TN LCD panely, skratka pre Twisted Nematic Liquid Crystal Displays, sú základom v zobrazovacom priemysle, ktorý je známy svojou nákladovou efektívnosťou a širokým využitím v rôznych elektronických zariadeniach. Ako dodávateľ TN LCD panelov sa ma často pýtajú na materiály, ktoré sa používajú pri výrobe týchto panelov. V tomto blogu sa ponorím do kľúčových materiálov používaných pri výrobe TN LCD panelov.
Sklenené substráty
Základ TN LCD panela začína sklenenými substrátmi. Ide o tenké ploché kúsky skla, ktoré slúžia ako konštrukčná podpora celého displeja. Typicky sa používa vysokokvalitné borosilikátové sklo pre jeho vynikajúcu tepelnú stabilitu a nízky koeficient tepelnej rozťažnosti. Táto vlastnosť zabezpečuje, že sa sklo nedeformuje ani nepraská počas vysokoteplotných procesov pri výrobe LCD, ako je nanášanie tenkovrstvových tranzistorov (TFT) alebo iných vodivých vrstiev.
Sklenené podklady musia byť extrémne ploché a hladké. Akékoľvek nepravidelnosti na povrchu môžu spôsobiť chyby v zarovnaní tekutých kryštálov, čo by viedlo k problémom so zobrazením, ako je nerovnomerný jas alebo viditeľné čiary. Hrúbka sklenených substrátov sa môže líšiť v závislosti od použitia LCD panela, ale zvyčajne sa pohybuje od 0,3 mm do 1,1 mm. Tenšie sklo sa často používa v prenosných zariadeniach na zníženie hmotnosti, zatiaľ čo hrubšie sklo sa môže použiť vo väčších, stacionárnejších displejoch na zvýšenie odolnosti.
Tekuté kryštály
Tekuté kryštály sú srdcom TN LCD panela. Sú jedinečným stavom hmoty, ktorý vykazuje vlastnosti medzi vlastnosťami bežnej kvapaliny a pevného kryštálu. V TN LCD sa používajú nematické tekuté kryštály. Tieto tekuté kryštály majú molekuly v tvare tyčinky, ktoré je možné pri pôsobení elektrického poľa zarovnať v určitom smere.
Keď nie je prítomné žiadne elektrické pole, molekuly tekutých kryštálov v TN LCD sú skrútené o 90 stupňov medzi dvoma sklenenými substrátmi. Toto skrútenie spôsobuje, že svetlo prechádzajúce panelom sa otáča, čo mu umožňuje prechádzať cez polarizačný filter na druhej strane panelu. Keď sa aplikuje elektrické pole, molekuly tekutých kryštálov sa zarovnajú s poľom, rozkrútia a zablokujú priechod svetla. Toto zapínanie a vypínanie svetla je to, čo vytvára viditeľné obrázky na TN LCD paneli.
Výber tekutých kryštálov je kľúčový, pretože ovplyvňuje výkon displeja. Faktory ako doba odozvy, kontrastný pomer a pozorovací uhol sú ovplyvnené vlastnosťami použitých tekutých kryštálov. Rôzne zmesi tekutých kryštálov môžu byť formulované na optimalizáciu týchto výkonnostných charakteristík pre špecifické aplikácie.
Polarizačné filtre
Polarizačné filtre sú základnými komponentmi TN LCD panelov. Sú umiestnené na oboch stranách vrstvy tekutých kryštálov. Polarizačný filter je materiál, ktorý umožňuje prechod svetelných vĺn vibrujúcich v určitom smere (smer polarizácie), pričom blokuje svetelné vlny vibrujúce v iných smeroch.
V TN LCD paneli sú dva polarizačné filtre orientované navzájom kolmo. Bez vrstvy tekutých kryštálov medzi nimi by cez kombináciu dvoch polarizačných filtrov nemohlo prechádzať žiadne svetlo. Avšak skrútené molekuly tekutých kryštálov otáčajú polarizáciu svetla pri jeho prechode, čo mu umožňuje prejsť cez druhý polarizačný filter. Keď sa aplikuje elektrické pole a molekuly tekutých kryštálov sa rozkrútia, polarizácia svetla sa už neotáča a je blokovaná druhým polarizačným filtrom.
Kvalita polarizačných filtrov môže výrazne ovplyvniť kontrastný pomer displeja a presnosť farieb. Vysokokvalitné polarizačné filtre sú vyrobené z materiálov ako je polyvinylalkohol (PVA), ktoré sú natiahnuté, aby zarovnali molekuly a vytvorili požadovaný polarizačný efekt.
Vodivé vrstvy
Vodivé vrstvy sa používajú v TN LCD paneloch na aplikáciu elektrického poľa na molekuly tekutých kryštálov. Tieto vrstvy sú zvyčajne vyrobené z oxidu india a cínu (ITO), čo je priehľadný vodivý materiál. ITO sa nanáša na sklenené substráty v tenkej vrstve, zvyčajne procesom nazývaným naprašovanie.
Vrstvy ITO sú vzorované do elektród, ktoré možno použiť na ovládanie rôznych segmentov alebo pixelov displeja. Privedením napätia na špecifické elektródy sa môže vytvoriť elektrické pole v zodpovedajúcich oblastiach vrstvy tekutých kryštálov, čo spôsobí, že molekuly tekutých kryštálov zmenia svoje zarovnanie. Transparentnosť ITO je kľúčová, pretože umožňuje svetlu prechádzať panelom a zároveň umožňuje použitie elektrického poľa.
Zarovnanie vrstiev
Zarovnávacie vrstvy sú tenké filmy, ktoré sa nanášajú na vnútorné povrchy sklenených substrátov. Ich účelom je zabezpečiť, aby boli molekuly tekutých kryštálov správne zarovnané v špecifickom smere, keď nie je aplikované žiadne elektrické pole. V TN LCD paneloch sú vyrovnávacie vrstvy zvyčajne vyrobené z polymérneho materiálu, ako je polyimid.
Zarovnávacia vrstva je ošetrená procesom nazývaným trenie, kde sa na vytvorenie mikroskopických rýh na povrchu polyméru používa mäkká handrička. Tieto drážky vedú molekuly tekutých kryštálov, aby sa zarovnali v určitom smere, čo je nevyhnutné na dosiahnutie 90-stupňového otočenia TN LCD. Kvalita vyrovnávacej vrstvy a proces odierania môže mať významný vplyv na výkon displeja vrátane problémov, ako je lepenie obrazu a nerovnomerný jas.
Tmel
Na uzavretie vrstvy tekutých kryštálov medzi dva sklenené substráty sa používa tmel. Zabraňuje úniku tekutých kryštálov a tiež ich chráni pred vlhkosťou a inými nečistotami v prostredí. Tesniaci materiál je typicky polymérny materiál, ktorý sa nanáša okolo okrajov sklenených substrátov a vytvrdzuje teplom alebo ultrafialovým svetlom.
Tesniaci materiál musí mať dobrú priľnavosť k skleneným substrátom a materiálu z tekutých kryštálov. Musí byť tiež dostatočne flexibilný, aby sa prispôsobil akýmkoľvek miernym pohybom alebo roztiahnutiu sklenených substrátov v dôsledku zmien teploty. Pre dlhodobú spoľahlivosť TN LCD panela je nevyhnutný kvalitný tmel.
Podsvietenie (voliteľné)
V mnohých aplikáciách TN LCD sa na osvetlenie displeja používa podsvietenie. Najbežnejším typom podsvietenia používaným v TN LCD je žiarivka so studenou katódou (CCFL) alebo svetelná dióda (LED).
CCFL sú dlhé tenké trubice, ktoré obsahujú plyn a elektródy. Keď sa použije napätie, plyn sa ionizuje a vytvára ultrafialové svetlo. Toto ultrafialové svetlo potom dopadá na fosforový povlak na vnútornej strane trubice, ktorý vyžaruje viditeľné svetlo. CCFL sú známe svojim relatívne vysokým jasom a rovnomerným osvetlením.
LED diódy sú na druhej strane polovodičové zariadenia, ktoré vyžarujú svetlo, keď nimi prechádza elektrický prúd. Sú energeticky účinnejšie, majú dlhšiu životnosť a môžu byť menšie ako CCFL. LED podsvietenie môže byť usporiadané v rôznych konfiguráciách, ako napríklad okrajovo osvetlené alebo priame svietenie, aby sa zabezpečili rôzne úrovne jasu a rovnomernosti.
Porovnanie s inými typmi LCD
Stojí za zmienku, že TN LCD panely sú len jedným typom LCD technológie. Medzi ďalšie obľúbené typy patria VA LCD, ktoré ponúkajú lepšie kontrastné pomery a pozorovacie uhly v porovnaní s TN LCD. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o technológii VA LCD, navštívte stránkuVA LCD OBRAZOVKA,VA LCD displejaSegmentový LCD VA.
Záver
Záverom možno povedať, že výroba TN LCD panelov zahŕňa komplexnú kombináciu materiálov, z ktorých každý hrá kľúčovú úlohu vo výkone displeja. Od sklenených substrátov, ktoré poskytujú štrukturálnu podporu až po tekuté kryštály, ktoré riadia prechod svetla, je každý materiál starostlivo vybraný a navrhnutý tak, aby spĺňal špecifické požiadavky aplikácie.
Ako dodávateľ TN LCD panelov chápem dôležitosť používania vysokokvalitných materiálov a pokročilých výrobných procesov na výrobu spoľahlivých a vysokovýkonných displejov. Ak hľadáte TN LCD panely pre svoje elektronické zariadenia alebo projekty, pozývam vás, aby ste ma kontaktovali, aby sme prediskutovali vaše špecifické potreby a preskúmali, ako môžeme spolupracovať, aby sme vám poskytli najlepšie riešenia zobrazenia.
Referencie
- "Displej z tekutých kryštálov: Schémy adresovania a elektrooptické efekty" od Ernsta Luedera
- "Flat Panel Displays: Advanced Organic, Anorganic and Nano - Materials" edited by Nalwa, HS