最多、最前沿液晶显示技术大国的日本，不断完善LCD短板，把LCD显示技术实现柔性化，即能充分发挥日本显示产业的优势，也能弥补OLED研发落后的所带来产业衰落。不过东北大学此次发布的超柔性构造的液晶显示器件能否短时间内解决产业化的难题，追平OLED的发展速度，仍有待观察。
李星
2016-05-18 18:23
