胆甾型液晶显示技术和产业发展_张天翼

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作为一种反射 式 显 示 技 术,胆 甾 型 液 晶 显 示 可采用无源矩阵 方 式 进 行 驱 动,不 需 要 背 光 源 和 偏振片。若需要 获 得 彩 色 显 示,可 以 通 过 添 加 不 同螺距的旋光剂 获 得 不 同 波 长 光 的 反 射,而 不 需 要彩色滤光片。
尽管胆甾型液晶显示还不足以取代现有的液 晶显示,但不妨碍 其 发 挥 低 功 耗 的 彩 色 显 示 特 性 在 电 子 书 阅 读 器 、手 机 、闪 存 盘 、公 告 栏 、包 装 与 标 签等领域的优势。如果经过更进一步发展实现柔 性 显 示,胆 甾 型 液 晶 显 示 的 发 展 空 间 将 进 一 步 扩大。 3.2 胆 甾 型 液 晶 显 示 的 技 术 比 较 与 发 展 趋 势
胆甾型液晶具 有 双 稳 态 特 性,这 是 其 应 用 于 电子纸显示的基础。在施加不同强度外电场作用 的情况下,胆甾型 分 子 的 螺 旋 结 构 发 生 改 变 而 分 别呈现亮和 暗 的 状 态。 在 亮 的 状 态 下,液 晶 分 子 处于平面态,液晶 分 子 螺 旋 轴 与 基 板 表 面 基 本 都 垂 直 ,这 时 若 螺 距 与 入 射 光 波 长 相 近 或 相 等 ,满 足 布 拉 格 反 射 条 件 ,则 该 波 长 的 入 射 光 就 会 被 反 射 。 相反,如果螺旋Biblioteka Baidu 与 基 板 表 面 在 暗 态 时 基 本 都 平 行,液 晶 分 子 呈 现 不 规 则 排 列 时,入 射 光 被 散 射, 或 被 下 基 板 表 面 的 吸 收 层 所 吸 收 ,没 有 光 线 射 出 。
2 电子纸显示市场规模和预测
2000年以来,以电泳式 和 胆 甾 型 液 晶 技 术 为 代表的电子纸显示进入了人们的视线。改变了传 统书籍 独 占 市 场 的 局 面,经 过 10 余 年 的 发 展,全 球电 子 纸 显 示 已 经 形 成 150 亿 元 的 庞 大 市 场,并 有望在 2013 年 达 到 200 亿 元 的 市 场 规 模。 表 1 所示为全球电子纸市场规模与趋势。
表 1 全 球 电 子 纸 市 场 规 模 与 趋 势 Table 1 Market scale and trend of global E-paper industry
年度
销 量/
销 售 额/
增 长 率/%
增 长 率/%
万台
亿元
2007 18
- 5.9
2008 108 500.0 28.5
proposal
1 引 言
胆甾型液晶材料具有螺旋状结构和双稳态特 性[1-3],其近期的 研 究 热 点 聚 焦 于 反 射 式 显 示,逐
渐成为电子纸等柔性显示技术的关键技术和材料 之一。肯特大学研究人员提出的聚合物稳定胆甾 型液晶显示模式,改 善 了 胆 甾 型 液 晶 的 化 学 稳 定 性,推动了其在显示领域的应用 。 [4-8]
张天翼1,许 军2* ,董佳垚2
(1.中国电子信息产业发展研究院 赛迪顾问股份有限公司 ,北京 100048,E-mail:zhangty@ccidconsulting.com; 2.复旦大学 材料科学系,上海 200433)
摘 要:以未来三年电子纸市场巨大的发展空间为切 入 点,分 析 了 现 阶 段 几 种 柔 性 显 示 技 术 的 优 势 和 劣 势 , 认为胆甾型液晶显示在功耗、彩色 化、对 比 度 和 抗 震 性 等 方 面 具 有 优 势,但 成 本 恐 将 成 为 其 发 展 瓶 颈。 从 全 球来看,胆甾型液晶的研究和产业化主要集中在国外,国 内 高 校 和 研 究 机 构 还 停 留 在 基 础 研 究 阶 段 。介 绍 了 复 旦 大 学 在 胆 甾 型 液 晶 领 域 的 研 究 成 果 ,并 结 合 我 国 产 业 环 境 及 柔 性 显 示 产 业 发 展 特 性 给 出 三 点 发 展 建 议 。 关 键 词 :胆 甾 型 液 晶 ;柔 性 显 示 ;技 术 ;产 业 ;发 展 建 议 中 图 分 类 号 :TN141.9 文 献 标 识 码 :A DOI:10.3788/YJYXS20112606.0741
其次,彩色化 是 传 统 电 子 纸 技 术 难 以 解 决 的 核心问题。胆甾 型 液 晶 可 以 直 接 实 现 彩 色 化,而 不需要彩色滤光片的配合,这是优于 E-Ink、SiPix 等电子纸技术最为显著的特点。因为彩色滤光片 的使用会使亮度显著降 低 约 2/3,只 有 增 大 功 耗, 才能获得足够的亮度。
胆甾型液晶的 产 品 应 用 以 富 士 通 为 代 表,于 2009年3月 实 现 产 品 量 产。 该 类 产 品 同 其 他 显 示 技 术 相 比 ,主 要 在 成 本 、彩 色 化 以 及 显 示 模 式 等 方面存在差异。
首先,成本是 胆 甾 型 液 晶 等 柔 性 显 示 技 术 推 广应用的障 碍 之 一。 成 本 问 题,归 根 结 底 还 是 技 术 问 题 。 目 前 高 端 电 子 书 的 价 格 约 在 400 美 元 左 右,如 果 是 柔 性 显 示 产 品 价 格 会 更 高;但 在 苹 果 iPad的带动 下,平 板 电 脑 密 集 上 市,国 产 Pad 产 品价格已低于 2 000 人民币。消费者在面临柔性 和 低 价 的 选 择 时 ,平 板 电 脑 的 优 势 更 明 显 。 因 此 , 如果成本问题不 能 得 到 解 决,柔 性 的 电 子 纸 产 品 将无法在激烈的中小尺寸显示市场中获得足够大 的市场份额。
反射显示模式是胆甾型液晶在未来有望胜出
第6期
张 天 翼 ,等 :胆 甾 型 液 晶 显 示 技 术 和 产 业 发 展
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的主要特征。不管是传统的电子纸技术还是新型 的 OLED 显示,都只能基于 主 动 显 示 的 特 性 进 行 产 品 应 用 环 境 的 设 计 ;但 液 晶 由 于 自 身 不 发 光 ,因 此可以设计为反 射 显 示 模 式,这 已 经 在 普 通 液 晶 显示的产品中得以实现。反射模式使胆甾型液晶 产品能够在室外 及 光 线 较 强 的 环 境 下 使 用,而 无 需 调 高 亮 度 ,可 以 实 现 产 品 低 功 耗 、长 续 航 时 间 的 使用。
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液 晶 与 显 示
第 26 卷
尽管胆甾型液 晶 材 料 被 业 界 看 好,具 备 应 用 的 潜 质 ,但 经 过 近 几 年 的 发 展 却 没 有 形 成 规 模 ,市 场占有率不敌电泳 式 电 子 纸 技 术 。 [9-10] 本 文 以 电 子纸显示市场的 需 求 为 导 向,分 析 了 胆 甾 型 液 晶 显示的技术发展 和 应 用 趋 势,提 出 了 胆 甾 型 液 晶 显示技术的发展出路和建议。
2009 395 265.7 94.4
2010 664 68.1 124.9
2011 900 35.5 150
2012 1200 33.3 170
2013 1500 25.0 200
数 据 来 源 :赛 迪 顾 问 ,2011.05
- 379.5 231.4 32.3 20.1 13.3 17.7
3 胆甾型液晶显示产品的发展趋势
3.1 胆 甾 型 液 晶 显 示 的 特 点 胆甾型液晶是 按 液 晶 分 子 排 列 方 式 划 分,区
别于近晶 型 和 向 列 型 之 外 的 一 类 独 特 的 液 晶 材 料。其分子依靠分子端基相互作用保持平行层状 排列,层内的分子 排 列 类 似 于 向 列 型 液 晶 有 序 平 行 排 列 ,分 子 层 间 倾 向 于 按 照 螺 旋 结 构 进 行 排 列 。
收 稿 日 期 :2011-09-06;修 订 日 期 :2011-09-23 作 者 简 介 :张 天 翼 (1982- ),男 ,北 京 人 ,博 士 ,主 要 从 事 平 板 显 示 领 域 产 业 研 究 工 作 。 * 通 讯 联 系 人 ,E-mail:junxu@fudan.edu.cn
第 26 卷 第 6 期 2011 年 12 月
液 晶 与 显 示
Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays
文 章 编 号 :1007-2780(2011)06-0741-05
胆甾型液晶显示技术和产业发展
Vol.26,No.6 Dec.,2011
2.Department of Materials Science,Fudan University,Shanghai 200433,China)
Abstract:E-paper market has great potential and huge development in the next three years. The advantages and drawbacks of the current flexible display technology nowadays were de- scribed.Cholesteric liquid crystal display technology has great advantage on consumption, colorization,contrast,aseismicity,etc.but the high cost will be a bottleneck for the further development and popularization.The advanced technologies and industrialization of choles- teric liquid crystal display technology were mainly controlled by the developed countries.The Chinese universities and research institutions still work on the primary studies.Fudan Universitys research findings on the cholesteric liquid crystal display was described in this paper.Combining the characteristics of flexible display industry and the industrial environ- ment in China,three suggestions were proposed. Key words:cholesteric liquid crystal;flexible display;technology;industry;development
面对如此巨大 规 模 的 市 场,胆 甾 型 液 晶 要 解 决两大问题:
(1)如 何 在 同 电 泳 式 技 术 的 竞 争 中 胜 出 ,以 获 得更多的电子纸显示市场份额;
(2)如 何 推 动 胆 甾 型 液 晶 技 术 的 成 熟 发 展 ,提 升 产 品 性 能 ,开 发 更 多 类 型 的 新 产 品 ,以 差 异 化 竞 争路线获得终端市场的认同。
Overview of Technology and Industry for Cholesteric Liquid Crystal Display
ZHANG Tian-yi 1,XU Jun2* ,DONG Jia-yao2
(1.CCID Consulting Co.,Ltd,China Center for Information Industry Development, Beijing 100048,China,E-mail:zhangty@ccidconsulting.com;
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