第一章 液晶基础知识
LCD基础知识
液晶相关知识1、什么是液晶普通物质有三态：固态、液态和气态，有些有机物质在固态与液态之间存在第四态——液晶态。
液晶这种中间态的物质外观是流动性的混浊液体，同时又有光学各向异性晶体所有的双折射特性。
液晶态物质既具有液体的流动性和连续性，又保留了晶体的有序排列性，物理上呈现各向异性。
2、液晶的种类（1）热致液晶热致液晶是当液晶物质加热时，在某一温度范围内呈现出各向异性的液体。
用于显示的都是可工作在室温上下的热致液晶。
大多数液晶分子长度为几十埃、宽度为几埃。
液晶分子都是有序排列的，根据排列的不同，热致液晶分为向列相、近晶相和胆甾相三种液晶相。
1）近晶相液晶（S型）近晶相液晶由棒状或条状分子组成，分子排列成层状，层内分子长轴互相平行，其方向垂直于层面，或与层面倾斜排列。
因分子排列整齐，其规整性接近晶体，具有二维有序，层内分子之间作用力大，层间分子作用力小，每层厚度约2～3Å。
近晶液晶粘度大，分子不易转动，即响应速度慢，一般不宜作显示器件。
2）向列相液晶（N型）向列相液晶由长、径比很大的棒状分子组成，分子质心没有长程有序性，具有类似于普通液体的流动性，分子不能排列成层，能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近似平行。
从宏观上看，向列液晶由于其液晶分子重心混乱无序，并可在三维范围内移动，可以象液体一样流动，所有分子的长轴大体指向一个方向，使向列液晶具有单轴晶体的光学特性，而在电学上又具有明显的介电各向异性，这样，可以利用外加电场对具有各向异性的向列相液晶分子进行控制，改变原有分子的有序状态，从而改变液晶的光学性能，实现液晶对外界光的调制，达到显示的目的。
向列相液晶已成为现代显示器件中应用最为广泛的一种液晶材料。
3）胆甾相液晶（CH）这是一种分子成扁平层状排列的液晶材料，层内分子互相平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋状结构。
向列相液晶与胆甾相液晶可以互相转换，在向列相液晶中加入旋光材料，会形成胆甾相，在胆甾相液晶中加入消旋光向列相材料，能将胆甾相转变成向列相。
公共基础知识液晶基础知识概述
《液晶基础知识综合性概述》一、引言在现代科技的飞速发展中，液晶作为一种独特的物质状态，发挥着至关重要的作用。
从日常使用的电子设备显示屏到先进的光学仪器，液晶的应用无处不在。
本文将深入探讨液晶的基础知识，包括其基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势，为读者提供一个全面而深入的了解。
二、液晶的基本概念1. 定义与特性液晶是一种介于固体和液体之间的中间状态物质，具有独特的光学、电学和力学特性。
它既具有液体的流动性，又具有固体的有序性。
液晶分子通常呈长棒状或扁平状，在特定的条件下，这些分子可以排列成有序的结构。
液晶的主要特性包括：（1）光学各向异性：液晶分子在不同方向上对光的折射率不同，这使得液晶可以产生双折射、旋光等光学现象。
（2）电学各向异性：液晶分子在电场作用下可以改变其排列方向，从而改变液晶的光学性质。
这一特性被广泛应用于液晶显示屏中。
（3）流动性：液晶具有一定的流动性，可以在一定的压力下流动。
但与普通液体不同的是，液晶的流动具有一定的方向性。
2. 分类液晶可以根据其分子结构和性质进行分类。
常见的分类方法有以下几种：（1）按照分子排列方式分类：可以分为向列型液晶、近晶型液晶和胆甾型液晶。
- 向列型液晶：分子长轴大致平行，但没有层状结构。
这种液晶具有较高的流动性和较低的有序性。
- 近晶型液晶：分子排列成层状结构，层内分子长轴大致平行，层与层之间有一定的夹角。
这种液晶具有较高的有序性和较低的流动性。
- 胆甾型液晶：分子呈螺旋状排列，具有独特的光学性质，如选择性反射和旋光性。
（2）按照形成方式分类：可以分为热致液晶和溶致液晶。
- 热致液晶：通过加热某些物质使其从固体转变为液晶状态。
这种液晶的相变温度与分子结构有关。
- 溶致液晶：在某些溶剂中，某些物质可以形成液晶状态。
这种液晶的形成与溶剂的性质和浓度有关。
三、液晶的核心理论1. 液晶的分子结构与性质关系液晶的分子结构对其性质起着决定性的作用。
液晶基础知识PPT课件
液晶的诞生 （2）
❖ 公元1968年，在美国RCA公司（收音机与电视的发 明公司）的沙诺夫研发中心，工程师们发现液晶分 子会受到电压的影响，改变其分子的排列状态，并 且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原 理，RCA公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏 幕。尔后，液晶显示技术被广泛的用在一般的电子 产品中，计算器、电子表、手机屏幕、医院所使用 的仪器（因为有辐射计量的考虑）或是数字相机上 面的屏幕等等。
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介电常数ε
❖ 我们可以将介电系数分开成两个方向的分量, 分别 是ε// (与指向矢平行的分量)与ε⊥(与指向矢垂直的 分量). 当ε// >ε⊥ 便称之为介电系数异方性为正型的 液晶, 可以用在平行配位. 而ε// <ε⊥ 则称之为介电 系数异方性为负型的液晶, 只可用在垂直配位才能 有所需要的光电效应. 当有外加电场时，液晶分子 会因介电系数异方性为正或是负值，来决定液晶分 子的转向是平行或是垂直于电场, 来决定光的穿透 与否。
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粘滞常数K（2）
❖ 粘滞常数K 受温度影响较大。 ❖ 影响液晶分子的转动速度与反应时间
(response time), 其值越小越好.
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介电常数ε
❖ 液晶分子中的电子结构，都具备着很强的电 子共轭运动能力，所以当液晶分子受到外加 电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶 极性（induced dipolar），这也是液晶分子 之间互相作用力量的来源。
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介电常数ε
❖ 现在TFT LCD上常用的TN型液晶大多是属于 介电系数正型的液晶. 当介电系数异方性 Δε(=ε//-ε⊥)越大的时候, 则液晶的临界电压 (threshold voltage)就会越小. 这样一来液晶 便可以在较低的电压操作.
液晶显示模块(LCM)的基础知识教材
液晶显示模块（LCM）的基础知识一、LCD的工作原理1、液晶显示器基本常识LCD基本常识液晶显示是一种被动的显示，它不能发光，只能使用周围环境的光。
它显示图案或字符只需很小能量。
正因为低功耗和小型化使LCD成为较佳的显示方式。
液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物，它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列，但在电场作用下能改变其排列方向。
对于正性TN-LCD，当未加电压到电极时，LCD处于"OFF"态，光能透过LCD呈白态；当在电极上加上电压LCD处于"ON"态，液晶分子长轴方向沿电场方向排列，光不能透过LCD，呈黑态。
有选择地在电极上施加电压，就可以显示出不同的图案。
对于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以对比度更好，视角更宽。
STN-LCD是基于双折射原理进行显示，它的基色一般为黄绿色，字体蓝色，成为黄绿模。
当使用紫色偏光片时，基色会变成灰色成为灰模。
当使用带补偿膜的偏光片，基色会变成接近白色，此时STN成为黑白模即为FSTN,以上三种模式的偏光片转90°，即变成了蓝模，效果会更佳。
2、液晶0下图是一个反射式TN型液晶显示器的结构图.从图中可以看出,液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料-胶框（一般为环氧树脂）密封，盒的两个外侧贴有偏光片。
液晶盒中上下玻璃片之间的间隔，即通常所说的盒厚，一般为几个微米（人的准确性直径为几十微米）。
上下玻璃片内侧，对应显示图形部分，镀有透明的氧化铟-氧化锡（简称ITO）导电薄膜，即显示电极。
电极的作用主要是使外部电信号通过其加到液晶上去（这个电信号一般来自IC）。
液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层定向层。
定向层的作用是使液晶分子按特定的方向排列，这个定向层通常是一薄层高分子有机物，并经摩擦处理。
在TN型液晶显示器中充有正性向列型液晶。
液晶分子的定向就是使长棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一个固定方向排列，分子长轴的方向沿着定向处理的方向。
液晶显示器培训教材
○∥ ○
图（1）
图(2)
图(3)
图(4)
综上所述，液晶大致可分为以上三大类，各种类型的液晶因其有着不同的结构，其各物性也有所不同，由于热致液 晶各项异性的液晶物质的特殊稳定的温度范围在室温以上。只有这类液晶才能做为显示器材料。由以上可知液晶分 子的排列并不象晶体结构那样牢固，所以容易受到电场，磁场、温度应力以及吸附杂质等外部影响。因而容易使 其 各项光学特性发生变化。液晶的这种作用力微弱的分子排列正是液晶有今日之广阔市场的关键条件。 4．液晶显示器 液晶具有固定的偶极矩，所以施加电场可使 液晶分子轴发生移动，于是液晶分子的排列发生改变。从而改变其光 学性质来达到其显示的效果。这是液晶做为显示器的基本原理。 5 何谓液晶显示器： 利用液晶的各项电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等分界条件的变化在一定条件下转换成为可视信号制 成的显示器，就是液晶显示器。液晶显示器的英文为 Liquid Crystal Display 通常用 LCD 来代表液晶显示器，液 晶最早在 1968 年 5 月美国 RCA 公司用于显示器的制造，到目前广泛的应用于钟表、计算器、仪表仪器、笔记本电 脑、移动电话、寻呼机、电子宠物、袖珍彩电、大型平板显示器、投影电视等家用、工业用和军事用显示领域。 6 液晶显示器的优、缺点： 6.1 信息显示技术随着信息社会化的发展显得越来越重要，液晶显示器与其他 显示器相比其有很多优点。 6.1.1 平面型显示、体积小、重量轻、便于携带； 6.1.2 功耗低、驱动电压低； 6.1.3 寿命长，一般在 5 万小时以上； 6.1.4 不含有害射线，对人体无害； 6.1.5 被动显示，不易被强光冲刷； 6.1.6 易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动； 6.1.7 结构简单，没有复杂的机械部分； 6.1.8 造价成本低。 6.2 随着液晶显示器的广泛应用，人们也可以发现其有些缺点： 6.2.1 由于它是被动元件，本身不发光，在暗处需借助其它的光源才具有可视性；
【精品】液晶基础知识1
液晶基础知识1、今天我们将要讨论的是关于液晶的基础知识.2、我们先大致了解一下液晶分子,然后仔细研究一下使液晶工作的电特性和光特性：先讲电介质的各向异性；再谈液晶对电场的响应；之后是液晶分子的双折射光学特性；然后是偏光镜,最后再了解一下三种最具商业价值的工作模式:扭曲向列型、IPS、MVA。
4、液晶分子有很多种，这是其中的一种.总体上讲，在一个液晶面板中由是很多种液晶分子组成的混合物，提供许多附加的特性，但本质上都是一个具有坚硬头部和柔韧尾部的长圆柱体分子。
它坚硬的头部在室温下是结晶态，但由于那个柔韧的尾部在室温下的摆动阻止液晶分子凝结成为固体.这种结构赋予它与众不同的熔融特性，它是介于晶体和液体之间的状态。
5、液晶有许多种类，这里的几种是最主要的,近晶型、胆甾型和向列型。
我们将主要的精力集中在向列型液晶上，就是右边的这种。
它是到目前为止用在显示技术上最重要的原材料，包括扭曲向列型、IPS和MVA模式.6、向列型液晶的排列：如图中左侧的这幅图所示:这是一个椭圆柱形的液晶分子。
它可以在任何方向平移，它可以如图所示在x轴方向自由的向前或向后的横向移动,包括纸面所示的向上和向下以及向里和向外的方向.它甚至可以在长轴方向旋转.它在图中y轴和z轴方向不可以自由的摆动和旋转。
它被它邻近的分子所限制.这个分子所有的邻近都是顺着它排列的,当它试图在y和z 方向摆动时，会撞到它的邻居,所以受到了限制。
这就是基本的模型，你所看到的这些是它的液体方面的特性。
首先，它可以在任何方向平移，它可以在其中的一个方向旋转，但在另外两个方向的旋转被限制，这就决定了它的晶体特性，所以它是液晶，在两者之间的混合物。
7、现在让我们讨论一下液晶分子的电特性模型。
分子在电场中通常会充电，之后被极化。
在电场的影响下分子产生的特殊电子云分布会使分子产生形变。
当对分子加一个横向的电场，它将会极化。
对于各向同性的介质，在各个方向的极化是相等的，不会考虑电场的方向性。
液晶彩电显示技术基础知识
第二节 液晶显示屏概述
• 2.TFT 液晶显示屏的主要元器件介绍 • (1) 液晶电容和存储电容 • 根据TFT 液晶显示屏的结构可知, 在上下两层玻璃间夹着液晶, 液晶
是容性材料, 其等效电容一般称为液晶电容CLC, 它的大小约为0.1 pF, 但是实际应用上, 这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画 面数据的时候, 也就是说当TFT 液晶显示屏对这个电容充好电时, 它 并无法将电压保持住, 直到下一次TFT 液晶显示屏再对此点充电的时 候(以一般60 Hz 的画面更新频率, 需要保持约16 ms 的时间), 这样一 来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不正确,因此, 一般在面板的设计 上, 会再加一个储存电容CS (一般由像素电极与公共电极走线形成), 其容量约为0.5 pF, 以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的 时候。
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第二节 液晶显示屏概述
• 2.液晶显示屏的采光技术 • 液晶显示屏是被动型显示器件, 它本身不会发光, 是靠调制外界光实现
显示的, 外界光是液晶显示屏进行显示的前提条件。液晶显示屏的采 光技术分为自然光采光技术和外光源设置技术。而在外光源设置上, 又有背光源、前光源和投影光源3 类技术, 其中, 液晶彩电采用的是背 光源采光技术。 • (1) 背光源的任务 • 透射型和半透射型液晶显示屏一般都需要加背光源, 背光源的任务主 要有两点: 一是使液晶显示屏在有无外界光的环境下都能使用; 二是 提高背景光的亮度, 以改善显示效果。 • (2) 背光源的分类 • 常用的背光源主要有CCFL、LED 和EL3 种。
• 三、TFT 液晶显示屏的结构
• 1.TFT 液晶显示屏的基本结构 • TFT 液晶显示屏的局部结构示意图如图1 -2 所示。
液晶基础知识
1963年，RCA公司的R.Williams发现液晶第一个电光效应——Williams畴。 1964年，G.H.Heilmeir与R.Williams发表动态散射效应（Dynamic
与SC相似，分子长轴方向与层面法线方向有一夹角。但相邻之液晶层的分子长轴 沿着层面法线作缓慢之螺旋转动。此结构之形成通常可由Smectic C之液晶再加入旋光 剂（chiral agent）所形成。故又名为chiral Smectic C，用上标的“*”表示为SC*。
（二）铁电液晶的特点：
①具有与分子指向矢垂直的固有偶极矩，即具有铁电性； ②具有手性分子液晶的特点，即具有自发螺旋结构； ③每层分子排列如同近晶C相，即指向矢与层面法线成固定的夹角θ，但
层间方位角ψ作螺旋转动，即每层左旋或右旋转过一个方位角。当转 过的ψ角达360°时，层间z向距离为一个螺距P0 ； ④对于向列液晶，外电场与液晶分子间的作用是外电场与由外电场引起 的分子感生偶极矩的作用，属于弱作用；对于铁电液晶，外电场与液 晶分子间的作用是外电场与分子固有偶极矩间的作用，属于强作用。 这就是为什么铁电液晶显示的响应速度只有微秒量级，远快于向列液 晶显示的原因。
1979年，Le Comber于英国提出α-Si TFT主动矩阵，属于非晶硅-薄膜晶 体管类型的三端有源矩阵液晶显示器件。它工艺简单，玻璃基板成本低， 导通比大，可靠性高，容易大面积化。
1980年N.Clark等提出铁电液晶模式（FLC）。 1983年，开发出poly-Si TFT的液晶显示器。 1984年，日本将超扭曲向列模式实用化，1985年将其用于文字处理机和
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• 2. 单变相变
液晶分类（按热致液晶分子排列状 态） • 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。
图3.5 TN-LCD响应速度
• 80年代初，人们经过理论分析和实验发现， 只要将分子的扭曲角增加到180°~270°时， 就可大大提高电光特性的响应速度。 • 随着扭曲角的增大，曲线的斜率增加，当 扭角达到270°时，斜率达到无究大。 • 曲线斜率的提高可以允许多路驱动，且可 获得敏锐的锐度和宽的视角。
1 动态散射型液晶显示器件(DS-LCD)
动态散射（DS-LCD）型液晶显示器件 （1968年～1972年）
• 在不通电的情况下，液晶盒呈透明状态。 • 当通过低频交流电时，当电压超过阈值电 压Uth时，在液晶层内形成一种因离子运动 而产生的“威廉畴（Williams）”，继续增 加电压，最终会使液晶层内形成紊流和扰 动，并对光产生强烈的散射。 • DS液晶显示器件是无偏振片结构，电流较 大，一般在背面衬以黑色衬底。.
• 当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场 作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性 决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋 转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。 • 在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶 盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表 面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋 转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态。
3 液晶的电光效应
动态散射效应 电流效应 存储效应 排列相畸变效应 电光效应 混合排列相畸变效应 电场效应扭曲向列效应（TN） 相转变效应（PC） 宾主效应(GH )
1.4 液晶显示器件简介
1 动态散射型液晶显示器件(DS-LCD) 2 扭曲向列液晶显示器件(TN-LCD) 3 超扭曲向列液晶显示器件(STN-LCD)
th C
• 即阈值电压 Vth (Kii / )
1 2
液晶的双折射
• 以P型为例，长轴为光轴 ne n// n0 n • 向列液晶有 n// n ，所以Δn>0，即向列 液晶一般都呈现正单轴晶体的光学性质。 • 胆甾型液晶具有负单轴晶体的光学性质， 这是因为： 1
1 2 2 2 nO (n // n ) 2
液晶的电光效应
• 液晶材料在施加电场（电流）时，其光学 性质会发生变化，这种效应称为液晶的电 光效应。 • 液晶的电光效应在液晶显示器的设计中被 广泛采用。目前发现的电光效应种类很多， 产生电光效应的机理也较为复杂，但就其
本质来讲都是液晶分子在电场作用下 改变其分子排列或造成分子变形的结 果。
1 液晶的各向异性
液晶态是物质的一种形态
• 液晶实际上是物质的一种形态，也有人称 其为物质的第四态。 • 液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶。 前者要溶解在水或有机溶剂中才显示出液 晶态，后者则要在一定的温度范围内才呈 现出液晶状态。 • 作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。
3.1、液晶基本知识
• 1. 互变相变（可逆相变）
2 扭曲向列液晶显示器件(TN-LCD)
扭曲向列液晶显示器件（TN-LCD） （1971年～1984年）
• 属第二代液晶显示器件。它是最常见的一 种液晶显示器件。
• 将两块涂有导电透明电极氧化锢锡In2O3SnO2（简称ITO）薄膜的玻璃板中间夹有 介电各向异性为正的向列相液晶，厚度约 为数微米。
3 超扭曲向列液晶显示器件(STN-LCD)
超扭曲向列液晶显示器件（STN-LCD） （1985～1990年）
• 第三代液晶显示器件。顾名思义，“超扭 曲”即扭曲角大于90°。 • TN型液晶显示器件缺点： 电光响应前沿不够陡峭， 反应速度慢， 阈值效应不明显。 使得大量显示和视频显示等受到了限制。
• 玻璃基板表面做平行取向处理，即涂敷一层聚酰 亚胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面开成方向 一致的微细沟糟。在保证两块基板上沟糟方向正 交的前提下，形成一个间隙为几个微米的液晶盒。 • 由于内表面涂有定向层膜，在盒内液晶分子沿玻 璃表面平行排列。但由于两片玻璃内表面定向层 定向处理的方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃 之间呈90°扭曲，这就是扭曲向列液晶器件名称 的由来。
向列型液晶: 正的双折射效应 近晶型液晶: 正的双折射效应 胆甾型液晶: 负的双折射效应
1.2 液晶的物理特性
1 有序参量 2 各向异性 3 弹性常数 4 临界电场
1.3 液晶的光电特性
1 液晶的各向异性 2 液晶的双折射 3 液晶的电光效应
液晶的光电特性
• （1）液晶的各向异性
//
Cdii来自• 式中K ii为弹性常数，d为液晶盒的厚度。当 液晶分子沿液晶合玻璃表面排列 Kii K11 时， K K ；当液晶分子垂直于玻璃表面 ii 33 时， ；而当液晶分子扭曲排列 时， K ii K11 ( K 33 2K 22。4 )/ • 换算为电压 V E d
第一章 液晶基础知识
第一章 液晶基础知识
1.1 液晶的类型及结构 1.2 液晶的物理特性 1.3 液晶的光电特性 1.4 液晶显示器件简介
1.1 液晶的类型及结构
1 向列型液晶(丝状液晶) 2 近晶型液晶(层状液晶) 3 胆甾型液晶(螺旋状液晶)
• 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， 结晶的固体开始深解。但溶化后不是透明的液体， 而是一种呈混浊态的粘稠液体，并发出多彩而美 丽的珍珠光泽。当再进一步升温后，才变成透明 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”。在这以后用它制成的液晶显 示器件被称为LCD。
• 这种黑色的显示称正显示。同样如果将偏 振片平行放置，则可得到负显示。扭曲效 应的阈值电压为 1 2 2 U th [ K11 ( K 33 2 K 32 ) 0 ] 0
K K 式中， 11为弯曲弹性常数； 22为扭曲弹性常 K 数； 33为展面弹性常为； 0 为上下玻璃基板 U th U 平行处理后的扭曲角。由式可知 越大， th 越小，有几种 很大的液晶，可使 下 降到1.0V左右。
• 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
液晶短轴方向ε∥
液晶短轴方向ε⊥
外场作用下的取向
• 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。 • 目前液晶显示器主要应用P型液晶。 • 使液晶分子排列发生变化的临界电场强度 1 为 E ( K / ) 2
图3.6 STN-LCD中中间层分子的倾斜角与约化电压的关系
• 1985年～1990年,LCD销售额年均增长率 达32%。此阶段发展最快的是STN-LCD,它 从发明到批量生产仅用了五年时间。 • 由于STN-LCD具有扫描线多、视角较宽、 对比度好等特点 ,很快在大信息容量显示的 膝上型、笔记本型、掌上型微机及中英文 打字机、图形处理机、电子翻译机及其它 办公和通信设备（手机）中获得广泛应用, 并成为该时代的主流产品。 • 1990年销售额15亿美元,占整个LCD市场的 83%。
• 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。
P型液晶 N型液晶 阈值电压
2 液晶的双折射
向列相液晶 胆甾相液晶 正单轴晶体光学性质 负单轴晶体光学性质
2 液晶的双折射
由于液晶具有单轴晶体的光学各向异性,所以 具有以下光学特性: 1 能使入射光沿液晶分子偶极矩的方向偏转; 2 使入射光的偏光状态及偏光轴方向发生变化; 3 使入射的左旋及右旋偏光产生对应的透射或反射.
• 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
• 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。
TN-LCD工作原理
用TN-LCD制作的常用液晶显示器件
• 1971年瑞士人发明了扭曲向列型(TN)液晶显示器, 日本厂家使TN-LCD技术逐步成熟，又因制造成 本和价格低廉，使其在七八十年代得以大量生产， 从而成为主流产品。在1979 年～1984年间，其 产量年均增长38%,成本年递减18%，销售额年增 长12%，这使LCD在显示器件领域的地位仅次于 CRT。LCD的高速发展引起了世界电子业界的极 大关注,对LCD技术研究投入的力量和资金与日俱 增。 • TN-LCD的信息容量小，只能用于笔段式数字显 示及低路数（16线以下）驱动的简单字符显示。