柔性液晶薄膜
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
柔性液晶薄膜的實例教程
放棄使用玻璃：增加功能，減輕重量，提高舒適度
盡管玻璃基液晶盒已經存在了幾十年了，但在AR和VR設備開發中，它的重量和厚度一直為人詬病，這一點對于某些設計尤為明顯，這些產品的設計中，每個光學模塊通常都包括多個液晶盒。使用多個液晶盒的原因有兩個，第一是聚焦非偏振光，在這種應用中，設計人員通常會將兩個液晶盒以吸收軸正交的方式貼合在一起。第二是增加顯示的動態范圍，在這種應用中，設計人員通常需要將多個液晶盒堆疊在一起（以增加總的屈光度）。這些過程中，幾乎所有的增加重量都源自液晶單元的玻璃基板。
所以從這個角度出發，取消液晶盒中的玻璃基板將能夠帶來很大的好處。這其中就包括調節環境光和引入可調諧透鏡，這樣做與玻璃基液晶盒方案相比，基本不會增加成品重量。
制造工藝
直到最近，無玻璃型液晶盒光學器件的制造一直都具有非常大的挑戰性。與形成晶體管和其他必要薄膜組件所需工藝溫度兼容的非玻璃基板，其光學性能一般都不能和玻璃基板媲美。但是現在，隨著有機電子器件的發展，它為我們帶來了一種獨特的解決方案，它能夠提供一種光學效果非常理想的柔性基板。
針對于此，FlexEnable開發了一套完整的低溫制造工藝，用于在超薄柔性基板上生產液晶盒光學器件和有機薄膜晶體管（OTFT）。該制造過程是在重新調整用途的平板顯示器（FPD）生產線中進行的。由此制造出的柔性液晶盒光學元件可以進一步通過熱成型工藝，貼附到具有復雜雙軸曲率的光學表面上。這樣的柔性方案能夠在為AR和VR應用提供功能的同時，幾乎不增加額外的重量或厚度，實際上，一個典型的柔性液晶單元只有100μm厚。此外，在需要的情況下，這種方案還可以通過多層堆疊的方式提高屈光度和其他性能。
展開 此外，作者通過將200 nm厚的nMAG層層組裝，降低薄膜氣體逸散阻力，進而抑制氣囊的產生。所制備10 μm厚的石墨烯薄膜表現出了較低的折皺密度以及高的導熱系數(1581 W m?1 K?1)。研究成果以“Flexible Large?Area Graphene Films of 50–600 nm Thickness with High Carrier Mobility”為題發表于《Nano-Micro Letters》。 l 03圖文導讀 圖1. 超薄自支撐GO/PAN薄膜的制備。 圖2. 基于PAN原子氣體溢出通道。 圖3. nMAG的結構和柔性。 圖4. nMAG的電學性能和應用。 圖5. 由200 nm nMAG 組裝的10 μm mMAG的熱性能。 ★ 平臺聲明 部分素材源自網絡，版權歸原作者所有。分享目的僅為行業信息傳遞與交流，不代表本公眾號立場和證實其真實性與否。如有不適，請聯系我們及時處理。歡迎參與投稿分享！
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近日，中國山東大學與英國曼徹斯特大學的研究人員在柔性電子領域取得一項重要進展，他們開發出超高速的新型柔性納米晶體管。它由氧化物半導體制成，能以1GHz 的基準速度運行。
背景
傳統電子產品，往往會給我們一種“僵硬”的印象，它們無法經受彎曲、扭曲和拉伸。然而，新興的柔性電子產品卻彌補了傳統電子產品的這些不足。特別是對于可穿戴設備來說，柔性電子技術的發展大大改善了用戶的佩戴體驗，更加適應人體的自由運動。
之前，筆者曾介紹過許多柔性電子產品，例如：柔性電池、柔性液晶屏、柔性可穿戴傳感器、柔性的有機閃存、柔性超級電容、柔性微處理器、柔性觸控傳感器、柔性天線、柔性電子紙張等等。為了讓大家有一個更直觀的認識，下面通過圖片進行展示：
（圖片來源：加州大學圣地亞哥分校）
（圖片來源：日本東北大學）
（圖片來源：佛羅里達州立大學）
（圖片來源：KAIST）
（圖片來源：曼徹斯特大學）
（圖片來源：英屬哥倫比亞大學）
（圖片來源：Graphene Flagship）
（圖片來源： Mats Tiborn）
創新
近日，在柔性電子領域又出現一項重要研究進展。中國山東大學（ Shandong University）與英國曼徹斯特大學（University of Manchester ）的研究人員合作開發出一種新型超高速的柔性納米晶體管，也稱為“薄膜晶體管”（TFT）。它由氧化物半導體制成，能以1GHz 的基準速度運行。
技術
TFT 是一種通常應用于液晶顯示屏（LCD）中的晶體管。具有LCD顯示屏的大多數現代電子設備，例如智能手機、平板電腦和高清電視，都具有TFT。
TFT是如何工作的呢？
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近日，東華大學與香港科技大學的光電子工程師們制造出一種紙張般的液晶顯示屏（LCD），它不僅輕薄，而且具有柔性和韌性。
背景
液晶顯示屏（ Liquid Crystal Display ），也稱LCD，是一種常用于電視機、計算機、智能手機等消費電子產品的屏幕顯示設備。
下圖所示：卡西歐電子表上液晶顯示屏。
（圖片來源：維基百科）
說起液晶顯示屏，我們首先應該了解一下液晶是什么？液晶是在1888年，由奧地利植物學家萊尼茨爾（Reinitzer）發現的，是一種介于固體與液體之間，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，液晶分子會做規則旋轉90度排列，產生透光度的差別，這樣就會在電源開關下產生明暗差別，依此原理控制每個像素，便可構成所需圖像。
液晶顯示屏的構造是在兩片平行的玻璃基板之間放置液晶盒，下基板玻璃上設置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否，從而達到顯示的目的。
如今，電子產品的發展呈現出小型化、輕薄化、柔性化、低成本的趨勢（筆者介紹過許多體現這一趨勢的創新研究案例）。液晶顯示屏也不例外，16年年底時，筆者曾介紹過日本東北大學開發的超級柔性液晶顯示屏。這種柔性液晶顯示屏具有大面積、高分辨率、高穩定性等優點，可以應用于移動信息終端、可穿戴設備和大型電子標牌等場景中。
（圖片來源：日本東北大學）
創新
今天要介紹的液晶顯示屏的創新研究成果，又一次體現了小型化、輕薄化、柔性化、低成本的創新趨勢。
近日，東華大學與香港科技大學的光電子工程師們制造出一種紙張般的液晶顯示屏（LCD），它不僅輕薄，而且具有柔性和韌性。有了這項技術，日報的內容可上傳到柔性顯示器上，如同新聞直播一樣快速更新。
展開 02
成果掠影
近期，中國科學院大連物理化學研究所史全教授在開發具有柔性的熱管理相變材料取得新的成果。該團隊開發了一種具有高轉變焓的柔性自愈相變膜，該相變膜具有較高的儲能密度、良好的柔韌性和自愈能力。實驗結果表明在98.7℃的相變溫度下，相變膜具有優異的彈性，相變焓高達191.5 J/g。值得注意的是，由于氫鍵的可逆性，柔性相變膜具有良好的自修復能力，其自修復效率高達91.1%。此外，還將相變膜附著在加熱平臺表面，以評估其在熱管理方面的潛力。該柔性自愈相變膜在不同升溫速率下均能保持高效的熱管理能力，具有發展先進熱管理技術的巨大潛力。研究成果以“Flexible self-healing phase change film with high transition enthalpy for thermal management ”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
03
圖文導讀
圖1.PVP/PVA/Ery相變膜的制備方案。
圖2.材料的XRD結構示意圖。
圖3.相變薄膜材料的防漏實驗。
圖4.相變薄膜的自愈合過程。
圖5.相變膜光學圖片以及材料的TGA/DSC曲線。
圖6.熱管理性能應用示意圖。
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來源 | Ceramics International
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來源 | Chemical Engineering Journal
原文 | https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142650
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CINNO Research
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