Drukuj

Tworzywa w produkcji ekranów LCD

Tworzywa w produkcji ekranów LCD
Generacja telewizorów z ekranami ciekłokrystalicznymi stała się faktem. Tempo w jakim telewizory tego typu opanowały rynek wynika m.in. z doskonałej jakości uzyskiwanych barw przy zoptymalizowanym oświetleniu ekranu. Sporą rolę odgrywają w tym także tworzywa sztuczne.

Ekrany ciekłokrystaliczne podświetlane są przez zintegrowany moduł oświetlający. Takie połączenie matrycy ciekłokrystalicznej i zespołu podświetlającego zapewnia doskonałą jaskrawość obrazu i równomierny rozkład światła. Typowe moduły podświetlające złożone są z energooszczędnych wysokosprawnych diod świecących (LED) lub lampek neonowych, warstw polaryzacyjnych i refleksyjnych oraz rozprowadzającego światło panelu wykonanego z pleksiglasu (PMMA). To właśnie ten tworzywowy panel odgrywa zasadnicza rolę w całym systemie, zapewniając równomierne rozprowadzenie na całej powierzchni doprowadzanego na krawędziach światła. Doskonała czystość optyczna i przejrzystość PMMA czynią z tego tworzywa szczególnie odpowiedni materiał do omawianych zastosowań.

To zaś sprawia, że użytkownicy telewizorów mogą siedzieć w coraz większym oddaleniu od ekranów, a same ekrany są większe niż dotychczas.

Dla uzyskania niezbędnej jaskrawości potrzeba więcej światła. Krawędź nie zapewnia dostatecznej ilości miejsca na konieczną liczbę elementów oświetlających. W związku z tym, gdy przekątna ekranu sięga np. 60 cm lub więcej, elementy oświetlające umieszczane są za ekranem. Równomierne oświetlenie możliwe jest dzięki specjalnej płycie rozpraszającej. Jest to rozwiązanie, które można osiągnąć za pomocą właśnie pleksiglasu odznaczającego się bardzo silnym rozpraszaniem światła w przód. W tworzywie tym wbudowane są specjalne cząstki rozpraszające, a sam polimer bardzo równomiernie rozprowadza światło. W przeciwnym bowiem razie na ekranie pojawiałyby się białe punkty.


Opracowanie wspomnianego materiału nastręczało oczywiście producentom licznych trudności. Stawiane były znaczne wymagania odnośnie właściwości optycznych tworzywa. Jeszcze innym wymogiem było uzyskanie płyt tworzywa rozpraszających światło w określonej płaszczyźnie. Chodziło tu o doprowadzenie do efektu, który w jeszcze większym stopniu wzmocni wydajność świetlną.

Kolejny, obok zastosowania PMMA, nowatorski materiał w dziedzinie produkcji ekranów ciekłokrystalicznych to tetraetoksysilan (TEOS). TEOS jest powszechnie stosowany do otrzymywania silikażelu, hydrożeli silikonowych oraz rozmaitych żywic silikonowych. Jest to specjalny związek otrzymywany w procesie wieloetapowym.

Sposób jego użytkowania przy produkcji ekranów jest jednak niezwykle skomplikowany i trudny do opisania w krótkim tekście. Spróbujmy jednak.

Mówiąc w dużym skrócie, malutkie elementy na powierzchni mikroprocesora powinny być łączone elektrycznie, a ścieżki przewodzące muszą się krzyżować. Uzyskiwana z TEOS cieńsza od ostrza brzytwy warstwa szkła jest tu o tyle ważna, gdyż zapobiega zwarciu. Na powierzchni mikroprocesora przewodniki tworzą swoiste wzgórki i szczeliny. Dla właściwej obróbki tego elektronicznego przyrządu, zagłębienia w nim muszą być dokładnie wypełnione. I to właśnie gwarantuje tetraetoksysilan.

Technologia produkcji ekranów ciekłokrystalicznych może korzystać z tego procesu, ponieważ ścieżki przewodzące, które tworzą sieć, a także tranzystory muszą być izolowane i wypoziomowane, tak by dało się sterować ciekłymi kryształami. Niekiedy do tego celu stosuje się azotek krzemu, ale jego zdolności wypełniania zagłębień są dużo mniejsze niż w przypadku TEOS.