第六讲 液晶显示器的主要材料

液晶主要成分液晶主要成分是一种特殊的有机化合物，它在现代科技领域中扮演着至关重要的角色。

液晶是一种介于液体和固体之间的物质状态，具有独特的分子结构和性质，使其在液晶显示器、液晶电视等电子产品中得以广泛应用。

液晶的主要成分包括有机分子和液晶介质两部分。

有机分子是构成液晶材料的基本单元，其分子结构决定了液晶的性质和特性。

有机分子通常由苯环、酯基、氨基等基团组成，这些基团之间的排列和相互作用形成了液晶分子的有序结构。

液晶介质则是一种无色透明的有机溶剂，用于溶解有机分子并形成液晶体系。

液晶的分子结构可以分为两种基本类型：立方型和柱型。

立方型液晶分子呈立方结构，具有较高的对称性和稳定性，适用于制备高性能的液晶显示器。

柱型液晶分子则呈柱状结构，分子之间的排列更易受外界环境和电场影响，适用于制备具有可变光学性质的液晶材料。

除了有机分子和液晶介质，液晶的主要成分还包括各种添加剂和辅助材料。

添加剂可以改善液晶的热稳定性、机械性能和光学性能，提高液晶显示器的显示效果和使用寿命。

辅助材料则用于调节液晶的流动性、黏度和导电性，确保液晶在制备过程中的稳定性和可控性。

液晶的主要成分对其性能和应用具有重要影响。

优质的液晶材料应具有高透明度、快速响应、优异的对比度和色彩饱和度，以及稳定的光学性能和长久的使用寿命。

通过调节液晶的分子结构、添加剂比例和工艺参数，可以实现不同类型液晶的定制化设计，满足各种应用需求。

在液晶显示技术的发展中，液晶的主要成分不断得到改进和优化，推动了液晶显示器的性能和功能的不断提升。

未来，随着科技的不断进步和创新，液晶技术将继续发展，为人类带来更加清晰、丰富和真实的视觉体验。

总的来说，液晶的主要成分是一种复杂而精密的有机化合物体系，其性质和特性受到分子结构、液晶介质、添加剂和辅助材料等多种因素的影响。

通过深入研究液晶的主要成分和特性，可以为液晶显示技术的创新和应用提供重要的科学依据和技术支持。

液晶作为一种重要的功能材料，将继续在电子、光电和信息技术领域发挥重要作用，推动科技进步和社会发展。

液晶显示材料液晶显示技术是一种利用液晶材料来实现图像显示的技术。

液晶显示器广泛应用于电视、计算机显示器、智能手机和平板电脑等产品中。

液晶显示材料是液晶显示技术的核心，其性能直接影响到显示器的清晰度、色彩还原度和响应速度等方面。

在液晶显示材料的发展过程中，经历了多种类型的材料，包括液晶分子、液晶聚合物和无机液晶材料等。

液晶分子是液晶显示材料的最早应用形式之一。

它是一种具有特殊结构的有机分子，可以在电场的作用下改变其排列状态，从而实现光的透过或阻挡。

液晶分子材料具有响应速度快、刷新频率高和功耗低的优点，但其制备工艺复杂、成本较高，且易受温度影响，限制了其在大尺寸显示器上的应用。

液晶聚合物是近年来液晶显示材料的新兴发展方向。

它是将液晶分子与聚合物材料结合，形成一种新型的液晶材料。

液晶聚合物材料具有响应速度快、可制备大面积、柔性化等优点，可以应用于柔性显示器、透明显示器等领域。

然而，液晶聚合物材料的制备工艺尚不够成熟，其性能稳定性和可靠性有待提高。

无机液晶材料是液晶显示材料的又一重要形式。

它是利用无机晶体材料制备的液晶显示材料，具有优异的光学性能和稳定性。

无机液晶材料可以实现高分辨率、高对比度和宽视角等特点，适用于高端显示器和专业显示领域。

然而，无机液晶材料的制备成本较高，限制了其在大规模应用中的竞争力。

综合而言，液晶显示材料的发展方向将是向高分辨率、高对比度、高刷新率和柔性化方向发展。

未来，液晶显示材料将更加注重环保、节能和可持续发展，同时不断提高其制备工艺和成本效益。

液晶显示材料的不断创新和发展，将推动液晶显示技术在各个领域的广泛应用，为人们带来更加清晰、生动的视觉体验。

液晶显示器用材料特性简介第一篇ITO导电玻璃简介ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。

液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。

高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。

液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。

因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。

在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。

一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些，更容易出现“麻点”现象；有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带，ITO层在蚀刻时，更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。

ITO导电层的特性：ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。

在厚度只有几千埃的情况下，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强，液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。

由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”，因此在存放时要防潮。

ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质，所以在加工过程中，尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。

ITO层由很多细小的晶粒组成，晶粒在加温过程中会裂变变小，从而增加更多晶界，电子突破晶界时会损耗一定的能量，所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高，电阻也增大。

ITO导电玻璃的分类：ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。

高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。

液晶成分元素
液晶成分元素
液晶显示器（Liquid Crystal Display， LCD）是一种广泛应用的显示器，它利用特殊的液晶材料进行工作，而液晶材料又由几种元素构成。

下面介绍几种常见的液晶成分元素：
1. 氟：氟是液晶的主要成份，因为它可以调节液晶的光学性能，其中添加的氟浓度对于液晶的性能有重要作用，所以与其他元素相比，氟的重要性更加凸显。

2. 砷：液晶中添加砷可以促进光电子转换及其他光学效应，弥
补因氟离子有限而引起的不足，同时也可以改善液晶的加热性能。

3. 锶：添加锶可以改善液晶的发光性能，减弱黑白液晶间的差异，使得无论是在弱光或是强光下，显示器都能维持良好的可视性。

4. 钠：钠主要用作晶体析出剂，也就是说，添加有限的钠可以
对液晶结晶度产生影响，从而改善显示器的视觉效果，增强清晰度。

5. 锗：锗是一种半导体，因其具有很强的电子转移性能，可以
对液晶材料的特性产生影响，增强发光性能。

以上就是常用的几种液晶成分元素，液晶的成分影响着液晶显示器的性能，不同的液晶成分可以提高显示器的可视性、色彩度、清晰度和亮度，以满足液晶显示器的各种需求。

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液晶的材料
液晶是一种特殊的物质状态，具有既有固态晶体的规则排列，又具有液态分子的流动性质。

液晶的材料主要由有机分子和无机分子组成，材料种类繁多，常见的有三维液晶、二维液晶和层状液晶等。

三维液晶是指分子排列呈等方向性，没有规则的排列结构。

它通常由有机化合物构成，具有较高的透明度和较低的粘度。

三维液晶常用于制造电视机和计算机显示屏等大型平面显示器件。

二维液晶是指分子排列呈二维结构，分子在水平方向有序排列，垂直方向没有规则结构。

常见的二维液晶材料有磷酸铷和磷酸锂等。

这类液晶材料通常具有较低的粘度和较快的响应速度，适用于制造智能手机、平板电脑等移动设备的显示器。

层状液晶是指分子呈层状排列，每一层的分子都在平面上有序排列，层与层之间没有规则的排列结构。

层状液晶常用的材料有蒙脱石和其他层状矿物等。

层状液晶材料具有较高的透明度和较好的光泽度，适用于制造高分辨率的电子书显示器和平面打印机等。

液晶材料的选择主要基于它们的光学性质、电学性质和物理性质等方面的考虑。

光学性质包括透射率、消光率、对偏振光的旋光等；电学性质包括导电性、带电传输性、电滞回线性等；物理性质包括粘度、分子自旋等。

通过选择不同的液晶材料和调整它们之间的相互作用，可以制造出具有不同性能的液晶显示器件。

液晶显示技术的发展不仅推动了电子显示器件的进步，也广泛应用于生物医学、光电通信和光电存储等领域。

在未来，随着研究不断深入和材料技术的不断创新，液晶材料将会在更多领域发挥重要作用。

液晶显示材料
液晶显示材料是一种用于制造液晶显示器的重要材料。

液晶显示器是现代科技中最常见的显示设备之一，广泛应用于各种电子产品中，如电视、计算机显示器、手机等。

目前主流的液晶显示材料主要有n型液晶和p型液晶两种。

n型液晶是一种双偏振剪切型液晶，其分子结构中含有大量束
缚电子。

在电场作用下，束缚电子会形成长序有序排列的结构，从而改变液晶分子的排列方式，实现光的透射与反射。

n型液
晶通常具有快速响应速度和高透光率的特点，适用于动态显示。

p型液晶是一种非常稳定的液晶材料，其分子结构中含有大量
自由电子。

在电场作用下，自由电子会形成长序有序排列的结构，实现光的透射与反射。

p型液晶通常具有较低的响应速度
和较高的透光率，适用于静态显示。

除了n型液晶和p型液晶，还有其他一些液晶显示材料常用于制造液晶显示器。

例如，手电筒液晶材料常用于制造手机和手持设备的显示屏。

它具有较高的亮度和对比度，并且能够实现高速响应和低功耗。

另外，电子书液晶材料常用于制造电子书和电子阅读器的显示屏。

它能够实现高亮度、高对比度和高分辨率的显示效果，适合长时间阅读。

总的来说，液晶显示材料是液晶显示器的核心组成部分，直接影响液晶显示器的显示效果和性能。

随着科技的不断进步，液晶显示材料的研发也在不断创新和改进，以提高显示器的色彩
表现、对比度、亮度和视角等方面的性能。

同时，科学家们也在不断探索新的液晶显示材料，如有机光电材料、纳米液晶材料等，以期望未来的液晶显示器能够实现更高的分辨率、更广的色域和更低的功耗。

液晶屏厂家：液晶屏核心组成材料-显示屏玻璃随着手机、平板电脑、电视等电子产品的日益普及，液晶屏成为了电子显示器件的重要组成部分。

而液晶屏的核心组成材料之一，便是显示屏玻璃。

本文将为您介绍液晶屏厂家使用的显示屏玻璃材料。

首先，显示屏玻璃的种类有很多，但是最为应用广泛的还是传统的钠钙玻璃（Soda-lime glass），它的成本低、易加工、优良的物理特性和稳健的化学惰性都使得它成为市场应用最广的显示屏玻璃。

而在使用这种材料的同时，厂家也会在表面上施加一些处理，如化学强化、插入双玻璃等处理。

化学强化是一种通过化学方法增强玻璃强度的方法。

常见的化学强化方法是在白玻璃表面先涂上一层镁盐或钾盐，然后在高温和高压的条件下，将这些盐转化为具有更高膨胀系数的离子，从而实现强化玻璃强度的目的。

而插入双玻璃则是将玻璃分成两层，其中内部的一层会更柔韧，在玻璃外层被破裂以后，内层能够起到保护作用，保持屏幕的完整。

此外，在显示屏玻璃材料方面，厂家也会采用一些新兴的材料。

例如，聚酰亚胺薄膜（Polyimide Film）是一种非常适合柔性显示屏应用的新材料。

它具有高温、高强度、抗凸起等特点，非常适合应用在技术比较先进、针对特定应用场合的柔性电子显示器件中。

另外，玻璃陶瓷材料也越来越多地应用于电子显示器件中。

玻璃陶瓷具有稳定的物理和化学特性，同时也具有良好的硬度和耐磨性能，因此非常适合透明显示器件、移动电子设备以及大型平板电视等产品使用。

总之，液晶屏厂家在选择显示屏玻璃材料时，需要考虑多种因素，包括成本、加工难度、物理和化学特性等。

而在材料的选择上，显示屏玻璃材料的种类也在不断丰富，厂家们也在不断地尝试新材料、新工艺，打造更加优良的液晶屏产品，以满足日益增长的市场需求。

液晶显示器的组成结构如下：
背光源（或背光模组）。

由于液晶分子自身无法发光，因此需要专门的发光源提供光线，然后经过液晶分子的偏转产生不同的颜色，而背光源起到的作用就是提供光能。

上下层两个偏光片。

其作用是让光线从单方向通过。

上层和下层两块玻璃基板。

玻璃基板内侧具有沟槽结构，并附着配向膜，可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。

在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。

ITO透明导电层。

其作用是提供导电通路，分为像素电极（P级）和公共电极（M级）。

薄膜晶体管。

其作用类似于开关，TFT能够控制IC控制电路上的信号电压，并将其输送到液晶分子中，决定液晶分子偏转的角度大小。

液晶分子层。

其是改变光线偏光状态最重要的元素，通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。

彩色滤光片。

通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶，但是不能提供红、绿、蓝（RGB）三原色，而彩色滤光片则由RGB三种过滤片组成，通过三者混合调节各个颜色与亮度。

,主要材料三大主要材料:液晶,ITO玻璃,偏光片(对手彩色液晶显示器还必须加上滤色膜);其他材料:取向材料,封接材料,衬垫料,金属引线腿等:还有一些参于液晶显示器的生产过程和最终在产品中不存在的原材料:如光刻胶,各种稀释剂,溶剂,清洗剂,摩擦布等.1.液晶显示用平板玻璃(1)液晶显示对平板玻璃的要求:①含钠成分很低.因玻璃板中含钠成分600度高温时变化极小.③要求玻璃板表面光滑平整,两板之间:的间隙均匀,同时要求在加工过程中经受一定温度时,仍然保持其间隙均匀.④玻璃板表面没有缺陷咸缺陷在10nm级以下,并且没有气泡.⑤玻璃板在加热过程中不产生应力.⑥有一定的抗蚀能力.目前,只有基本上符合上述要求的玻璃;但是用普通工艺,即使加上抛光工艺,也不能达到上述要求.(2)液晶显示玻璃板的生产技术首先对玻璃成分进行优选,将碱(Li20,Na20,K20等)成分控制在(0.1-0.2)Wt%以下,同时采用新的工艺,才能制出合格的LCD用平板玻璃.生产液晶显示平板玻璃有两项新技术:①熔融拉伸法:熔融的玻璃从两个高温管之间由于重力的作用流出,形成一定厚度的均匀玻璃板.该工艺可以产生真正无缺陷的玻璃板,而不需经抛磨加工.现在利用这项技术已能生产1m 宽的玻璃板;②浮法生产玻璃板:玻璃料连续地从熔化炉中流到熔化的锡槽内,玻璃在锡上慢慢冷却,取出并退火.浮法生产的玻璃板表面较粗糙,尚需进行抛光才能满足液晶显示器的要求.(3)液晶显示用的玻璃板含石灰的玻璃板和硼硅玻璃颇舶软化点为500t,可以用于a-Si:H FT的衬底.无碱玻璃系列的硼铝硅玻璃橡(7069,1733,1724型),膨胀系数低,加工特性好,适合作有源矩阵LCD的基板.其中1733型玻璃工艺温度为615°C,是设计用于p-Si:H TFT-LCD的基板,甄1724型玻璃的工艺温度为650℃,1729玻璃板变形点是799℃,工艺温度可达775℃,接近热栅多晶硅工艺温度范围.碱土铝玻璃变形温度高达800℃,若增加硅的成分,变形温度可高于800℃.若全部成分是Si02,就是石英,工艺温度可达1000℃.随着玻璃中Si02成分增加,熔化和加工都很困难,增加了工艺难度和制造成本.玻璃的最高使用温度(工艺温度)常选在它的变形点以下25℃.一般定义玻璃变形点的粘度为1014.5泊,退火点的粘度为1013泊,软化点的粘度为107.6泊.以上提到的几种玻璃型号都是美国康宁公司的产品.其中7059型玻璃是用熔融拉伸法制造的,适合作液晶基板·,已完全商品化,供应全世界.1733,玻璃也是用熔融拉伸法制造,工艺温度比7059高,也广泛用于液晶显示,而1724,1729型则是用浮法工艺生产的.(4)玻璃板的热稳定性液晶显示板在制造过程中,尤其是制造TFT-LCD时,需要几次光刻和退火,因而对玻璃板尺寸的热稳定性要求很高.对于TFT-LCD时的玻璃板,要求尺寸热稳定为几个ppm.玻璃的稳定结构是晶体,但玻璃板制造过程中有急冷过程,所以含有大量非晶态结构.玻璃的非晶态有向晶态转化的倾向,只是转化过程与温度有关.如7059玻璃,在900℃时,几秒钟就转化完毕;在600℃时转化需几天;在300℃时,转化需要1个世纪.,在转化过程中,伴随着尺寸的缩小,称为"密化".急冷的玻璃,在变形温度下退火,尺寸变化会达到1000ppm.这对TFT-LCD玻片是不能允许的,何况这种密化程度与退火温度,退火时间和冷却速度有关,即与玻璃板的热加工历史有关.为了在液晶显示板加工过程中,玻璃板不再有大的尺寸收缩量,应对来料玻璃板进行预退火,使密化增加.退火时间在50min以上,冷却速度在1℃/min左右能达到较好的预密化(退化温度为650℃),使玻板在加工过程中尺寸的变化控制在1.5 ppm左右.(5)在玻璃板上镀阻挡层阻止碱离子迁移平板显示用玻璃板要求没有碱离子,而真正的无碱玻璃的其他特性又不易做好.目前平板显示用的玻璃板是低碱玻璃;在工艺温度低时,尚能满足要求,但在P—Si:H TFT工艺温度较高时,甚至在玻璃中碱离子含量在几个ppm情况下,也会发生碱离子传染.在玻璃板表面上,镀一层约200nm的Al2O3阻挡层能有效阻止碱离子侵人;镀Al2O3的方法有电子束蒸发和射频溅射,但溅射制成的Al2O3膜对阻挡碱离子的效果更好.Na+于675℃下在Al2O3中的扩散系数和在550℃下在Si02中相同,即Al2O3的阻挡效果优于Si02.在普通硬玻璃上,镀一层Al2O3阻挡层,就可以制造Poly-Si:H TFT的基板.(6)液晶显示板的抗蚀性HCl,H2SO4,H20对7059和1733型平板玻璃的腐蚀作用如表3.19所示,表中数字单位为μg/cm2.由上表可知①1733玻璃板比7059玻璃板更耐酸,耐碱;②·盐酸的腐蚀作用远大于硫酸,③去离子水的腐蚀作用可以忽略不计;④在强酸作用下,碱土金属氧化物,硼氧化物有一定损失2.透明导电玻璃透明导电玻璃是指在普通玻璃的—个表面镀有透明导电膜的玻璃.最早的透明导电膜的商品名为NESA膜,它是为制造防止飞机舷窗结冻和制造监视加热液体内部反应情况的透明反应管而研制的,它的成分是SnO2.但SnO2透明导膜不易刻蚀.现在采甩的ITO(1ndiumTin Oxide 氧化铟锡)的成分是In2O3和SnO2,ITO膜是在In2O3的晶核中掺人高价Sn的阳离予,掺杂的量以Sn的含量为10%重量比最佳.ITO是一种半导体透明导电材料,禁带宽度为3eV以上,具有两个施主能级,为n型施主能级,离导带很近,自由电子密度=1020~1021个/cm3;迁移率为10—30 cm3/v.s.所以电阻率很低,可低至l0-4Ω.cm量级.用Sn+4离子占据晶格中In+3离子的位置,会形成一个正1价电荷中心和1个多余的价电子,这个价电子挣脱了束缚便成为导电电子.一般的玻璃材料为钠钙玻璃,这种玻璃衬底与ITO之间要求有1层SiO2阻挡层,似阻挡玻璃中的钠离子渗透.因ITO膜生产过程中,玻璃衬底处于150'℃~300℃温度下,如果玻璃中的钠离子扩散进入ITO膜中,形成受主能级,对施主起补偿作用,引起导电性能下降.如果玻璃村底为无钠硼硅玻璃;,则可不用SiO2阻挡层.对于某些高档产晶的制造,有时需在ITO外层加1层SiO2层,这是为了增加横向的绝缘性.在玻璃衬底上制备透明导电膜的方法有喷雾法,涂覆法,浸渍法,真空蒸发法,溅射法等多种.目前大生产中主要用直流磁控溅射法,气功以稳定,膜的质量好,但靶材料利用率只有25%-30%.现在已开发出使用交流电源驱动磁场移动的方法,可使靶材料利用率增至40%左右.溅射靶材过去用高纯铟锡合金,其比例为Sn/(In+Sn)=8%~13%,合金熔点为173℃.现在直接采用氧化铟锡靶镀膜工艺,但ITO靶比铟锡合金靶贵得多,目前还是靠进口-的.用于液晶显示器的导电玻璃必须符合一定要求,具体的指标为:①透光率好.一般要求大于85%;另一方面要求光干涉颜色均匀,其不均匀性小于10%;②方块电阻小.薄膜的电阻率常用方块电阻来表示,()对于低档的TN产品,ITO膜的方块电阻要求为100~30(Ω/口),相应的膜厚为200—300A;对于STN产品要求ITO膜的R口小于10Ω/口;(对于VGA为Ω/口,;对于SVGA为3—5Ω/口),相应的膜厚为1000-2000Ao 显然,ITO层厚度增加虽然可以降低R口,但是透光率必然也变差,所以控制ITO膜制造工艺使其电阻率小是最关键的.③平整度好.平整度是指玻璃表面在一定长度乙范围内的起伏程度,用h/L表示,其中丸为长度L范围内表面最高与最低点的差值.由于液晶层厚只有10μm左右,基片不平整直接影响液晶层厚的不均匀,所以对液晶显示器的质量有直接影响.ITO玻璃基片的平整度包括玻璃表面粗糙度,表面波纹度,基板翘曲度;基板平行度和ITO膜表面租糙度,膜厚均匀度.液晶盒使用的玻璃一般厚度为芍0.3~1.1mm的浮法玻璃,用于TN-LCD时,对于1.1mm厚的要求平整度小于0.15μm/20mm;:对于0.7mm厚的要求平整度小于0.2μm/20mm,电阻不均匀性小于土15%,允许有机少量的缺陷.用于中高档STN-LCD时,玻璃要经过抛光,要求平整度小于0.075—0.05μm/mm,电阻不均匀性小于±10%.不允许有任何缺陷.3.偏光片在液晶显示器中大量使用偏光片(偏振片),它的特殊性质是只允许某一个方向振动的光波通过,这个友向称为透射轴,而其他方向振动的光将被全部或部分地阻挡,这样自然光通过偏光片以后,就成了偏振光.同样,当偏振光透过偏光片时,如果偏振光振动方向与偏光片的透射方向平行一致时,就几乎不受到阻挡,这时偏光片是透明的;如果偏振光的振动方向与偏光片的透射方向相垂直,则几乎完全不能通过,偏光片就成了不透明的了.因此,偏光片可以起检测偏振光的作用.偏光片的制备过程有4步:{1)制膜偏光片的基片常采用聚乙烯醇(PV A)膜,它是一种线性高分子聚合物,在很长的分子键上均匀地挂着许多强极性的—OH基团用来制作偏光片的PV A膜在光学上是均匀各向同性的,大分子键在各个方向上都是完全均匀的,无规律排列聚集成膜.(2)浸液将用普通方法制得的各向均匀的PV A膜浸入含碘的有机或无机化合物中进行反应,在薄膜中形成碘链.碘链的特点是能吸收振动方向平行于碘链的光,而振动方向垂直于碘链的光将可以通过,即碘链具有三向色性.(3)拉伸将反应后的膜加以机械拉伸.在拉伸之后,几乎所有的大分子键都被迫按照拉伸力作用的方向伸展开来,虽然没有形成结晶式完全有序的规则排列,却达到了高度的取向,形成了像栅栏一样的结构.在这样的膜中,碘链将会沿拉伸方向整齐排列.从整体上讲,薄膜能强烈吸收沿拉伸方向振动的光,而让垂直于拉伸方向的振动光通过.(4)胶合保护膜由于PV A膜具有亲水性,在湿热环境下会很快变形,收缩,松弛,衰退,而且强度很低,质脆易破,不便于使用和加工,因而要在这种偏光膜的两边都复合上一层强度高,光学上各向同性,透光率高而又耐高热的高聚物片基,一般采用三醋酸纤维素脂,即TAC,赋予偏光片以良好的机械性能和耐气候性能,经浸液,拉伸后的PV A膜的两面复合上TAC膜后组成偏光片的基本结构,称为原偏光片.(5)粘附外保护膜原偏光片的两个外表面上通常都要粘附上一层柔软的外保护膜.为适应在液晶显示器中使用的需要,要在原偏光片的一面附上一层压敏胶,并贴上压敏胶的隔离膜,这就是透射性的偏光片.拆去隔离膜,露出压敏胶,偏光片可以方便牢固地妨剥液晶显示器的玻璃面上.反射型偏光片是在原偏光片的一面附上压敏胶及隔离膜,而在另一面复合上一层镀有金属垣光层舶反光膜.于图3—122中示出了透射型偏光片和反射型偏光片的基本结构.偏光片的总厚度约为0.45mm左右.偏光片的主要光学技术指标有:①颜色.普通偏光片为灰色,细分为中撂色和蓝灰色两种,但目前已开发出多种彩色偏光片,如红色,洋红色,蓝色,黄色,紫色,紫蓝色等.②偏光度.偏光片的偏光度也称偏光片的偏振效率,其定义为:目前,最好的偏振光的偏光度可达99%以上,通常对普通偏光片,要求偏光度大于85%;对彩色偏光片,要求偏光度大于80%.③透光串和透射光谱.实际偏光片的透光率都赂低于50%;只有在整个可见光范围内的透光率是均匀的,才能实现理想的黑白显示,否则出射光会带有颜色,影响显示效果;4.液晶显示器其他常用材料(1)取向材料液晶盒内直接与液晶接触的一薄层物质称为取向层.取向工艺虽有多种,但实际上广泛使用的工艺是:光在玻璃表面涂覆1层有机高分子薄膜,再用绒布类材料高速摩擦来实现取向.这种有机高分子薄膜最常用的材料是聚酰亚胺,简称PI.聚酰亚胺的单体是聚酰亚胺酸(PA),具有良好的可溶性,浓度和粘度调节容易,是一种透明的黄褐色液体.将PA先涂敷在液晶基片内表面,在250℃-300℃下,约1h左右,脱水固化形成PI 膜.PI膜具有优良的化学稳定性,优良的机械性能和优良的电介质特性.以摩擦方式使PI膜表面磨出沟槽;使液晶分子定向排列;以达到显示要求.液晶分子在取向层上排列时有一个预倾角,即表面分子长轴方向与取向层表面所形成的夹角.该角主要取决于PI材料的特性,另外与取向处理工艺也有关.通常TN型LCD器件要求PI层造成的预倾角为1.-2.,对于高档的STN型LCD显示器,则要求预倾角大于3'.(2) 环氧树脂环氧树脂是—种生活中常用粘接剂,具有良好粘接性,优异的电气以及机械性能的高分子化合物.在液晶显示器中作为胶粘剂将两片玻璃粘接起来,同时保持一定的间隙,称为封框胶.用于将上下玻璃电极导通时,称其为银点胶;环氧树脂的化学结构特点是大分子主链含有活泼的环氧基团.是线型大分子.在通常情况下,它是一种胶状流体.加人固化剂:如已二胺,二亚乙基三胺乙,酸酐等可将环氧树脂的单体中的环氧基团打开,使得分子间互相交联起来,形成网状结构;达到固化目的.用作边框的环氧树脂,为了提高它的粘接性和弹性,通常加入Al2O3,Si02粉末作为填料.银点胶是指在环氧树脂中加人银粉和固化剂;环氧树脂本身不导电,使用前把银点胶分为组分A和纽分B.组分A是环氧树脂和银粉,组分B是固化剂和银粉.使用时将AB两种成分以1定比例混合.如果以石墨代替银粉,则是石墨导电胶,也可用于连接上下玻片间的电极.常用封框胶固化温度在150℃左右,固化时网为1h;所以环氧树脂是热固化胶,应用比较广泛.但是在制作高精度的液晶显示屏时,则采用紫外光固化胶,固化时间小于15S.(3)紫外光固化胶紫外光固化胶是指在1定波长紫卦光照射下能发生聚合固化的高分子化合物.现在使用的紫外光固化胶是变性丙烯酸脂类化合物,外观为微黄色粘稠液体.紫外光固化胶用作封口胶,即将已灌好液晶后的注入口封死.这时不宜用热固化胶.先将封口处玻璃表面液晶擦干净,将有1定粘度的封口胶点在封口处,紫外光照射数秒钟左右即可.(4)衬垫料液晶显示器上下玻璃间的间隙决定了液晶的厚度,一般为几个微米.为保证间隙均匀性,必须加入—些村垫料,同时在显示区内也均匀散布一些衬垫料.这些衬垫料分为①玻璃纤维.这是一种直径均匀的玻璃纤维,.可根据液晶层间隙不同选择不同的玻璃纤维的直径,常用的尺寸是5.3μm,5.5μm,6.3μm,7.0μm,8.0μm等.它们以一定比例掺加到封框胶中,使两片玻璃在重合时支撑边框;②树脂粉.这是一种直径均匀的球状树脂粉,均匀地散布在液晶的显示区中,与封框胶中的玻璃纤维共同保证液晶盒间隙的一致性.树脂粉的直径要比边框中玻璃纤维直径小0.1μm ~0.3μm,其直径的不均匀性为±0.03μm.二,液晶显示器的主要工艺1.光刻工艺为了形成显示矩阵或显示字符图案,都要对透明导电层进行光刻.由于液晶显示器中线条尺寸大多是10μm以上,所以可采用接触式曝光进行光刻.其基本过程如下:(1)涂胶将光刻胶均匀地涂敷在ITO玻璃表面,涂胶方法有浸涂,甩涂,辊涂等.;辊涂质量最好,它是通过胶辊将光刻胶均匀辊涂在玻璃上.光刻胶中溶剂含量影响着光刻胶在ITO上的厚薄,选取原则是既使光刻胶具有良好的抗蚀能力,又要求有较高的分辨能力,而这两者之间对光刻胶厚度的要求是互相矛盾的,只能折衷选之.(2)前烘前烘的目的是促使胶膜内溶剂充分挥发使胶膜干燥以增加胶膜与ITO表面的粘附性和胶膜的耐磨性.目前多采用红外炉烘干,效果好且时间短.(3)曝光曝光就是在涂好光刻胶的玻璃表面覆盖掩模版,通过紫外光进行选择性照射,使受光照都位的光刻胶发生化学反应,改变了这部分胶膜在显影液中的溶解度.曝光过程中注意紫外灯预热,掩模版与ITO玻璃互相对准和控制好曝光量.(4)显影显影就是将感光部分光刻胶溶去,留下未感光部分的胶膜,从而显示出所需的图形,可见这是一种正性胶.显影时必须控制好显影的时间与温度,它们直接影响显影速度.显影过分会发生对未曝光区钻溶;显影不足,则感光区的光刻胶溶解不充分,留下残痕,保护了不该保护的ITO 部位.(5)坚膜坚膜是在显影后必须在适当温度下烘干玻璃以除去水分的工艺;增强胶膜与玻璃的粘附性. (6) 刻蚀刻蚀需用一定比例的酸液,把玻璃上未受光刻胶保护的ITO膜蚀掉;一般选用一定比例的HCl,HNO3和水的混合液作为腐蚀液,因为它能腐蚀掉1TO膜,而又不损伤玻璃表面与光刻胶.(7)去膜和清洗用碱液把刻蚀后玻璃上剩余的光刻胶去干净,同时用滚刷擦洗玻璃,最后用高纯水将玻璃上残留碱液与残胶冲洗干净.2.取向排列工艺在TN和STN液晶显示器件的制造工艺中,取向排列工艺是一个关键工艺.TN型要求两玻璃片内表面处液晶分子的排列方向互成90度;STN型要求两玻璃片内表面处液晶分子的排列方向互成180度—240度.取向排列的主要方法是倾斜蒸镀法和摩擦法,前者不适合于大生产,只能是一种实验室技术,所以在工业生产中全部使用摩擦法.直接用棉布等材料摩擦玻璃基片表面,有定向效果,但效果不佳.一般采用在玻璃基片上先涂覆一层无机物膜(如SiO2,MgO或MrF2等)或有机膜(如表面活性剂,硅烷偶合剂,聚酰亚胺树脂等),再进行摩擦可以获得良好的取向效果.由于聚酰亚胺树脂的突出优点,目前在液晶显示器制造中广泛被选用为取向材料.聚酰亚胺与A1的粘附性最好,Si次之,Si02最差.为了增加聚酰亚胺与ITO玻璃SiO2层之间的粘附性,可以在SiO2上先涂一层含硅的有机化合物活性剂,一般称为耦联剂.取向排列工艺有下列几个步聚:(1)清洗光刻工序处理后的1TO玻璃表面虽然已清洗干净,但在本工序中还必须用高纯水,超声波和高效有机溶剂作进一步彻底清洗,以除去微尘和保证玻璃表面有很小的接触角.(2)涂膜常用的涂膜方法有旋涂法,浸泡法和凸版印刷法三种.由于凸版印刷法是一种选择性涂覆,可以把指向膜只印在指定范围内,而不印在边框处和银点处,所以被广泛使用.凸版印刷法的原理如图3—123所示.先将取向材料溶液加到转印版上,然后用刮刀刮平,开动印刷滚筒,将转印板上的溶液粘附在印刷用的凸板上.当滚筒开到工作台上时,凸版上的溶液进而转印到ITO玻璃上.整个过程与印刷过程一样,只是用取向溶液代替溜墨.(3)预烘膜层刚涂印完时,膜面会起伏不平,适当加温可降低粘度,使膜面平坦化.预烘温度会影响预倾角,预烘温度为80℃.(4)固化需在300~350℃下固化1—2h才能将聚酰亚胺酸脱水,生成聚酰亚胺膜,这才是所需要的取向膜.(5)摩擦取向在取向膜上用绒布向一个方向摩擦,就可以形成取向层.摩擦取向的微观机理可以从下列几个方面来理解:①摩擦形成密集的深浅,宽窄不一的沟槽,其中与液晶分子尺寸相当的纳米量级沟槽必然会对液晶分子取向产生作用;②经过摩擦后,定向层高分子会发生定向排列和电介质发生定向极化,使液晶分子按一致取向排列.由此可知,摩擦强度大小对定向质量影响巨大,极细的沟槽在取向中起了关键作用,所以摩擦强度太大,则造成较多的宽沟槽,对取向效果无益;如果摩擦强度太小,则又将造成细微沟槽密度的下降. 目前摩擦取向工艺大多数已全部自动化.3.丝网印刷制液晶盒工艺制盒即上下两玻璃基片贴合,在贴合前要用丝网印刷技术把公共电极转印点和密封胶印刷到显示面玻璃基板上.丝网印刷是将丝织物或金属丝网绷在网框上,利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印匪,即使丝网印版上图文部分的丝网孔为通孔,而非图文部分的丝网孔被堵住.印刷时通过刮板的挤压,使印刷胶体通过图文部分的网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文.在这儿,承印物便是玻璃基片,玻璃被分为两组,一组印封框胶,则丝网印版上的图文便是要涂覆上封框胶的地方,即有一定边宽的方框;印刷胶体便是混有玻璃纤维的环氧树脂;另1组印导电点胶,则丝网印版上的图文便是公共电极的转印点,印刷胶体便是导电胶.但这组玻璃在印好导电胶点后要经过喷粉工序,使该玻璃上均匀散布一定粒径的玻璃或塑料微粒,然后两片玻璃在对位压合机上对位成盒,再经热压一定时间,环氧树脂便固化,液晶空盒便制作好了.4.灌注液晶及封口工艺在向空盒注入液晶之前,需将空盒真空除气,以将吸附在盒内表面的水气及有害气体释放掉.抽气孔便是液晶注入孔,由于孔径小,抽气要花费一定时间.若对空盒加温,可以大大提高抽气效果.注入液晶是利用毛细管现象.使液晶空盒的注人孔与吸满液晶材料的海绵条接触,在一定真空条件下,利用液晶盒的毛细管现象平静地将液晶注人液晶盒内..但这只能灌满液晶盒的大半部分,因此需要将干燥氮气充人液且灌注室内进行加压,直到充满为止.于图3—124示出灌注示意图.一般不推荐边抽真空边吸人液晶的工艺,因为吸人液晶流有喷射状,会破坏液晶在表面的取向.灌注完毕后,将封口处擦净,便可进行封口.封口工艺有两种:(1)先用封口胶把封且封涂,然后冷冻使液晶收缩带人少量的封口胶,并固化.此种方法操作简单,成本低,但盒均匀性差.(2)让液晶盒内的液晶受热膨胀从盒内排出一少部分的液晶,然后点封口胶,让胶少量收缩再将胶固化.这种方法需要设备较复杂,但盒的均匀性好,STN产品生产多采用这种方法目前封口胶多用紫外光照射固化,其固化质量比热固化容易控制.液晶盒灌注液晶之后,通常液晶的排列取向达不到要求,需要进行再排向工艺处理是将液晶盒置于加温箱内,于80℃下保温30min.三, 液晶显示器的连接方法液晶显示器的上下两块玻璃贴合在一起,但不完全重合,其中一片(或两片)的一侧有凸出台阶.台阶上有密布的透明电极引脚/金属插胶,驱动信号就是通过这些引脚加到液晶上去的.液晶显示器件与线路板(PCB)和其他零部件的连接方式与传统焊接方式不同.1.导电橡胶连接导电橡胶条是由一薄层导电橡胶(黑色)和一薄层绝缘橡胶(白色)交替地一层层叠在一起,经热压成型后,垂直于薄层面切成一条条成品,外观为黑白间隔,类似于斑马身上条纹,所以常称为斑马橡胶条.显然斑马橡胶条纵向不导电,而横向导电.一般层与层之间只有0.4~0.5mm距离,可以确保不会有电极被漏接.在使用斑马橡胶条时,胶条被专用框紧紧压在液晶显示器和印刷电路板之间,使它们彼此间的对应电极互相导通.显然印刷电路板上电极的尺寸与排列必须设计得与液晶显示器上的引脚相符合.斑马橡胶条压接原理示于图于3-126.如图3—127中示出了各种斑马橡胶条的横截面.不同的类型适用于不同的连接要求,其中YL,YI,YS,YP为普通型,YI,YS两侧有绝缘保护层,YP两侧为海绵橡胶.其他为特殊型,如YD是一种双层导电橡胶条,专门为双层外引线液晶显示器设计的.2.金属插脚连接通常的焊接方法是很可靠的,并被人们广泛地认可,金属插脚连接就是为此设计的.金属插脚为金属冲压件,外形有图3—128所示几种.首先将金属插脚插在液晶显示器外引线部位,点上导电胶,使外引线与插脚可靠地电接触,然后在外面再涂覆一层环氧树脂予以固定.这样,用户即可直接将金属插脚焊接在线路板上或直接插在线路板的插座上.3.热压胶片软连接热压导电胶带的基片是聚酯膜片,在基片上印有一条条石墨导电条,然后在导电条上涂一层导电性热粘剂,最后在导电条间隙填满绝缘热压胶.如图3—129所示.热压导电胶带是一种软膜.使用时,将热压导电胶带的一端导电条纹对准液晶显示器件外引线端,贴上,加热,加压,然后将热压导电胶带的另一端导电条纹对准线路板引线端,贴上,加热,加压,这样通过石墨导电条将液晶显示器的外引线与线路板引线端连接起来.在安装连接时,对加压和加温有严格要求,需使用专门的热压机.。