液晶與液晶顯示材料ppt課件

1、 資料的光學(xué)資料的光學(xué) 液晶與液晶顯示資料液晶與液晶顯示資料 液晶資料與液晶顯示器的原理液晶資料與液晶顯示器的原理 液晶的發(fā)現(xiàn)液晶的發(fā)現(xiàn) 液晶的分類液晶的分類 液晶的光電效應(yīng)液晶的光電效應(yīng) 液晶顯示器的根本原理液晶顯示器的根本原理液晶的發(fā)現(xiàn)液晶的發(fā)現(xiàn) 液晶的發(fā)現(xiàn)可追溯到19世紀(jì)末，1888年奧地利的植物學(xué)家FReinitzer在作加熱膽甾醇的苯甲酸脂實驗時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱使溫度升高到一定程度后，結(jié)晶的固體開場溶解。但溶化后不是透明的液體，而是一種呈混濁態(tài)的粘稠液體，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤。當(dāng)再進(jìn)一步升溫后，才變成透明的液體。這種混濁態(tài)粘稠的液體是什么呢？ 他把這種粘稠而混濁的液體放到偏光顯微鏡

2、下察看，發(fā)現(xiàn)這種液體具有雙折射性。 于是德國物理學(xué)家DLeimann將其命名為“液晶，簡稱為“LC。在這以后用它制成的液晶顯示器件被稱為LCD。液晶的偏光顯微照片物質(zhì)的三態(tài)晶態(tài)各向異性 非晶態(tài)各向同性 氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài)晶態(tài)：原子在空間呈有規(guī)那么地周期性反復(fù)陳列；非晶態(tài)：原子無規(guī)那么陳列。液晶高分子資料 很多固態(tài)的高分子資料具有液晶態(tài)構(gòu)造，具有取向構(gòu)造。稱之為液晶高分子。 液晶高分子具有優(yōu)良的力學(xué)和物理性質(zhì)， 運用于許多重要領(lǐng)域。比如防彈衣、高氣密性包裝膜EVOH、LCD平板顯示器。液晶高分子資料液晶高分子資料 液晶的發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)有100多年的歷史，但近20年來才獲得了快速的開展。這是由于液晶資料的

3、光電效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)。因此被運用在低電壓和輕薄短小的顯示組件上。 目前液晶資料已被廣泛運用于計算機顯示屏，電子表，手機，計算器等電子產(chǎn)品上。成為顯示工業(yè)不可或缺的重要資料。 液晶的分類方法液晶的分類方法 1.按照液晶的構(gòu)成條件分類 2.按照分子陳列的方式和有序性分類按照液晶的構(gòu)成條件分類按照液晶的構(gòu)成條件分類 采用降溫的方法,既將熔融的液體降溫，當(dāng)降溫到一定程度后分子的取向有序化，從而獲得液晶態(tài)作為顯示技術(shù)運用的液晶都是熱致液晶 有機分子溶解在溶劑中，使溶液中溶質(zhì)的濃度添加，溶劑的濃度減小，有機分子的陳列有序而獲得液晶構(gòu)成液晶態(tài)的構(gòu)造單元構(gòu)成液晶態(tài)的構(gòu)造單元棒狀分子棒狀分子盤狀分子盤狀分子由長鏈或盤

4、狀分子銜接而成的柔性長由長鏈或盤狀分子銜接而成的柔性長鏈聚合物鏈聚合物由雙親分子自組裝而成的膜由雙親分子自組裝而成的膜液晶的三種構(gòu)造類型液晶的三種構(gòu)造類型 向列型：向列型： 向列型液晶由長徑比很向列型液晶由長徑比很大的棒狀分子組成，堅持與大的棒狀分子組成，堅持與軸向平行的陳列形狀。由于軸向平行的陳列形狀。由于分子的重心雜亂無序，并容分子的重心雜亂無序，并容易順著長軸方向自在挪動，易順著長軸方向自在挪動，所以像液體一樣富于流動性。所以像液體一樣富于流動性。正由于向列型液晶分子的這正由于向列型液晶分子的這種一致陳列，使得它的光學(xué)種一致陳列，使得它的光學(xué)特性很像單軸晶體，呈正的特性很像單軸晶體，呈正

5、的雙折射性。對外界的電、磁、雙折射性。對外界的電、磁、溫度、應(yīng)力都比較敏感，是溫度、應(yīng)力都比較敏感，是顯示器件上廣泛運用的資料。顯示器件上廣泛運用的資料。向列液晶在偏光顯微鏡下的圖液晶的三種構(gòu)造類型液晶的三種構(gòu)造類型 膽甾型：膽甾型： 它包含著許多層分子，它包含著許多層分子，每層分子的陳列方向一樣，每層分子的陳列方向一樣，但相鄰兩層分子陳列方向但相鄰兩層分子陳列方向稍有旋轉(zhuǎn)，夾角約稍有旋轉(zhuǎn)，夾角約15分，分，層層疊成螺旋構(gòu)造，當(dāng)分層層疊成螺旋構(gòu)造，當(dāng)分子的陳列旋轉(zhuǎn)了子的陳列旋轉(zhuǎn)了360而又而又回到原來方向時，在這種回到原來方向時，在這種分子陳列完全一樣的兩層分子陳列完全一樣的兩層間的間隔稱膽甾

6、型液晶的間的間隔稱膽甾型液晶的螺距。螺距。 液晶的三種構(gòu)造類型： 近晶型：近晶型： 棒狀分子相互平棒狀分子相互平行地陳列成層狀構(gòu)造，行地陳列成層狀構(gòu)造，分子的長軸垂直與層分子的長軸垂直與層面在層內(nèi)，分子的面在層內(nèi)，分子的陳列具有二維有序性，陳列具有二維有序性，分子的質(zhì)心位置陳列分子的質(zhì)心位置陳列那么是無序的，分子那么是無序的，分子只能在本層內(nèi)活只能在本層內(nèi)活動在層間具有一維動在層間具有一維平移序，層間可以相平移序，層間可以相互滑移互滑移back液晶分子的光電性質(zhì)液晶分子的光電性質(zhì)描畫液晶分子光電性質(zhì)的重要物理量：描畫液晶分子光電性質(zhì)的重要物理量：介電系數(shù)介電系數(shù)折射系數(shù)折射系數(shù)液晶分子的光電性

7、質(zhì)液晶分子的光電性質(zhì) 液晶分子大多由棒狀或碟狀分子構(gòu)成,所以與分子長軸平行或垂直方向的物理特征會有所差別，這就是液晶分子構(gòu)造的異方性 由于液晶分子構(gòu)造的異方性，所以液晶分子在介電系數(shù)和光電系數(shù)等光電系數(shù)上都具有異方性液晶分子的光電性質(zhì)液晶分子的光電性質(zhì) 介電系數(shù)介電系數(shù) ： 介電系數(shù)可以分為與指向矢平行的分介電系數(shù)可以分為與指向矢平行的分量量 和與指向矢垂直的分量和與指向矢垂直的分量 。 當(dāng)當(dāng) 時稱為介電系數(shù)異方性為時稱為介電系數(shù)異方性為正型的液晶?？梢杂迷谄叫信湮?。正型的液晶?？梢杂迷谄叫信湮?。P型液型液晶晶 當(dāng)當(dāng) 時時 稱為介電系數(shù)異方性稱為介電系數(shù)異方性為負(fù)型的液晶。只需用在垂直配位才干

8、為負(fù)型的液晶。只需用在垂直配位才干顯示所需的光電效應(yīng)。顯示所需的光電效應(yīng)。 N型液晶型液晶液晶短軸方向液晶短軸方向v在外電場作用下，分子的陳列極易發(fā)生變化，P型液晶分子長軸方向平行于外電場方向，N型液晶分子長軸方向垂直于外電場方向。 v目前液晶顯示器主要運用P型液晶。液晶分子的光電性質(zhì)液晶分子的光電性質(zhì) 折射系數(shù)折射系數(shù) ： 折射系數(shù)也同介電系數(shù)類似，按照與折射系數(shù)也同介電系數(shù)類似，按照與指向矢垂直與平行的方向分成兩個方向指向矢垂直與平行的方向分成兩個方向的向量的向量 與指向矢平行的分量為，與指與指向矢平行的分量為，與指向矢垂直的分量為向矢垂直的分量為 nnn由于液晶具有單軸晶體的光學(xué)各向異性

9、，所以具有以下光學(xué)特性：1能使入射光沿液晶分子偶極矩的方向偏轉(zhuǎn)；2使入射的偏光形狀，及偏光軸方向發(fā)生變化；3使入射的左旋及右旋偏振光產(chǎn)生對應(yīng)的透過或反射。 液晶器件根本就是根據(jù)這三種光學(xué)特設(shè)計制造的。液晶的光電效應(yīng) 液晶資料在施加電場電流時，其光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱為液晶的光電效應(yīng)。 液晶的電光效應(yīng)在液晶顯示器的設(shè)計中被廣泛采用。目前發(fā)現(xiàn)的電光效應(yīng)種類很多，產(chǎn)生電光效應(yīng)的機理也較為復(fù)雜，但就其本質(zhì)來講都是液晶分子在電場作用下改動其分子陳列或呵斥分子變形的結(jié)果。液晶的光電效應(yīng)分類液晶顯示器液晶顯示器(LCD)的根本原理的根本原理偏振片透光原理液晶對光線的調(diào)制造用 偏振片透光原理：偏振片透

10、光原理： 偏振片只允許偏振方向與它的偏振化方向平行的偏振片只允許偏振方向與它的偏振化方向平行的光透過，假設(shè)讓兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，光透過，假設(shè)讓兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，由于第一次出射光的偏振方向與第二個偏振片的偏振由于第一次出射光的偏振方向與第二個偏振片的偏振化方向垂直，光不能經(jīng)過第二個偏振片化方向垂直，光不能經(jīng)過第二個偏振片 把液晶放在兩個偏振片之間，在向列型液晶中，棒狀分子的陳列是彼此平行的假設(shè)上下兩玻璃棒定向是彼此垂直的，液晶分子將采取逐漸過渡的方式被改動成螺旋狀假設(shè)有光線進(jìn)入,經(jīng)過第一個偏振片后，將被液晶分子逐漸改動偏振方向.由于光線沿著分子陳列的方向傳播，光線最終將

11、從另一端射出假設(shè)兩玻璃板之間加上電壓，分子陳列方向?qū)⑴c電場方向平行，光線由于不能改動將不會經(jīng)過第二個極板 液晶顯示灰度亮度的變化液晶顯示灰度亮度的變化液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充溢液晶，片柵欄相互垂直的偏光板之間充溢液晶，利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)動不同的電場利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)動不同的電場大小就會構(gòu)成不同的灰階亮度大小就會構(gòu)成不同的灰階亮度TN-LCD的任務(wù)原理在玻璃基片上堆積一層硅在玻璃基片上堆積一層硅,經(jīng)過印刷光刻等工序作成晶體管陣列經(jīng)過印刷光刻等工序作成晶體管陣列,每個每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。再像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。再把液晶灌注在兩片玻璃之間把液晶灌注在兩片玻璃之間,由于每個像素都可以經(jīng)過點脈沖直接控制，由于每個像素都可以經(jīng)過點脈沖直接控制，因此，每個節(jié)點都相對獨立，并可以進(jìn)展延續(xù)控制，這樣的設(shè)計不僅因此，每個節(jié)點都相對獨立，并可以進(jìn)展延續(xù)控制，這樣的設(shè)計不僅提高了顯示屏的反響速度，同時可以準(zhǔn)確控制顯示灰度，所以提高了顯示屏的反響速度，同時可以準(zhǔn)確控制顯示灰度，所以TFT液液晶的顏色更逼真，稱為真彩晶的