那些材料、工艺等技术性问题对工业设计比较重要!.doc

资源描述

那些材料、工艺等技术性问题对工业设计比较重要！关于丝网印刷　１，原理　　印刷用的版，有凸版，平版，凹版，孔版的４种的形式。丝网版跟腾写版一样，使用孔版。　　丝网版使用，由聚酯等的纤维纺的纱。把这纱绷在框上固定，在沙上边作版膜，然后塞没有必要的网目，就作好丝网版。把印刷油墨放在框里,用刮刀揩动油墨,油墨通过没赛的网目,转移被印刷物上。　２．历史　　丝网印刷的根源，被认为日本的友禅的纸型的印染。这流传欧美后,在美国被改良而发达。第二次世界大战后，从美国带进来日本。而且，为了 1945年以后的制版艺术的发达，可能精密的画像的丝网印刷，用途加广大。　　敝公司从1957年的创立之后独自研究开发丝网油墨,不绝出售纸用,塑料用金属用,布用等许多材料用的油墨。以后，也不断的研究，1970年代时成功水性油墨和ＵＶ油墨的实用化。最近，不污染环境的ＵＶ油墨的需要量增加很大。　３，特长　　丝网印刷比较别的印刷方式有如下的长处和短处。〈长处〉 ① 能在许多种类的材料上印刷。 ② 可能许多形状，尺寸的材料上印刷。 ③ 可能使用许多种类的油墨。 ④ 可能厚膜印刷。（一般的版可能10～30μｍ的厚膜印刷、使用特别的版100μｍ以上的印刷也可能） ⑤ 因为可能厚膜印刷,发色鲜明,隐蔽优秀,耐光性也佳。 ⑥ 印刷压低，能在容易破坏的材料上印刷。 ⑦ 因版柔软，不光纸，布等软的材料，而能在玻璃，金属等的硬的材料上也能印刷。 ⑧ 版便宜,小量印刷时有利。〈短处〉 ① 版的耐刷力，印刷速度，生产成本比较别的印刷方式劣。 ② 再现性，精密性比较有一点劣。　４，用途　　丝网印刷，于别的印刷方式困难的被印刷材料，在许多产业制品利用。 ① 商业关系招贴，招牌，ＰＯＰ，显示，标签，标识，旗等 ② 生活用品玩具，文具，手提抱，Ｔ劃廟，化妆品容器，厕所用品用瓶，各种包装，木工品，被子纸，玻璃，陶磁器等。 ③ 工业产品汽车的仪器类，ＣＤ，电机的部件，触摸开闭，液晶展览，自动贩卖机，携带电话，电子游机，名牌，印刷线路，厚膜ＩＣ等丝网印刷的检验：虽然我们做设计的不可能去操作，但了解整个的操作过程很有必要，下面是操作规范的介绍，当出现问题时可以从中检验：丝网印刷被用各种各样的材料上印刷，被要求的性能也及予许多方面。当印刷的时候，请注意如下的事项。１，印刷的材料是什么。因为塑料材料有许多种类，请先确认材料的性质。判明材料后，请参考、［材料与油墨］选择油墨。　２，印刷的材料的表面状态 ①於成形品，注意有没有油脂类，或离型剂等的附着。 ②於软质聚乙烯［PVC］，注意有没有可塑剂，安定剂等渗出表面上。 ③注意表面有没有涂饰（最重要的是涂饰的烘焙温度） ④在PP，PE等聚脂类塑料上印刷时候，注意材料的表面处理是充分不充分。 3，油墨的附着性油墨的附着性不好的时候，用酒精擦表面后，再进行印刷，检查油墨的附着性。敝公司指定的印刷条件下进行试验印刷后，附着性还不好的时候，请考打改变油墨，或处理材料的表面。 4，印刷材料的后加工印刷有用原状态的情况和必要二次加工的情况。被后加工时，请确认油墨膜能不能到耐加工。 ①打拔加工，弯曲加工，压花加工 ②真空加工，热绞曲加工 ③焊机加工 ④重叠加工，涂表加工 ⑤转印,成型转印,嵌入加工 5，印刷材料的最后用途选择油墨时，请考打各种油墨的品质，性能和印刷物用途的适应性。 ① 安全标准：关于食品的包装材和玩具关系，请遵守安全标准。食品包装材－－－按照印刷油墨工业会的NL规定的样品。玩具类－－－已在玩具安全标准（ST标准）登记的油墨。 ② 耐光性屋里或屋外。对在屋外使用的印刷材料最重要的问题是耐光性。耐光性因油墨的系列和颜色而异、所以请用[耐光性一览表]确认各种油墨的耐光性。而且，一般调色的油墨的耐光性比原色的油墨低。特别烟色和谈色大幅度的的低降。请注意。 ③ 耐化学药品印刷材料是紧急时接触酒精类，石油类，油脂类，酸以及碱类等，化学药品。或，作为这样药品的容器（耐内容性）有种油墨耐酒精性紧急弱。特别金属系列的颜料对酸以及碱类也很弱，容易变色。 ④ 耐环境性印刷材料时放在加热状态，冷却状态，或加湿状态。（耐热性，耐寒性，耐热循环性，耐湿性） ⑤ 耐摩擦性印刷材料时紧急时被手擦着。（开闭等） 1.pom的相关特性和用途： POM （聚甲醛）具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。 POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。我（rdc012）在补充一点： POM 聚甲醛塑钢属于工程塑料抗拉强度，冲击韧性.刚性.疲劳强度，抗蠕变性能很高，尺寸稳定性好，吸水性小，摩擦系数小，具优良的耐摩擦磨损性能，在高温和水中仍有很大的刚性，耐化学腐蚀，性能同于PA，但价格较低，耐反复扭曲，有突出的回弹能力。成型比尼龙困难，加热易分解。合适的塑件产品：可替代大部分的有色金属，用于各种齿轮，涡轮，齿条，凸轮，轴承，泵叶轮，汽车，仪表，机床等其它：收缩率 2-3.5% 48小时内还会收缩1%。合适壁厚：1.5-2.5mm 乳白色　　　溢边值0.04mm。 2.焊接方法：手机上有很多要用到焊接工艺。焊接方法也有很多种，超声波焊接是最常用的，还有2. 振動焊接、旋轉焊接、熱板焊接、感應焊接、接觸(電阻)焊熱氣焊接、擠出焊接。对手机等塑胶件的外观测试方法（我所知道的）： •硬度测试　　(Hardness Test) •黏着力测试　(Adhesion Test) •耐磨测试　　(Abrasion Test) •抗化学测试　(Chemical Resistance Test) •抗ＵＶ测试　(UV Test) 硬度测试负　　荷：１Ｋｇｆ作用角度：４５° 使用器具：Mitsubishi 2H铅笔合格标准：没有刮痕黏着力测试 • 非破坏性测试测试方法：使用3M#595胶带5cm长度贴于表面后急拉合格标准：表面涂料成coating层不能被拉起 • 破坏性测试测试方法：以刀片在表面划出方格(热固性1mm*1mm,热塑性2mm*2mm)，再用3M#595胶带贴上后急拉合格标准：可容许在方格中15%以下的涂料或coating层被移除耐磨测试测试方法：RCA测试机台，使用11/16“宽的带状白纸，每分钟17cycles 荷　　重：175g 合格标准：不见磨痕抗化学测试测试方法：酸性测试–55°C，曝露时间24,48,72小时碱性测试–60°C，曝露时间24,48,72小时合格标准：表面经测试后无任何改变抗ＵＶ测试测试方法：在60°C，200小时的UV光照射(波长313nm) 合格标准：表面经测试后无任何改变对于测试的方法和工具，在不同的单位，给不同的客户的情况下会有所不同，但是其原理都是差不多的！请大家知悉，不要一味的认为上面就是标准。由于我们在平常的设计中遇到塑料材料比较多，因此，我收集了一些按照分类来说是工程塑料和通用塑料的常用品种（希望对大家有所帮助，也希望大家能来充实我们的主题）：通用塑料：只可作为一般非结构材料使用，产量大，价格相对低廉。但也有将一般通用塑料改性，如加入稳定剂，玻纤等加强应用性能虽有改善，但远不及工程塑料的优良。(PE EVA PP PVC PS-HI PS-GP ABS ACRYLIC SAN等)。工程塑料：可以作为结构材料，具有优异的综合性能(包括机械，电性能，耐热性能，耐化学性能，尺寸稳定性能，加工性能高)并可在较宽阔的温度范围和较长时间良好的保持这些性能，并能在承受机械应力和较为苛刻的化学，物理环境中长期使用。工程塑料的产量较少，价格较高。 (NORYL PC POM PPO PBT PET LCP NYLON等) 工程塑料一般价格比较高，在小产品的设计中一般用的比较的少，大多数产品还是运用ABS、PC等通用塑料。常用的模型材料： ● PP 聚丙烯——产量最大的塑料 ○ 比PE更轻，硬，透明，耐热； ○ 纤维面料叫“丙纶” ○ 做各种容器、热水瓶壳、饮料包装、玩具等。PP做的杯子比PE硬，耐热（100度不变形），但不如PE光滑； ○ 机械强度可与尼龙相比，做汽车水箱、车门等零部件；用玻璃纤维增强做汽车保险杠； ○ 做透明包扎绳、包扎带、编织带，用于编织草帽、拖鞋、地毯、门帘等； ○ 做文具盒、仪器盒铰链（耐弯曲疲劳性很好）； ○ 做耐酸、碱管道（耐酸、碱性很好）。缺点：透气性比PE好，不宜作食品及化妆品包装。 ● PS 聚苯乙烯——最铿锵有声的塑料 ○ 无色透明。在塑料中，除了有机玻璃外，透明性能要算聚苯乙烯最好，比普通玻璃透光性好。价格比有机玻璃便宜很多。耐火性不如有机玻璃； ○ 绝缘性能好，尤其是高频特性，做雷达的绝缘材料； ○ 做仪表外壳、灯罩、透明模型、玩具（特别易于加工成型，易于着鲜艳色彩）； ○ 改变为ABS 缺点：脆性大，耐热性差。 ● PVC 聚氯乙烯——最多才多艺的塑料 ○ 硬质PVC：脸盆、梳子、帮热水瓶壳、塑料桶、搓衣板、耐酸泵以及各种管材、板材、水管、塑料地板和天花板； ○软质PVC：如塑料窗帘、台布、塑料雨衣、塑料腰带、塑料手提包、塑料鞋底及泡沫塑料凉鞋、拖鞋等； ○透明PVC ：印刷用覆膜、包装用塑料袋、农用塑料薄膜（透气性小，保温性好，能透紫外线）；塑料吹气玩具； ○不透明PVC：如塑料洗衣板、塑料管子； ○ 各种颜色鲜艳的塑料制品，如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花（着色性好）； ○ 电线被覆盖（绝缘，耐老化）； ○ 人造革（比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块，但不透气，低温变硬）；做成手提袋、钱包、雨衣等。 ● PE 聚乙烯——最简单的塑料 ○ 白色蜡状，摸上去像石蜡： ○ 做各种容器，如水壶、饭盒等餐具和厨房用品（无色无味无毒）；玩具（易于成型，耐击）； ○ 各种糖果、糕点等食品包装，化妆品药品容器； ○ 童车、摩托车的挡风盖，汽车挡泥板（易于成型、轻）；海底电缆（耐腐蚀、绝缘，不水）。缺点：吸收紫外线易变色、脆化、裂纹。 ● PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）——最透明的塑料 ○ 透光度93%，大于玻璃91%，重量仅为玻璃的一半。耐火性好。做车窗玻璃和镜片； ○ 易于成型、加工（钻孔、弯曲和机械加工）； ○ 强度高，耐冲击性好。做透明篮球板； ○ 做隐形眼镜、假牙、人工角膜； ○ 做玻璃装饰品等。缺点： ○ 价格贵 ○ 表面硬度不够，容易擦毛，如手表经摩擦，会变得模糊。不过，如果用湿纱布蘸了牙膏轻轻地磨，可磨得重新透明； ○ 有机玻璃的耐热性较差，使用要注意防热，温度不可超过100℃，不能用沸水洗涤。 ● PF 酚醛树脂（电木）——最古老的塑料（1872年生产） ○ 热固性，价廉，易加工成型； ○ 耐热，耐腐蚀，耐高压、绝缘，广泛用于电气工业，如插座、开关、灯头等； ○ 颜色暗，无法着鲜艳色彩； ○ 以纸、布、玻璃为基材可以做绝缘板、无声齿轮、耐高热材料； ○ 泡沫 PF 可做隔音、隔热和抗震包装材料。缺点： ○ 不能做食具（会部分溶于醋酸）。紫外线）；塑料吹气玩具； ○ 不透明PVC：如塑料洗衣板、塑料管子； ○ 各种颜色鲜艳的塑料制品，如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花（着色性好）； ○ 电线被覆盖（绝缘，耐老化）； ○ 人造革（比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块，但不透气，低温变硬）；做成手提袋、钱包、雨衣等。塑料电镀塑料电镀的特点塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后，可防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀，其中尤以ABS塑料电镀应用最广，电镀效果最好。塑料的工艺过程塑料制件电镀的主要工艺流程见图10－1。塑料制件---机械粗化---化学除油---化学粗化敏化处理---活化处理---还原处理---化学镍---电镀---成　　品图10－1　塑料电镀的主要工艺流程 1、化学除油防止塑料变形、溶解，应考虑除油液对塑料的适应性。当用碱性除油液时，应注意使用温度，以防变形；用有机溶剂除油时，应注意其是否有溶解塑料的现象。 2、粗化为提高结合强度，就得尽可能地增加镀层和基体间的接触面积。粗化的方法有机械粗化法和化学粗化方法两种。机械粗化如喷砂、滚磨、用砂纸打磨等。化学粗化可以迅速地使工件表面微观粗糙，粗化层均匀、细致、不影响工件的外观。 3、敏化处理工业上常用的敏化剂为氯化亚锡或三氯化钛的水溶液。 4、活化处理　　所谓活化处理，就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶剂中。一般是浸入贵金属盐类水溶液，于是贵金属离子就被还原剂还原为贵金属，从而在制件表面上形成贵金属膜。这层贵金属可以起到活性催化的作用，帮也称催化膜，它可以加速化学镀的还原反应。实践证明，银、钯等贵金属都具有这种催化能力。 5、还原反应　　经过活化处理的塑料制件，用水清洗后，就可以进行化学镀。塑料制件进行化学镀以前，先在一定浓度的化学镀所用的还原剂溶液中浸一下，把未被水洗掉的活化剂还原，这就是还原处理。化学镀铜时，可先用次磷酸钠溶液进行还原处理。 6、化学镀　　到目前为止，已有很多重金属可以通过化学镀铜的方法从水溶液中沉积出来。从经济角度来看，化学镀铜成本最低，因此被广泛采用。化学镀铜层外观呈铜红色，不能作为装饰和防护层，通常用作非金属、印刷电路板孔金属化等电镀加厚镀层的导电层。化学镀铜只能给塑料制件镀上一层导电源，镀层很薄。要想继续加厚其他镀层时，要先用电镀铜将化学镀铜层加厚。电镀铜时，可以使用酸性镀铜，也可以使用碱性镀铜。塑料制件经过电镀铜以后，就可以根据需要继续电镀其他金属镀层。金属喷镀的原理金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化，并喷射到基体材料上，这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧――乙炔焰，但有时也使用其他气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时，金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。另一种喷枪利用粉末状材料通过火焰喷射出来。这种方法的优点是不仅能喷镀金属，而且也能喷镀金属陶瓷复合材料、氧化物和硬质合金。表面准备因为由金属喷镀所获得的镀覆材料与基体材料之间的结合是纯粹的机械结合，因此，基体材料必须进行适当的准备。以便能获得良好的机械结合。无论采用何种表面准备方法，基体表面都必须清洁而无油污。最常用的表面准备方法是喷砂处理。为此，砂粒足够锋利以产生真正粗糙的表面，对于能在车床上回转的圆柱表面，有效的方法是车出非常粗的螺纹，然后用滚压刀轻轻滚压牙顶。一种可用于平面的改进方法是用圆的切槽刀切出一系列平行槽，然后用滚花刀夺各槽之间的棱面。如果镀覆表面还要加工，则基体表面应该用粗加工或切槽来准备，以便得到最好的准备。金属喷镀的应用金属喷镀在产品设计中有许多重要的用途。如将锌和铝喷镀到钢铁表面上可以得到保护性涂层，以获得耐腐蚀性。因为金属喷镀能将金属喷镀到几乎任何一种金属或非金属表面上，它就提供了一种在不良导体或非导体表面镀覆一层导电表面的简单方法，为此，常常将铜或银喷镀到玻璃或塑料上。由于喷镀的金属可以用各种不同的方式进行处理，例如抛光、刷光、或保留喷镀状态，因此，喷镀金属可在产品及建筑行业中作为装饰手段。涂料在产品设计中的应用人们生活圈周围的极大多数物品都是带有色彩的，我们的生活中的物质产品、精神产品均脱离不了色彩的调节。涂料是实现色彩调节和给物品着色的最为合适的媒介和材料之一。从设计这一角度来看，产品设计的意图就是依据于产品的功能与形态之间的关系进行的，而形态与功能的协同统一，是离不开应用涂料的。 1、不透明涂饰当产品的材质为金属或塑料时，因金属或塑料容易出现锈蚀或老化，因此这类产品必须用涂料涂饰而加以保护。又因为金属或塑料的表面质感和色调单一，一般对它们均采用遮盖基体的不透明涂料（色漆或磁漆）进行不透明涂饰，此即将制件表面单一的质感和色调掩盖住，而使产品呈现出涂料所具有的色彩。在不透明涂饰中把材料的色彩掩盖住，而使产品呈现出涂料所具有的色彩。在不透明涂饰中涂料的色彩作用显得极为重要的，例如，近年来产品设计的形态趋向于简洁化，由此则应特别注意避免涂饰上的单调性，而应充分运用色彩、光泽与表面质感的协调及统一，使产品的外观首先能给人们一种新颖和美好的感觉。 2、透明涂饰由于多种木材的表面都具有自然而优美的纹理，因此对木制品的涂饰与金属或塑料制品的涂饰是不同的，即对木制品一般是采用透明涂饰，这既可保护木制品不受腐蚀，不受脏污，又能显示出木制品表面纹理的自然美。为了强化木料纹理的美感，或使得一般木料显出具有贵重木料的自然色泽，可用染料或颜料给木制品表面着色，然后再涂饰清漆，也可在木制品表面经过砂粒磨光和去毛刺之后，直接涂饰相应色泽的透明漆。对于表面纹理不够优美清晰的木制品，或木制品上用料不一致而使其表面纹理不协调时也可以应用不透明涂饰，或者可采用仿木纹涂饰。 3、有光和无光涂饰对于不同产品其涂饰的光泽度的要求是不同的，例如对于汽车、摩托车及自行车等产品，涂饰时要求漆膜具有较高的光泽度。而对于仪器、仪表及计算机等产品，涂饰时则要求漆膜是半光或无光的。有光涂饰和无光涂饰主要取决于采用何种涂料。有光涂饰是应用各种有光磁漆，必要时还应罩以清漆。有光、半光或无光磁漆之间的差别主要是在于漆中体质颜料的含量不同，漆中的体质颜料含量低，则漆膜的光泽度高；漆中的体质颜料含量高，则漆膜的光泽度低。 5、肌理涂饰为使产品表面呈现出不同的材质感，可采用肌理涂饰。例如采用锤纹漆或皱纹漆涂饰后，可使产品表面呈现出锤纹或皱纹肌理；若采用金属闪光漆或桔纺漆涂饰后，则可使产品表面呈现出金属材质感或桔纹状肌理。在汽车金属表面的喷涂流程：除油--表校--磷化--电泳--挤胶--打磨--喷漆几个大的过程！除油：一般汽车表皮冲压出来以后带有非常多的油，冲压需要！这对喷漆有很大的影响，所以一般都需要进行除油处理，这里面包括喷淋、脱脂和浸洗三个过程，如果需要还可以把流程进行重复！喷淋使用的是高压喷枪，对车的内外都要进行冲洗的。脱脂一般在水池里面浸泡进行，使用的溶剂不是很清楚，还请大家补充！浸洗一般要通过水池和高压水枪，用纯净水。表校：主要是使用溶剂对表面坚信处理，为以后的工序做基础。磷化：使用含有磷的溶剂对表面进行处理，可以形成一层保护膜。通常这个过程是和后面的电泳结合起来的，磷化以后也要经过浸洗和喷淋的过程。电泳：通过磷化后的车，在电泳池里面通过正负极电流的作用，在车身表面形成致密保护膜，同时加大了金属表面的粗糙程度，是喷漆是可以是漆面形成的更加牢固！之后依然进行浸洗、喷淋等过程，一般会重复！进入底漆炉，进行烘干。烘干后的车先要涂抹密封胶然后进行检测，进行必要的打沥子（添补小坑）或者打磨（突出毛刺），擦干净以后就可以喷漆! 喷漆之后需要经过挥发，烘干和强冷过程。一般烘干炉的温度在700度左右，强冷也是在100度左右的环境里面进行的！最后通过检测完成整个涂装流程！注意：这里介绍的是两层漆（底漆--通过化学反应形成，面漆--就是喷涂形成的漆面）的涂装流程，对于三层漆（一般轿车多为三层漆，可以形成更为光滑的表面）的涂装流程我不了解，也请大家补充！这里的两层漆流程形成的漆面的反光率可以达到95% 最后是对FILM材料的选用问题： •PC – 最佳的底材 •PMMA - 较易脆裂、但透明度较高•Polyester - 成形性及硬度均佳 •Formable PET – Further development 手机材料一般是PC+ABS,有的也有纯PC, 按键上的字一般是镭雕，（先表面喷涂，再把字雕刻出来，）但这张图片上面好象就是普通的透明按键背面丝印。至于这种凹槽是模具上的结构，上下拔模的时候一次性就做出来喽。还有屏幕吧，材料一般是PC喽。 pc+abs指的是怎么加？ PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物注塑模工艺条件: 干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90~110C，2~4小时。熔化温度： 230~300C。模具温度：50~100C。注射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。化学和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。透明镜片嘛，PC或PMMA（压克力）都可以，不过相对来说，在手机折叠机中，内镜片一般用PMMA，如果对镜片加工工艺要求精细(或复杂)的话一般也用PMMA. 至于表面镜片嘛二者均可只是相对来说，PMMA成本更贵。再说一个关于OLED有机发光二极管的平板显示器行业正在酝酿着一场变革，这场变革是由一种称为有机发光二极管(OLED)的新型固体材料所推动,这种有机材料以薄膜形式实现，厚度不超过纸张上墨水的厚度。OLED的独特性能是当有电流通过时就会发光，光的颜色取决于有机分子的结构，不同的分子结构可以分别产生红光、绿光或蓝光，从而得到全彩显示所需的RGB像素。因此，可以把薄膜材料沉积在一块玻璃基板上，然后加以封装来得到一个全彩平板显示器。这种显示技术比LCD所用的元件少很多，因为LCD显示器必须使用背光、彩色滤光器、偏光器、对准层(alignment layer)、单元衬垫(cell spacer)等。由于OLED显示不需要背光，所以它的厚度和重量可以比LCD小一半以上，这对于像手机、PDA这类便携产品而言是一个很大的优点。 OLED的一个关键特性是它自身发光，而不像LCD那样靠反射或传导发光，这意味着OLED显示器可产生比LCD更为生动和更令人满意的图像，实现更高的亮度、对比度、色彩饱和度以及180度视角。此外，OLED可以在几个微秒中完成通断，而LCD像素通断时间为若干毫秒。因此，对于像电视这类完全运动的视频应用而言，OLED显示器是一种理想的选择，因为它不会产生重影问题，而LCD电视在显示快速运动图像时会产生这类问题。目前，OLED类技术已经在很多小尺寸产品上得到应用，如手机、手持游戏机，甚至剃刀。OLED与传统的LCD技术相比有它固有的优点，包括视角更宽、响应时间更快、更坚固且重量更轻。然而，有机物质对湿气和氧气的敏感性限制了其广泛应用，如果保护不当将会很快损坏OLED显示器。保护OLED显示器的传统方法由于OLED元件固态层极薄，有一些物质是化学活性材料，暴露在水或氧气中会立刻氧化，产生黑点从而损坏显示器。因此，OLED材料对湿气和氧气极为敏感，比LCD敏感一万倍以上。为保护OLED材料，显示器制造商目前使用玻璃作为基板材料(与LCD相同)，然后粘合一个金属外壳或玻璃盖在OLED显示器的背面，用以防水和氧气。但这样做还不够，因为仍然会有极少量的湿气渗透粘胶进入显示器，从而产生黑点。因此，制造商在玻璃基板和金属外壳或玻璃盖之间放置一种称为吸潮剂的不透明粉末，用来吸收渗过胶缝的湿气。这种方法虽然有效但很笨拙，并且成本很高，对于手机显示器而言，玻璃盖、胶和吸潮剂加起来的成本约为1.2美元，这使得显示器在不计电子元件的情况下成本约3美元。然而显示器制造商的利润本来就很薄，因此必须找到一种低成本的固态薄膜封装技术来替代机械封装。如果OLED还是采用这些机械部件来封装，它们在价位上很难与LCD竞争。板从OLED沉积工具中取出并添加Barix隔离层。在Barix封装完成后，成品OLED可以在大气环境中进行其余的显示器装配工作。图2为将Barix封装应用到OLED显示器的示意图。由于不再使用金属外壳、玻璃盖、粘胶和去潮剂，Barix封装为OLED制造商带来了以下三个重要的优点： 1. 显示器的重量和厚度减半。这对于移动设备设计者来说十分重要，例如，有很多新型带数码相机的手机在机身上采用了一个小的显示器用作取景器，在一个翻盖手机中，该显示器与主显示器背靠背安装。如果两个显示器都是带背光的LCD，结果将使手机体积变得很大，而使用OLED就不存在背光问题，总厚度可以减少一半，而如果近一步用Barix封装来替代机械封装，每个显示器就像一块玻璃，这样就能制造出一个极薄的手机； 2. 用薄膜湿气隔离层来替代机械封装件，大大降低了成本； 3. 机械密封的OLED显示器需用一条3毫米宽的粘胶带，这在显示器上会形成一个死角。对于小型的移动设备而言是一个很大的缺陷，而使用Barix封装的OLED显示器只有一个小于1毫米宽的边缘，给设计工程师带来了极大的设计灵活性。图3为飞利浦公司制造的一个OLED移动设备显示器的原型，从图中可以注意到整个显示器仅仅是一块玻璃。背面的Barix 涂敷层很薄，根本就看不见。隔离薄膜层可延长OLED电视寿命除了极薄并能防渗水外，Barix 涂敷层对可见光是透明的，这意味着OLED显示器制造商完全可以避免生产底部发光的显示器，因为底部发光显示器的光通路有一部分被基板上的TFT硅晶体管所阻挡，降低了显示效率和分辨率。如果用透明薄膜封装来替代金属外壳、玻璃盖和吸潮剂等机械封装，可将显示器设计成所有的光从顶部射出，将有效地提高电源效率，并实现更高的分辨率。这不仅提高了效率还可延长OLED的使用寿命。目前，限制OLED显示器大量应用的因素除了湿气和氧气的损坏外，还有发光物质的寿命问题，特别是蓝色发光材料的寿命。与LCD采用电压驱动不同的是，OLED是采用电流驱动，流过发光物质的电流总量对OLED寿命有很大影响。相比于光线部分被挡的低效率底部发光显示器，效率更高的顶部发光显示器只需要较小的电流，故而具有更长的寿命。目前，一些重要的显示器制造商正在积极地开发OLED电视，包括索尼、东芝-松下显示器公司、Samsung SDI、Chi Mei/IDTech和 SK显示器公司以及三洋-柯达合资公司。为了满足性能和显示寿命的要求，OLED 电视必须是顶部发光的。因此，满足OLED要求的薄膜湿气隔离层是使OLED 电视得以实现的关键技术。柔性显示技术带来的突破性应用一直以来，平板显示制造商都梦想有一天能不用玻璃基板,而将显示器做在柔性塑料膜上。是什么因素阻止了该类产品的发展呢？答案非常简单：渗透性，水渗入塑料膜从而毁坏显示器。例如，聚酯(PET)膜每平方米每天会渗过大约10克水，如果在PET上增加一般的商用湿气隔离层，渗透率会减少到大约每平方米每天0.1克，改进了不到100倍。这作为食品包装而言是足够的，但如果要制造一个塑料LCD，则必须将渗透率降到0.01以下，而目前还没有这么低渗透率的商用湿气隔离膜。而对于OLED显示器而言，湿气隔离的要求更高，其指标要求比任何工业用塑料湿气隔离膜高一万倍，Barix技术可以满足这种应用要求。通过真空逐卷生产工艺，Vitex将Barix涂覆加到成卷的PET膜上，形成了Flexible Glass隔离基板。就像使用Barix封装一样，Flexible Glass的渗透率大约相当于一张玻璃的效果。Vitex公司目前正提供成卷的Flexible Glass 给很多OLED显示器制造商，这些显示器制造商正在了解如何在塑料基底上实现柔性OLED显示器的生产。例如，Vitex与杜邦显示器公司有一个合作开发协议，杜邦公司正努力把第一台塑料OLED显示器投放市场。最近，Universal Display公司(UDC)在Intertech 2003上展示了一个“Barix enabled”柔性显示器，该显示器使用了Flexible Glass 膜基板，即为UDC的OLED技术加上Barix封装技术。塑料OLED显示器进入市场后将带来很多变革性的应用，这些应用在以前看来是不可思议的，包括： 1.一个全彩色OLED显示器就像一块架空的彩色玻璃，既轻又薄； 2. 显示器在关机时是透明的； 3. 平板显示器不再要求一定要平，可以与一个曲面贴合，如与汽车仪表盘； 4. 显示器掉到地下时不会摔碎； 5. 将显示器制作在衣服上； 6. 可以把一个显示器像窗帘一样卷起来。显然，这种技术真正商用后将带来很多富有创意的应用和产品。当Vitex的薄膜防潮技术投入使用后，将使平板显示器工业能生产出低成本、塑料的柔性OLED显示器，这些显示器的应用前景将无可限量。 LCD原理大剖析 ZDNET China 03/01/2002 LCD （ Liquid Crystal Display）对于许多的用户而言可能是一个比较新鲜的名词，不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想象 --在 1888 年，一位奥地利的植物学家 F. Renitzer便发现了液晶特殊的物理特性。在 85年之后，这一发现才产生了商业价值， 1973 年日本的夏普公司首次将它运用于制作电子计算器的数字显示。现在， LCD是笔记型计算机和掌上计算机的主要显示设备，在投影机中，它也扮演着非常重要的角色，而且它开始逐渐渗入到桌面显示器市场中。为什么叫液晶？液晶得名于其物理特性：它的分子晶体，不过以液态存在而非固态。大多数液晶都属于有机复合物。被动矩阵液晶显示技术高信息密度显示技术中首先商品化的是「被动矩阵显示技术」。它得名于控制液晶单元的开和关的简单设计。主动矩阵LCD及其弱势主动矩阵 LCD的上下表层也纵横有序排列着用铟锡氧化物做成的透明电极。所不同的是在每个单元中都加入了很小的晶体管，由晶体管来控制电流的开和关。传统工艺流程 LCD 的面板最早使用非常薄的玻璃制造。大约只有 1.1-0.4毫米厚，由于玻璃生产中，设备不同会造成玻璃厚度不同。所以，显示器只能在一套模具中制造。你不能不知道的LCD 被动矩阵液晶显示技术视角及反应速度耗电量为什么叫液晶？主动矩阵LCD及其弱势显示色彩传统工艺流程为什么叫液晶？ ZDNET China 2002/01/03 液晶得名于其物理特性：它的分子晶体，不过以液态存在而非固态。大多数液晶都属于有机复合物。这些晶体分子的液体特性使得它具有两种非常有用的特点：如果你让电流通过液晶层，这些分子将会以电流的流向方向进行排列，如果没有电流，它们将会彼此平行排列。如果你提供了带有细小沟槽的外层，将液晶倒入后，液晶分子会顺着槽排列，并且内层与外层以同样的方式进行排列。液晶的第三个特性是很神奇的：液晶层能够使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器，这就意味着它能够过滤掉除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外，如果液晶层发生了扭转，光线将会随之扭转，以不同的方向从另外一个面中射出。液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关 - 即可以阻碍光线，也可以允许光线通过。液晶单元的底层是由细小的脊构成的，这些脊的作用是让分子呈平行排列。上表面也是如此，在这两侧之间的分子平行排列，不过当上下两个表面之间呈一定的角度时，液晶成了随着两个不同方向的表面进行排列，就会发生扭曲。结果便是这个扭曲了的螺旋层使通过的光线也发生扭曲。如果电流通过液晶，所有的分子将会按照电流的方向进行排列，这样就会消除光线的扭转。如果将一个偏振滤光器放置在液晶层的上表面，扭转的光线通过了，而没有发生扭转的光线将被阻碍。因此可以通过电流的通断改变 LCD 中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。也有某些设计了省电的需要，有电流时，光线不能通过，没有电流时，光线通过。液晶可以阻碍（左）也可以允许（右）光线通过显示技术由于不同的应用目的而分成不同的类型。有的是成了静态显示，比如道路标志和显示牌，它们的显示信息是不变的。平面显示技术则被用于传递发生变化的显示信息，所以显示信息量的大小就决定了所采用的显示技术类型。对于便携式的计算器等设备而言，由于所传递的信息量相对较低，被称为「低信息密度」显示技术；对于计算机显示器而言，由于传递的信息量大，则相应被称为「高信息密度」显示技术。被动矩阵液晶显示技术 ZDNET China 2002/01/03 高信息密度显示技术中首先商品化的是「被动矩阵显示技术」。它得名于控制液晶单元的开和关的简单设计。被动矩阵液晶显示的驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，单独的液晶单元夹在彼此垂直的电极中间。因此，任何一组电极的驱动就会在特定的单元中引起电流通过。被动矩阵显示画面的原理就是输入的信号依次去驱动每一排的电极，于是当某一排被选定的时候，列向上的电极将被触发打开位于排和列交叉上的那些像素。这种方法比较简单，而且对液晶屏幕的成本增加也不多。不过它也有缺点，如果有太大的电流通过某个单元，附近的单元都会受到影响，引起虚影。如果电流太小，单元的开和关就会变得迟缓，降低对比度和丢失移动画面的细节。早期，被动矩阵板依赖于扭转向列的设计。上层和下层的偏光板的偏振光方向呈 90 度，因此中间的液晶以 90 度进行扭转。这样制造的液晶板对比度很低、响应时间也很慢。这种方式运用在低信息量显示时很好，不过被证明不适合计算机显示。超扭转向列（ SuperTwisted Nematic）方法是通过改变液晶材料的化学成分，使液晶分子发生不止一次的扭转，光线扭转达到 180 度到 270 度，这样便可大大地改善画面的显示品质。 80 年代初期 STN 技术一度非常流行，至今它还在可携式设备如 PDA ，手机中使用。虽然 STN 技术提高了显

展开阅读全文