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液晶显示器主要用到什么材料?

制作液晶显示器的材料分为主要原料和辅助材料。主要原材料是指液晶显示器(LCD)生产出后,产品中所保留的原材料,主要包插液晶)ITO玻璃、偏光片、PI液、Si0,、丝印胶(印框胶)、导电胶)UV 定位胶、封口胶、玻璃纤维、Ni粉、Au 粉、塑料垫片、金属引脚等。通常所讲液晶显示器件的3大主要材料为液晶、ITO 玻璃和偏光片。


一、液晶

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各种液晶显示器件要求使用不同品种的液晶材料,但是它们都必须满足下列共同要求。

(1)在使用和存储的温度环境下都表现为液晶相。早期液晶工作温度都在100℃以上,工作时需要加热,现在已开发出大量室温液晶。但是一般来说,液晶在室外零下几十度的情况下不能工作,这时就需要附加加热装置。


(2)具有优良的化学稳定性、光化学稳定性及热稳定性,使用寿命长。


(3)黏度低,具有优良的响应特性。这是液晶的工作原理要求的。液晶是靠在外场(或热量)作用下分子的平移或转动来实现各种功能的。黏度大小直接影响分子的运动速度,也就影响了器件的响应速度。


(4)介电各向异性大,适于低电压工作。


(5)双折射率大小适合显示对比度的增加。在利用双折射干涉光的液晶显示器件中,总是要求寻常光与非寻常光的光程差nd等于半波长或全波长,这样对比度最佳。另外n增加,可以减少液晶层厚度d,在工艺难度允许的条件下,减少d可以改善响应速度。


(6)弹性模量均衡,适合多路传输驱动。液晶作为一个弹性连续体,由于各向异性具有3种弹性常数,即展曲弹性常数后k、扭曲弹性常数k和弯曲弹性常数k;,它们数值很小。弹性常数均衡表示各种变形的应变程度均衡,有利于电光特性曲线变陡,即有利于多路传输

驱动。


(7) 分子排列有序度高。由于热运动,单个液晶分子长轴的方向与液晶的指向矢不可能完全一致。有序度S一般为0.3~0.8,显然S'=1的是最理想的,有序度高,显示器件的对比度好。


二、透明的导电玻璃

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所谓导电玻璃,是指在普通玻璃的一个表面镀有透明导电膜的玻璃。这种玻璃除了用于液晶显示器外,还用于其他平板器件的制造。透明导电薄膜的应用主要有以下几个方面。

电子照相、静电复印

》显示电极材料

》防静电、防电磁屏蔽

》面发热体

》热反射

》光记录、磁记录

》终端设备

 

液晶显示器之所以能显示特定的图形,就是利用导电玻璃上的透明导电膜,经过刻蚀制成特定形状的电极。上下两片导电玻璃制成液晶盒后,在这些电极上加适当电压信号,使液晶的特性改变,就可显示出与电极形状相对应的图形。




三、偏光片

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偏光片是一种产生和检测偏振光的片状光学功能材料。在液晶显示器件的结构中,偏光片(也叫偏振片)只允许在某一个方向振动的光波通过,而其他方向振动的光波将全部或部分地被阻挡。透过偏光片的光只在垂直光传播路径的方向上振动,这种光被称为线偏振光或平面偏振光。线偏振光是椭圆偏振光的一种特殊情形,其振动方向称为偏振方向,对偏光片来说,这个方向称为偏光轴。

 

四、取向材料

液晶盒内直接与液晶接触的薄层称为取向层,它的作用是使液晶分子按一定的方向和角度

排列,这个取向层对于液晶显示器来说是必不可少的,而且直接影响显示性能的优劣。液晶显示器所用的取向材料的取向处理方法有多种,如摩擦法、斜蒸Si0,方法等。最常用的是在玻璃表面涂覆一层有机高分子薄膜,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就是聚酰亚胺,简称PI。

PI膜有很好的化学稳定性、优良的机械性能、高绝缘性、耐高温、高介电强度、耐辐射和不可燃等优点。聚亚胺优异的性能是由其结构决定的,它通过二酐与二胺在低温下聚合反应合成,生成聚酰胺酸,简称PA。在高温下脱水固化后(化学上是一种环化反应)即成为聚酰亚胺。作为取向层的聚酰亚胺膜,是用浸泡、旋涂或印刷的方法,将PA溶液涂覆在玻璃表面,经高温固化后制得。要得到性能优良的PI膜,固化反应必须进行完全。

根据液晶液晶屏的用途不同,P可分为TN产品用、STN产品用及有源矩阵显示器用的各种 PI,主要区别在于预倾角的不同。

 

五、环氧树脂材料

环氧树脂在液晶显示器中作为封接材料用,如边框料、银点料等。封接材料实质上是胶黏剂,故平常也称为封框胶、银点胶。环氧树脂也叫环氧胶。

环氧树脂是一种具有良好的粘接性、优异的电气性能及机械性能的高分子物质。用途最广

泛的是二酚基丙烷与环氧氯丙烷所合成的环氧树脂。亚不广里到的面示环氧树脂是线型大分子,在通常情况下,它是一种胶状流体。在特定条件下,它可以发生固化反应,变成有较高强度的固态物质。仅仅对环氧树脂本身进行加热,并不能使它固化,必须加入固化剂。固化剂在反应中起催化剂的作用。它本身也可能参与反应,常见的固化剂有乙胺、二亚乙基三胺、酸酐等。环氧树脂一旦固化,就不能再塑化或熔化。如用作边框的环氧树脂,为了提高它的粘接性能和弹性,通常还加入一些填料,常用的填料

为 Si0,、Al,0,粉末。银点胶是在环氧树脂中加人银粉和固化剂组成的。环氧树脂本身是很好的绝缘体,电阻率约为10”8~10”Ω·cm,若均匀掺人一定量的银粉(银粉的重量比一般大于50%),银点胶固化后,其体电阻为2x10-0,cm左右,从而确保液晶盒上下电极的正常导通。

 

六、衬垫料

在制造液晶显示器时,需要确保液晶层间隙为一定的厚度,这个厚度通常叫做盒厚,一般为几微米。为了制备这样小的盒厚,并且保证其均匀性,必须在封框料中加入一些衬垫料,同时在显示区内也均匀散布一些衬垫料。液晶层的厚度就是靠这些衬垫料将两片玻璃支撑起来所形成的间隙。

衬垫料有多种,可以分为树脂制的液晶盒内使用的球状衬垫料、玻璃纤维制的通常用于封框胶里的棒状衬垫料和二氧化硅制的用于周边封口部等处的球状衬垫料等。生产中使用更多的是微小颗粒状的衬垫料,其形状有线接触式的棒状粉和点接触式的球状粉两类。现在也有用两种材料混合制成的衬垫料。

目前液晶显示器中使用的衬垫料直径一般为5~9um,选用时要根据所需的盒厚而定,同时还需考虑衬垫料的形状、尺寸及偏差、材料硬度及弹性等情况。

 

七、导电粉

为实现下玻璃公共电极的导通,通常使用导电胶来连接。导电胶通常是由碳粉、银粉、金粉或镍粉与环氧树脂胶混合在一起的胶。在普通球状树脂粉的表面镀上一层一定厚度的金或镍层与下玻璃板电极接触,起导电作用。金粉为灰棕色,镍粉为灰黑色。

通过把导电粉与封框胶混合可以用丝网印刷的方法将导电材料漏印在下片玻璃上,然后压合形成单层导电粉均匀分布,使上下电极连接导通,而横向不导电。

 

八、金属引线


将液晶显示器上的电极引脚与驱动电路的电极相连,使驱动电压信号加到液晶显示器上这就是液晶显示器的连接。连接方式主要有导电橡胶条连接、导电薄膜热压连接、金属引线卡连接(引线连接)。前两种连接方式需在模块制作时完成,后一种则是在液晶显示屏制作过程中实现的。

金属引线的分类有如下几种。

(1)金属引线根据引脚长度不同分为20mm、25mm、30mm 等多种。

(2)金属引线根据两条引脚间距不同可分为1.8mm、2.0mm、2.54mm 等,使用时应根据液晶显示器件电极引脚的间距来定。

(3)根据引线脚形状的不同可分为直腿引脚和弯腿引脚两类,又因弯腿的尺寸和形状不同,分为不同的型号。



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