Strato su strato: funzione e materiali del cuore ottico e sensibile di un pannello Liquid Crystal Display di modo Twisted Nematics

Da My-Lab.


Come funziona un pannello a cristalli liquidi LCD? Di quali materiali è composto? Come funziona lo strato sensibile al tocco di un touch screen?

Le tecnologie più diffuse ad oggi (2011) sono rispettivamente l'impiego di LC Twisted Nematics (TN) e una tecnica di computazione della posizione di tocco mediante sensing capacitivo (capacitive touch screen). Per gli schermi di larga dimensione è anche necessario estendere al massimo l'angolo di visuale entro il quale sia possibile vedere lo schermo con buoni colori e contrast ratio elevati. Questa funzione è svolta da strati aggiuntivi che aggiungono un ritardo o un anticipo di fase, mediante molecole DLC con forte anisotropia dielettrica, che sono sensibili all'orientazione della luce incidente, situate nel filtro polarizzatore.

L'ITO, indium-tin oxide, viene impiegato per creare elettrodi trasparenti, cioè uno strato di materiale conduttivo che lasci passare la luce visibile e la sua deposizione è un processo notevolmente complicato. Come garantire uno spessore uniforme in modo da avere letture precise di posizione e controllo preciso dei colori?

I cristalli liquidi sono molecole organiche basate su anelli di benzene, quindi di carbonio, che presentano la fase utile, quella nematica, in un preciso range di temperature. Come garantire che esse non degradino nel tempo, e che siano sempre nematiche a temperatura ambiente? Come allinearle a direzioni precise? Come controllare il campo elettrico necessario per far ruotare la fase tra allineamento perpendicolare, in cui filtra la luce, e orientamento parallelo, in cui non filtra la luce?

A queste e ad altre domande risponde il documento, presentato per l'esame della Magistrale in Ingegneria Elettronica di Chimica per l'Elettronica, della prof.ssa Bertani. Nelle slide è disponibile una breve sintesi che riassume un po' le tecniche e i materiali impiegati in questo campo, viceversa nel documento completo che conta quasi 40 facciate, c'è una panoramica completa di metodi, tecniche, materiali e funzioni che servono per costruire un display LCD, ad esclusione del driving delle Celle (attivo, passivo, multiplexed...), per il quale si rimanda a corsi di Elettronica.


File:Display LCD e oltre web.pdf

File:Presentazione2.pdf