超薄型でエネルギー効率の高い LCD は印刷メディアを変える可能性がある

• エンジニアは、厚さ 0.5 ミリメートルの光学的に書き換え可能な液晶ディスプレイを開発します。
• 製造コストが安く、従来の LCD よりも消費エネルギーがはるかに少ない
• このディスプレイの製造には、フレキシブル スペーサーとポリエーテルスルホン基板が使用されています。

最近、大手テクノロジー企業は、高解像度、広視野角、フレキシブル ディスプレイ システムの開発に驚異的な金額を投資しています。最近、香港と中国のオプトエレクトロニクス技術者が、厚さ0.5ミリメートルで丈夫なフレキシブルLCD（液晶ディスプレイ）の新バージョンを考案した。 この未来的なディスプレイは新聞のように使用でき、ニュースサイクルと同じくらいの速さで更新できます。

最良の点は、5 インチの画面を製造するのにわずか 5 ドルしかかからないことです。シンプルな設計と構造のため、製造コストが低くなります。電子書籍の紙の画面と同じように、テキストと画像を表示するためにのみエネルギーを消費します。テキストと画像がディスプレイ上にマッピングされると、デバイスはそれを維持するために追加の電力を必要としません。

彼らはどのようにしてそれを行ったのでしょうか?

光学的に書き換え可能な液晶ディスプレイ (ORWLCD) を構築するために、エンジニアは 3 つの主要な革新に取り組みました。

１．ディスプレイ

従来の LCD と同様に、ORWLCD には 2 枚のプレートの間に液晶が挟まれています。これらのプレートは、偏光ビームの存在下で位置/状態を復元し、ピクセルを切り替える特定の分子でコーティングされています。ただし、LCD では、プレート上の電流によって、個々のピクセルが暗から明に変化するのに十分な電界が生成されます。

これらの特別にコーティングされたプレートは、従来の電極の必要性を排除し、構造の体積を減らし、プレートの厚さとタイプの選択肢を増やします。

ORWLCD は従来の LCD よりも薄く (厚さ 0.5 mm 未満)、重量はわずか数グラムで、柔軟なプラスチックで製造できます。

２．スペーサー

スペーサーはガラスやプラスチックの板を分離するために使用されます。液晶の厚さを決定します。適切な応答時間、コントラスト比、視野角を維持するには、厚さを一定にすることが非常に重要です。

ただし、ディスプレイを曲げると、プレートが液晶を衝撃箇所から押しのけ、画面の一部が空白のままになります。したがって、フレキシブル LCD ではスペーサーの設計を改善する必要があります。幸いなことに、エンジニアはこれに対する完璧な解決策を見つけました。

接着スペーサーの系統図の上面図

画面をぶつけたり曲げたりした際に液晶が流れるのを防ぐために、スペーサーをメッシュ状にする必要があります。彼らは、粘着性スペーサーのマッシュを作成するスタンプを設計し、有限成分解析プログラムを使用してスペーサーの曲がりをシミュレートしました。

参考:応用物理レター |土井:10.1063/1.5021619

３．強化された演色性

フレキシブルブルーORWLCD | 張ら

この画期的な進歩が起こるまで、ORWLCD は 2 色を同時に表示できました。三原色を同時に表示できるようになりました。エンジニアは、赤、緑、青の光を反射する独自の液晶をディスプレイの後ろに配置することでこれを実現しました。

より具体的には、フレキシブルなコレステリック液晶の製造と、フレキシブルな光学的に書き換え可能な電子ペーパーを組み合わせた。光の強度を局所的に変調するために、一連の半透明ピクセルで構成されるマスクを使用して、機器上に反射色のパターンを形成しました。

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ただし、この機器を商用機器にするためには、ディスプレイの解像度をさらに向上させる必要があります。また、フルカラーと互換性を持たせるには、人間の目に見えるピクセルのサイズを小さくする必要があります。