透明的“脸”不简单

2018-10-25 12:21
科普童话·百科探秘 2018年11期
关键词:晶体管透光率显示屏

打电话,看微博,聊微信、玩游戏……现在我们每天摸的次数最多的“脸”,就要属手机屏幕了。可不要小瞧这张脸,尽管它看起来好像只是普通的玻璃,其实内在可是大有乾坤。

内有乾坤

这张脸由触摸屏和显示屏两部分组成,触摸屏在上面,显示屏在下面,各有各的神奇。

触摸屏——用手指控制手机的秘密

触摸屏是一块四层复合玻璃屏,透明的触摸屏隐含着许多我们看不到的物质,比如一种叫氧化铟锡(ITO)的,用来导电的物质。

玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,它的四个角分别设置了四个电极。当启动屏幕时,四个电极就开始放电。从而在手机屏幕上形成了一个电场。

此时,人的手指进入这个电场时,手机就能感应到,并形成电容。形成电容的过程中,电流从四角的电极流出,通过计算手指指向的位置与四個角的距离,手机内设置好的软件就能精确地执行命令。

显示屏——五彩斑斓的世界

触摸屏负责触摸,显示屏自然就是负责显示的。

目前的大多数显示屏是LCD材质,即液晶屏。液晶屏幕是在两片玻璃基板中间夹一层液晶,液晶就像一面面“小镜子”,当电流通过时,这些“小镜子”会发生摇摆转动,光线通过后,就会在前端面板上投射一个个像素,再通过一层彩色滤光膜进行滤光,最后就呈现出五颜六色的图像。

完美的“脸”

而无论是触摸屏,还是显示屏,手机这张“脸”都离不开一个重要的角色:薄膜材料ITO。毕竟一张完美无瑕疵的“脸”,可不是敷敷面膜就能做到的。它的要求多得让人咂舌!

可见光透光率优良(ITO的透光率超过95%)

导电性能良好(用手指点触时非常准确)

耐磨(皮肤摩擦上千次根本磨不坏它)

耐化学腐蚀(就算接触到空气、溶解酸等,也不会轻易受到伤害)

体积小、厚度薄、质量轻(你总不想拿一个比砖头还重的手机吧?)

无辐射,无散热影响(嗯,你肯定也不希望你的手机总是烫烫的)

这些对手机屏幕的要求,恰好都是ITO的优点。手机、液晶电视、电脑、游戏机,都离不开这样薄薄的一层膜。

铟的明天

1863年,德国化学家赖希和赫希特在利用光谱法测定锌矿石的过程中发现了新元素,铟。也就是ITO中的重要元素。

现如今,铟又有了许多新的用途:一是高速传感器与光伏电池;二是电脑芯片。英特尔已经发布了下一代半导体晶体管的标准——锑化铟晶体管。与普通硅晶体相比,锑化铟晶体管的运算速度能提高50%,消耗功率也将明显下降。英特尔公司希望能够在2010年至2015年生产出锑化铟晶体管工作芯片成品,以取代硅半导体芯片。

通过一层透明而又导电的薄膜,将玻璃转化成五彩斑斓的显示屏。

ITO还能用来屏蔽电磁波,隐形飞机上防电磁干扰的透明屏里也有它的功劳。

看似简单的透明玻璃屏,离不开铟元素的帮助。

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