讲课2章-液晶材料上课讲义.ppt

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1、讲课2章-液晶材料液晶的分子构造原子们拉起手来构成棒状或园盘状液晶分子原来液晶分子几乎都是棒状和盘状的啊！坚硬部柔软部分缝隙部末端部刚性部缝隙部末端部液晶的混合技术得到单质液晶中得不到的功能与性质，如加宽液晶的温度带、降低黏度使响应速度加快、获得合适的光学各向异性等。通过混合多种单质材料，可以2.2显示和液晶材料TN显示模式任何显示模式都离不开加电压使液晶分子的排列发生变化，从而产生明暗变化这个共通原理。1章介绍的扭曲90度的显示模式称为（TwistedNematic）TN模式给液晶施加电压时诱导偶极子电压on电压off计算器中

2、的液晶分子多用正性液晶、介电各向异性大的液晶。加电压时，分子长轴方向上的介电常数大于短轴方向上的介电常数，这种液晶称为正性液晶。反之为负性液晶。介电各向异性越大、所需驱动电压越低。计算器中的液晶分子R=C5H11英国Gray发明的5CB具有氰基的液晶化合物（箭头代表电偶极子）显示用液晶材料通常由10种左右的分子组成2.3STN液晶材料通过对TN液晶的改善获得的STN液晶材料，具有陡峻的透过率—电压特性，和大的弹性系数比K33/K11。弹性常数通常弹性常数是物体形变时描述物体坚韧程度的尺度。向列相液晶位置无序，无压缩性弹性。但方向有

3、序，与分子方位变形相关的弹性存在。展曲（splay）形变扭曲(twist)形变三种形变一致排列弯曲(bend)形变展曲弹性常数：K11扭曲弹性常数：K22弯曲弹性常数：K331985年提出适于TN显示的材料具有较大的K33/K11(L/D)具有较大K33/K11的烯属化合物TN材料光学特性烯属化合物具有双折射强的特性，即折射率的各向异性大。光学各向异性介质中，光的行进方向不同行进速度也不同。折射率大的方向光速慢折射率小的方向光速快2.4TFT液晶材料液晶与薄膜晶体管TFT(ThinFilmTransistor)组成的有源矩阵方式已

4、成为液晶显示的主流。TFT液晶材料高电阻率对紫外光的高稳定性（无分解）如果电阻率不高盒内电压降减小电压保持率（液晶上实际电压的维持效果）劣化材料在紫外光下的分解会产生离子，也会使实效电压下降。折射率差值折射率差值过大，大视角处会出现色反转；折射率差值过小，对比度低下。一般0.08为宜。介电常数的各向异性大，驱动电压低。含氟化合物为满足上述条件，氰基化合物已不使用，而广泛使用含氟化合物含氟化合物：高电阻率、低黏度介电各向异性大、响应速度快F的电负性强，吸引电子云，在分子内部形成的电偶极子比氰基CN化合物的大。向列相液晶的分子偶极以

5、正、负相同的几率在排列中出现抵消状态2.5手性分子左右对称左手与右手镜面对称手性分子非手性对称手性对称胆甾相由手性分子构成的向列相液晶CholestericLiquidCrystal特性：旋光性选择反射螺旋轴选择反射波长为1m的光沿螺旋轴入射、通过旋转螺距为1m的右旋扭曲排列液晶时，50%的光透过，剩下50%的光被反射。透过光为左园偏振光，反射光为右园偏振光。沿螺旋轴入射的、波长与螺距相同的光将以与螺旋轴相同旋转方向的园偏振光形式被反射。选择反射的利用—温度传感器使旋转螺距为可见光波长范围400~700nm,反射光的颜色即可用

6、肉眼观察。一般螺距随温度变化，根据反射的颜色可判定温度。2.6铁电与反铁电液晶材料FLC:FerroelectricLiquidCrystal手性近晶相铁电性近晶C相分子长轴与层法线夹一定角度铁电性近晶C相分子结构特点：有这样的手性碳C*存在，它的4只手（键）连接着4个不同的原子团。分子偶极子方向与分子长轴垂直。分子偶极矩远比向列相分子的大。电偶极子与极化外加电场时，分子的电偶极子转向电场方向，产生电偶极子与分子的连动，同时产生极化。偶极子与分子连动啊！铁电液晶显示的原理极化强度PS分子层倾角=22.5铁电液晶显示的特点：获得

7、亮态的方法是利用双折射效果，使线偏振光变为椭圆偏振光。向列相液晶显示：将线偏振光旋光出射获得亮态。铁电液晶的记忆效应暗、亮两排列状态为双稳态，即使切断电源最终状态仍被保持，此现象称为记忆效应。记忆效应可用于象计算机上的静态画面储存，具有节能作用。反铁电液晶：每层极化方向相反的去极化状态反铁电液晶的三稳态电场中的三稳态反铁电液晶的优点：在铁电液晶中保持某一状态时，由于长期处于一种极化状态使液晶内部的离子定向偏移。即使电压改变方向，也不能消除此影响。这个现象称为烧焦现象。反铁电液晶可用交流电驱动，其暗态又是去极化状态，不会产生烧焦问题

8、。铁电与反铁电液晶由手性分子组成。能在电场中构成多种平面排列状态。手性分子香蕉形分子也能构成铁电与反铁电液晶2.7其它液晶材料IPS模式的液晶材料InPlaneSwitch视角特性优良、电压保持特性好的显示模式。由于保持特性差而在TFT模式中不能使