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液晶显示器基本理论与生产管理技术 （显示技术有限公司员工培训教材） 目录 编写人 液晶显示器基本理论………………………………………师少恒 扭曲向列型液晶显示器（TN-LCD）生产技术……………师少恒 前工序（玻璃输入至热压成盒）废品成因及对策………师少恒 中后工序（切割至包装入库）废品成因及对策…………师少恒 液晶显示器产品的品质控制………………………………师少恒 液晶显示器生产条件(设备、动力与环境)的要求与维护 ………………………………………………………………师少恒 液晶显示器的生产图纸绘制………………………………师少恒 公司质量管理体系（ISO9002）…………………………师少恒 液晶显示器基本理论 液晶显示器(LCD)用液晶 什么是液晶 最早报告发现液晶的是奥地利植物学家F.Reinitzer，他在研究胆甾醇酯类化合，观察到胆甾醇苯甲酸酯在加热到145.5?C时，晶体熔化了，但得到的不是透明的各向同性液体，而是一种浑浊粘稠的液体，具有流动性，同时又象晶体那样表现出各向异性的特征。继续加热，温度升到178.5?C时，这种浑浊粘稠的液体变得透明了，各向异性的特征也消失。另外，在加热和冷却过程中还观察到有颜色的变化，液态的胆甾醇苯甲酸酯冷却时，最初呈现浅绿色，随着温度的降低，依次呈现深绿包、深藏青色、黄绿色、黄色、橙红色和鲜红色，凝固后成为无色固体。1888年，他把所观察到的现象和自已的观点写成论文发表在化学杂志上。因此，国际上把发现液晶的时间定为1888年。1988年在北京召开了庆祝液晶发现100周年国际会议。 我们把这种既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性特征的物质状态，称为液态晶体或简称液晶。液晶可分为二大类：溶致液晶和热致液晶。前者要加入一定的溶剂，例如水，才呈现液晶性，后者要在一定的温度范围内，才呈现液晶性。在人体内就存在溶致液晶，生物医学工作者对它感兴趣。作为显示应用的主要的热致液晶。 显示用的液晶都是一些有机化合物，其分子为棒状，象“香烟”一样。分子的长度约为直径的4~8倍，分子量一般在200~500范围内。棒状分子的基本结构如图1-1所示。图中X为连接两个苯环的基团，位于分子的中心，称为中央基团；Y、Y＇位于分子的两端,称为末端基团,其特点是具有极性或容易变成极性基团。例如，西佛碱（schiffbase）类液晶的中央基团X为-CH=N-（苯叉基），酯基（ester）类液晶的X为-C02-（酯基），氧化偶氮基（azoxy）类液晶的X为-N=N-（氧化偶氮基），联苯（biphenyl） 0 类液晶和苯基环已烷（PCH）类液晶没有中央基团。常用的末端基团有CH3（CH2）n（正烷基），CH3（CH2）No-（烷氧基）-CN（氰基）-NO2（硝基），-F、-CF3、-OCF3、-OCHF2（含氟基团）等。液晶的各种物理、化学性质完全是这些基团所决定的，因而，可通过改变分子中某个基团的种类改善液晶的某种性质。 图1-1 液晶分子的基本结构 液晶的结构类型 液晶化合物分子中由于含有极性基团，分子间互相吸引并按照一定的规律有序的排列，这也是液晶为什么具有晶体各向异性牲的原因。按液晶分子排列不同，可将液晶分成以下三种类型： ⑴ 近晶型(或称近晶相) 棒状分子按分子的长轴方向互相平行或接近平行分层排列(图1-2A)。分子只能在层内转动或滑动，不能在层间移动。分子运动受到的约束较大，因而粘度较大。 ⑵ 向列型(或称向列相) 棒状分子按分子的长轴方向互相平行或接近平行交错排列(图1-2B)。分子除了可以转动，来回滑动外，还可以上下滑动。显然，与近晶型比，向列型液晶的粘度较低，流动性较好。它是目前显示应用的主要类型。 ⑶ 胆甾型(或称胆甾相) 胆型液晶分子也作层状排列，但与近晶型液晶的层状排列不同，层内分子的排列方式与向列型液晶类似，但分子的长轴与层的平面平行，而且层与层间分子取向不同，相互偏转B 一定角度（图1-2C），旋转360?的层间距离称为胆甾型液晶的螺距。 图1-2 液晶的结构类型 胆甾型液晶有一个有趣的特性，这就是在白光照射下，它的反向光波长与液晶分子的螺距有关：入=PN，式中入——反射光波长，P——胆型液晶分子的螺距，N——液晶的折射率。由于螺距对外界因素，如电压、压力、温度等的影响非常敏感，这些因素稍有变化就会引起螺距的变化。当螺距改变时，反射光的波长也随之变化，从而显示的颜色也发生变化，这就是本文开始所述F。Reinitzer在加