不同类型的液晶显示器的部分部件可能会有不同,如有的不要偏光片。但是,两块导电玻璃夹持一个液晶层,封接成一个扁平盒是基本结构。如需要偏光片,则将偏光片贴在导电玻璃的外表面。下面以典型的扭曲向列相液晶显示器(Twisted Nematic-Liquid Crystal Display,TN-LCD)为例进行介绍,其基本结构如图所示。
将两片已光刻好透明导电电极图案的平板玻璃相对放置在一起,使其间距约为10μm。四周用环氧树脂密封,但是一个侧面封接边上留一个开口,通过抽真空,将液晶注入,然后将此口用胶封死。再在前、后导电玻璃外侧,正交地贴上偏光片;在前、后导电玻璃内侧,镀上一层定向膜,即构成一个完整的液晶显示器。
偏光片
就偏振性而言,光一般可以分为偏振光、自然光和部分偏振光。光的矢量方向和大小有规则变化的光为偏振光。在传播过程中,光矢量的方向不变,其大小随相位变化的光是线偏振光,这时在垂直于传播方向的平面上,光矢量的端点轨迹是一直线。在传播过程中,光矢量的大小不变,方向规则变化,光矢量端点的轨迹是一个圆,则是圆偏振光。在传播过程中,光矢量端点沿椭圆轨迹转动,则为椭圆偏振光。但任意一种偏振光都可以用两个振动方向互相垂直、相位有关联的线偏振光来表示。
从普通光源发出的光不是偏振光,而是自然光。自然光可以看成是一切可能方位上振动的光波的总和,即在观察时间内,光矢量在各个方向上的振动几率和大小相同。自然光可以用两个光矢量互相垂直、大小相等、相位无关联的线偏振光来表示,但不能将这两个相位无关联的光矢量合成为一个稳定的偏振光。
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,这个方向称为透射轴,而其他方向振动的光将被全部或部分阻挡,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,如果偏振光的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。偏光片的作用如图所示。
透明导电玻璃
透明导电玻璃是指在普通玻璃基板的一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MESA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。现在采用的TO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)的成分是In2O3和SnO2,ITO膜是在In2O3的晶核中掺入高价Sn的阳离子,掺杂的量以Sn的含量为10%的重量比为最佳。一般的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SiO2阻挡层,以阻挡玻璃中的钠离子渗透。
*摘自《数字电视原理》第3版