当前课程知识点:创新材料学 > 平板显示器及相关材料 > 液晶显示器的制造及产业的发展 > ITO透明导电膜
下边我们就讲一下
在液晶显示器
不光液晶显示器
在其他的电子显示器件当中
有一个透明导电膜
透明导电膜
它为什么是既透明又导电
当然透明导电膜
对液晶显示器是绝对需要的
是不可缺少的
为什么不可缺少
比如说那个像素电极
那个像素电极它要导电
因为要导电
才能控制液晶
它要透光
不透光怎么显示
所以液晶显示器里边
透明导电膜
是非常重要的
透明导电膜又叫做ITO膜
为什么它叫做ITO膜
它是根据ITO膜
是根据它的组成来的
ITO膜代表什么意思
代表氧化铟和氧化锡
固溶在一起
所组成的一种什么
一种氧化物陶瓷材料
氧化物陶瓷
一说氧化物
陶瓷它是个晶体的材料
那么我们知道
氧化铟锡里边
铟它是个几价的
它是个三价的锡是个四价的
注意铟是三价锡是四价的
由于它的价位不一样
当在晶体当中的占位
当已产生了替换以后
这里边就会什么
就会产生电荷
就会产生电荷出来
往往这是氧离子
这是铟离子这是锡离子
那么比方说
在本来是
ITO膜它是90%-95%的
三氧化二铟
5%-10%的二氧化锡
那么它组成就是因为占位
如果占位你看
以最简单的模型表示
氧化铟的晶体结构它是这样
氧化铟的晶体结构是这样
如果氧化铟的
晶体结构里边
如果有锡一替换到里边去
它就会什么
两个铟
被两个锡所占有
两个铟被两个锡所占有
一占有
它就会多出来了一个氧离子
它实际上它还是电中性的
注意它跟那个半导体
搀杂是一样的
半导体搀杂进去
形成N形半导体形成P形半导体
但是总的来搀杂的结果
它还是电中性的
只不过这里边
它里边比方说电子
它赋予电子了
或者是赋予空穴了
它赋予电子赋予空穴
本身它还是电中性的
这个也是这样
它就是比方说在这个位置当中
铟被锡所替代
因为它锡平常
一个锡两个氧
这两个锡当中三个氧
如果这两个铟
被两个锡所替代了它就会什么
多出来了一个氧离子
当然多出来氧离子
这里边还有电子
如果它多余的氧离子
以分子的形式溢入空气当中
跑到空气里边
那这里边就会多出来了什么
多出来两个电子
多出两个电子出来了
或者是说氧这在里边去
那么这里边也是有两个电子
我说它溢出来
就是更进一步的形象化
就说氧出来了
把两个电子留在里边了
留在里边这就是电子导电性的
本身来讲它是个半导体
本身是个半导体
由于它是电子导电性
在某种意义上跟金属是相似的
导电机理是跟金属是相似的
就是ITO膜当中残留的电子
作为自由电子而使导电率提高
它是这么个过程
当然这是最简单的模型了
为了大家伙儿便于理解
这样解释它
我们说利用物质中的
电子运动模型
解释ITO膜的电阻率
那么物质当中电子有两种
一种就是说用弹簧模型来解释
一种用水池模型来解释
弹簧模型来解释就是个谐振子
它电子跟原子核
结合非常紧密束缚电子
束缚电子它就是个谐振子模型
远了近了
光和电场使电子摇晃振动
被摇晃的电子产生一定的振幅
产生一定振幅的电子
受电子被吸引而返回
它就吸收掉来回
就是所有电子
均被束缚在原子核周围时
非导电性物质的情况
一个一个的电子
独立的被原子核吸收
同时它发生振动
这就是用弹簧的模型
用水池模型是
自由电子作为一个整体
而成波动性
等离子的振荡
带正电荷带负电荷的粒子数相等
作为一个集体而振动时
被称为等离子体振荡
如果它有自由电子
我可以认为
它产生了等离子振荡
等离子振荡的频率
可以用什么来表示
等离子振荡频率用NE的平方
比上πm☆
这是什么 等效质量
自由电子存在这里边
它用模型来表示
那么金属与ITO膜对光的反射
反射性它是不一样的
如果可见光
可见光见了金属
它振动频率是非常高的
可见光见了振动频率
因为它里面的密度很高
因为上边公式
金属自由电子密度是很高的
金属密度很高
它的等离子振荡频率就很高
当可见光射过来
它的振荡频率很高
所以它就被反射
正因为这个原因
所以绝大部分金属
它都是不透光的
为什么不透光
因为里边的自由电子的密度高
它的等离子体的振动频率高
高于谁高于可见光的频率
那么可见光
碰到金属的表面
就会反射回去
这就是金属不透光的原因
也就是说可见光频率
小于等离子体振荡频率
由于内部的振动数频率过高
光不能进入内部
从而光被反射
这是金属的情况
我们再看看
透明电极ITO膜的情况
由于它内部
因为它电子数是谁在决定的
它是由搀杂所决定的百分之
搀杂了多少5%-10%
因此自由电子的密度
是非常低的它要低
等离子体密度
振荡频率也就很低
当可见光过来
可见光过来以后
它振荡频率是多少
是1-3×10的负10次方每秒
那么我们知道
可见光振荡频率是多少
4-7乘上10的4次方每秒
可见光频率跟频率所决定的
可见光波长
可见光波长是多少
380纳米到780纳米
它的频率是4-7X10的14次方
它的振荡频率
是1-3X10的4次方
可见光的频率
大于等离子振荡频率
因此它就透过来了
对金属来讲它就反射的
对于它来讲就透过来了
这就是ITO膜为什么透明的道理
为什么导电
因为它有电子因此它导电
为什么透光
因为它振荡频率比较低
这就是ITO膜
既导电又透光的理由
理解很重要
首先理解这么几个问题
什么叫做ITO膜
ITO膜是氧化铟锡里边的
三氧化二铟占90%-95%
二氧化锡占5%-10%
它又透明又导电
它又替换由替换所造成的
那么下边就是实际上
我们以前也讲过了
就是关于简单矩阵区
它为什么扫描的过程当中不行
实现动态显示不行
实现动态显示它太慢了
液晶分子的
响应速度慢的问题
如果动画显示在一秒钟内
发生60次帧切换
则一个画面必须
在六十分之一秒时间内
完成画面的所有扫描
每一个扫描点也就是行电极
与列电极的交点
允许施加的电压时间为
六十分之一乘二百分之一
等于1200大概0.08
另一方面对于TNE来讲
液晶分子取向发生改变
所需要的时间是一毫秒
这个是0.08毫秒
就是扫描它用0.08毫秒
扫描的时间
说明什么问题
这个问题我继续讲一下
就是说如果没有薄膜三极管
没有TFT
光凭行扫描列扫描实现点扫描
每一点的扫描速度是非常短的
在这么短的时间内
根本液晶分子跟不上
响应速度它跟不上
所以
我有了TFT就好办了
我有了TFT我有个电容
我当扫描信号过来
我需要它亮的时候
我把那个扫描信号
存在电容里边
我电容老存在那儿
是在起码
在六十分之一秒当中
我老让你亮着
总让你暗着总让你亮着
这是第一个问题
第二个问题它有个交叉噪音
什么个交叉噪音
它是这个问题
就是说两个亚像素
相待的若干个像素会有干扰
显示这边受影响
但是我有个薄膜三极管
就解决这个问题
为什么解决这个问题
当我要显示的时候
我要这两个截止
通过谁通过薄膜三极管
要截止就是要黑
我只是这亮
如果没薄膜三极管
这一亮的时候
这也是亮的
它互相干扰
所以对液晶显示器来讲
动态显示来讲
无论是什么动态显示器
薄膜三极管是绝不可缺少的
当然要求对薄膜三极管要进行驱动
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