玻璃+液晶,如何显示绚烂多彩的光影世界?
屏幕,日常生活中最为常见的一个产品,智能手机液晶显示屏、平板电脑显示屏、笔记本电脑显示屏、显示器显示屏、电视显示屏五大主流产品,再加上各种各样的其他电子产品, LCD显示屏以其便宜耐用的优点,霸占了显示行业
LCD ( Liquid Crystal Display 的简称)也就是我们常说的液晶显示器,该技术的基础是液晶,一种由复杂分子构成的物质
和水一样,液晶在低温下是固体,当它受热时也会融化,但与水不同的是当冰融化时,水会变成透明的、容易流动的液体,然而,液晶会变成一种浑浊的液体,与水、酒精或食用油等液体截然不同,此外,在温度稍高的情况下,浑浊感会消失,使它们看起来又会和其他液体很像
液态、液晶、固态
当液晶处于固体状态时,它的分子是相互平行排列的,在中间的浊相(液体)中,分子仍然保持这种或多或少的平行方向
在任何液体中,分子都可以自由移动,但它们倾向于在一个方向上 "排成一排",反射光线,导致外观浑浊,而在较高的温度时往往会激起分子,从而使液体变得透明
所以根据其特性,在液晶显示器中,可以利用电流将液晶段从透明相切换到浑浊相,每段构成数字或字母的一部分,这些段也可以是微小的点或像素的形状,并且可以排列成行和列,它们分别被打开和关闭,以阻挡或允许偏振光通过,当光线被阻挡时,反射屏幕上就会产生一个暗点
一般有两种类型的LCD:无源矩阵和有源矩阵(AMLCD),有源矩阵显示器更亮、更易读,在每个像素后面使用晶体管来增强图像,然而,AMLCD的制造工艺比无源矩阵LCD的制造工艺要复杂得多,结果就是成本的上升
了解下LCD液晶显示器
一台工作的液晶显示器由几个部分组成:显示玻璃、驱动电子器件、控制电子器件、机械封装和电源
显示玻璃(液晶位于其间)上涂有行电极和列电极,并有触垫将驱动电子装置(电流)连接到每个行电极和列电极,驱动电子元件是集成电路,它提供电流来 "驱动 "行电极和列电极,控制电子装置也是集成电路
它们对传入的信号进行解码和解释--例如,来自笔记本电脑的信号--并将其发送到驱动电子装置
机械封装是将驱动和控制电子元件的印刷电路板安装到显示屏玻璃上的框架,这个封装还可以加强和保护显示玻璃,并将整个显示器固定在使用LCD的设备上,无论是笔记本电脑还是其他设备,最后,电源是为LCD提供电流的电子电路
在所有的液晶显示器中,液晶被夹在两片称为基板的玻璃或透明塑料之间,如果玻璃上有很多钠离子或其他碱离子,它们会移动到玻璃表面,与任何存在的水分结合,并改变电场模式和液晶排列
为了消除这种情况,液晶制造商要么使用硼硅玻璃,因为它的离子很少,要么他们在玻璃上涂上一层二氧化硅,因为二氧化硅可以防止离子接触到任何水分
一个更简单的解决方案是使用塑料代替玻璃,而且使用塑料还可以使显示器更轻,然而,廉价的塑料比玻璃更容易散射光线,且它们可能会与液晶物质发生化学反应,所以塑料不是个好的选择
现在大多数液晶显示器还使用来自显示器后部的光源(背光)使液晶在阴暗阶段时,在屏幕上显得更暗,此外,LCD制造商还使用片状偏光片材料来增强这种效果
两块玻璃与液晶的奇妙旅程
LCD液晶显示屏是由两块玻璃开始的,首先,必须将两块玻璃基板切割成合适的尺寸,并进行抛光、清洗,经过洗涤和干燥后,还需要在衬底上涂上一层二氧化硅
接下来,必须在基板上制作透明电极图案,这个步骤是通过在前后玻璃表面完全涂上一层很薄的氧化铟锡来完成的,然后,制造商使用丝网印刷或光刻工艺制作所需图案的掩模,他们将完成的掩膜应用于完全涂覆的玻璃上,不需要的氧化铟锡区域将被化学蚀刻掉
另外,通过使用在氧化铟锡膜之上有一层抗蚀、感光材料(称为光刻胶)的玻璃,可以实现更精细的清晰度
将带有所需图案的掩膜放在玻璃上,然后用紫外线照射玻璃,这种光会使其照射到的电阻层失去对蚀刻的抵抗力,使化学物质吃掉暴露的光刻胶和其下面的氧化铟锡,从而形成图案,剩下的不必要的光阻剂就可以用其他的化学物质去除
第二种电阻膜只有在暴露于紫外光后才能抵抗蚀刻,在这种情况下,必须使用图案的负掩膜,无论使用哪种方法,两个基板上的图案都被设计为仅在特定位置重叠,这种设计确保了向每个元件输送电压的细条铟锡氧化物没有直接相对的电极,在电池工作时可能会显示出来
电极图案就位后,基板上必须涂上聚合物,该聚合物允许液晶与玻璃表面正确对齐,聚乙烯醇、聚酰胺和一些硅烷都可以使用,当然,聚酰胺是最受欢迎的剂型,因为聚乙烯醇会出现潮湿问题,而硅烷则会产生薄而不可靠的涂层
在玻璃镀膜后,制造商然后用柔软的材料向单一方向涂抹聚合物涂层,这可能会导致小的平行沟槽被蚀刻到聚合物中,或者它可能只是拉伸聚合物涂层,在任何情况下,这个过程迫使液晶与涂覆方向平行
但是要其他的排列方式也可以,通过以倾斜的角度将氧化硅蒸发到玻璃表面上,晶体可以以另一种方式排列,此过程用于制作大多数数字手表显示器,但不方便制作大型显示器
然后将密封树脂涂在基板上,然后是塑料隔板,使液晶盒具有适当的厚度。接下来,将液晶材料注入两个玻璃基板之间的适当区域
液晶电池的厚度通常被限制在5-25微米,由于适当的厚度对电池的运行至关重要,而且间隔物并不总是能达到均匀的厚度,因此LCD制造商有时会在液晶材料中放入适当大小的玻璃纤维,这些纤维用肉眼是看不到的,它们有助于在密封材料固化时将电池保持在适当的厚度
为了使液晶显示器更加清晰可见,需要添加偏光片,这些偏光片通常由拉伸的聚乙烯醇薄膜制成,其中含有碘,并夹在醋酸纤维素层之间
最后,将成品玻璃显示组件安装到包含控制和驱动电子设备的电路板上就可进行下一步的产品组装了
最后
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