光刻胶在日用品上有哪些,食品利用电子束杀菌需要标识辐照食品吗
来源:整理 编辑:日用商品 2023-10-22 07:59:04
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1,食品利用电子束杀菌需要标识辐照食品吗
需要。辐照食品指的是利用辐照加工帮助保存食物,辐照能杀死食品中的昆虫以及它们的卵及幼虫。消除危害全球人类健康的食源性疾病,使食物更安全,延长食品的货架期。但是由于辐照食品的特殊性,国家规定,必须在包装上注明辐照标志。光刻胶(英语:photoresist),亦称为光阻或光阻剂,是指通过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、x射线等光照或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料,是光刻工艺中的关键材料,主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工。
2,脲醛树脂是不是功能高分子
脲醛树脂 urea-formaldehyde resins 尿素与甲醛反应得到的聚合物。又称脲甲醛树脂。英文缩写UF。加工成型时发生交联,制品为不溶不熔的热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅,呈半透明状,耐弱酸、弱碱,绝缘性能好,耐磨性极佳,价格便宜,但遇强酸、强碱易分解,耐候性较差。商品名Beetle。尿素与37%甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物,工业上以碱作催化剂,95℃左右反应,甲醛/尿素之摩尔比为1.5~2.0,以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲,然后羟甲基与氨基进一步缩合,得到可溶性树脂,如果用酸催化,易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130~160℃加热固化,促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料,制造日用生活品和电器零件,还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色,制品往往色彩丰富瑰丽。 脲醛树脂一般为水溶性树脂,较易固化,固化后的树脂无毒、无色、耐光性好,长期使用不变色,热成型时也不变色,可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。 脲醛树脂坚硬,耐刮伤,耐弱酸弱碱及油脂等介质,价格便宜,具有一定的韧性,但它易于吸水,因而耐水性和电性能较差,耐热性也不高。 用途:可用于耐水性和介电性能要求不高的制品,如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖,也可用于部分餐具的制造。功能高分子 functional polymers 在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团,其功能性的显示往往十分复杂,不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构,还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等,后者对生物活性功能的显示更为重要。 功能高分子可分为以下几类:①光敏高分子。经光照吸收光能后在结构上发生化学变化或物理变化的高分子。又称光敏树脂。它广泛用于印刷版、光刻胶,光敏油墨、光敏油漆等方面。有的高分子吸收不同波长的光后能使结构发生可逆的变化而引起吸收光谱的变化,这类高分子称光致变色高分子。②电学功能高分子。有些共轭双键体系的高分子如聚乙炔等,具有半导体性质,称为高分子半导体,如在电子非定域化的分子间分子轨道相互作用很强,则由于载流子的生成和转移容易进行,会表现出很强的电学性能,这称为导电高分子 ;光照后能产生光生伏打效应的 ,称为光导高分子(聚乙烯咔唑/三硝基芴酮);聚偏氟乙烯及其共聚物在热及压力作用下能产生热电及压电效应的,称为热电及压电高分子。③催化功能高分子。酶是天然高分子催化剂,模仿天然酶、参照酶的活性中心,并与高分子效应结合而合成的高活性、高选择性催化剂叫模拟酶,如高分子催化剂及高分子金属催化剂;为克服酶的水溶性缺点,将酶用高分子限定在一定空间内,称固定化酶。将细菌等生物活性物质固定化,以代替化学反应器内的传统催化剂,称生物反应器。④选择分离功能高分子。离子交换树脂是有分离、提纯、净化功能的高分子,但其选择分离性能不高,螯合树脂的选择性能较高;另一类大孔树脂,其表面积有上百平方米,可用作高分子吸附剂,能从水中吸附以ppb计的微量杂质;选择性分离膜被广泛地用于分离、提纯和医疗上。⑤医用高分子。主要包括:用于制造人工组织和人工器官的高分子生物材料;作为载体、助剂或药理活性物质,用于提高药物制剂的安全性、长效性及专一性的药用高分子,其中具有药理活性的高分子化合物称高分子药物;以及用来制造医疗过程中各种体外用的器具和用品。⑥其他功能高分子还有:将化学能转为机械能的人工肌肉;信息传递功能高分子及减阻功能高分子等都在探索开发中。是的。
聚合树脂又称加聚树脂。由聚合(加聚)反应合成的树脂。由含有双键或三键的分子或由环状分子开环所成的双官能分子形成。一般是线型高分子,具有热塑性。由一种单体聚合而成的称作均聚合树脂(homogeneously polymerized resin),如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯和聚丙烯腈等。
3,pel塑料的注塑温度范围
聚醚酰亚胺 Polyetherimide,简称PEI 聚醚酰亚胺是由4,4′-二氨基二苯醚或间(或对)苯二胺与2,2′-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶剂中经加热缩聚、成粉、亚胺化而制得。 在上述方法中,又可分成多硝基取代法和多环缩聚过程。前者首先进行环化反应,生成酰亚胺环,然后进行芳族亲核硝基取代反应,形成柔性醚"铰链"。后者是先进行环化反应,然后进行环化反应,聚合物的生成工序是多环缩聚过程。 PEI可用熔融缩聚法制备。这一方法从经济上,生态和技术的观点来看,都是有发展前途的。由于该法不使用溶剂,聚合物中不会含有溶剂,这对加工和使用都有重要意义。 PEI还可用连续法直接在挤出机制造。该法操作步骤是:起始化合物的混合物依次通过挤出机内具有不同温度的区域,由单体混合的低温区移向最终产品溶融的高温区。环化反应生成的水,经适当的口孔从挤出机中不断排出,通常在挤出机的最后区域借助真空减压抽出。从挤出机的出料口可得到聚合物粒料或片材。还可在挤出机内直接使PEI和各种填料混合,制得以PEI为主的配混料。 在这些方法中,溶液聚合是目前工业生产的方法。然而挤出机连续挤出聚合方法已由上海市合成树脂研究所在小型装置上开发成功,可以推向工业生产。物化性能1、 全芳香聚酰亚胺按热重分析,其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。 2、 聚酰亚胺可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不会脆裂。 3、 聚酰亚胺具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为170Mpa以上,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)达到400Mpa。作为工程塑料,弹性膜量通常为3-4Gpa,纤维可达到200Gpa,据理论计算,均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达500Gpa,仅次于碳纤维。 4、 一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点,即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达80%-90%。改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃,500小时水煮。 5、 聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5-3×10-5℃,广成热塑性聚酰亚胺3×10-5℃,联苯型可达10-6℃,个别品种可达10-7℃。 6、 聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能,其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。 7、 聚酰亚胺具有良好的介电性能,介电常数为3.4左右,引入氟,或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中,介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3,介电强度为100-300KV/mm,广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm,体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。 8、 聚酰亚胺是自熄性聚合物,发烟率低。 9、 聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、 聚酰亚胺无毒,可用来制造餐具和医用器具,并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性实验为非溶血性,体外细胞毒性实验为无毒。 注塑工艺聚醚酰亚胺可用注塑和挤出成型,且易后处理和用胶粘剂与各种焊接法同其它材料接合。由于熔融流动性好,通过注塑成型可以制取形状复杂的零件。加工前须在150℃充分干燥4小时,注塑温度为337~427℃,模具温度为65~117℃。YS30的注塑条件如下: 预热 150℃,4小时 料筒温度: 前段 300~320℃ 后段 330~410℃ 注塑压力 60~100MPa 保压时间 5~30秒 冷却时间 5~30秒。 应用范围聚酰亚胺品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。 1、 聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成,这两种单体与众多其他杂环聚合物,如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较,原料来源广,合成也较容易。二酐、二胺品种繁多,不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。 2、 聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂,如DMF,DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚,获得可溶的聚酰胺酸,成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺;也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂,进行化学脱水环化,得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂,如酚类溶剂中加热缩聚,一步获得聚酰亚胺。此外,还可以由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺;也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺,然后再转化为聚酰亚胺。这些方法都为加工带来方便,前者称为PMR法,可以获得低粘度、高固量溶液,在加工时有一个具有低熔体粘度的窗口,特别适用于复合材料的制造;后者则增加了溶解性,在转化的过程中不放出低分子化合物。 3、 只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格,不论采用何种缩聚方法,都很容易获得足够高的分子量,加入单元酐或单元胺还可以很容易的对分子量进行调控。 4、 以二酐(或四酸)和二胺缩聚,只要达到一等摩尔比,在真空中热处理,可以将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度的提高,从而给加工和成粉带来方便。 5、 很容易在链端或链上引入反应基团形成活性低聚物,从而得到热固性聚酰亚胺。 6、 利用聚酰亚胺中的羧基,进行酯化或成盐,引入光敏基团或长链烷基得到双亲聚合物,可以得到光刻胶或用于LB膜的制备。 7、 一般的合成聚酰亚胺的过程不产生无机盐,对于绝缘材料的制备特别有利。 8、 作为单体的二酐和二胺在高真空下容易升华,因此容易利用气相沉积法在工件,特别是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亚胺薄膜。 聚醚酰亚胺具有优良的综合平衡性能,卓有成效地应用于电子、电机和航空等工来部门,并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。 在电器、电子工业部门,聚醚酰亚胺材料制造的零部件获得了广泛的应用,包括强度高和尺寸稳定的连接件、普通和微型继电器外壳、电路板、线圈、软性电路、反射镜、高精度密光纤元件。特别引人注目的是,用它取代金属制造光纤连接器,可使元件结构最佳化,简化其制造和装配步骤,保持更精确的尺寸,从而保证最终产品的成本降低约40%。 耐冲击性板材Ultem1613用于制飞机的各种零部件,如舷窗、机头部部件、座件*背、内壁板、门覆盖层以及供乘客使用的各种物件。PEI和碳纤维组成的复合材料已用于最新直升飞机各种部件的结构。 利用其优良的机械特性、耐热特性和耐化学药品特性,PEI被用于汽车领域,如用以制造高温连接件、高功率车灯和指示灯、控制汽车舱室外部温度的传感器(空调温度传感器)和控制空气和燃料混合物温度的传感器(有效燃烧温度传感器)。此外,PEI还可用作耐高温润滑油侵蚀的真空泵叶轮、在180℃操作的蒸镏器的磨口玻璃接头(承接口)、非照明的防雾灯的反射镜。 聚醚酰亚胺泡沫塑料,用作运输机械飞机等的绝热和隔音材料。 PEI耐水解性优良,因此用作医疗外科手术器械的手柄、托盘、夹具、假肢、医用灯反射镜和牙科用具。 在食品工业中,用作产品包装和微波炉的托盘。 PEI兼具优良的高温机械性能和耐磨性,故可用于制造输水管转向阀的阀件。由于具有很高的强度、柔韧性和耐热性,PEI是优良的涂层和成膜材料,能形成适用于电子工业的涂层和薄膜,并可用于制造孔径< 0.1μm、具有高渗透性的微孔隔膜。还可用作耐高温胶粘剂和高强度纤维等。 6、开发动向 国外聚醚酰亚胺主要是美国通用电器公司生产销售。目前发展趋势在于提高耐热性,为此引入对苯二胺结构和与其它特种工程塑料组成合金,为提高PEI机械强度,而采用PC、PA等工程塑料组成合金。聚合工艺方面正在开发双螺杆连续挤出聚合反应技术,预计不久将会实现工业化生产。
4,液晶如何制造
一.工艺流程简述: 前段工位: ITO 玻璃的投入(grading)—— 玻璃清洗与干燥(CLEANING)——涂光刻胶(PR COAT)——前烘烤(PREBREAK)——曝光(DEVELOP) 显影(MAIN CURE)——蚀刻(ETCHING)—— 去膜(STRIP CLEAN)—— 图检(INSP)——清洗干燥(CLEAN)——TOP 涂布(TOP COAT)—— UV 烘烤(UV CURE)—— 固化(MAIN CURE)——清洗(CLEAN)—— 涂取向剂(PI PRINT)——固化(MAIN CURE)—— 清洗(CLEAN)——丝网印刷(SEAL/SHORT PRINTING)—— 烘烤(CUPING FURNACE)—— 喷衬垫料(SPACER SPRAY)—— 对位压合(ASSEMBLY)—— 固化(SEAL MAIN CURING) 1. ITO 图形的蚀刻:(ITO 玻璃的投入到图检完成) A. ITO 玻璃的投入:根据产品的要求,选择合适的ITO 玻璃装入传递篮具中,要求ITO 玻璃的规格型号符合产品要求,切记ITO 层面一定要向上插入篮具中。 B. 玻璃的清洗与干燥: 将用清洗剂以及去离子水(DI 水)等洗净ITO 玻璃,并用物理或者化学的方法将ITO 表面的杂质和油污洗净,然后把水除去并干燥,保证下道工艺的加工质量。 C. 涂光刻胶: 在ITO 玻璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶,涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理:(如下图) D. 前烘:在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘烤一段时间,以使光刻胶中的溶剂挥发,增加与玻璃表面的粘附性。 E. 曝光:用紫外光(UV)通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面,使被照光刻胶层发生反应,在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性曝光:(如图所示) F. 显影:用显影液处理玻璃表面,将经过光照分解的光刻胶层除去,保留未曝光部分的光刻胶层,用化学方法使受UV 光照射部分的光刻胶溶于显影液中,显影后的玻璃要经过一定的温度的坚膜处理 G. 坚膜:将玻璃再经过一次高温处理,使光刻胶更加坚固。 H. 刻蚀:用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO 膜蚀掉,这样就得到了所需要的ITO 电极图形, 注:ITO 玻璃为(In2O3 与SnO2)的导电玻璃,此易与酸发生反应,而用于蚀刻掉多余的ITO,从而得到相应的拉线电极。 I. 去膜:用高浓度的碱液(NaOH 溶液)作脱膜液,将玻璃上余下的光刻胶剥离掉,从而使ITO 玻璃上形成与光刻掩模版完全一致的ITO 图形。(即按客户要求进行显示的部分拉线蚀刻完成,如图) J. 清洗干燥:用高纯水冲洗余下的碱液和残留的光刻胶以及其它的杂质。 2. 特殊制程:(TOP 膜的涂布到固化后清洗) 一般的TN 与STN 产品不要求此步骤,TOP 膜的涂布工艺是在光刻工艺之后再做一次SiO2 的涂布,以此把刻蚀区与非刻蚀区之间的沟槽填平并把电极覆盖住,这既可以起到绝缘层的作用,又能有效地消除非显示状态下的电极底影,还有助于改善视角特性等等,因此大部分的高档次产品要求有TOP 涂布。 3. 取向涂布(涂取向剂到清洗完成) 此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层,并用特定的方法对限向层进行处理,以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向(排列),此步骤是液晶显示器生产的特有技术。 A. 涂取向剂:将有机高分子取向材料涂布在玻璃的表面,即采用选择涂覆的方法,在ITO 玻璃上的适当位置涂一层均匀的取向层,同时对取向层做固化处理。(一般在显示区) B. 固化: 通过高温处理使取向层固化。 C. 取向摩擦:用绒布类材料以特定的方向摩擦取向层表面,以使液晶分子将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。如TN 型号摩擦取向:45 度 D. 清洗: 取向摩擦后的玻璃上会留下绒布线等污染物,需要采取特殊的清洗步骤来消除污染物。 4. 空盒制作:(丝网印刷到固化) 此步工艺是把两片导电玻璃对叠,利用封接材料贴合起来并固化,制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一。(必须严格控制液晶盒的间距) A. 丝印边框及银点:将封接材料(封框胶)用丝网印刷的方法分别对上板印上边框胶和和下板玻璃印是导电胶。 B. 喷衬垫料: 在下玻璃上均匀分布支撑材料。将一定尺寸的衬垫料(一般为几个微米)均匀分散在玻璃表面,制盒时就靠这些材料保证玻璃之间的间距即盒厚。 C. 对位压合: 按对位标记上与下玻璃对位粘合,将对应的两片玻璃面对面用封接材料粘合起来。 D. 固化: 在高温下使封接材料固化。固化时一般在上下玻璃上加上一定的压力,以使液晶盒间距(厚度保持均匀)。 后段工位: 切割(SCRIBING)—— Y 轴裂片(BREAK OFF)—— 灌注液晶(LC INJECTION)—— 封口(END SEALING)——X 轴裂片(BREAK OFF)—— 磨边—— 一次清洗(CLEAN) ——再定向(HEATING) ——光台目检(VISUAL INSP)—— 电测图形检验(ELECTRICAL)——二次清洗(CLEAN)—— 特殊制程(POLYGON)——背印(BACK PRINTING)—— 干墨(CURE)—— 贴片(POLARIZER ASSEMBLY)—— 热压(CLEAVER)—— 成检外观检判(FQC) ——上引线(BIT PIN)—— 终检(FINAL INSP)——包装(PACKING)—— 入库(IN STOCK) 参考资料 http://cn.fpdisplay.com/technology/Tech_Shtml/1_200651395955542.htm 请原谅啊,我也是拷贝的,网页有详细说明。就是用......液晶制造的液晶显示器(lcd) 目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展,在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下,传统的显示方式如crt映像管显示器及led显示板等等,皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素,无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流,无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点,都能让使用者享受最佳的视觉环境。 2. 液晶的诞生 要追溯液晶显示器的来源,必须先从「液晶」的诞生开始讲起。在公元1888年,一位奥地利的植物学家,菲德烈.莱尼泽(friedrich reinitzer)发现了一种特殊的物质。他从植物中提炼出一种称为螺旋性甲苯酸盐的化合物,在为这种化合物做加热实验时,意外的发现此种化合物具有两个不同温度的熔点。而它的状态介于我们一般所熟知的液态与固态物质之间,有点类似肥皂水的胶状溶液,但它在某一温度范围内却具有液体和结晶双方性质的物质,也由于其独特的状态,后来便把它命名为「liquid crystal」,就是液态结晶物质的意思。不过,虽然液晶早在1888年就被发现,但是真正实用在生活周遭的用品时,却是在80年后的事情了。 公元1968年,在美国rca公司(收音机与电视的发明公司)的沙诺夫研发中心,工程师们发现液晶分子会受到电压的影响,改变其分子的排列状态,并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理,rca公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕。尔后,液晶显示技术被广泛的用在一般的电子产品中,举凡计算器、电子表、手机屏幕、医院所使用的仪器(因为有辐射计量的考虑)或是数字相机上面的屏幕等等。 令人玩味的是,液晶的发现比真空管或是阴极射线管还早,但世人了解此一现象的并不多,直到1962年才有第一本,由rca研究小组的化学家乔.卡司特雷诺(joe castellano)先生所出版的书籍来描述。而与映像管相同的,这两项技术虽然都是由美国的rca公司所发明的,却分别被日本的新力(sony)与夏普(sharp)两家公司发扬光大。 3. 什么是液晶 液晶显示器是以液晶材料为基本组件,由于液晶是介于固态和液态之间,不但具有固态晶体光学特性,又具有液态流动特性,所以已经可以说是一个中间相。而要了解液晶的所产生的光电效应,我们必须来解释液晶的物理特性,包括它的黏性(visco-sity)与弹性(elasticity)和其极化性(polarizalility)。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看,可说是一个具有排列性质的液体,依照作用力量不同的方向,应该有不同的效果。就好像是将一把短木棍扔进流动的河水中,短木棍随着河水流着,起初显得凌乱,过了一会儿,所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致,这表示着次黏性最低的流动方式,也是流动自由能最低的一个物理模型。 此外,液晶除了有黏性的反应外,还具有弹性的反应,它们都是对于外加的力量,呈现了方向性的效果。也因此光线射入液晶物质中,必然会按照液晶分子的排列方式行进,产生了自然的偏转现像。至于液晶分子中的电子结构,都具备着很强的电子共轭运动能力,所以当液晶分子受到外加电场的作用,便很容易的被极化产生感应偶极性(induced dipolar),这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器,就是是利用液晶的光电效应,藉由外部的电压控制,再透过液晶分子的折射特性,以及对光线的旋转能力来获得亮暗情况(或著称为可视光学的对比),进而达到显像的目的。 4. 液晶显示器的种类 液晶显示器,英文通称为lcd(liquid crystal display),是属于平面显示器的一种,依驱动方式来分类可分为静态驱动(static)、单纯矩阵驱动(simple matrix)以及主动矩阵驱动(active matrix)三种。其中,被动矩阵型又可分为扭转式向列型(twisted nematic;tn)、超扭转式向列型(super twisted nematic;stn)及其它被动矩阵驱动液晶显示器;而主动矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(thin film transistor;tft)及二端子二极管型(metal/insulator/metal;mim)二种方式。(详细的分类请参考附图)tn、stn及tft型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理之不同,在视角、彩色、对比及动画显示品质上有高低程次之差别,使其在产品的应用范围分类亦有明显区隔。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言,主动式矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型(tft)为主流,多应用于笔记型计算机及动画、影像处理产品。而单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列(tn)、以及超扭转向列(stn)为主,目前的应用多以文书处理器以及消费性产品为主。在这之中,tft液晶显示器所需的资金投入以及技术需求较高,而tn及stn所需的技术及资金需求则相对较低。 5. 液晶显示器的运作原理 如以上所提,目前液晶显示技术大多以tn、stn、tft三种技术为主轴,因此我们就这从这三种技术来探讨它们的运作原理。 tn型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的,而之后其它种类的液晶显示器也可说是以tn型为原点来加以改良。同样的,它的运作原理也较其它技术来的简单,请读者参照下方的图片。图中所表示的是tn型液晶显示器的简易构造图,包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转其行进方向,然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响其间液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称tnfe(twisted nematic field effect)。在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。stn型的显示原理也似类似,如下图,不同的是tn扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而stn超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。 要在这边说明的是,单纯的tn液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。而stn液晶显示器牵涉液晶材料的关系,以及光线的干涉现象,因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色stn液晶显示器加上一彩色滤光片(color filter),并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel),分别透过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩。另外,tn型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大,其屏幕对比度就会显得较差,不过藉由stn的改良技术,则可以弥补对比度不足的情况。 6. 液晶屏幕的驱动方式 在tn与stn型的液晶显示器中,所使用单纯驱动电极的方式,都是采用x、y轴的交叉方式来驱动,如下图所示,因此如果显示部份越做越大的话,那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致,整体速度上就会变慢。讲的简单一点,就好像是crt显示器的屏幕更新频率不够快,那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动;或着是当需要快速3d动画显示时,但显示器的显示速度却无法跟上,显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以,早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制,而且并不适合拿来看电影、或是玩3d游戏。 为了改善此一情形,后来液晶显示技术采用了主动式矩阵(active-matrix addressing)的方式来驱动,这是目前达到高数据密度液晶显示效果的理想装置,且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极,利用扫描法来选择任意一个显示点(pixel)的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。 如上图,在tft型液晶显器中,导电玻璃上画上网状的细小线路,电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关,在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣,虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过,但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压,使液晶分子轴转向而成「亮」的对比,不被选择的显示点自然就是「暗」的对比,也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。 7. tft型液晶显示器的运作原理 tft型的液晶显示器较为复杂,主要的构成包括了,荧光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源,也就是荧光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。就是用......液晶制造的液晶显示器(lcd) 目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展,在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下,传统的显示方式如crt映像管显示器及led显示板等等,皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素,无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流,无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点,都能让使用者享受最佳的视觉环境。 2. 液晶的诞生 要追溯液晶显示器的来源,必须先从「液晶」的诞生开始讲起。在公元1888年,一位奥地利的植物学家,菲德烈.莱尼泽(friedrich reinitzer)发现了一种特殊的物质。他从植物中提炼出一种称为螺旋性甲苯酸盐的化合物,在为这种化合物做加热实验时,意外的发现此种化合物具有两个不同温度的熔点。而它的状态介于我们一般所熟知的液态与固态物质之间,有点类似肥皂水的胶状溶液,但它在某一温度范围内却具有液体和结晶双方性质的物质,也由于其独特的状态,后来便把它命名为「liquid crystal」,就是液态结晶物质的意思。不过,虽然液晶早在1888年就被发现,但是真正实用在生活周遭的用品时,却是在80年后的事情了。 公元1968年,在美国rca公司(收音机与电视的发明公司)的沙诺夫研发中心,工程师们发现液晶分子会受到电压的影响,改变其分子的排列状态,并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理,rca公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕。尔后,液晶显示技术被广泛的用在一般的电子产品中,举凡计算器、电子表、手机屏幕、医院所使用的仪器(因为有辐射计量的考虑)或是数字相机上面的屏幕等等。 令人玩味的是,液晶的发现比真空管或是阴极射线管还早,但世人了解此一现象的并不多,直到1962年才有第一本,由rca研究小组的化学家乔.卡司特雷诺(joe castellano)先生所出版的书籍来描述。而与映像管相同的,这两项技术虽然都是由美国的rca公司所发明的,却分别被日本的新力(sony)与夏普(sharp)两家公司发扬光大。 3. 什么是液晶 液晶显示器是以液晶材料为基本组件,由于液晶是介于固态和液态之间,不但具有固态晶体光学特性,又具有液态流动特性,所以已经可以说是一个中间相。而要了解液晶的所产生的光电效应,我们必须来解释液晶的物理特性,包括它的黏性(visco-sity)与弹性(elasticity)和其极化性(polarizalility)。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看,可说是一个具有排列性质的液体,依照作用力量不同的方向,应该有不同的效果。就好像是将一把短木棍扔进流动的河水中,短木棍随着河水流着,起初显得凌乱,过了一会儿,所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致,这表示着次黏性最低的流动方式,也是流动自由能最低的一个物理模型。 此外,液晶除了有黏性的反应外,还具有弹性的反应,它们都是对于外加的力量,呈现了方向性的效果。也因此光线射入液晶物质中,必然会按照液晶分子的排列方式行进,产生了自然的偏转现像。至于液晶分子中的电子结构,都具备着很强的电子共轭运动能力,所以当液晶分子受到外加电场的作用,便很容易的被极化产生感应偶极性(induced dipolar),这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器,就是是利用液晶的光电效应,藉由外部的电压控制,再透过液晶分子的折射特性,以及对光线的旋转能力来获得亮暗情况(或著称为可视光学的对比),进而达到显像的目的。 4. 液晶显示器的种类 液晶显示器,英文通称为lcd(liquid crystal display),是属于平面显示器的一种,依驱动方式来分类可分为静态驱动(static)、单纯矩阵驱动(simple matrix)以及主动矩阵驱动(active matrix)三种。其中,被动矩阵型又可分为扭转式向列型(twisted nematic;tn)、超扭转式向列型(super twisted nematic;stn)及其它被动矩阵驱动液晶显示器;而主动矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(thin film transistor;tft)及二端子二极管型(metal/insulator/metal;mim)二种方式。(详细的分类请参考附图)tn、stn及tft型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理之不同,在视角、彩色、对比及动画显示品质上有高低程次之差别,使其在产品的应用范围分类亦有明显区隔。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言,主动式矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型(tft)为主流,多应用于笔记型计算机及动画、影像处理产品。而单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列(tn)、以及超扭转向列(stn)为主,目前的应用多以文书处理器以及消费性产品为主。在这之中,tft液晶显示器所需的资金投入以及技术需求较高,而tn及stn所需的技术及资金需求则相对较低。 5. 液晶显示器的运作原理 如以上所提,目前液晶显示技术大多以tn、stn、tft三种技术为主轴,因此我们就这从这三种技术来探讨它们的运作原理。 tn型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的,而之后其它种类的液晶显示器也可说是以tn型为原点来加以改良。同样的,它的运作原理也较其它技术来的简单,请读者参照下方的图片。图中所表示的是tn型液晶显示器的简易构造图,包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转其行进方向,然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响其间液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称tnfe(twisted nematic field effect)。在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。stn型的显示原理也似类似,如下图,不同的是tn扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而stn超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。 要在这边说明的是,单纯的tn液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。而stn液晶显示器牵涉液晶材料的关系,以及光线的干涉现象,因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色stn液晶显示器加上一彩色滤光片(color filter),并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel),分别透过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩。另外,tn型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大,其屏幕对比度就会显得较差,不过藉由stn的改良技术,则可以弥补对比度不足的情况。 6. 液晶屏幕的驱动方式 在tn与stn型的液晶显示器中,所使用单纯驱动电极的方式,都是采用x、y轴的交叉方式来驱动,如下图所示,因此如果显示部份越做越大的话,那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致,整体速度上就会变慢。讲的简单一点,就好像是crt显示器的屏幕更新频率不够快,那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动;或着是当需要快速3d动画显示时,但显示器的显示速度却无法跟上,显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以,早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制,而且并不适合拿来看电影、或是玩3d游戏。 为了改善此一情形,后来液晶显示技术采用了主动式矩阵(active-matrix addressing)的方式来驱动,这是目前达到高数据密度液晶显示效果的理想装置,且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极,利用扫描法来选择任意一个显示点(pixel)的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。 如上图,在tft型液晶显器中,导电玻璃上画上网状的细小线路,电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关,在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣,虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过,但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压,使液晶分子轴转向而成「亮」的对比,不被选择的显示点自然就是「暗」的对比,也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。 7. tft型液晶显示器的运作原理 tft型的液晶显示器较为复杂,主要的构成包括了,荧光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源,也就是荧光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。
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