液晶基础介绍.ppt

* * * 该过程由于分子本身的惯性和介质的粘滞性需要一定时间才能完成，称为介电弛豫 * * * * * Change life with heart Liquid Crystal 基础介绍 液晶历史 液晶基本介绍 目录 液晶开发方向 液晶历史——发现 胆甾醇苯甲酸酯：固态→液态 Friedrich Reinitzer 液晶是一种介于固态和液态间所具有独特的相态，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留了部分晶态物质分子的各向异性有序排列性。 液晶历史——LCD产品的发展 液晶基本介绍——分子结构 一般的液晶分子：若干个环以及端基、桥键、侧取代基等构成，末端含极性或可极化基团，以保持取向有序； 分子长轴不易弯曲，有一定的刚性； 分子具有合适的长宽比，一般来说长宽比≥4； 液晶分子具有各向异性； 液晶基本介绍——分类 产生相变原因分类： Lyotropic（溶致液晶）：因溶于溶剂中浓度比例的改变而产生相变； Thermotropic （热致液晶） 温度的改变而产生相变 圆盘形 棒形 分子形状 排列方式 Nematic 向列相 Cholesteric 胆甾相 Smectic 近晶相 分子能上下、左右、前后滑动； 具有单轴晶体的光学性质，对外界作用非常敏感； 呈层状，层内分子相互平行，整体结构形成螺旋结构； 具有明显的旋光性、圆偏振光二向色性以及选择性光散射等特殊光学性质； 呈层状，只有同层分子能自由平移； 粘度大，流动性差； 液晶基本介绍——物理特性 液晶物理参数： 弹性常数 粘滞系数 介电各向异性常数 螺距 电阻率 电压保持率 离子浓度 K11、K22、K33 γ1、η1、η2、η3 △ε pitch ρ VHR Ion Density 名称 液晶物理参数 影响的显示性能 驱动电压，响应速度，对比度等 反映了响应速度 驱动电压 液晶扭曲程度 稳定性 图像质量 稳定性，图像质量 清亮点熔点 TN-ITC-N 工作温度范围 双折射率（色散） △n 透过率，对比度 液晶基本介绍——物理特性 清亮点熔点（TN-ITC-N）：主要影响Panel的工作温度范围； 清亮点（高温相变点）：化合物从液晶态到液态的转化温度； 熔点（低温相变点）：化合物从固态到液晶态的转化温度； TN-I ↑，γ ↑，响应速度↓ ，同时低温稳定性↓ ，容易产生晶析； 宽温液晶材料使用的单体液晶成本高，导致显示器件成本增加； Tips： 液晶基本介绍——物理特性 弹性常数（K）：液晶分子的展曲(K11)、扭曲(K22)、弯曲(K33)弹性常数 根据弹性连续体理论，将液晶看成一个连续的介质，其指向矢是液晶分子指向的平均方向； 液晶分子的弹性系数K决定其由平衡态受到扰动产生形变后恢复力矩的大小； 外加电场所产生的力矩与弹性恢复力矩的平衡关系决定液晶分子的静态平衡分布形式，进而决定其光电特性； For TN For FFS、IPS For VA 液晶基本介绍——物理特性 温度会强烈影响液晶的弹性系数； 在一定温度范围内，K值随温度基本上是线性变化的； K值对对比度的影响（ADS模式）：K值高，则散射低，L0更暗，从而对比度更高； K值对响应时间影响：K值大的单体环数较多， 粘度较大，响应时间较慢； 液晶基本介绍——物理特性 旋转黏滞系数（γ1）：黏滞性反映液晶内部阻止流动的阻力，与时间有关 旋转粘度主要影响响应速度及液晶扩散时间； 旋转黏滞系数γ1 液晶分子旋转时 所受的阻力 Response Time Injection Time 在一定温度范围内，γ1随温度近似为指数型变化； 分子结构：分子间作用力↓， γ1 ↓； 分子量：M ↑， γ1 ↑； TN-I ↑，γ1 ↑，响应速度↓ ； Tips： 液晶基本介绍——物理特性 双折射率（△n）：表征液晶分子的光学各向异性 折射率主要影响cell的延迟量以及透过率； 不同波长的光通过介质的速度不同，介质对其折射作用也不同； 在温度升高时，液晶分子越来越趋于无序排列，各向异性趋于变小； Tips： Δn=ne - no=n// - n⊥ 向列相液晶: ne=n//，no= n⊥ ，?n0，正光学性质; 液晶基本介绍——物理特性 双折射造成入射的偏振光经过液晶后产生光程差； 具有光程差的偏振光组合后其偏振状态会发生改变； 配合偏光片遮挡去某个偏振方向的光即可决定光的透过率； 液晶基本介绍——物理特性 介电常数（△ε）：表征液晶分子的电学各向异性 介电常数主要影响驱动电压； 频率很高时，由于存在介电弛豫，介电变小； 在温度升高时，液晶分子越来越趋于无序排列，各向异性趋于变小； Tips： Δε=εe - εo=ε// - ε ⊥ 液晶基本介绍——物理特性 无论正性液晶