第六章 显示技术_液晶显示ppt课件.ppt

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1、§6.2液晶显示器（LCD）§6.2.1液晶的基本知识§6.2.2扭曲向列型液晶显示（TN-LCD）§6.2.3超扭曲向列型液晶显示（STN-LCD）§6.2.4有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）§6.2.5LCD照明方式和光源§6.2.6液晶显示器件性能指标§6.2.1液晶的基本知识1、什么是液晶？液晶的发现液晶的发现可追溯到19世纪末，1888年奥地利的植物学家F·Reinitzer在作加热胆甾醇的苯甲酸脂实验时发现，当加热使温度升高到一定程度后，结晶的固体开始溶解。但溶化后不是透明的液体，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

2、明的液体。这种混浊态粘稠的液体是什么呢？他把这种粘稠而混浊的液体放到偏光显微镜下观察，发现这种液体具有双折射性。于是德国物理学家D·Leimann将其命名为“液晶”，简称为“LC—LiquidCrystal”。在这以后用它制成的液晶显示器件被称为LCD—LiquidCrystalDisplay。液晶放到偏光显微镜下观察2、液晶的分类1.按照液晶的形成条件分类2.按照分子排列的形式和有序性分类按照液晶的形成条件分类某些有机物加热溶解，由于加热破坏结晶晶格而形成的液晶称为热致液晶。它是由于温度发生变化而出现的液晶相。把某些有机物放在一定的溶剂中，由于溶剂

3、破坏结晶晶格而形成的液晶称为溶致液晶，它是由于溶液浓度发生变化而出现的液晶相。熔致液晶热致液晶作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。热致液晶由于加热破坏结晶晶格而形成的液晶称为热致液晶。低于温度T1，就变成固体（晶体），称T1为液晶的熔点，高于温度T2就变成清澈透明各向同性的液态，称T2为液晶的清亮点。LCD能工作的极限温度范围基本上由T1和T2确定。热致液晶按液晶分子排列状态，热致液晶相可分为三大类：近晶相液晶（Smecticliquidcrystals）向列相液晶（Nematicliquidcrystals）胆甾相液晶（Cholestericliq

4、uidcrystals）热致液晶分类近晶相液晶（Smectic）又称层状液晶隧道显微镜下的近晶相层状液晶液晶分类---近晶相液晶近晶相液晶按层状排列，由棒状或条状分子呈二维有序排列组成。层内分子长轴相互平行，其方向可以垂直于层面或与层面成倾斜排列。层与层之间的作用较弱，容易滑动，因此具有二维的流动特性。近晶相液晶的粘度与表面张力都较大，用手摸有似肥皂的滑涩感，对外界的电、磁、温度变化都不敏感。这种液晶光学上显示正的双折射性。液晶分类---近晶相液晶液晶分类--向列相液晶向列相液晶（Nematic）又称丝状液晶向列液晶在偏光显微镜下的图向列型液晶由长径

5、比很大的棒状分子组成，保持与轴向平行的排列状态。因为分子的重心杂乱无序，并容易顺着长轴方向自由移动，所以像液体一样富于流动性。正由于向列型液晶分子的这种一致排列，使得它的光学特性很像单轴晶体，呈正的双折射性。对外界的电、磁、温度、应力都比较敏感，是显示器件上广泛使用的材料。液晶分类--向列相液晶胆甾相液晶（Cholestevic），也称螺旋状液晶胆甾型液晶和近晶型一样具有层状结构，但层内分子排列则与向列型液晶类似，分子长轴在层内是相互平行的，而在垂直这个平面上，每层分子都会旋转一个角度。液晶整体呈螺旋结构。螺距的长度是可见光波长的数量级。由于胆甾型液

6、晶的分子排列旋转方向可以是左旋，也可以是右旋，当螺距与某一波长接近时，会引起这个波长光的布拉格散射，呈某一种色彩。胆甾型液晶具有负的双折射性质。一定强度的电场、磁场也可使胆甾相液晶转变为向列相液晶。胆甾相液晶易受外力的影响，特别对温度敏感，由于温度主要引起螺距的改变，因此胆甾相液晶随温度改变颜色。液晶分类--胆甾相液晶由于液晶分子的结构为异向性(Anisotropic)，所以引起的光电效应就会因为方向不同而有所差异，也就是液晶分子的介电系数及折射系数等光电特性都具有异向性，因而可以利用这些性质来改变入射光的强度，以便形成灰度级，应用于显示器组件上。3

7、、液晶的光电特性3、液晶的光电特性P型液晶（Δε>0）正介电各向异性液晶N型液晶（Δε<0）负介电各向异性液晶（1）液晶的介电系数沿液晶短轴方向介电系数液晶方向ε⊥沿液晶长轴方向介电系数ε∥目前液晶显示器主要应用P型液晶。液晶的双折射以P型向列液晶为例，长轴为光轴向列液晶有，所以ne>no，即向列液晶一般都呈现正单轴晶体的光学性质。液晶的折射系数光折射率与介电系数有以下关系：正单轴晶体外场作用下液晶分子的取向在外电场作用下，分子的排列极易发生变化，P型液晶分子长轴方向平行于外电场方向，N型液晶分子长轴方向垂直于外电场方向。使液晶分子排列发生变化的阈

8、值电压为式中Kii为弹性常数P型N型电极电极液晶FieldOFFFieldON液晶材料在施加电场时，其光学性