平板顯示技術(shù)：第三章液晶與液晶顯示器

1、液晶顯示的特點n低壓、微功耗低壓、微功耗n平板結(jié)構(gòu)平板結(jié)構(gòu)n被動顯示被動顯示n顯示信息量大顯示信息量大n易于彩色化易于彩色化n長壽命長壽命n無輻射、無污染無輻射、無污染n顯示視角小顯示視角小n響應(yīng)速度慢響應(yīng)速度慢1 采用降溫的方法采用降溫的方法, ,即將熔融即將熔融的液體降溫，當(dāng)降溫到一的液體降溫，當(dāng)降溫到一定程度后分子的取向有序定程度后分子的取向有序化，從而獲得液晶態(tài)化，從而獲得液晶態(tài) 有機(jī)分子有機(jī)分子溶解溶解在溶劑中，在溶劑中，使溶液中溶質(zhì)的濃度增加，使溶液中溶質(zhì)的濃度增加，溶劑的濃度減小，有機(jī)分子溶劑的濃度減小，有機(jī)分子的排列有序而獲得液晶的排列有序而獲得液晶l 按照液晶的形成條件分類按

2、照液晶的形成條件分類l以分子以分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)來來區(qū)區(qū)分分3.1.2 液晶的分類液晶的分類Polymeric LC2ThermotropicThermotropic ( (熱熱致液晶致液晶) ) : : (a) (a)一定溫度范圍內(nèi)才呈液晶態(tài)的物質(zhì)，一定溫度范圍內(nèi)才呈液晶態(tài)的物質(zhì)，因因溫度溫度的改的改變變而而產(chǎn)生相變產(chǎn)生相變 (b) (b)具有具有顯著顯著的光的光電電特性，特性，應(yīng)用于顯應(yīng)用于顯示器示器LyotropicLyotropic ( (溶致液晶溶致液晶) :) : (a) (a)將某些物質(zhì)溶于另一物質(zhì)時形成的液態(tài)物質(zhì)，將某些物質(zhì)溶于另一物質(zhì)時形成的液態(tài)物質(zhì)，因溶於溶因溶於溶劑劑中中濃度濃

3、度比例的改比例的改變變而而產(chǎn)產(chǎn)生相生相變變 (b) (b)特別特別存在存在于于生物生物體組織體組織中中 (c) (c)對溫度反應(yīng)敏感對溫度反應(yīng)敏感，在生物科技，在生物科技領(lǐng)域占領(lǐng)域占重要地位重要地位 3 高分子液晶又高分子液晶又稱為稱為聚合物液晶，其基本聚合物液晶，其基本單體單體是由是由長長條條狀或狀或圓盤狀圓盤狀的液晶分子形成液晶基元的液晶分子形成液晶基元(Mesogens) ，再再與與聚合物相連接形成主聚合物相連接形成主鏈鏈(main chain) ，或嵌在聚合，或嵌在聚合物兩物兩側(cè)側(cè)形成形成側(cè)鏈側(cè)鏈(side chain) 。主主鏈鏈型型側(cè)鏈側(cè)鏈型型4分子形狀排列方式長條狀(Rod-li

4、ke) 圓盤狀(Disc-like) 3. 膽固醇相 (Cholesteric) 1. 向列相 (Nematic) 2. 近晶相(層列相) (Smectic)1. 圓柱相(Columnar) 2. 向列相(Nematic) Thermotropic (熱致液晶)板條狀(Lath-like)熱熱 致致 液液 晶晶 分分 類類5液晶分子的液晶分子的排列排列6n層列（近晶）相層列（近晶）相(S(S型）型）液晶是由棒狀或條狀分子組成，分子液晶是由棒狀或條狀分子組成，分子排列成層，層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可以垂直于層面，排列成層，層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可以垂直于層面，或與層面成傾斜排列。或與層

5、面成傾斜排列。n因分子排列整齊，其規(guī)整性接近晶體，具有因分子排列整齊，其規(guī)整性接近晶體，具有二維有序性二維有序性。分。分子質(zhì)心位置在層內(nèi)無序，可以自由平移，從而有流動性，但子質(zhì)心位置在層內(nèi)無序，可以自由平移，從而有流動性，但粘滯系數(shù)很大。分子可以前后、左右滑動，但不能在上下層粘滯系數(shù)很大。分子可以前后、左右滑動，但不能在上下層之間移動。之間移動。n因為它的高度有序性，近晶相經(jīng)常出現(xiàn)在較低溫度范圍內(nèi)。因為它的高度有序性，近晶相經(jīng)常出現(xiàn)在較低溫度范圍內(nèi)。n根據(jù)晶型的細(xì)微差別，近晶型液晶還可以再分成根據(jù)晶型的細(xì)微差別，近晶型液晶還可以再分成9 9個小類。個小類。按發(fā)現(xiàn)年代的先后依次計為按發(fā)現(xiàn)年代的先

6、后依次計為SASA、SB SB SISI。近晶型液晶結(jié)。近晶型液晶結(jié)構(gòu)上的差別對于非線性光學(xué)特性有一定影響。構(gòu)上的差別對于非線性光學(xué)特性有一定影響。7n向列相向列相（N N型）型）液晶的棒狀分子也仍然保持著與分子液晶的棒狀分子也仍然保持著與分子軸方向平行的排列狀態(tài)，但沒有近晶相液晶中那種軸方向平行的排列狀態(tài)，但沒有近晶相液晶中那種層狀結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)。n向列相中分子的重心混亂無序，但分子（桿）的指向列相中分子的重心混亂無序，但分子（桿）的指向矢向矢n n大體一致，即桿不是一頭尖，一頭圓。這個等大體一致，即桿不是一頭尖，一頭圓。這個等價性是向列相液晶與其他液晶（如近晶相）的一個價性是向列相液晶與其

7、他液晶（如近晶相）的一個基本特性。而向列相分子指向矢的有序排列，卻使基本特性。而向列相分子指向矢的有序排列，卻使向列相物質(zhì)的光學(xué)與電學(xué)性質(zhì)，即向列相物質(zhì)的光學(xué)與電學(xué)性質(zhì)，即折射系數(shù)與介電折射系數(shù)與介電常數(shù)，沿著及垂直于這個有序排列的方向而不同常數(shù)，沿著及垂直于這個有序排列的方向而不同。8 正是由于向列相液晶在光學(xué)上顯示正的雙折射正是由于向列相液晶在光學(xué)上顯示正的雙折射性的單軸性與電學(xué)上的介電常數(shù)各向異性，使得用性的單軸性與電學(xué)上的介電常數(shù)各向異性，使得用電來控制光學(xué)性能，即液晶顯示成為了可能。電來控制光學(xué)性能，即液晶顯示成為了可能。 與近晶相液晶相比，向列液晶的粘度小，富于與近晶相液晶相比，向

8、列液晶的粘度小，富于流動性。流動性。 產(chǎn)生這種流動性的原因，主要是由于向列相液產(chǎn)生這種流動性的原因，主要是由于向列相液晶各個分子容易順著長軸方向自由移動。事實上不晶各個分子容易順著長軸方向自由移動。事實上不少向列相液晶的粘滯系數(shù)只是水的粘滯系數(shù)的數(shù)倍。少向列相液晶的粘滯系數(shù)只是水的粘滯系數(shù)的數(shù)倍。 向列相液晶分子的排列和運(yùn)動比較自由，對外界向列相液晶分子的排列和運(yùn)動比較自由，對外界作用相當(dāng)敏感，因而應(yīng)用廣泛。目前液晶顯示器，作用相當(dāng)敏感，因而應(yīng)用廣泛。目前液晶顯示器，例如扭曲向列相液晶顯示器、超扭曲向列相液晶顯例如扭曲向列相液晶顯示器、超扭曲向列相液晶顯示器等所用的液晶材料均屬向列相液晶材料。

9、示器等所用的液晶材料均屬向列相液晶材料。 9n膽甾醇經(jīng)脂化或鹵素取代后，膽甾醇經(jīng)脂化或鹵素取代后，呈現(xiàn)液晶相，稱此為呈現(xiàn)液晶相，稱此為膽甾（膽膽甾（膽固醇）相固醇）相液晶（液晶（CH型）。這型）。這類液晶分子呈扁平形狀，排列類液晶分子呈扁平形狀，排列成層，層內(nèi)分子相互平行。不成層，層內(nèi)分子相互平行。不同層的分子長軸方向稍有變化，同層的分子長軸方向稍有變化，沿層的法線方向排列成螺旋結(jié)沿層的法線方向排列成螺旋結(jié)構(gòu)。構(gòu)。n當(dāng)不同的分子長軸排列沿螺方當(dāng)不同的分子長軸排列沿螺方向經(jīng)歷向經(jīng)歷360的變化后，又回的變化后，又回到初始取向，這個周期性的層到初始取向，這個周期性的層間距離稱為膽甾相液晶的螺距間距

10、離稱為膽甾相液晶的螺距（P）。膽甾相實際上是向列）。膽甾相實際上是向列相的一種畸變狀態(tài)。相的一種畸變狀態(tài)。 10堅硬部 柔軟部分 縫隙部末端部剛性部縫隙部末端部液晶的混合技術(shù)液晶的混合技術(shù)：通過混合多種單質(zhì)材料，通過混合多種單質(zhì)材料， 可以得到單質(zhì)可以得到單質(zhì)液晶中得不到的功能與性質(zhì)，如加寬液晶的溫度帶、降低黏度液晶中得不到的功能與性質(zhì)，如加寬液晶的溫度帶、降低黏度使響應(yīng)速度加快、獲得合適的光學(xué)各向異性等。使響應(yīng)速度加快、獲得合適的光學(xué)各向異性等。 a mixture of two LC compounds can offer a much larger temperature range t

11、hat exhibits the nematic phase for LCD applications。the melting point, clearing point, De, elastic constants, Dn, and viscosity depend on the mixture ratio。顯示用液晶材料顯示用液晶材料通常由通常由10種左右的分子組成種左右的分子組成11相變溫度（熔點相變溫度（熔點mp、清亮點、清亮點cp），），介電各向異性（介電各向異性（），），折光各向異性（折光各向異性（n）粘度（粘度（），），彈性常數(shù)（彈性常數(shù)（K）等。）等。3.1.4 液晶顯示材料的

12、物理性能液晶顯示材料的物理性能一般單化合物液晶分子（單體液晶）具有下列物理性質(zhì)：一般單化合物液晶分子（單體液晶）具有下列物理性質(zhì)： 任何有機(jī)化合物的性能取決于其分子結(jié)構(gòu)，液晶化合任何有機(jī)化合物的性能取決于其分子結(jié)構(gòu)，液晶化合物也不例外，液晶化合物的特性由液晶化合物的分子結(jié)構(gòu)物也不例外，液晶化合物的特性由液晶化合物的分子結(jié)構(gòu)決定，即，決定，即，液晶分子結(jié)構(gòu)的各向異性決定液晶性質(zhì)的各向液晶分子結(jié)構(gòu)的各向異性決定液晶性質(zhì)的各向異性。異性。12A. 相變溫度（熔點相變溫度（熔點mp、清亮點、清亮點cp）液晶相（介晶相）：指化合物從熔點到清亮點之間的溫度。液晶相（介晶相）：指化合物從熔點到清亮點之間的溫

13、度。清亮點：化合物從液晶態(tài)到各向同性的液態(tài)的轉(zhuǎn)化溫度。清亮點：化合物從液晶態(tài)到各向同性的液態(tài)的轉(zhuǎn)化溫度。熔點熔點清亮點清亮點13B. 介電各向異性（介電各向異性（）=- 14C. 折光各向異性（折光各向異性（n）n= ne-no 15D. 彈性常數(shù)彈性常數(shù)展曲扭曲彎曲介電常數(shù)和彈性常數(shù)共同決定閾值電壓。介電常數(shù)和彈性常數(shù)共同決定閾值電壓。16粘度是流體內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性。粘度是流體內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性。粘粘度越小，顯示器的響應(yīng)速度越快。度越小，顯示器的響應(yīng)速度越快。粘度、盒厚、驅(qū)動電壓和溫度決定響應(yīng)時間。粘度、盒厚、驅(qū)動電壓和溫度決定響應(yīng)時間。17液晶材料的常用檢測方法液晶材

14、料的常用檢測方法 在研制某種混合液晶材料中，通常要使用許多測試在研制某種混合液晶材料中，通常要使用許多測試方法來評價混合液晶材料的性能指標(biāo)是否達(dá)到要求，如果方法來評價混合液晶材料的性能指標(biāo)是否達(dá)到要求，如果評價不符合要求，即返回基礎(chǔ)配方，重新選擇添加劑進(jìn)行評價不符合要求，即返回基礎(chǔ)配方，重新選擇添加劑進(jìn)行配制，經(jīng)過往復(fù)數(shù)次才能實現(xiàn)配方的最后定型。配制，經(jīng)過往復(fù)數(shù)次才能實現(xiàn)配方的最后定型。 一般一般相變溫度相變溫度測試用測試用DSC或溫臺或溫臺+POM法。法。組成測定組成測定用用GC或或HPLC方法。方法。電阻率電阻率測試用微電流計加電極。測試用微電流計加電極。光電性能光電性能測試用液晶綜合參數(shù)

15、測試儀。測試用液晶綜合參數(shù)測試儀。粘度粘度測試用粘度測試儀。測試用粘度測試儀。光學(xué)各項異性光學(xué)各項異性用偏光折射儀。用偏光折射儀。183.1.5 液晶的各向異性液晶的各向異性n液晶分子一般都是剛性棒狀的，液晶分子一般都是剛性棒狀的，由于分子頭尾所接分子團(tuán)不同，由于分子頭尾所接分子團(tuán)不同，在長軸與短軸方向上具有不同的在長軸與短軸方向上具有不同的性質(zhì)。這些性質(zhì)包括：折射率性質(zhì)。這些性質(zhì)包括：折射率n n，介電率介電率 ，導(dǎo)電率，導(dǎo)電率 ，磁化率，磁化率x x，粘，粘滯系數(shù)滯系數(shù) 等。等。n由于液晶本身的彈性常數(shù)很小，由于液晶本身的彈性常數(shù)很小，其其分子排列在外電場、磁場、應(yīng)分子排列在外電場、磁場、

16、應(yīng)力、熱能等作用下極易變動，從力、熱能等作用下極易變動，從而使這種各向異性改變。而使這種各向異性改變。液晶在液晶在顯示方面的應(yīng)用原理正是從這種顯示方面的應(yīng)用原理正是從這種特性出發(fā)的。特性出發(fā)的。19介電異向性介電異向性 /- - 是液晶顯示器件原理的基礎(chǔ)。是液晶顯示器件原理的基礎(chǔ)。液晶液晶1. 1. 介電各向異性介電各向異性1 1、正性液晶（、正性液晶（NP)NP)：偶極矩平行于分子長軸。：偶極矩平行于分子長軸。 2 2、負(fù)性液晶（、負(fù)性液晶（NnNn) )：偶極矩垂直于分子長軸。：偶極矩垂直于分子長軸。3 3、介電轉(zhuǎn)換液晶（、介電轉(zhuǎn)換液晶（DT)DT)：在低頻電場或高頻：在低頻電場或高頻電場

17、作用下，分子長軸方向與分子永久電偶電場作用下，分子長軸方向與分子永久電偶極矩的夾角極矩的夾角 可由可由0 0到到 /2/2變化。變化。正負(fù)性液晶在電場作用下分子的行為正負(fù)性液晶在電場作用下分子的行為0 00 020n2.折射率的各向異性折射率的各向異性n雙折射率雙折射率:光線進(jìn)入液晶分子內(nèi)部以后會被分成兩條光線進(jìn)入液晶分子內(nèi)部以后會被分成兩條折射線（液晶的雙折射）。折射線（液晶的雙折射）。 nn= n/ - n，n0表示單軸正晶體（正型液表示單軸正晶體（正型液晶），沿著長軸方向的折射率要大于短軸方向的折晶），沿著長軸方向的折射率要大于短軸方向的折射率；射率；n0表示單軸負(fù)晶體（負(fù)型液晶）。表示

18、單軸負(fù)晶體（負(fù)型液晶）。n與與偏振、旋光、折射、干涉所引起的電光效應(yīng)有直接偏振、旋光、折射、干涉所引起的電光效應(yīng)有直接關(guān)系。關(guān)系。n當(dāng)入射光與液晶分子長軸方向成一定角度進(jìn)入液晶當(dāng)入射光與液晶分子長軸方向成一定角度進(jìn)入液晶時，液晶中光速的合成方向與液晶分子的長軸的夾時，液晶中光速的合成方向與液晶分子的長軸的夾角將變小，也就是說，光線進(jìn)入液晶分子之后，其角將變小，也就是說，光線進(jìn)入液晶分子之后，其方向?qū)⑾蛞壕Х肿娱L軸方向靠攏。方向?qū)⑾蛞壕Х肿娱L軸方向靠攏。21LCD用液晶的光學(xué)各向異性用液晶的光學(xué)各向異性n使入射光的前進(jìn)方向向液晶分子長軸方向偏轉(zhuǎn)使入射光的前進(jìn)方向向液晶分子長軸方向偏轉(zhuǎn)n改變?nèi)肷涔?/p>

19、的偏振狀態(tài)或偏振方向改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)或偏振方向n使入射偏振光相應(yīng)于左旋光或右旋光進(jìn)行反射或使入射偏振光相應(yīng)于左旋光或右旋光進(jìn)行反射或透射透射液晶的光學(xué)性質(zhì)：液晶的光學(xué)性質(zhì)：22n3.電阻率和電導(dǎo)率的各向異性電阻率和電導(dǎo)率的各向異性n液晶的電阻率液晶的電阻率 的數(shù)量級一般為的數(shù)量級一般為108-1012 cm，它，它接近于半導(dǎo)體和絕緣體的邊界。接近于半導(dǎo)體和絕緣體的邊界。 小表示雜質(zhì)離小表示雜質(zhì)離子較多，也就是液晶的純度較差，一般子較多，也就是液晶的純度較差，一般 1010 cm時，在外電場作用下由于電化學(xué)分解會時，在外電場作用下由于電化學(xué)分解會破壞液晶分子結(jié)構(gòu)。破壞液晶分子結(jié)構(gòu)。23TFT

20、-LCD用液晶材料高電阻率高電阻率對紫外光的高穩(wěn)定性（無分解）對紫外光的高穩(wěn)定性（無分解）如果電阻率不高盒內(nèi)電壓降減小 電壓保持率（液晶上實際電壓的維持效果）劣化 材料在紫外光下的分解會產(chǎn)生離子，也會使實效材料在紫外光下的分解會產(chǎn)生離子，也會使實效電壓下降。電壓下降。24折射率差值折射率差值過大，大視角處會出現(xiàn)色反轉(zhuǎn)；折射率差值過小，對比度低下。一般0.08為宜。 介電常數(shù)的各向異性大，驅(qū)動電壓低。25IPS模式的液晶材料視角特性優(yōu)良、電壓保持特性好的顯示模式。使用氰基化合物。VA模式的液晶材料加電場時液晶分子為平行基板面的排列。分子長軸方向的介電率小于分子短軸方向的。263.2 液晶顯示原理

21、液晶顯示原理3.2.1 液晶顯示器的主要性能參量液晶顯示器的主要性能參量n1. 1. 電光特性電光特性n液晶在電場作用下將引起透光強(qiáng)度的變化，透光液晶在電場作用下將引起透光強(qiáng)度的變化，透光強(qiáng)度與外加電壓的關(guān)系，稱為電光特性。強(qiáng)度與外加電壓的關(guān)系，稱為電光特性。n2 2、溫度特性、溫度特性n當(dāng)溫度過高，液晶態(tài)會消失，不能顯示。而溫度當(dāng)溫度過高，液晶態(tài)會消失，不能顯示。而溫度過低時，響應(yīng)速度會明顯變慢，直至結(jié)晶，致使過低時，響應(yīng)速度會明顯變慢，直至結(jié)晶，致使液晶顯示器件損壞。液晶顯示器件損壞。n普通型靜態(tài)驅(qū)動型使用溫度稍寬，也僅有普通型靜態(tài)驅(qū)動型使用溫度稍寬，也僅有0 0 40 40 ，在在-5-

22、5時，勉強(qiáng)可用，但響應(yīng)速度變慢。而動態(tài)時，勉強(qiáng)可用，但響應(yīng)速度變慢。而動態(tài)驅(qū)動型，由于多路驅(qū)動所要求的特性較嚴(yán)，故使驅(qū)動型，由于多路驅(qū)動所要求的特性較嚴(yán)，故使用溫度范圍則僅在用溫度范圍則僅在5 5 4040。寬溫度的器件一般為。寬溫度的器件一般為1010 5050。n3 3、伏安特性、伏安特性27電光特性n(1)(1)閾值電壓閾值電壓V Vthth：n引起的最大透光強(qiáng)度的引起的最大透光強(qiáng)度的1010（負(fù)性）或（負(fù)性）或9090（正性）（正性）的外加電壓。它標(biāo)志了液晶電光效應(yīng)有可觀察反應(yīng)的的外加電壓。它標(biāo)志了液晶電光效應(yīng)有可觀察反應(yīng)的起始電壓值。起始電壓值。n（2)2)飽和電壓飽和電壓VsVs：

23、n對應(yīng)于最大透光度對應(yīng)于最大透光度9090（負(fù)性）或（負(fù)性）或1010（正性）處的（正性）處的外加電壓。外加電壓。VsVs大小標(biāo)志了獲得最大對比度所需的外加大小標(biāo)志了獲得最大對比度所需的外加電壓的數(shù)值，電壓的數(shù)值，VsVs小則易獲得良好的顯示效果，且降低小則易獲得良好的顯示效果，且降低顯示功耗，對顯示壽命有利。顯示功耗，對顯示壽命有利。28n（3 3）對比度）對比度： nT Tmaxmax：透過的最大強(qiáng)度，：透過的最大強(qiáng)度，T Tmaxmax：透過的最小強(qiáng)度。：透過的最小強(qiáng)度。 n（4）對比度隨視角的變化）對比度隨視角的變化n 對于大多數(shù)液晶顯示器視角為對于大多數(shù)液晶顯示器視角為40左右。如果

24、左右。如果（dn）約為）約為0.5 m，器件視角特性會有較大改，器件視角特性會有較大改善。善。minmaxTT對比度29（5 5）陡度）陡度 和比和比陡度陡度 ： thsVV 由于由于V Vs sV Vthth，所以，所以 總是大于總是大于1 1的數(shù)值，的數(shù)值， 的的極限值為極限值為1 1。在電光曲線中，。在電光曲線中， V Vs s越接近越接近V Vthth時，則時，則電光曲線越陡。一般電光曲線越陡。一般TNTN效應(yīng)液晶的效應(yīng)液晶的 1.41.4 1.61.6。11thsthVVV30（6 6）響應(yīng)時間）響應(yīng)時間 對于正型電光曲線，上升對于正型電光曲線，上升時間時間 r r為透光強(qiáng)度由為透光

25、強(qiáng)度由9090降到降到1010所需的時間；所需的時間；下降時間下降時間 d d為透光強(qiáng)度由為透光強(qiáng)度由1010上升到上升到9090所需的時間。所需的時間。 r r和和 d d與液晶材料、粘滯與液晶材料、粘滯系數(shù)系數(shù) 、彈性常數(shù)、彈性常數(shù)k k、液晶盒厚、液晶盒厚度、螺距度、螺距P P、外電壓、外電壓V V大小、不大小、不同的表面處理等有關(guān)。同的表面處理等有關(guān)。 31反射式反射式TN型液晶顯示器件結(jié)構(gòu)圖型液晶顯示器件結(jié)構(gòu)圖反射器由一個漫反射器和一個鏡面組成，它們粘附在底玻璃外表面反射器由一個漫反射器和一個鏡面組成，它們粘附在底玻璃外表面上。上。特點：可以利用外界光，節(jié)省功耗，在陽光下圖象不會被沖

26、刷。特點：可以利用外界光，節(jié)省功耗，在陽光下圖象不會被沖刷。32 3.2.2 LCD 3.2.2 LCD的工作原理和特性的工作原理和特性n液晶分子在其某種排列狀態(tài)下，通過施加電場，液晶分子在其某種排列狀態(tài)下，通過施加電場，將向著其它排列狀態(tài)變化，液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也將向著其它排列狀態(tài)變化，液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化。隨之變化。n這種通過電學(xué)方法，產(chǎn)生光變換的現(xiàn)象，稱為液這種通過電學(xué)方法，產(chǎn)生光變換的現(xiàn)象，稱為液晶的晶的電氣光學(xué)效應(yīng)電氣光學(xué)效應(yīng)，簡稱，簡稱電光效應(yīng)電光效應(yīng)。n即在電的作用下，液晶分子的初始排列改變?yōu)槠浼丛陔姷淖饔孟?，液晶分子的初始排列改變?yōu)槠渌呐帕行问?，從而使液晶盒的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生

27、變他的排列形式，從而使液晶盒的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。也就是說，以化。也就是說，以“電電”通過液晶對通過液晶對“光光”進(jìn)行進(jìn)行了調(diào)制。了調(diào)制。n目前已發(fā)現(xiàn)的電光效應(yīng)，包括電場效應(yīng)、電流效目前已發(fā)現(xiàn)的電光效應(yīng)，包括電場效應(yīng)、電流效應(yīng)、電熱寫入效應(yīng)和熱效應(yīng)等四種。應(yīng)、電熱寫入效應(yīng)和熱效應(yīng)等四種。33液晶結(jié)構(gòu)特性介于晶體和液體之間，是有序的流體。液晶結(jié)構(gòu)特性介于晶體和液體之間，是有序的流體。液晶能像晶體一樣發(fā)生雙折射、布拉格反射、衍射液晶能像晶體一樣發(fā)生雙折射、布拉格反射、衍射及旋光效應(yīng)。及旋光效應(yīng)。在外場作用下會產(chǎn)生熱光、電光或磁光效應(yīng)。在外場作用下會產(chǎn)生熱光、電光或磁光效應(yīng)。 當(dāng)液晶盒充入向列相液晶，

28、把兩玻璃片繞在他們互相垂直當(dāng)液晶盒充入向列相液晶，把兩玻璃片繞在他們互相垂直的軸扭轉(zhuǎn)的軸扭轉(zhuǎn)90，向列相液晶的內(nèi)部就發(fā)生扭曲，形成具有，向列相液晶的內(nèi)部就發(fā)生扭曲，形成具有扭曲排列的向列型液晶盒。扭曲排列的向列型液晶盒。 在上述液晶盒前后放置起偏器和檢偏器，并使其偏振化方在上述液晶盒前后放置起偏器和檢偏器，并使其偏振化方向平行。向平行。 不施加電場時，白光射入后，液晶盒會使入射光的偏振光不施加電場時，白光射入后，液晶盒會使入射光的偏振光軸順從液晶分子的扭曲而旋轉(zhuǎn)軸順從液晶分子的扭曲而旋轉(zhuǎn)90。旋光效應(yīng)旋光效應(yīng)34雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象 對液晶施加電場，使液晶的排列方向發(fā)生變化，因為排列方對液晶施

29、加電場，使液晶的排列方向發(fā)生變化，因為排列方向的改變，按照一定的偏振方向入射的光，將發(fā)生雙折射。向的改變，按照一定的偏振方向入射的光，將發(fā)生雙折射。雙折射現(xiàn)象是液晶的重要特性，與晶體特性相似。雙折射現(xiàn)象是液晶的重要特性，與晶體特性相似。 單軸晶體有兩個不同的主折射率，單軸晶體有兩個不同的主折射率， n= n/ - n 液晶的光軸可以由外電場改變，雙折射光束間的相位差也隨液晶的光軸可以由外電場改變，雙折射光束間的相位差也隨之變化。之變化。 入射光為復(fù)色光時，出射光的顏色也隨之變化。入射光為復(fù)色光時，出射光的顏色也隨之變化。 因為具有雙折射性，當(dāng)入射光的前進(jìn)方向偏于分子長軸方向：因為具有雙折射性，

30、當(dāng)入射光的前進(jìn)方向偏于分子長軸方向： 能夠改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)或方向能夠改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)或方向 能使入射偏振光以左旋光或右旋光進(jìn)行反射或透射。能使入射偏振光以左旋光或右旋光進(jìn)行反射或透射。353637n偏振片的應(yīng)用偏振片的應(yīng)用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，光透過，如果讓兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，如果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，光不能通過第二個偏振片振化方向垂直，光不能通過第二個偏振片383.3.1 TN3.3.1 T

31、N型液晶顯示器型液晶顯示器n向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上先鍍有一層透明導(dǎo)電薄膜先鍍有一層透明導(dǎo)電薄膜ITO(ITO(氧化銦錫氧化銦錫) )以作電極以作電極之用，然后在有薄膜電極的玻璃上涂取向?qū)又茫缓笤谟斜∧る姌O的玻璃上涂取向?qū)覲I(PI(聚聚酰亞胺酰亞胺) )，以使液晶順著一個特定且平行于玻璃表，以使液晶順著一個特定且平行于玻璃表面的方向排列。面的方向排列。n玻璃基板表面做平行取向處理，即涂敷一層聚酰亞玻璃基板表面做平行取向處理，即涂敷一層聚酰亞胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面開成方向一致胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面開成方向一

32、致的微細(xì)溝糟。在保證兩塊基板上溝糟方向正交的前的微細(xì)溝糟。在保證兩塊基板上溝糟方向正交的前提下，形成一個間隙為幾個微米的液晶盒。提下，形成一個間隙為幾個微米的液晶盒。n由于內(nèi)表面涂有定向?qū)幽ぃ诤袃?nèi)液晶分子沿玻璃由于內(nèi)表面涂有定向?qū)幽?，在盒?nèi)液晶分子沿玻璃表面平行排列。但由于兩片玻璃內(nèi)表面定向?qū)佣ㄏ虮砻嫫叫信帕?。但由于兩片玻璃?nèi)表面定向?qū)佣ㄏ蛱幚淼姆较蚧ハ啻怪保壕Х肿釉趦善Ａеg呈處理的方向互相垂直，液晶分子在兩片玻璃之間呈9090扭曲，這就是扭曲向列液晶器件名稱的由來。扭曲，這就是扭曲向列液晶器件名稱的由來。 39TN TN 型型 LCD LCD 顯示顯示原理原理n把液晶放在兩個偏振片之

33、間，在向列型液晶中，把液晶放在兩個偏振片之間，在向列型液晶中，棒狀分子的排列是彼此平行的如果上下兩玻璃棒狀分子的排列是彼此平行的如果上下兩玻璃棒定向是彼此垂直的，液晶分子將采取棒定向是彼此垂直的，液晶分子將采取逐漸過渡逐漸過渡的方式的方式被扭轉(zhuǎn)成螺旋狀被扭轉(zhuǎn)成螺旋狀n如果有光線進(jìn)入如果有光線進(jìn)入, ,通過第一個偏振片后，將被液晶通過第一個偏振片后，將被液晶分子逐漸改變偏振方向分子逐漸改變偏振方向. .由于光線沿著分子排列的由于光線沿著分子排列的方向傳播，光線最終將從另一端射出。方向傳播，光線最終將從另一端射出。n如果兩玻璃板之間加上電壓，分子排列方向?qū)⑴c如果兩玻璃板之間加上電壓，分子排列方向?qū)?/p>

34、與電場方向平行，光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會通過第電場方向平行，光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會通過第二個極板二個極板40n液晶的自然狀態(tài)具有液晶的自然狀態(tài)具有9090度的扭曲，利用電場可使液度的扭曲，利用電場可使液晶分子旋轉(zhuǎn)，晶分子旋轉(zhuǎn)，結(jié)果偏振光經(jīng)過結(jié)果偏振光經(jīng)過TNTN型液晶后偏振方向型液晶后偏振方向發(fā)生轉(zhuǎn)動。發(fā)生轉(zhuǎn)動。41n只要選擇適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊窆獾钠穹较騽偤弥灰x擇適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊窆獾钠穹较騽偤酶淖兏淖?090度，就可利用兩個平行偏光片使得光完全度，就可利用兩個平行偏光片使得光完全不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液晶方不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場方向平行，這樣光的偏振方向

35、就不會向與電場方向平行，這樣光的偏振方向就不會改變，光就可通過第二個偏光片改變，光就可通過第二個偏光片 42n液晶顯示器就是利用這一特液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，直的偏光板之間充滿液晶，利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)動動不同的電場大小就會形不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度成不同的灰階亮度n基本原理：在電場、熱等外基本原理：在電場、熱等外場的作用下，使液晶分子從場的作用下，使液晶分子從特定的初始排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟ǖ某跏寂帕袪顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌肿优帕袪顟B(tài)，隨著分其他分子排列狀態(tài)，隨著分子排列的變化，液晶元件的子排列的變化

36、，液晶元件的光學(xué)特性發(fā)生變化，從而變光學(xué)特性發(fā)生變化，從而變換為視覺變化。換為視覺變化。43n扭曲排列的液晶將來自垂直偏光鏡的光波旋轉(zhuǎn)扭曲排列的液晶將來自垂直偏光鏡的光波旋轉(zhuǎn)9090 ，這樣垂直方向的光波通過液晶后，變成水平方向的這樣垂直方向的光波通過液晶后，變成水平方向的光波，水平方向的光波通過水平偏光鏡后，到反射光波，水平方向的光波通過水平偏光鏡后，到反射鏡，經(jīng)反射鏡后，按原路反射回去，這時在透過垂鏡，經(jīng)反射鏡后，按原路反射回去，這時在透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈亮的狀態(tài)。直偏光鏡看液晶時，液晶呈亮的狀態(tài)。反射式反射式LCD顯示原理顯示原理44n當(dāng)給液晶加上一個電場時，液晶分子將重新排當(dāng)

37、給液晶加上一個電場時，液晶分子將重新排列，液晶便不能使光波旋轉(zhuǎn)了，這時在透過垂列，液晶便不能使光波旋轉(zhuǎn)了，這時在透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈暗的狀態(tài)。直偏光鏡看液晶時，液晶呈暗的狀態(tài)。45n（1 1）TNTN液晶的液晶的電光特性不陡電光特性不陡，所以工作在矩陣顯示，所以工作在矩陣顯示方式下交叉效應(yīng)嚴(yán)重。最好的器件也只可能實現(xiàn)方式下交叉效應(yīng)嚴(yán)重。最好的器件也只可能實現(xiàn)8 8 1616路驅(qū)動；路驅(qū)動；n（2 2）電光響應(yīng)慢電光響應(yīng)慢。TNTN型液晶顯示的響應(yīng)速度為型液晶顯示的響應(yīng)速度為100ms100ms左右，所以只適用于顯示靜止或慢變的畫面。左右，所以只適用于顯示靜止或慢變的畫面。n（3 3）

38、光透過和關(guān)閉都不徹底光透過和關(guān)閉都不徹底，顯示畫面時對比度不，顯示畫面時對比度不理想。理想。46463.3.2 STN型液晶n將分子的扭曲角增加到將分子的扭曲角增加到180180-270-270時，就可大時，就可大大提高電光特性的響應(yīng)速大提高電光特性的響應(yīng)速度，可允許多路驅(qū)動，獲度，可允許多路驅(qū)動，獲得敏銳的銳度和寬的視角。得敏銳的銳度和寬的視角。nSTNSTN型的顯示原理與型的顯示原理與TNTN相相類似，不同的是類似，不同的是TNTN扭轉(zhuǎn)式扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)的液晶分子是向列場效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)將入射光旋轉(zhuǎn)9090度，而度，而STNSTN超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)是將入射光旋

39、轉(zhuǎn)是將入射光旋轉(zhuǎn)180-270180-270度。度。47nTNTN液晶與液晶與STNSTN液晶的差別液晶的差別：n（1 1）在）在TNTN液晶盒中扭曲角為液晶盒中扭曲角為9090，在，在STNSTN液晶盒中液晶盒中扭曲角為扭曲角為270270或附近值；或附近值；n（2 2）在）在TNTN液晶盒中，起偏鏡的偏光軸與上基片表面液晶盒中，起偏鏡的偏光軸與上基片表面液晶分子長軸平行，檢偏鏡的偏光軸與下基片表面液晶分子長軸平行，檢偏鏡的偏光軸與下基片表面液晶分子長軸平行，即上下偏光軸互相成液晶分子長軸平行，即上下偏光軸互相成9090；在；在STNSTN液晶盒中，上、下偏光軸與上、下基片分子長軸液晶盒中，

40、上、下偏光軸與上、下基片分子長軸都不互相平行，而是成一個角度，一般為都不互相平行，而是成一個角度，一般為3030；n（3 3）TNTN液晶盒是利用液晶分子旋光特性工作的，而液晶盒是利用液晶分子旋光特性工作的，而STNSTN液晶盒是利用液晶的雙折射特性工作的；液晶盒是利用液晶的雙折射特性工作的；n（4 4）TNTN液晶盒工作于黑白模式；液晶盒工作于黑白模式；STNSTN液晶盒一般工液晶盒一般工作于黑作于黑/ /黃模式或白黃模式或白/ /藍(lán)模式藍(lán)模式。48n普通簡單矩陣液晶顯示器普通簡單矩陣液晶顯示器TNTN型及型及STNSTN型的電光特性，對型的電光特性，對多路、視頻運(yùn)動圖像的顯示多路、視頻運(yùn)動

41、圖像的顯示很難滿足要求。很難滿足要求。 n有所謂的有所謂的“交叉效應(yīng)交叉效應(yīng)”。由。由于每個像素相當(dāng)于一個電容，于每個像素相當(dāng)于一個電容，必產(chǎn)生串?dāng)_。當(dāng)一個像素被必產(chǎn)生串?dāng)_。當(dāng)一個像素被先通時，相鄰行，列像素將先通時，相鄰行，列像素將處于半選通狀態(tài)。處于半選通狀態(tài)。n人們在第一個像素上設(shè)計一人們在第一個像素上設(shè)計一個非線性的有源器件，使每個非線性的有源器件，使每個像素可以被獨立驅(qū)動，克個像素可以被獨立驅(qū)動，克服了服了“交叉效應(yīng)交叉效應(yīng)”。 MIM液晶顯示器件的電極排布49n有源矩陣液晶顯示采用了像質(zhì)最優(yōu)的扭曲向列型有源矩陣液晶顯示采用了像質(zhì)最優(yōu)的扭曲向列型液晶顯示材料。有源矩陣液晶顯示根據(jù)有源

42、器件液晶顯示材料。有源矩陣液晶顯示根據(jù)有源器件的種類分為二端型和三端型兩種。的種類分為二端型和三端型兩種。 n二端型以二端型以MIM（金屬（金屬-絕緣體絕緣體-金屬）二極管陣列金屬）二極管陣列為主；為主；n在兩種導(dǎo)電膜之間夾一層氧化物絕緣層，其結(jié)構(gòu)在兩種導(dǎo)電膜之間夾一層氧化物絕緣層，其結(jié)構(gòu)為為Ta-Ta2O3-Cr，通電后兩導(dǎo)電膜之間電壓，通電后兩導(dǎo)電膜之間電壓-電流電流必呈非線性，二端有源器件相當(dāng)于一個雙向性二必呈非線性，二端有源器件相當(dāng)于一個雙向性二極管，正、反向都具有開關(guān)特性。極管，正、反向都具有開關(guān)特性。n三端型以薄膜晶體管（三端型以薄膜晶體管（TFT）為主。）為主。 50n二極管尋址

43、矩陣液晶顯示器的特點二極管尋址矩陣液晶顯示器的特點: :二極管反向電阻大于液晶像素的漏阻，被選擇二極管反向電阻大于液晶像素的漏阻，被選擇的像素充上電壓后，當(dāng)尋址信號移去后，仍將的像素充上電壓后，當(dāng)尋址信號移去后，仍將保持，因為串聯(lián)的二極管反向不導(dǎo)通。保持，因為串聯(lián)的二極管反向不導(dǎo)通。像素上的電荷只有靠自身的漏電才能瀉放掉，像素上的電荷只有靠自身的漏電才能瀉放掉，這決定于液晶像素的介質(zhì)弛豫常數(shù)這決定于液晶像素的介質(zhì)弛豫常數(shù) LCLC。 LCLC設(shè)應(yīng)設(shè)應(yīng)小于幀周期，否則影響器件的響應(yīng)特性。小于幀周期，否則影響器件的響應(yīng)特性。5151 金屬金屬-絕緣體絕緣體-金屬二極管（金屬二極管（MIM） 二端有

44、源液晶顯示器件二端有源液晶顯示器件 MIM液晶顯示器件結(jié)構(gòu)液晶顯示器件結(jié)構(gòu)a) 俯視俯視 b) AA剖面剖面5253MIM尋址矩陣液晶顯示屏的制備工藝543.4 LCD3.4 LCD基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)n在前后玻璃板在前后玻璃板2 2、3 3之之間夾有一層液晶。間夾有一層液晶。n前面的偏光鏡是垂直前面的偏光鏡是垂直偏光鏡，后面的偏光偏光鏡，后面的偏光鏡是水平偏光鏡。鏡是水平偏光鏡。n液晶顯示的數(shù)字或光液晶顯示的數(shù)字或光條是透過垂直偏光鏡條是透過垂直偏光鏡觀看的。觀看的。55L C D上玻璃基板下玻璃基板上電極下電極上偏振片下偏振片反射板TN液晶材料封接膠透明電極引線透明電極引線透明玻璃注液晶口封接

45、膠框液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖56TN、STN型的結(jié)構(gòu)n液晶盒中玻璃片的兩個外側(cè)分別巾有偏光片，液晶盒中玻璃片的兩個外側(cè)分別巾有偏光片，這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進(jìn)行加工而成的件下進(jìn)行加工而成的 57LCDLCD主要組成材料主要組成材料58n（1 1） 在使用和存儲的溫度環(huán)境下都表現(xiàn)為液晶相

46、；在使用和存儲的溫度環(huán)境下都表現(xiàn)為液晶相；n（2 2）具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、光化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，）具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、光化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，使用壽命長；使用壽命長；n（3 3） 粘度低，具有優(yōu)良的響應(yīng)特性；粘度低，具有優(yōu)良的響應(yīng)特性；n（4 4） 介電各向異性大，適于低電壓工作；介電各向異性大，適于低電壓工作； 對于對于TNTN型顯示器件：型顯示器件： V Vthth （) )-1/2-1/2 n（5 5） 雙折射率的大小適合于顯示對比度的增加；雙折射率的大小適合于顯示對比度的增加；n（6 6） 彈性系數(shù)均衡，適合于多路傳輸驅(qū)動；彈性系數(shù)均衡，適合于多路傳輸驅(qū)動； 彈性模量均衡表示各種

47、變形的應(yīng)變程度均衡，有利于彈性模量均衡表示各種變形的應(yīng)變程度均衡，有利于電光特性曲線變陡，即有利于多路傳輸。電光特性曲線變陡，即有利于多路傳輸。n（7 7） 分子排列的有序度高，適合于提高顯示對比度。分子排列的有序度高，適合于提高顯示對比度。59596061623.5 LCD3.5 LCD制造工藝制造工藝636465定向?qū)油扛玻涸诓ＡП砻婢鶆蛲扛惨粚佣ㄏ驅(qū)佣ㄏ驅(qū)油扛玻涸诓ＡП砻婢鶆蛲扛惨粚佣ㄏ驅(qū)?絲印成盒：將上下兩片玻璃用絲印膠黏結(jié)在一起，形絲印成盒：將上下兩片玻璃用絲印膠黏結(jié)在一起，形成一個空盒成一個空盒 6667nLCDLCD視角窄的缺點是由液晶的工作原理本身決定的。液晶分視角窄的缺點是由

48、液晶的工作原理本身決定的。液晶分子是棒狀的，分子不同的排列方式存在著不同的光學(xué)各向異子是棒狀的，分子不同的排列方式存在著不同的光學(xué)各向異性。性。n入射光線和液晶分子指向矢夾角越小，雙折射越小。偏離顯入射光線和液晶分子指向矢夾角越小，雙折射越小。偏離顯示板法線方向以不同角度入射到液晶盒的光線與液晶分子指示板法線方向以不同角度入射到液晶盒的光線與液晶分子指向矢的夾角不同，因此造成不同視角下，有效光程差向矢的夾角不同，因此造成不同視角下，有效光程差 ndnd不不同。同。n而液晶盒的最佳光程差是按垂直入射光線設(shè)計的，這樣視角而液晶盒的最佳光程差是按垂直入射光線設(shè)計的，這樣視角增大時，最小透過率增加，對

49、比度下降。增大時，最小透過率增加，對比度下降。n即由于發(fā)生雙折射，入射線偏振光變成橢圓偏振光，其中一即由于發(fā)生雙折射，入射線偏振光變成橢圓偏振光，其中一部分光通過檢偏片成為黑色顯示部分的漏光。隨著視角增大，部分光通過檢偏片成為黑色顯示部分的漏光。隨著視角增大，漏光迅速增大，導(dǎo)致對比度降低。漏光迅速增大，導(dǎo)致對比度降低。n而且偏離法線方向越遠(yuǎn)，對比度下降越嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)暗而且偏離法線方向越遠(yuǎn)，對比度下降越嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)暗態(tài)的透過率大于亮態(tài)透過率的現(xiàn)象，也就是發(fā)生了對比度反態(tài)的透過率大于亮態(tài)透過率的現(xiàn)象，也就是發(fā)生了對比度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)現(xiàn)象。68n在顯示不同灰階的時候，液晶分子的長在顯示不同灰階

50、的時候，液晶分子的長軸跟玻璃基板的角度是不一樣的，用戶軸跟玻璃基板的角度是不一樣的，用戶從不同角度觀看屏幕時，有時看到的是從不同角度觀看屏幕時，有時看到的是液晶分子的長軸，有時則是短軸。由于液晶分子的長軸，有時則是短軸。由于液晶分子在光學(xué)上表現(xiàn)為各向異性，我液晶分子在光學(xué)上表現(xiàn)為各向異性，我們在不同角度所看到的亮度就會不一樣。們在不同角度所看到的亮度就會不一樣。這就是這就是TNTN模式液晶顯示器的視角依存性模式液晶顯示器的視角依存性（即可視角度狹窄）。（即可視角度狹窄）。n另外，理論上在玻璃電極板通電時，光另外，理論上在玻璃電極板通電時，光線透過垂直于基板的液晶分子后是無法線透過垂直于基板的液

51、晶分子后是無法穿透第二塊偏振片的，但實際上此時若穿透第二塊偏振片的，但實際上此時若在某些特定角度范圍內(nèi)會看到液晶分子在某些特定角度范圍內(nèi)會看到液晶分子的長軸，即該角度上的透光率反而增加的長軸，即該角度上的透光率反而增加了，這樣低灰階的畫面看上去可能比高了，這樣低灰階的畫面看上去可能比高灰階的亮度還高，這就是灰階的亮度還高，這就是TNTN模式液晶顯模式液晶顯示器所固有的灰階逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。示器所固有的灰階逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在在B處正視屏幕看到的是處正視屏幕看到的是正常的中灰階畫面，而在正常的中灰階畫面，而在A或者或者C處看到的卻是高灰處看到的卻是高灰階和低灰階階和低灰階 69增寬視角的出發(fā)點：增寬視角的出發(fā)點

52、：n克服不同視角方向有效光程差光程差不同的現(xiàn)象。n主要方法：主要方法：n通過在液晶盒以外進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償；n改變液晶盒內(nèi)液晶分子排列形式。70n1 1、液晶盒外光學(xué)補(bǔ)償法液晶盒外光學(xué)補(bǔ)償法n（1 1）相差膜補(bǔ)償法）相差膜補(bǔ)償法n 在液晶面的觀察面上加貼一片一定數(shù)值的相位在液晶面的觀察面上加貼一片一定數(shù)值的相位差膜以改善視角特性。差膜以改善視角特性。n 特點：工藝簡單，成本較低，可擴(kuò)大視角范圍，特點：工藝簡單，成本較低，可擴(kuò)大視角范圍，但沒有改變原有對比度曲線沿方位角分布的形狀。但沒有改變原有對比度曲線沿方位角分布的形狀。n（2 2）準(zhǔn)直背光源加漫散射觀察屏法）準(zhǔn)直背光源加漫散射觀察屏法n 準(zhǔn)直背光

53、源加漫散射觀察屏可以得到既有足夠準(zhǔn)直背光源加漫散射觀察屏可以得到既有足夠?qū)Ρ榷?，又有很寬視角范圍的顯示質(zhì)量。對比度，又有很寬視角范圍的顯示質(zhì)量。71n2 2、 低扭曲角和低低扭曲角和低 ndnd設(shè)計設(shè)計LCDLCD（LTN-LCDLTN-LCD）n 減小減小LCDLCD盒的盒的 ndnd可以減少可以減少 ndnd的變化，從而改的變化，從而改善視角特性。善視角特性。n 例如：例如：n ndnd=0.38=0.38 m m，扭曲角，扭曲角7070 ，補(bǔ)償膜延遲量為，補(bǔ)償膜延遲量為2323 m m，對比度達(dá)，對比度達(dá)100100：1 1?？蓪⒉话l(fā)生灰度反轉(zhuǎn)的視。可將不發(fā)生灰度反轉(zhuǎn)的視角范圍從普通角范

54、圍從普通TN-LCDTN-LCD的的-27-273030 擴(kuò)展到擴(kuò)展到-42-427373 。72WV Film + TN LCD（FujiFilm）MVA: Mutil-domain Vertical Alignment（FUJITSU）IPS: In Plane Switching（HITACHI, Matsushita, Mitsubishi）FFS: Fringe Field Switching（BOEHYDIS）PVA: Patten Vertical Alignment（SAMSUNG）OCB: Optically Compensated Bend（PANASONIC）ASV: A

55、dvanced Super View (SHARP)主要寬視角技術(shù)主要寬視角技術(shù)73747576視角膜補(bǔ)償技術(shù)（視角膜補(bǔ)償技術(shù)（WV Film + TN LCDWV Film + TN LCD）技術(shù)特點：技術(shù)特點：與TN LCD現(xiàn)有技術(shù)兼容；技術(shù)準(zhǔn)入門檻低。不足：不足：視角改善不夠理想（120左右）；對現(xiàn)有TN LCD顯示性能改善有限。77nOCB（Optically Compensated Bend/Optical Compensated Birefringence，光學(xué)補(bǔ)償彎曲排列，光學(xué)補(bǔ)償彎曲排列/光光學(xué)補(bǔ)償雙折射）廣視角技術(shù)學(xué)補(bǔ)償雙折射）廣視角技術(shù)n利用其設(shè)計巧妙的液晶分子排列來實現(xiàn)自

56、我補(bǔ)償視利用其設(shè)計巧妙的液晶分子排列來實現(xiàn)自我補(bǔ)償視角，所以它又叫自補(bǔ)償模式。角，所以它又叫自補(bǔ)償模式。n液晶分子在液晶層厚度方向上具有上下對稱的取向，液晶分子在液晶層厚度方向上具有上下對稱的取向，在光傾斜穿過液晶層時上下兩部分互相補(bǔ)償，在光傾斜穿過液晶層時上下兩部分互相補(bǔ)償， 因此因此在亮態(tài)時器件具有對稱的寬視角。在亮態(tài)時器件具有對稱的寬視角。nOCB最大的特點就是回應(yīng)速度快，在加電狀態(tài)下液最大的特點就是回應(yīng)速度快，在加電狀態(tài)下液晶分子的偏轉(zhuǎn)角度極小即轉(zhuǎn)矩很短，已有晶分子的偏轉(zhuǎn)角度極小即轉(zhuǎn)矩很短，已有1ms到到5ms的產(chǎn)品，適合動態(tài)圖像顯示。的產(chǎn)品，適合動態(tài)圖像顯示。 n但是暗態(tài)不夠好，原因

57、是液晶層在高電壓作用下仍但是暗態(tài)不夠好，原因是液晶層在高電壓作用下仍然會有殘存的相位延遲量。然會有殘存的相位延遲量。 器件的對比器件的對比 度不高。度不高。7879nOCB模式的液晶排列看上去像兩層模式的液晶排列看上去像兩層TN模式液晶相疊，但它模式液晶相疊，但它的液晶分子排列是上下對稱的，這樣由下面液晶分子雙折射的液晶分子排列是上下對稱的，這樣由下面液晶分子雙折射性導(dǎo)致的相位偏差正好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，性導(dǎo)致的相位偏差正好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，相對其他配向分割模式，相對其他配向分割模式，OCB的制造工藝更簡單一些。的制造工藝更簡單一些。 n在彎曲排列的液晶分子中，中

58、間的液晶分子始終處於跟基板在彎曲排列的液晶分子中，中間的液晶分子始終處於跟基板垂直的狀態(tài)。由於液晶分子是緊密排列在一起的，當(dāng)加電後，垂直的狀態(tài)。由於液晶分子是緊密排列在一起的，當(dāng)加電後，中間液晶分子的動作將牽拉或推動整個液晶盒，起到加速的中間液晶分子的動作將牽拉或推動整個液晶盒，起到加速的作用。作用。nOCB模式的液晶分子長軸始終在一個平面，不需要像模式的液晶分子長軸始終在一個平面，不需要像TN模模式那樣做扭曲的動作而只需式那樣做扭曲的動作而只需彎曲彎曲，相對來說，只需做很小，相對來說，只需做很小的改變就可以達(dá)到預(yù)定的位置，所以的改變就可以達(dá)到預(yù)定的位置，所以O(shè)CB模式液晶顯示器有模式液晶顯示

59、器有著明顯的速度優(yōu)勢。著明顯的速度優(yōu)勢。 8081多疇垂直取向多疇垂直取向（MVAMVA）技術(shù)技術(shù)Cross-sectional ViewElectric FieldProtrusion in CFCommon electrodePixel electrode新型結(jié)構(gòu)新型結(jié)構(gòu)技術(shù)特點：技術(shù)特點：響應(yīng)速度快（160）。技術(shù)不足：技術(shù)不足：驅(qū)動電壓高（13.5V）；液晶注入時間較長；工藝復(fù)雜成本高。技術(shù)發(fā)展：技術(shù)發(fā)展：Super MVA（1996），Premium MVA。主要應(yīng)用面板廠家：主要應(yīng)用面板廠家：奇美電子，友達(dá)光電等8283848586沿面開關(guān)（沿面開關(guān)（IPSIPS）技術(shù)）技術(shù)技術(shù)特

60、點：技術(shù)特點：液晶分子面內(nèi)翻轉(zhuǎn)；視角范圍廣（160），圖像顯示性能佳。技術(shù)不足：技術(shù)不足：驅(qū)動電壓高（15V）；開口率低，亮度不足。技術(shù)發(fā)展：技術(shù)發(fā)展：Super-IPS，Advanced Super-IPS。主要應(yīng)用面板廠家：主要應(yīng)用面板廠家：LG Philips等8788 OnSuper IPSIPSContrast ratio: 200 350 Viewing angle(35:1):110.150160.160 Response time: 40 30 ms899091925. FFS廣視角技術(shù)廣視角技術(shù) (fringefield switching) 19961996年年HYDISH