液晶显示技术

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1、液晶显示技术什么是液晶物质的第四态——液晶什么是液晶液晶态物质既具有液体的流动性和连续性，又保留了晶体的有序排列性，物理上呈现各向异性。发展历史1888年奥地利植物学家F.Reinitge首先发现液晶现象；1889年德国物理学家O.Lehmann观察到同样的现象，并发现这种物质具有和晶体相似的性质，故称为“液晶”；1968年RCA公司发明了动态散射型液晶显示器；1969年液晶引起了日本科技、工业界极大的重视：从液晶手表、液晶计算器等低端起步，发展到无源矩阵黑白电视、非晶硅有源矩阵彩色电视，直到多晶硅有源高分辨率彩

2、色液晶显示器。热致液晶热致液晶是当液晶物质加热时，在某一温度范围内呈现出各向异性的液体。用于显示的都是可工作在室温上下的热致液晶。大多数液晶分子长度为几十埃、宽度为几埃。液晶分子都是有序排列的，根据排列的不同，热致液晶分为向列相、近晶相和胆甾相三种液晶相。热致液晶近晶相液晶（S型）近晶相液晶由棒状或条状分子组成，分子排列成层状，层内分子长轴互相平行，其方向垂直于层面，或与层面倾斜排列。因分子排列整齐，其规整性接近晶体，具有二维有序，层内分子之间作用力大，层间分子作用力小，每层厚度约2～3Å。近晶液晶粘度大，分子不

3、易转动，即响应速度慢，一般不宜作显示器件。向列相液晶（N型）向列相液晶由长、径比很大的棒状分子组成，分子质心没有长程有序性，具有类似于普通液体的流动性，分子不能排列成层，能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近似平行。向列液晶具有单轴晶体的光学特性，而在电学上又具有明显的介电各向异性，利用外加电场对向列相液晶分子进行控制，改变原有分子的有序状态，从而改变液晶的光学性能，实现液晶对外界光的调制，即可实现显示的目的。向列相液晶已成为现代显示器件中应用最为广泛的一种液晶材料。胆甾相液晶（CH）这是一种

4、分子成扁平层状排列的液晶材料，层内分子互相平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋状结构。向列相液晶与胆甾相液晶可以互相转换，在向列相液晶中加入旋光材料，会形成胆甾相，在胆甾相液晶中加入消旋光向列相材料，能将胆甾相转变成向列相。胆甾相液晶在显示技术中很有用，TN、STN、相变(Pc)显示都是在向列相液晶中加入不同比例的胆甾相液晶而获得的。溶致液晶溶致液晶是将一种溶质溶于一种溶剂而形成的液晶态物质。溶质液晶广泛存在于自然界、生物体中，与生命息息相关，但在显示中尚无应用。液晶

5、的物理特性有序参数：向列液晶是圆柱对称的，体系中存在一根轴线，通常称这根轴线为主轴，向列相液晶分子的轴线择优倾向于平行于主轴，但并非完全平行主轴，衡量其平行程度用有序参数S表示。S＝(3cos2θ-1)/2(2-1)有序参数与液晶材料、温度有关。温度上升，序参数下降，S＝K(Tc-T)/Tc(2-2)Tc：向列液晶清亮点（℃）T：向列液晶的温度（℃）K：比例常数液晶的S=0.3～0.8液晶的物理特性液晶的各向异性1）介电各向异性△ε：ε∥＝C∥/C0；ε┴＝C┴/C0；△ε＝ε∥－ε┴＝(C∥－C┴)/C0C∥：

6、外加电场与外加磁场平行时测得的液晶电容C┴：外加电场与外加磁场垂直时测得的液晶电容C0：无液晶时测得的极板间电容液晶的各向异性2）电阻率ρ：液晶的电阻率表示了液晶的纯度，越大越好，一般为108～1012Ω.cm3）光学折射率各向异性△n：向列相液晶中△n=n∥-n┴n∥:平行于分子长轴的折射率n┴：垂直于分子长轴的折射率△n正值表示单轴正晶体，负值表示单轴负晶体，△n与偏振、旋光、折射、干涉所引起的电光效应有直接关系，△n一般在0.1～0.3左右。液晶的各向异性4）弹性常数K：一般K＝10－11～10－12NK分

7、为K11（展曲）、K22（扭曲）、K33（弯曲）、K33>K11>K225）粘滞系数η：η一般为10－2～10－3Pa.s液晶的光学特性液晶的双折射和光学性质：液晶的主要特征之一是呈现光学单轴晶体性能。在给定一个波法线方向后，可以有两种折射率不同、振动方向互相垂直的光波，即o光和e光，他们都是线偏振光。在向列相液晶及近晶相液晶中n0=n┴ne=n∥ne>n0△n=ne-no>0液晶的光学特性液晶的光学特性在胆甾相液晶中n0=((n∥2＋n┴2)/2)1/2ne=n┴n∥>n┴ne2-n02=(n┴2-n∥2)/2

8、)<0△n=ne-no<0(3-2)由于液晶呈单轴光学各向异性，具有如下特别有用的光学特性：能使入射光的前进方向向液晶长轴方向偏转；能改变入射光的偏振状态（线、圆、椭圆）或偏振方向；能使入射偏振光相应于左旋或右旋光进行反射或透射。各种液晶显示器基本上是根据上述三大光学特性而设计制造的。液晶显示器件液晶显示器件基本结构：液晶显示器件液晶分子的沿面排列无论何种液晶显示器件都是