液晶材料及应用.ppt

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1、液晶显示材料基础知识液晶知识涉及多学科，横跨多个领域，业内人士需要做的最多的就是对多个因素的优化、再优化，解决或缓解多因素之间的矛盾和冲突。作为液晶材料的开发，这一点就更为突出：包括相变范围、介电、折光、驱动电压、驱动路数、粘弹性、视角、能耗等方面在内的十几个参数需要调整和优化，以求达到为显示器提供整体性能优越的液晶材料。液晶显示材料基本性能热力学行为——相态和相变电学特性——容性、阻性光学特性——双折射、光活性动力学、运动学范畴——粘弹性液晶的相态和相变A、液晶的相态：——热致液晶a、介晶相概念b、介晶相分类:SA，SB，SC，N，N*等B、液晶相态的特点：a、有序程度：S

2、=1/2<3COS2θ-1>，0.6~0.8;0.4;b、分子排列状态c、对液晶分子形状的要求液晶的相态和相变C、液晶的相变：a、C—S（A、B、C……）；b、S—N；c、N—I；D、相态、相变的判别和测量：a、观察法——偏光熔点仪，通过其各相在偏光显微镜下的不同现象可以辨别相态和测量相变点，是快速检测的手段。b、热分析法——DSC差热分析，通过各相相互转变时伴有能量得失——热量的吸收和放出，用检测装置来测量相变点。是对液晶进行分析的有利手段。显示器件对材料相态相变要求普通TN的要求：工作温度范围内为向列相有一定的相稳定性STN器件的要求：更宽的向列相范围高低温范围内须有较好

3、的相稳定性，即有序程度要较高液晶的容性和阻性容性特性介电性质阈值、饱和电压、陡度温度依赖性频率依赖性驱动条件阻性特性耗电流、能耗静电行为液晶的容性特征介电特性液晶是一种电介质液晶的介电特性具有方向性——介电异性，它与分子极性相关。△ε=ε∥-ε⊥介电特性是液晶的本质特征，是所有其他性能的基础介电特性为驱动提供了原动力两体系混合后介电常数可线性叠加液晶的容性特征阈值、饱和值和陡度阈值与液晶介电常数相关Vth=π（K/△εε0）1/2陡度与K33/K11以及△ε/ε⊥相关阈值电压、饱和电压是驱动电压选择的基本依据，陡度是扫描行数设计的依据。两体系混合后阈值电压和陡度并非线性叠加，

4、而须实际测试确定液晶的容性特征介电的温度依赖性随着温度的上升，介电各向异性减小在远离清亮点的温度下，介电各向异性随温度缓慢变小温度升至清亮点以上时，介电各向异性消失宽温产品应考虑此因素液晶的容性特征介电的频率依赖性介电各向异性随测试频率的上升而降低介电各向异性当测试频率足够高时，介电各向异性消失高DUTY驱动时需考虑此因素液晶介电常数的测量测试原理根据介电常数的定义：C=εε0·C0，其中C0为真空电容，只要测得电介质加入前后的电容值，即可得到电介质的介电常数。测试条件的选择测试设备：电容测试仪、液晶盒驱动条件：驱动频率的选择是根据其频率依赖性特点进行的满足液晶沿电场排列，近

5、似的选取驱动电压液晶排列要求：ε∥——指向矢平行电场；ε⊥——指向矢垂直电场温度控制：25℃±2℃驱动条件的选择DUTY数确定根据液晶材料的陡度来估计它的适用扫描线数Nmax=（（P2+1）/（P2-1））2BIAS的确定根据最佳偏压比算法a=N1/2+1有效电压的计算Von=(1-(a2-1)/N)1/2·V/aVoff=(1+(a2-4a+3)/N)1/2V/a实际驱动条件的选择需要考虑显示器件的实际对比度、视角、工作温度、响应以及驱动芯片负载能力等多方面因素液晶的阻性特征液晶是高阻材料液晶的电阻率非常高，一般都在1010欧姆厘米以上。液晶的电阻特性是材料本身决定的，它和

6、介电常数、阈值电压有一定联系一般认为，液晶的阻性电流是杂质的带入而引起的液晶器件的能耗和电阻电流液晶器件的能耗来自电容和电阻，其中主要是电容液晶在电场作用中，可以形成电阻电流动态驱动时，随频率的上升，容性明显增强，阻性相对减弱液晶的阻性特征液晶电阻的测量测量原理：Rx>>R0测量设备：高阻仪、电导电极等；测量条件：温度、湿度，测量电压测量精度保证：屏蔽和接地情况UCBRxR0液晶的阻性特征静电行为积累电荷无法从有效途径消除掉，从而形成静电场，导致显示器无法正常显示液晶材料纯度过高，电阻率过高，使得积累电荷无法从液晶材料途径消除避免方法液晶材料途径：在保证能耗要求的情况下，适当

7、调整电阻性能器件途径：设计旁路，引消除积累的静电贺液晶的阻性特征液晶保存和使用对液晶电阻率的影响离子性杂质的引入是降低液晶电阻率的主要因素极性杂质也使液晶电阻率降低强烈的光照可以是液晶电阻率降低,UV光的破坏尤为强烈环境可以导致液晶尤其是低阈液晶的电阻率下降盛装容器的洁净程度液晶使用过程中的接触物品使用液晶环境的光照情况液晶所在环境的温湿度情况成盒前的工序的洁净程度液晶的双折射液晶的折射率no、ne偏振光线偏振椭圆偏振相延迟和色散液晶的双折射液晶的折射率液晶具有双折射这一晶体特性no为寻常光折射率，其偏