光电技术第8章+液晶显.pptxVIP

四、液晶显示

显示技术电致发光显示(ELD)其他显示投影显示真空荧光显示电致变色显示23%Option1平板显示液晶显示(LCD)等离子体显示(PDP)(FlatPanelDisplay，FPD)阴极射线管(CRT)30%Option2

4.1液晶晶(LiquidCrystal)是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物。如果把它加热会呈现透明的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。

液晶特点①低压微功耗；②平板型结构；③被动显示型（无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳）；④显示信息量大（因为像素可以做得很小）；⑤易于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现）；⑥无电磁辐射（对人体安全，利于信息必威体育官网网址）；⑦长寿命（这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换）

晶体的首次发现，距今已经度过一百多个年头了。1888年，奥地利的植物学家Friedrich?Reinitzer所发现，其在观察从植物中分离精制出的安息香酸胆固醇(cholesteryl?benzoate)?的融解行为时发现，此化合物加热至145.5℃时，固体会熔化，呈现一种介于固相和液相间的半熔融流动白浊状液体。这种状况会一直维持温度升高到178.5℃，才形成清澈的等方性液态(isotropic?liquid)。1889年，研究相转移及热力学平衡的德国物理学家O.Lehmann，对此化合物作更详细的分析。他在偏光显微镜下发现，此黏稠之半流动性白浊液体化合物，具有异方性结晶所特有的双折射率(birefringence)之光学性质，即光学异相性(optical?anisotropic)。故将这种似晶体的液体命名为液晶。?此后，科学家将此一新发现的性质，称为物质的第四态-液晶(liquid?crystal)。?它在某一特定温度的范围内，会具有同时液体及固体的特性。0102

一般以水而言，固体中的晶格因为加热，开始吸热而破坏晶格，当温度超过熔点时便会溶解变成液体。而热致型液晶则不一样，当其固态受热后，并不会直接变成液态，会先溶解形成液晶态。当持续加热时，才会再溶解成液态。这就是所谓二次溶解的现象。?而液晶态顾名思义，它会有固态的晶格，液态的流动性。?当液态晶体刚发现时，因为种类很多，?所以不同研究领域的人对液晶会有不同的分类方法。

各种热致型液晶分布的温度范围

4.2液晶分类1向列液晶(NematicLC)2层状液晶(NematicLC)3胆固醇液晶(CholestericLC)4碟状液晶(DiscticLC)

A溶致液晶(LypotropicLC)，要溶解在水中或有机溶剂中才显示出液晶状态.B热致液晶(ThermotropicLC)，在一定温度范围内呈现出液晶状态。从液晶产生的条件

其结构是由液晶棒状分子聚集一起,?形成一层一层的结构。其每一层的分子的长轴方向相互平行。且此长轴的方向对于每一层平面是垂直或有一倾斜角。由于其结构非常近似于晶体,?所以又称做近晶相。在层状型液晶层与层间的键结会因为温度而断裂，所以层与层间较易滑动。但是每一层内的分子键结较强，所以不易被打断。因此就单层来看，其排列不仅有序且黏性较大。01层状液晶(SmecticLiquidCrystals)02

层状液晶（SmecticLiquidCrystals）

液晶分子只有一维有序，分子长轴相互平行，但不排列成层，它能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近于平行，分子间短程相互作用微弱，向列相液晶分子的排列和运动比较自由，对外界电、磁、温度、应力都比较敏感。向列相(NematicLiquidCrystals)

们大部份是由胆固醇的衍生物所生成的.?但有些没有胆固醇结构的液晶也会具有此液晶相。这种液晶如果把它的一层一层分开来看，会很像线状液晶。但是在Z轴方向来看，会发现它的指向矢会随着一层一层的不同而像螺旋状一样分布，而当其指向矢旋转360度所需的分子层厚度就称为螺距(pitch)。正因为它每一层跟线状液晶很像，所以也叫Chiral?nematic?phase。1胆固醇液晶(CholestericLC)2

胆固醇液晶(Cholesteric)

1970年才发现的的碟型(discotic)液晶，是具有高对称性原状分子重叠组成的向列型或柱行系统。碟状液晶(DiscticLC)0102

液晶的光学特性

介电系数ε(dielectric?permittivity)?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.?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)。而ε//?ε⊥?则称之为介电系数异方