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LCD液晶原理大剖析

字号+ 作者/录入:3d3d 来源:工业设计.中国 2007-09-26 [在线反馈] 我要评论

对于许多的用户而言可能已经不是一个新鲜的名词,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。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

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在所有的元器件上沉积有一个透明数组膜,在顶层上贴上另一个相似的透明的数组膜。这些膜运用光化学工艺流程进行刻蚀或印刷,在每层膜上形成极小的刻槽。当液晶材料注入时,液晶分子就在这些槽中有序排列。在屏幕的两面间喷洒小隔片,保证在每个像素位置上有一到两个隔片。这样就可以分隔开玻璃层的上下面,为液晶材料提供一个存在的空间。接着,在每个显示器的 pWP大湾区工业设计网

LCD 技术中最引人瞩目的是低温多晶硅的使用。传统工艺中使用非晶硅制造 LCD 单元元器件,相对来说制造成本较低,但是比半导体芯片制造所使用的单晶硅的电子活性较低。电子活性随着硅结晶度的提高而增加,这样晶体管就可以越来越小,而这又意味着更大的孔径比 -- 更多光线将通过液晶显示器单元 -- 所以显示器耗电量更低,也就是说电池使用寿命将延长或整机重量降低。多晶硅用于小型 LCD 显示器 -- 例如数据读取设备中的面板 - 但它们都需要可抵抗高温的特殊玻璃。覆盖在底层的硅被加热到一定温度然后冷却,从而产单晶硅。 pWP大湾区工业设计网

近几年,技术已经发展到了可以制造标准的玻璃底层和在室温下制造晶体硅。使用激光扫描硅膜,可以使膜表面特定的极小区域产生高温,冷却后生成单晶硅。这种工艺比传统的镀膜更加昂贵,但是它带来了一些其它的利益。除了孔径比增加之外,多晶硅层的使用使得在面板的边缘构造驱动电路成为可能。从而大部分与电路的接头能够无需接片(TAB)就能够在底层很好的实现连接。这就意味着连接到面板上的接头数目减少 95 %以上,而且同时增加显示的物理可靠性。pWP大湾区工业设计网

  文  /  佚名

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