液晶是介于固體和液體之間狀態(tài)的某些有機(jī)化合物，具有各向異性的光學(xué)特性，對(duì)外界的電場(chǎng)、磁場(chǎng)和溫度感覺(jué)靈敏。液晶顯示器采用液晶作顯示材料，通過(guò)陣列的液晶光閘控制光線來(lái)顯示文字、圖形和圖像。目前，已開(kāi)發(fā)出的液晶顯示器有膽甾型液晶顯示(CholestericLiquid Crystal Display, ChLCD )、頂點(diǎn)雙穩(wěn)顯示(ZenithalBistable Display, ZBD )、鐵電液晶顯示(Surface StabilizedFerroeleclric Liquid Crystal Display, SSFLCD),聚合物分散液晶顯示(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display, PDLCD)、向列相液晶顯示(NematicLiquid Crystal Display, NCLD)等。

1.1技術(shù)原理

膽甾型液晶顯示由旋光分子組成，液晶分子的排列具有周期性螺旋結(jié)構(gòu)。在沒(méi)有外加電場(chǎng)的狀況時(shí)，存在平面狀態(tài)與焦點(diǎn)圓錐狀態(tài)兩個(gè)穩(wěn)定態(tài);在平面狀態(tài)時(shí)，膽甾型液晶的周期性排列如同晶體的規(guī)則晶格排列，入射光中滿足布拉格反射條件的光波長(zhǎng)將會(huì)形成建設(shè)性干涉，而將該波長(zhǎng)的入射光反射回來(lái)，此時(shí)為亮狀態(tài)，由此可改變膽甾型液晶的周期改變反射顏色。在焦點(diǎn)圓錐狀態(tài)時(shí)，由于膽甾型液晶將呈現(xiàn)不規(guī)則排列，因此會(huì)敞射入射光，下面貼上吸收層則為暗態(tài)。該技術(shù)可以通過(guò)添加不同旋轉(zhuǎn)螺距的旋光劑，調(diào)配出紅、綠、藍(lán)等顏色，以滿足彩色化顯示的需求。這種顯示方式的優(yōu)點(diǎn):受到上下板間距的影響較小、不需要偏振片及彩色濾光片、可以被動(dòng)矩陣式驅(qū)動(dòng)。而膽甾型液晶達(dá)到雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)的方式有兩種，一種是表面安定型，另一種則是高分子安定型，這兩項(xiàng)技術(shù)都是近年來(lái)相當(dāng)熱門(mén)的膽甾型液晶顯示技術(shù)。頂點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)型液晶顯示器擁有與內(nèi)部面板垂直或平行的液晶分子.這些液晶分子處于黑或白兩個(gè)穩(wěn)定的方向之一，通過(guò)極化的電壓脈沖可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。這種雙穩(wěn)狀態(tài)不受熱量或壓力的影響，而且一旦確定，狀態(tài)就將保持下去，即使電源關(guān)掉也不受影響。鐵電型液晶分子的排列是呈螺旋的層狀排列，當(dāng)其中任兩層的液晶分子呈現(xiàn)相同的傾斜排列方式時(shí)，它們之間的距離稱(chēng)為一個(gè)螺距。

鐵電型液晶夾在兩片間隙小于一個(gè)螺距的透明導(dǎo)電體之間時(shí)，邊界和液晶分子間的交互作用力使得分子的排列受到限制而無(wú)法形成螺旋的層狀排列，邊界的作用使每一層的液晶分子方向一致，液晶分子的長(zhǎng)軸和層結(jié)構(gòu)的法線方向夾角，在能量分布對(duì)稱(chēng)下，液晶分子有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的選擇方式，至于液晶分子選擇哪種狀態(tài)存在，受外加電場(chǎng)的控制。聚合物分散型液晶工作在光散射模式與透明模式之間的切換:無(wú)電場(chǎng)時(shí)，液晶微滴在聚合物中隨機(jī)分布，幾乎所有液晶微滴與聚合物之間都出現(xiàn)折射率失配，入射光被散射，液晶膜呈現(xiàn)為混濁不透明狀，稱(chēng)為關(guān)態(tài);當(dāng)在聚合物分散型液晶膜上施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子的指向是沿電場(chǎng)方向分布，此時(shí)液晶分子的折射率與聚合物的折射率相等，液晶膜表現(xiàn)為透明狀，即開(kāi)態(tài)。向列型液晶的分子呈棒狀形剛性部分平行排列，該種液晶分子運(yùn)動(dòng)自由度大，是流動(dòng)性最好的液晶，此類(lèi)型液晶的粘度小，應(yīng)答速度快，是最早被應(yīng)用的液晶，普遍地應(yīng)用于液晶電視、筆記本電腦以及各類(lèi)型顯示元件上。

1.2 LCD用作柔性顯示的優(yōu)點(diǎn)

目前膽甾型液晶常用作柔性顯示。該技術(shù)是雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)，特點(diǎn)是兩個(gè)光性狀態(tài)在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)都能夠穩(wěn)定存在一段時(shí)間，在外電場(chǎng)作用下，兩個(gè)光性狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換。由于顯示所用的兩個(gè)光性狀態(tài)在無(wú)外場(chǎng)的情況下是穩(wěn)定的，所以不需要長(zhǎng)時(shí)間加外場(chǎng)來(lái)維持顯示狀態(tài)，就有了比較省電的特點(diǎn)。這類(lèi)顯示技術(shù)在靜態(tài)顯示方而能夠表現(xiàn)出省電這一優(yōu)勢(shì)。另外，液晶在柔性顯示方而的研究較為成熟柔性液晶顯示器可以延續(xù)許多傳統(tǒng)的制造技術(shù)，比較容易切入產(chǎn)品市場(chǎng)。

1.3技術(shù)難點(diǎn)

液晶顯示器在工藝、設(shè)備的開(kāi)發(fā)及基礎(chǔ)研究相當(dāng)完整，且玻璃基板已屬于相當(dāng)成熟的產(chǎn)業(yè)，加上部分產(chǎn)品應(yīng)用在硬質(zhì)塑膠基板上，現(xiàn)階段要將液晶的顯示模式套用在柔性塑膠基板時(shí)所需的資源相對(duì)較少。另外，液晶顯示機(jī)制上存在以下難點(diǎn):膽甾型液晶顯示和聚合物分散型液晶顯示存在響應(yīng)速度較慢、驅(qū)動(dòng)電壓較高、對(duì)比度偏低等突出的問(wèn)題;頂點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)液晶柔性顯示存在難于實(shí)現(xiàn)全彩顯示、可視角度較窄等問(wèn)題;鐵電液晶顯示響應(yīng)速度快，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動(dòng)畫(huà)顯示效果，由于鐵電液晶分子成近晶型排列，織構(gòu)很容易受外界的壓力或震動(dòng)破壞。由于向列相液晶圖像取決于聚合物之間的單元間隙，面板的彎曲會(huì)造成間隙改變，進(jìn)而影響圖像質(zhì)量，背光模塊的設(shè)計(jì)難度會(huì)大幅增加，保證屏幕亮度均勻性就顯得尤為困難。進(jìn)一步研究方向是開(kāi)發(fā)新液晶材料，改進(jìn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，提高柔性液晶顯示器的性能。