液晶基础知识课件.pptx

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1、液晶的基础知识目录液晶的诞生什么是液晶液晶的分类影响液晶性能的主要参数ODF的简介液晶的诞生液晶的诞生（1）v在公元1888年，一位奥地利的植物学家，菲德烈莱尼泽（FriedrichReinitzer）发现了一种特殊的物质。他从植物中提炼出一种称为螺旋性甲苯酸盐的化合物，在为这种化合物做加热实验时，意外的发现此种化合物具有两个不同温度的熔点。而它的状态介于我们一般所熟知的液态与固态物质之间，有点类似肥皂水的胶状溶液，但它在某一温度范围内却具有液体和结晶双方性质的物质，也由于其独特的状态，后来便把它命名为LiquidCrystal，就是液态结晶物质的意思。液晶的诞生液晶的诞生（2）v公元1968

2、年，在美国RCA公司（收音机与电视的发明公司）的沙诺夫研发中心，工程师们发现液晶分子会受到电压的影响，改变其分子的排列状态，并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理，RCA公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕。尔后，液晶显示技术被广泛的用在一般的电子产品中，计算器、电子表、手机屏幕、医院所使用的仪器（因为有辐射计量的考虑）或是数字相机上面的屏幕等等。什么是液晶什么是液晶v液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以已经可以说是一个中间相。什么是液晶什么是液晶液晶的分类（1）按照液晶分子的排列层状液晶(Sematic)v其结构是由液晶棒状分子聚集一起,形

3、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.线状液晶(Nematic)v用肉眼观察这种液晶时,看起来会有像丝线一般的图样.这种液晶分子在空间上具有一维的规则性排列,所有棒状液晶分子长轴会选择某一特定方向(也就是指向矢)作为主轴并相互平行排列.而且不像层状液晶一样具有分层结构.与层列型液晶比较其排列比较无秩序,也就是其秩序参数S较层状型液晶较小.另外其黏度较小,所以较易流动(它的流动性主要来自对于分子长轴方向较易自由运动)。线状液晶就是现在的TFT液晶显示器常用的TN(Twistednematic

4、)型液晶.胆固醇液晶(cholesteric)v这个名字的来源,是因为它们大部份是由胆固醇的衍生物所生成的.这种液晶如图5所示,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pitch.正因为它每一层跟线状液晶很像,所以也叫做Chiralnematicphase.以胆固醇液晶而言,与指向矢的垂直方向分布的液晶分子,由于其指向矢的不同,就会有不同的光学或是电学的差异,也因此造就了不同的特性.胆固醇液晶(cholesteric)液晶的分类（2）按显示类型分：vTN型液晶（TFT）

5、vSTN型液晶vHTN型液晶；液晶的分类（3）按使用温度范围分：v普通型液晶:v操作温度：-1060，储存温度：-2070v宽温型液晶:v操作温度：-2070，储存温度：-3080液晶的分类（3）液晶的分类（4）v按阀值电压分：v低阀值电压液晶v普通液晶v高阀值电压液晶。液晶的分类（5）依驱动方式来分:v静态驱动（Static）v被动矩阵驱动（SimpleMatrix）vTN（HTN)vSTNv主动矩阵驱动（ActiveMatrix）vTFT液晶的主要参数主要参数：v清亮点；v阀值电压；v粘滞常数K；v介电常数；v螺距v折射率n；清亮点v清亮点：把液晶加热，测量其达到清亮时的温度。v直接影响液

6、晶的使用温度范围。阀值电压vVon、Voff电压（V）透过率这里Von=V2Voff=V1粘滞常数K（1）v液晶的粘性从流体力学的观点来看，可说是一个具有排列性质的液体，依照作用力量不同的方向，应该有不同的效果。就好像是将一把短木棍扔进流动的河水中，短木棍随着河水流着，起初显得凌乱，过了一会儿，所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致，这表示着粘性最低的流动方式，也是流动自由能最低的一个物理模型。粘滞常数K（2）v粘滞常数K受温度影响较大。v影响液晶分子的转动速度与反应时间(responsetime),其值越小越好.介电常数v液晶分子中的电子结构，都具备着很强的电子共轭运动能力，所以当

7、液晶分子受到外加电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶极性（induceddipolar），这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。介电常数v我们可以将介电系数分开成两个方向的分量,分别是/(与指向矢平行的分量)与(与指向矢垂直的分量).当/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.而/则称之为介电系数异方性为负型的液晶,只可用在垂直配位才能有所需要的光电效应.当有外加电场时，液晶分子会因介电系数异方性为正或是负值，来决定液晶分子的转向是平行或是垂直于电场,来决定光的穿透与否。介电常数v现在TFTLCD上常用的TN型液晶大多是属于介电系数正型的液晶.当介电系数异方性(=/-)越大的时

8、候,则液晶的临界电压(thresholdvoltage)就会越小.这样一来液晶便可以在较低的电压操作.折射率nv折射系数(refractiveindex)v对单光轴(uniaxial)的晶体来说,原本就有两个不同折射系数的定义.一个为no,它是指对于ordinaryray的折射系数,所以才简写成no.而ordinaryray是指其光波的电场分量是垂直于光轴的.另一个则是ne,它是指对于extraordinaryray的折射系数,而extraordinaryray是指其光波的电场分量是平行于光轴的.同时也定义了双折射率(birefrigence)n=ne-no为上述的两个折射率的差值.ODF的简

9、介vODF制程为一划时代的制造方法，以往耗时、良率低且不易达成的困难；如生产大型面板的电视产品、因应快速反应的小Gap面板、或先进高品质的MVA面板，运用ODF制程技术，问题均可迎刃而解。传统制程和ODF制程简单比较如下：ODF的简介ODF制程优点（1）v机台投资额下降:运用ODF制程，我们不再需要真空回火制程、液晶注入机、封口机及封口後的面板清洗设备。空间及人力节省:由于项目一所述之制程缩减，相对的人力及空间均可节省下来。ODF制程优点（2）v材料节省：一般而言，ODF制程中，液晶的使用效率为95%以上，但相较于传统制程的60%，足足可以省下35%以上的液晶材料费。更能省下封口胶及相关面板清洗时所需的水、电、气及洗剂等。ODF制程优点（3）v制造时间减缩:由于省下的制程原本就是传统制程中最旷日费时的制程，而且随著面板的大型化趋势，或小CellGap的高品质面板，时间的耗费更久。通常Cell制程在传统做法尚需至少三天方能完成，但对ODF制程而言，不到一天就可完成。完谢谢！