第五章3液晶显示器件.pptVIP

§5.3液晶显示液晶：液态晶体的简称。液晶是指在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性的液体，但同时又是具有光学双折射的的晶体。液晶：是物质的一种形态，除气、液、固的又一态向列相液晶分子只有一维有序，分子长轴互相平行，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、磁场、温度、应力都比较敏感，目前是显示器件的主要材料。胆甾相液晶：是由胆甾醇衍生出来的液晶，分子排列成层，层内分子相互平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子的分子长轴方向稍有变化，相邻两层分子，其长轴彼此有一轻微的扭角（约为１５角分），多层扭转成螺旋形，旋转3600的层间距离称螺距，螺距大致与可见光波长相当，胆甾相实际上是向列相的一种畸变状态，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。胆甾相易受外力的影响，特别对温度敏感，温度能引起螺距改变，而它的反射光波长与螺距有关，因此，胆甾相液晶随冷热而改变颜色。**1888年，奥地利叫莱尼茨尔的科学家，合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。固态晶体加热到145℃时，便熔成液体，只不过呈混浊状的粘稠液体，并发出多彩而美丽的珍珠光泽，并具有双折射的特性。如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做液晶(LiquidCrystal).一：什么是液晶热致液晶仅在一定的温度范围内才呈现液晶特性，此时为浑浊不透明状态，其稠度随不同的化合物而有所不同，从糊状到自由流动的液体都有，即粘度不同，如图7－15所示，低于温度T1，就变成固体（晶体），称T1为液晶的熔点，高于温度T2就变成清澈诱明各向同性的液态，称T2为液晶的清亮点。LC能工作的极限温度范围基本上由T1和T2确定。溶致液晶：热致液晶：溶解在水中或有机溶剂中才显示出液晶状态，在一定的温度范围内呈现出液晶状态。热致液晶可分为近晶相、向列相和胆甾相三种类型近晶相液晶分子呈二维有序性，分子排列成层，层内分子长轴相互平行，排列整齐，重心位于同一平面内，其方向可以垂直层面，或与层面成倾斜排列，层的厚度等于分子的长度，各层之间的距离可以变动，分子只能在层内前后、左右滑动，但不能在上下层之间移动。近晶相液晶的粘度与表面张力都比较大，对外界电、磁、温度等的变化不敏感。近晶相光学上显示正双折射向列相光学上显示正双折射胆甾相光学上显示负双折射二．液晶的光电特性如果不考虑由干热而引起液晶分子有序排列的起伏，则利用传统的晶体光学理论完全可以描述光在液晶中的传播，在外电场的作用下，液晶的分子排列极易发生变化，液晶显示器件就是利用液晶的这一特性设计的。（1）电场中液晶分子的取向液晶分子长轴排列平均取向的单位矢量ｎ称为指向矢量，设ε∥和ε⊥分别为当电场与指向矢平行和垂直时测得的液晶介电常数。定义介电各向异性Δε：Δε＝ε∥－ε⊥，Δε?０的液晶称为Ｐ型液晶，它具有正的介电各向异性，Δε?０的液晶称为Ｎ型液晶，它具有负的介电各向异性。在外电场作用下，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。目前的液晶显示器件主要使用Ｐ型液晶。液晶盒厚度弹性常数介电各向异性Δε使液晶分子排列发生变化的临界电场强度Ec使液晶分子排列发生变化的临界阈值电压UthUth=Ecd（2）液晶的双折射光在各向异性液晶中的传播与光在各向异性的单轴晶体中的特性相同双折射DoubleRefraction1)双折射现象unpolarizedlight自然光O光e-光calcite方解石The“double-bending”ofabeamtransmittedthroughcalcite,iscalleddoublerefraction.2）theordinaryray(O-ray)andtheextraordinaryray(e-ray).（1687年惠更斯研究）a）twobeamsarepolarizedlightwiththeirplanesofvibrationatrightanglestoeachother.O光e光b）O-rayobeytherefractionlaw.Thecrystalhasasingleindexofrefractionno.c）Thee–rayin