全球稀土金属商场现在简直都由我国独占，加上不断添加的价格以及供应量受限，促进日本研讨人员活跃寻觅可操控液晶显现器(LCD)的其他代替方法。一支由东京工业大学(Tokyo Tech)、京都同志社大学(Doshisha University)与东工大精细工学研讨所(Precision and Intelligence Laboratory)的研讨人员联手组成的研讨小组改用依据声场的定向超音波来操控液晶，替代以稀有氧化铟锡(ITO)制造电场操控LCD画素的方法。
在最新一期的《运用物理快报》(Applied Physics Letters)期刊中，研讨人员宣布了这项主题为“运用超音波振荡操控液晶分子取向”(Control of liquid crystal molecular orientation using ultrasound vibration)的论文，文中着重透过将电场切换为声场即可操控画素，而无需移动元件，也不用再运用稀土金属——铟。
“咱们提出了一种运用超音波操控向列式液晶向的技能，并探究这些定向样本的光学特性，”研讨人员在文中指出，“咱们制造出厚度约5至25微米的超音波液晶单元，以及2个超音波锆酸钛酸铅换能器。”
研讨人员透过超音波液晶单元原型显现，声场就像电场或磁场相同易于操控LCD光源
超音波换能器运用了液晶单元的“挠曲振荡形式”。因为声学辐射迫使液晶层改换分子取向，然后改动了光传输才能的特性。研讨人员调整超音波驱动的频率和电压，以改动液晶分子的空间散布，然后操控所发射的光强度散布。运用该机制在于以超音波改动液晶厚度。
“为此，咱们提出一种运用超音波振荡操控液晶分子取向的技能，”研讨人员指出，“运用声场替代电场或磁场，就不需求运用ITO电极了。”
事实上，液晶是一种介于液体和固体之间的状况，因延伸各向异性(在x、y和/或z平面别离具有不同特点)而组成。液晶通常是由电场或磁场操控，在每一画素单元方位制造耦极。最常见的类型运用ITO薄膜溅镀于约束液晶的玻璃板顶层，但这种方法不只贵重、耗时，并且因为光源有必要传输穿过ITO而使光源衰减。
另一方面，超音波则无损于光传输，并且能以相似人眼晶体的方法简略地聚集透镜变形而进行操控。依据研讨人员表明，其结果是声波可被调整成谐振形式，使得玻璃基板得以改动受限液晶的分子取向及其光传输强度。
藉由改动该原型的5微米厚度(黑色)至10微米(赤色)与25微米(蓝色)，可透过声学调整液晶层的光传输强度散布
超音波液晶单元运用聚醯胺定向薄膜包覆于2个玻璃板夹层(120与 50- by-5-by-0.7)外部，2玻璃板之间并以5、10或25微米环氧树脂边际微滴作为间隔层。运用超音波压电锆酸钛酸铅(PZT)换能器，从玻璃板之间液晶夹层的相对边际偏振厚度方向。PZT换能器在整个玻璃上发生接连的正弦驻波，导致可定向液晶的振荡。
研讨人员发现还有许多不同的谐振频率能影响声学激起的LCD，大部份都介于59～189 kHz之间;因为声学信号直接影响液晶层厚度，然后导致基板的可挠曲振荡与光传输的改动化。研讨人员表明，透过玻璃基板的超音波挠曲振荡，可望操控向列式液晶分子的取向，然后精确地操控液晶厚度与光传输的强度。
