液晶的相關(guān)知識

1、液晶概述(液晶，liquidcrystal)液晶（LiquidCrystal，簡稱LC）是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀(jì)中葉開始被廣泛應(yīng)用在輕薄型的顯示技術(shù)上。人們熟悉的物質(zhì)狀態(tài)（又稱相）為氣、液、固，較為生疏的是電漿和液晶（LiquidCrystal，簡稱LC）。液晶相要具有特殊形狀分子組合始會產(chǎn)生，它們可以流動，又擁有結(jié)晶的光學(xué)性質(zhì)。液晶的定義，現(xiàn)在已放寬而囊括了在某一溫度范圍可以是現(xiàn)液晶相，在較低溫度為

2、正常結(jié)晶之物質(zhì)。而液晶的組成物質(zhì)是一種有機(jī)化合物，也就是以碳為中心所構(gòu)成的化合物。同時具有兩種物質(zhì)的液晶，是以分子間力量組合的，它們的特殊光學(xué)性質(zhì)，又對電磁場敏感，極有實用價值。1888年，奧地利叫萊尼茨爾的科學(xué)家，合成了一種奇怪的有機(jī)化合物，它有兩個熔點。把它的固態(tài)晶體加熱到145℃時，便熔成液體，只不過是渾濁的，而一切純凈物質(zhì)熔化時卻是透明的。如果繼續(xù)加熱到175℃時，它似乎再次熔化，變成清澈透明的液體。后來，德國物理學(xué)家列曼把處于

3、“中間地帶”的渾濁液體叫做晶體。它好比是既不象馬，又不象驢的騾子所以有人稱它為有機(jī)界的騾子.液晶自被發(fā)現(xiàn)后，人們并不知道它有何用途，直到1968年人們才把它作為電子工業(yè)上的的材料.液晶顯示材料最常見的用途是電子表和計算器的顯示板，為什么會顯示數(shù)字呢？原來這種液態(tài)光電顯示材料，利用液晶的電光效應(yīng)]把電信號轉(zhuǎn)換成字符、圖像等可見信號。液晶在正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場后，分子的排列被打亂，一部分液晶變得不透

4、明，顏色加深，因而能顯示數(shù)字和圖象。液晶的電光效應(yīng)是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受電場調(diào)制的光學(xué)現(xiàn)象。一些有機(jī)化合物和高分子聚合物，在一定溫度或濃度的溶液中，既具有液體的流動性，又具有晶體的各向異性，這就是液晶。液晶光電效應(yīng)受溫度條件控制的液晶稱為熱致液晶；溶致液晶則受控于濃度條件。顯示用液晶一般是低分子熱致液晶。根據(jù)液晶會變色的特點，人們利用它來指示溫度、報警毒氣等。例如，液晶能隨著溫度的變化，使顏色從紅變綠、藍(lán)。這樣可以指示

5、出某個實驗中的溫度。液晶遇上氯化氫、氫氰酸之類的有毒氣體，也會變色。在化工廠，人們把液晶片掛在墻上，一旦有微量毒氣逸出，液晶變色了，就提醒人們趕緊去檢查、補(bǔ)漏。液晶種類很多，通常按液晶分子的中心橋鍵和環(huán)的特征進(jìn)行分類。目前已合成了1萬多種液晶材料，其中常用的液晶顯示材料有上千種，主要有聯(lián)苯液晶、苯基環(huán)己烷液晶及酯類液晶等。液晶顯示材料具有明顯的優(yōu)點：驅(qū)動電壓低、功耗微小、可靠性高、顯示信息量大、彩色顯示、無閃爍、對人體無危害、生產(chǎn)過程自

6、動化、成本低廉、可以制成各種規(guī)格和類型的LCD，便于攜帶等。由于這些優(yōu)點。用液晶材料制成的計算機(jī)終端和電視可以大幅度減小體積等。液晶顯示技術(shù)對顯示顯像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，促進(jìn)了微電子技術(shù)和光電信息技術(shù)的發(fā)展。液晶的歷史具結(jié)晶性的液體——液晶早在1850年，普魯士醫(yī)生魯?shù)婪?菲爾紹（RudolfVirchow）等人就發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維的萃取物中含有一種不尋常的物質(zhì)。1877年，德國物理學(xué)家奧托?雷曼（OttoLehmann）運(yùn)用偏光顯微鏡首

7、次觀察到了液晶化的現(xiàn)象，但他對此一現(xiàn)象的成因并不了解。奧地利布拉格德國大學(xué)的植物生理學(xué)家斐德烈?萊尼澤（FriedrichReinitzer）在加熱安息香酸膽固醇脂（CholesterylBenzoate）研究膽固醇在植物內(nèi)之角色，于1883年3月14日觀察到膽固醇苯甲酸酯在熱熔時的異常表現(xiàn)。它在145.5℃時熔化，產(chǎn)生了帶有光彩的混濁物，溫度升到178.5℃后，光彩消失，液體透明。此澄清液體稍微冷卻，混濁又復(fù)出現(xiàn)，瞬間呈現(xiàn)藍(lán)色，又在結(jié)

8、晶開始的前一刻，顏色是藍(lán)紫的。萊尼澤反復(fù)確定他的發(fā)現(xiàn)后，向德國物理學(xué)家雷曼請教。當(dāng)時雷曼建造了一座具有加熱功能的顯微鏡去探討液晶降溫結(jié)晶之過程，后來更加上了偏光鏡，正是深入研究萊涅澤的化合物之最儀器。而從那時開始，雷曼的精力完全集中在該物類物質(zhì)。他初時之為軟晶體，然后改稱晶態(tài)流體，最后深信偏振光性質(zhì)是結(jié)晶特有，流動晶體（Fliessendekristalle）的名字才算正確。此名與液晶（Flussigekristalle）的差別就只有一

9、步之遙了。萊尼澤和雷曼后來被譽(yù)為液晶之父。由嘉德曼（L.gattermann）、利區(qū)克（ARistschke）合成的氧偶氮醚，也是被雷曼鑒定為液晶的。但在20世紀(jì)，有名的科學(xué)家如坦曼（G.tammann）都以為雷曼等的觀察，只是極微細(xì)晶體懸浮在液體形成膠體之現(xiàn)象。涅斯特（W.Nernst）則認(rèn)為液晶只是化合物的互變異構(gòu)物之混合物。不過，化學(xué)家伏蘭德（D.Vler）的努力由聚集經(jīng)驗使他能預(yù)測哪一類的化合物最可能呈現(xiàn)液晶特性，然后合成取得該

10、等化合物質(zhì)，理論于是被證明。液晶是有機(jī)高分子物質(zhì)，很容易在各種溶劑中溶解或與其它化學(xué)品產(chǎn)生反應(yīng)，液晶本身也是一種很好的溶劑，所以在使用和存放過程中要盡量遠(yuǎn)離其它化學(xué)品。1922年，法國人弗里德（G.Friedel）仔細(xì)分析當(dāng)時已知的液晶，把他們分為三類：向列型（nematic）、層列型（smectic）、膽固醇型（cholesteric）。名字的來源，前兩者分別取自希臘文線狀和清潔劑（肥皂）；膽固醇型的名字有歷史意義，如以近代分類法，它

11、們屬于手向列型。其實弗里德對液晶一詞不贊同，他認(rèn)為「中間相」才是最合適的表達(dá)。1970年代才發(fā)現(xiàn)的碟型（discotic）液晶，是具有高對稱性原狀分子重疊組成之向列型或柱行系統(tǒng)。除了型態(tài)分類外，液晶因產(chǎn)生之條件（狀況）不同而被分為熱致液晶（thermotropicLC）和溶致液晶（lypotropicLC），分別由加熱、加入溶劑形成液晶熱相致液晶相產(chǎn)生兩種情形。溶致性液晶生成的例子，是肥皂水。在高濃度時，肥皂分子呈層列性，層間是水分子。

12、濃度稍低，組合又不同。其實一種物質(zhì)可以具有多種液晶相。又有人發(fā)現(xiàn)，把兩種液晶混合物加熱，得到等向性液體后再冷卻，可以觀察到次第為向列型、層列型液晶。這種相變化的物質(zhì)，稱為重現(xiàn)性液晶（recentrantLC）。液晶分子結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定液晶相是分子間的范德法力。因分子集結(jié)密度高，斥力異向性影響較大，但吸引力則是維持高密度，使集體達(dá)到液晶狀態(tài)之力量，斥力和吸引力相互制衡十分重要。又如分子有極性基團(tuán)時，偶極相互作用成為重要吸引力。液晶面板液晶面板與

13、液晶顯示器有相當(dāng)密切的關(guān)系，液晶面板的產(chǎn)量、優(yōu)劣等多種因素都連系著液晶顯示器自身的質(zhì)量、價格和市場走向。其中液晶面板關(guān)系著玩家最看重的響應(yīng)時間、色彩、可視角度、對比度等參數(shù)。從液晶面板可以看出這款液晶顯示器的性能、質(zhì)量如何？小林在網(wǎng)上找了一下液晶面板的資料，只要是針對目前主流的液晶面板，讓大家在購買液晶顯示器時心里有一個底。VA型：VA型液晶面板在目前的顯示器產(chǎn)品中應(yīng)用較為廣泛的，使用在高端產(chǎn)品中，16.7M色彩（8bit面板）和大可視

14、角度是它最為明顯的技術(shù)特點，目前VA型面板分為兩種：MVA、PVA。MVA型：全稱為（MultidomainVerticalAlignment），是一種多象限垂直配向技術(shù)。它是利用突出物使液晶靜止時并非傳統(tǒng)的直立式，而是偏向某一個角度靜止；當(dāng)施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速，這樣便可以大幅度縮短顯示時間，也因為突出物改變液晶分子配向，讓視野角度更為寬廣。在視角的增加上可達(dá)160度以上，反應(yīng)時間縮短至20ms以內(nèi)。PVA

15、型：是三星推出的一種面板類型，是一種圖像垂直調(diào)整技術(shù)，該技術(shù)直接改變液晶單元結(jié)構(gòu)，讓顯示效能大幅提升可以獲得優(yōu)于MVA的亮度輸出和對比度。此外在這兩種類型基礎(chǔ)上又延出改進(jìn)型SPVA和PMVA兩種面板類型，在技術(shù)發(fā)展上更趨向上，可視角度可達(dá)170度，響應(yīng)時間被控制在20毫秒以內(nèi)（采用Overdrive加速達(dá)到8msGTG），而對比度可輕易超過700:1的高水準(zhǔn)，三星自產(chǎn)品牌的大部份產(chǎn)品都為PVA液晶面板。IPS型：IPS型液晶面板具有可視

16、角度大、顏色細(xì)膩等優(yōu)點，看上去比較通透，這也是鑒別IPS型液晶面板的一個方法，PHILIPS不少液晶顯示器使用的都是IPS型的面板。而SIPS則為第二代IPS技術(shù)，它又引入了一些新的技術(shù)，以改善IPS模式在某些特定角度的灰階逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。LG和飛利浦自主的面板制造商也是以IPS為技術(shù)特點推出的液晶面板。TN型：這種類型的液晶面板應(yīng)用于入門級和中端的產(chǎn)品中，價格實惠、低廉，被眾多廠商選用。在技術(shù)上，與前兩種類型的液晶面板相比在技術(shù)性能上略為遜

17、色，它不能表現(xiàn)出16.7M艷麗色彩，只能達(dá)到16.7M色彩（6bit面板）但響應(yīng)時間容易提高。可視角度也受到了一定的限制，可視角度不會超過160度?，F(xiàn)在市場上一般在8ms響應(yīng)時間以內(nèi)的產(chǎn)品大多都采用的是TN液晶面板。液晶顯示器液晶顯示器，或稱LCD(LiquidCrystalDisplay)，為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白畫素組成，放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備