液晶显示原理1-1.ppt

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1、第一章液晶的理化性质第一节液晶的基本概念1888年奥地利的植物学家F．Reinitzer在作加热胆甾醇苯甲酸酯试验时发现，当加热使温度升高到一定程度后，结晶的固体开始熔融。但熔融后不是透明的液体，而是一种呈混浊态的粘稠液体。当再进一步升温后，才变成透明的液体。德国物理学家D．Leimann将其称为FliessendeKrystalle(德语，意思为液态晶体)。英文译为LiquidCrystal，中文译为“液晶”。简称为“LC”。一、液晶的发现与发展F．ReinitzerD．Leimann1961年，美国RCA公司普林斯顿试验室有一个年

2、轻电子学者F．Heimeier，他的专业是微波固体元件。这天，他的一个朋友向他讲述了正在从事的有机半导体方面的研究，跨学科的课题引起了他的极大的兴趣。他把电子学方面的知识应用于有机化学为了研究激光又与晶体打上了交道为了研究外部电场对晶体内部电场的作用，他想到了液晶他将两片透明导电玻璃之间夹上掺有染料的向列液晶。当在液晶层的两面施以几伏电压时，液晶层就由红色变成了透明态。出身于电子学的他立刻意识到这不就是彩色平板电视吗!。液晶显示器的发明过程直到1968年，才在一项最新科技成果的广播报导中向世界公布日本NHK在1969年2月即刻向日本作

3、了报导。这一报导立刻引起了日本科技界、工业界的重视而在美国，RCA公司中一些生产部门的领导人一方面局限于传统的半导体产品，一方面又过分强调了初出茅庐的液晶显示器件的缺点，以市场还未开拓为借口，极力诋毁液晶显示的产业化。RCA公司中“液晶”小组成员开始外流，“液晶显示”的专利也被卖出。RCA公司在一次董事会上沉痛地总结，在RCA百年发展历史上液晶显示技术的流失是最大的一次失误。法国科学家G．DeGennes于1991被授予诺贝尔物理学奖。早年从事的是原子物理，在中子和磁学上很有造诣以后又在超导方面提出了“强场下超导的表面理论”。1968

4、年进入液晶界，完善了液晶的连续弹性理论1972年，他又进入了聚合物领域。1980年以后，他的兴趣又转向了界面，在浸润动力学，定向理论上做出新的贡献。目前，他又转向了粘接剂。1994年4月美国政府宣布，将在今后5年内投资6亿美元扶植美国平板显示器件产业。其起因是92～93年度日美贸易磨擦中，日本拒绝向美国出口有源矩阵液晶显示器件。这些研究都在大规模投产中遇到了障碍，几乎没有一家可以用与日本相同的投资建立一条与日本产品可以抗争的大规模液晶显示器件生产线发现了一些新的显示技术。这就是目前使全世界瞩目的“平板场发射”(FED)和“有机电致发光

5、”(OLED)等新型显示器件。液晶显示产业的技术较量液晶显示技术的优美成长优美成长的概念是由Fujitsu的执行副总裁Kurokawa博士,在1992年日本显示器研讨会上提出的。优美成长的含义是：若一项技术，当它还在开发初期就能成功地进入市场，并且在它由市场回馈而促进技术进步时，能发现更加广阔的应用，则此项技术可称为正在经历着优美成长。发生优美成长的技术必须至少具备一个特殊的优点，此优点能掩盖所有的弱点而具有市场上的优势。尤其是，这个优点必须是用户能欣赏，而其它竞争技术所不具有的，例如可携带性。二、液晶的结构特点有两个特点：分子是细长

6、的分子是刚性的末端基的X和Y，有烷基（-R）、烷氧基（-OR）、烷基酯（-O-CO-R），羧基（-CO）、氰（-CN）或硝基（-NO）等取代基。R大部分是直线状链，其链长往往影响液晶的相变温度。作为连结苯环或联苯环的A，多数是甲亚胺（-CH=N-）、偶氮（-N=N-）、氧化偶氮或脂。这些功能团都有双键，因而与两侧的苯环形成某种程度的共轭，提高了整个分子的刚性。现代广泛应用的联苯和三联苯液晶是将中间桥键去掉的结构。二、液晶的宏观对称性1.向列型液晶2.胆甾型液晶（手征型液晶）p3.近晶型液晶近晶A近晶B：近晶C：近晶C*近晶C*——铁电

7、液晶：三、液晶的各向异性介电各向异性。以如下张量表示:液晶的介电各向异性常表示为：其中//和分别表示平行于和垂直于指向矢。若液晶的该种液晶为正性液晶,以Np表示;反之,则为负性液晶,以Nn表示。Np液晶在电场下的性质:2.光学各向异性光学各向异性是电磁波通过介电各向异性材料解麦克斯韦尔方程的结果.对于向列型液晶,结论为折射率椭球.以后还要介绍.对于胆甾型液晶,有三种效应:光波导效应、布拉格效应、旋光效应折射率椭球：n//nn//n四、液晶的相变与宏观对称性具有向列相和各类近晶相的材料，从固体开始随温度升高各相出现的顺序是

8、：固相→近晶相B→近晶相C→近晶相A→向列相→各向同性液体某些材料可能在上述的液晶相中不具备某些相，只需在上面的顺序中把不具有的相划去就是该材料随温度升高各相出现的顺序。