液晶电视材料基础知识
电视技术第22讲液晶基础知识
以 表示平行于分子轴方向的电导率;
表示垂直于分子轴方向的电导率;
电导各向异性:
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3.弹性常数K 弹性常数表示形变后的液晶分子恢复稳态的恢 复弹力。 弹性常数分为:展曲弹性常数
扭曲弹性常数
弯曲弹性常数
弯曲
扭曲
展曲
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4、相变温度
当温度升高到溶点Tm时，晶体变成液晶，温度再 升高到清亮点Tc时，液晶变成液体。反之，当温度不 断冷却，液体将变成液晶，液晶将变成晶体。
液晶粘度小，分 子容易顺着长轴方 向自由移动。是光 电子技术和显示上 最为广泛应用的液 晶.
向列相液晶分子排列
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分子排列特点：在某一平面内分子长轴的指向一致， 与这一平面平行的另一平面内分子长轴的指向却一致 地朝着另一个方向，两相邻平面分子的指向稍有不同， 分子的指向矢（液晶分子的平均指向）在空间成一螺 旋。
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（2）液晶的电气性质 在上下电极板之间加一电场时，电极板之间的液晶分子
长轴就会沿着电场方向排列。 这一电气性质是实现液晶显示的基础。
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（3）液晶的旋光性质 若上、下玻璃基板取向膜沟槽相差某一角度，则在
玻璃基板中，同一平面液晶分子取向虽然一致，但相邻 平面液晶分子的取向逐渐旋转扭曲。
当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间的旋转 螺距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而跟着旋 转。
对于胆甾相液晶，螺距就是相同的分子层之 间的距离。
对于液晶显示器，要求液晶分子在盒中的扭 曲螺距远比可见光波长大得多。
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混合液晶的性能参数与显示的关系
• 任何单体液晶只具有一方面或几方面的 优良性能，不能直接用于显示。
• 利用10~20种单体液晶调制混合液晶，以 使综合性能最佳，满足显示用液晶材料 的各项性能的要求
液晶电视技术PPT课件
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第3章 液晶电视技术
2.液晶像素显示原理
（1）结构特点： 上下偏振板光轴方向垂直； 上下玻璃基板取向膜取向垂直。 （2）显示原理： 当玻璃基板没有加电场时，光线 跟 着 液 晶 作 90o 扭 转 ， 通 过 下 方 偏 光板，液晶面板显示白色。 当在基板上加电场时，液晶分子 产生取向变化，光线通过液晶分子 空隙维持原方向，被下方偏光板遮 蔽，显示黑色。
用于计算机显示器、电视机
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第3章 液晶电视技术
1.TFT-LCD结构与工作原理
• TFT-LCD结构
当TFT开关导通 时．位于同一行上 的所有像素将与相 应的数据线相通， 信号开始对上述液 晶像素充电。
TFT-LCD的液 晶显示部分与TNLCD类似。
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第3章 液晶电视技术 • TFT-LCD液晶盒结构
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第3章 液晶电视技术
2.冷阴极荧光灯(CCFL)结构
（1）发光原理:
当在管子上加高压时，气体电离产生253.7nm紫外光。紫外光 激励内部磷光粉涂层，产生可见光。
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第3章 液晶电视技术
（2）CCFL电压与电流关系
CCFL在高压（一般500V 以上）、交流（一般40kHz 左右）电源的驱动下工作。
CRT电视机：1～3ms 液晶电视机：25ms～12ms
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第3章 液晶电视技术
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第3章 液晶电视技术
• 液晶像素的TFT控制
第二章液晶电视基础知识
第二章液晶电视基础知识、电视接口接口名称射频信号端子AV输入/输出S输入端子Y CbCr/ YPbPr 色差分量端子第二章液晶电视基础知识接口图片所接线体图作用接室内、外天线接游戏机、VCDDVD音响、录像机、码流接VCDDVD摄像机等接DVD码流仪接数码 相机、笔 记本电 脑、游戏 机、高清 机顶盒、DVD 等接台式VGA 端机、笔记 本电脑USB 接口 接U 盘、 移动硬 盘、读卡 器等 读卡器 接口插SD卡、MM （卡等HDMI 接口概念作用电视尺寸指屏幕的对角线长度，以英寸为计 量单位。
亮度数值越高画面越明亮，过亮过暗均 会影响观看效果。
色度数值越高颜色越鲜艳，过高则失 真。
对比度是最黑与最白亮度单位的相除值，白色越亮、黑色越暗，对比度就越高。
在合理的亮度值下，对比度越高，所显示的色彩层次越丰富。
清晰度 数值越高图像越清楚，反之图像越麦克风 口 网线端 口（ LAN 输入）耳机接 口P )接麦克 风/话筒接网线接耳机、电视分类及其特点终端实操手册四、液晶电视面板（—）液晶面板来源目前全球五大液晶面板生产商，夏普、S-L CD（索尼与三星合资组建）、LPL（LG与飞利浦合资组建）、台湾的友达和奇美。
（二）液晶面板分类介绍液晶面板是液晶电视最重要的组成部分之一，成本占电视整体成本的70-80%。
目前市场上最常见的液晶面板技术共4种：TN面板、VA类、ASV面板和IPS面板。
（三）面板分类介绍:LG （LG Display ） IPS-友达（AUO（四）液晶面板中常见问题及误区 特别注意：各品牌都不会孤立的使用某一个品牌的液晶屏。
g三r VAVAVAVAVAWAWV VAVAVAVAVAVAVAV・・・・・・t' * •・・・•・・• •• '・奇美（CMO夏普CPA1、通常顾客在选择液晶电视时，可能会碰到亮点、暗点的冋题，那么什么是亮点，暗点呢？亮暗点判断，即将“亮度”参数调至最高100或者最低0的状态，亮点是当设定屏幕显示的画面全黑时，屏幕上所显示的红、绿、蓝光点；暗点是当设定屏幕显示的画面全白或为同一颜色时，屏幕上不显示颜色的点。
液晶电视材料基础知识
1）镀锌钢板的基础知识 （1）基板的成份
镀锌钢板的基板材料多为普通碳素结构钢。这 种材料对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残 余元素含量的限制较宽，它又分为三类：甲类钢 （A类钢）是保证力学性能的钢。乙类钢（B类钢） 是保证化学成分的钢。特类钢 (C类钢)是既保证力 学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要 的结构件。电子产品结构件中使用最多的是含碳 量在0.2％左右的A3钢、08F等(甲类3号钢)。
涂料或颜料
LCD back light
液晶背光
液晶电视材料基础知识
汞- 允许使用 (豁免)
Compact fluorescent lamps (maximum 5 mg per lamp); 微型荧光灯（每个灯最多不超过5毫克）
Straight fluorescent lamps for general purposes: 一般 直式荧光灯
Straight fluorescent lamps for special purposes; 特殊用途直荧光灯
Other lamps not specifically mentioned. 其他灯具
液晶电视材料基础知识
镉-实际应用
Cadmium plating. 镉电镀
Solar cells & other light-sensitive devices. 太阳电池和其他光敏器件
液晶电视材料基础知识
• ROHS:
The Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment, 关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令
lcd基础知识培训材料和提升
ITO GLASS1。
1。
导电玻璃导电玻璃，是在普通玻璃的一个表面镀有透明导电膜的玻璃。
最常用的导电玻璃是氧化铟锡玻璃，通常简称为ITO 玻璃。
1.2种类结构根据用途，衬底玻璃的不同,ITO 玻璃可分为两种结构，如图所示：玻璃材料为钠钙玻璃，这种玻璃衬底与ITO 层之间要求有一层二氧化硅（SiO2）阻挡层?其作用是阻挡玻璃中的钠离子的渗透，以防止对器件性能产生影响。
玻璃衬底用无钠硼硅玻璃， ITO 层结构就可以不必存在SiO2层. 1.3。
透明导电玻璃参数 1。
3。
1.透光率在可见光范围内的透光率在80%以上。
ITO 玻璃的透光率影响因素：玻璃材料、ITO 厚度、折射率1.3.2.面电阻ITO 膜导电性能采用的指标是方块电阻，用R □表示。
?如下图是电流平行经过ITO 膜层的情形.图中,d 为膜厚;I 为电流;L1为膜层在电流方向上的长度；L2为膜层在垂直电流方向的长度。
当电流流过上图所示的方形导电膜层时,该层的电阻为: ？式中(左图），p 为导电膜的体电阻率.对于给定的膜厚层，p 和d 可以认为是不变的定值,当L1=L2时，即为正方形的膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值p/d,这就是方块电阻的定义（右图），即R=p ＊L1/d*L2 R □= p /d 式中，R □单位为：（Ω/□).方块电阻通常用四探针测试仪来测定. 1。
3。
3.平整度平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度.平整度可用h/L 表示, 为在长度L 的范围内,表面最高点与最低点的差值为h.如图所示：膜 璃衬TO 膜 璃衬 2ITO 玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量， 对STN 液晶显示器的影响更大。
? 一般TN LCD 用玻璃要求平整度小于0。
5um/20mm; STN LCD 用玻璃要求平整度小于0。
05um/20mm 。
SPACER※根据基材、其分类？1．玻璃纤维,主要用于丝印胶边框,对边框其支撑作用，通常为棒状,线接触式。
液晶材料基础知识
中的所有相。大部份的液晶只经历了两三种相就由晶体
转变到等向性液体，但其经历的相之温度顺序仍遵照上
式的顺序。
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相态和相变
液晶相变的测定
1. 变温偏光显微镜 2. 差示扫描量热计 3. 互溶性测试 4. 变温X-Ray衍射仪
4. 温度控制：25℃±2 ℃
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阈值、饱和电压、陡度
1. 阈值、饱和值和陡度
阈值与液晶介电常数相关
SLICHEM
(TN Cell)
陡度与K33/K11以及△ε/ε⊥相关
2. 阈值电压、饱和电压是驱动电压选择的基本 依据，陡度是扫描行数设计的依据。
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阻性特性
SLICHEM
1. 静电行为
积累电荷无法从有效途径消除掉，从而形成静电 场，导致显示器无法正常显示 液晶材料纯度过高，电阻率过高，使得积累电荷 无法从液晶材料途径消除
2. 避免方法
液晶材料途径：在保证能耗要求的情况下，适当 调整电阻性能 器件途径：设计旁路，引消除积累的静电贺
液晶的粘度与介电常数、清亮点、折射率有关
2. 粘度与温度基本呈指数关系
3. γ∝SδexpB/T, 温度上升，粘度降低；温度下降，粘 度增加
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粘度影响响应时间
SLICHEM
1. 液晶器件的响应时间与液晶的粘度相关
液晶主要材料
,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.。
液晶显示器-液晶材料基础知识
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4.LCD中液晶选用原则
4.2 电压及陡度的选择
Vop Von=
B
D+B2－1 D
Vop Voff=
B
D+（B-2）2－1 D
B—— 1/Bias 一般要求：
D—— Duty
Voff≤V10＜V90≤Von
陡度经验值：
陡度要求：
DUTY
～1/16 如果达到充分好的对比度，最大的驱动路数： ～1/64
根据液晶显示器件的使用条件（工作温度条件等）选择合适清亮点的 液晶。一般要求：液晶显示器的储存温度比液晶清凉点高10～20℃。
类别 常温产品 宽温产品 超宽温产品
工作温度 －10℃～ 60℃ －20℃～ 70℃ －30℃～ 80℃
储存温度 －20℃～ 70℃ －30℃～ 80℃ －40℃～ 90℃
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❑当液晶被包含在两个槽状表面中间， 且槽的方向互相垂直，则液晶分子的排 列为：
上表面分子：沿着a方向 下表面分子：沿着b方向 ❑介于上下表面中间的分子：产生旋转 的效应。因此液晶分子在两槽状表面间 产生90度的旋转。
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2.液晶在LCD中的工作原理
2.2液晶分子对光传播的影响
偏光 片
Δε＝ε∥－ε⊥
外加电场与液晶分子长轴一致时，测得的为ε∥ ； 外加电场与液晶分子长轴垂直时，测得的为ε⊥ 。
介电常数：电容器极板间充满电介质时，电容增大的倍数叫做电 介质的介电常数 ，C=ε C0
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3.液晶的主要性能评价参数
3.4阈值电压、饱和电压和陡度
❖ 阈值电压（Vth）:指使液晶分子发生偏转,引起LCD透过率变化时所施加的驱 动电压的有效值
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Electronic ceramic parts.
电子陶瓷元件.
汞- 实际应用
Fluorescent lamps.
荧光灯管
High intensity discharge (HID) lamps.
高强度放电(HID) 灯管
Painting or pigment or ink
铅-允许应用(豁免)
Glass in 玻璃: Cathode ray tubes 阴极射线管; Electronic components 电子元件; Fluorescent tubes 荧光管.
Alloying elements in 合金: Steel (maximum 0.35% lead) 钢 (最高0.35%的铅); Aluminium (maximum 0.4% lead) 铝 (最高 0.4% 的铅); Copper (maximum 4% lead) 铜 (最高4%的铅).
液晶电视材料基础知识
一、材料概述 二、塑胶材料 三、金属材料 四、粘结材料
目录
一、概述
1、材料的概念
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品 的那些物质。
2、材料分类 3、感知材料 4、选取材料 5、RoHS相关
2、材料的分类
1）按照成分组成分类
1）视觉 2）听觉 3）触觉 4）嗅觉 5）味觉
大型家用电器 小型家用电器 IT及通讯设备 消费性设备 照明设备( 白炙灯泡和家用荧光灯除外） 电子电气工具（大型固定工业用途工具除外） 玩具、休闲及运动设备 自动售货机
铅- 实际应用
• Solder 焊锡（Sn-Pb) • Glass 玻璃 • Lead halides and lead phosphors in certain gas
• 核心内容
• 从2019年7月1日起，新投放欧盟市场的电子电气设备中不 得含有以下6种有害物质： 铅（Pb） 汞（Hg） 镉（Cd） 六价铬（Cr6+） 多溴联苯（PBB） 多溴二苯醚（PBDE）
RoHS Directive 范围
最大工作电压不超过 1000 V a.c 或 1500 V d.c，通 过电流、电磁场、发电机、变压器工作的设备或测量 这种电流的设备，适用于8大类产品：
一些日常接触的物体重量
4、选材原则
1）性能及性价比。
力学特性、外观、手感、制造工艺、加工性能、电磁 屏蔽性能、耐候性能、阻燃性能、耐老化性能、耐化学性 能等材料的特性。
2）通用性。 3）生产相关设备、工艺的配套。 4）安全环保标准。
GB8898、IEC6006S
3、感知材料
颜料和染料
颜料： 又可称为着色剂不溶于水、油、树脂等介质中，通常是以微粒状态分
散在其它物质中。它只能使被染材料表面着色，制品着色后不透明。它 具有遮盖力、着色力、对光相对稳定、常用于配制涂料、油墨、油漆。
染料： 是以分子形态存在的，大多能溶于水和化学溶剂，一般与着色基体达
到分子级的混合，以达到染色的目的色彩鲜艳，透明。它在油漆、塑料、 纸张、皮革、电子产品和食品等许多行业有应用。
涂料或颜料
LCD back light
液晶背光
汞- 允许使用 (豁免)
Compact fluorescent lamps (maximum 5 mg per lamp); 微型荧光灯（每个灯最多不超过5毫克）
Straight fluorescent lamps for general purposes: 一般 直式荧光灯 Halophosphate (maximum 10 mg per lamp); （每个灯最多不超过10毫克） Triphosphate with normal life (maximum 5 mg per lamp); 普通使用三磷酸盐（每个灯最多不超过5毫克） Triphosphate with long life (maximum 8 mg); 长期使用三磷酸盐（最多不超过8毫克）
常见误区：
误区1—认为取得ISO 14000的认证，就会满足 RoHS指令的要求。
误区2—认为一次拿到了客户的标准后就万事大 吉，以后参照标准去做就没问题。
误区3—RoHS就是环保，含有禁止的6种物质就 是不环保。
• ROHS:
The Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment, 关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令
Electrical contact alloys. 电接触合金
Pigments. 颜料
Connection point 接点
Solder 焊锡或熔丝
Thermal stabilizer for plastics 塑胶的热稳定剂
镉-允许使用 （豁免）
Cadmium plating, except for applications banned under the Cadmium Directive 91/338/EEC.
Straight fluorescent lamps for special purposes; 特殊用途直荧光灯
Other lamps not specifically mentioned. 其他灯具
镉-实际应用
Cadmium plating. 镉电镀
Solar cells & other light-sensitive devices. 太阳电池和其他光敏器件
discharge lamps. 某些气体放电灯中: 铅的卤化物和铅的磷酸盐 • Electronic ceramic parts. 电子陶瓷元件 • Metallic coatings – brightener & stabiliser. 金属覆盖物- 光亮剂和稳定剂 • Thermal stabiliser for plastics 塑胶的热稳定剂