液晶显示第一部分ppt课件

1、液晶显示 提提 纲纲一、液晶显示的开展过程一、液晶显示的开展过程二、液晶显示的特点二、液晶显示的特点三、什么是液晶三、什么是液晶四、液晶的物理性质四、液晶的物理性质五、液晶的延续体实际五、液晶的延续体实际六、使液晶分子陈列发生变化的临界电场六、使液晶分子陈列发生变化的临界电场七、液晶的光学特性七、液晶的光学特性八、液晶分子的沿面陈列和主要参量八、液晶分子的沿面陈列和主要参量九、液晶显示器的主要性能参量九、液晶显示器的主要性能参量十、各种液晶显示器十、各种液晶显示器十一、液晶显示器件的驱动技术十一、液晶显示器件的驱动技术十二、提高大容量液晶显示器件图象质量的方法十二、提高大容量液晶显示器件图象质

2、量的方法十三、有源矩阵液晶显示器件十三、有源矩阵液晶显示器件AM-LCDAM-LCD十四、液晶电视十四、液晶电视十五、液晶显示器的主要资料十五、液晶显示器的主要资料十六、液晶显示器的制造工艺十六、液晶显示器的制造工艺十七、液晶显示器的背光照明系统十七、液晶显示器的背光照明系统十八、液晶技术的新进展十八、液晶技术的新进展提提 纲纲液晶的发现 100多年前液晶景象的发现者奥地利植物生理学家Reinitzer。 物质的热相变过程中出现固体和液体之间的白浊液体。一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程1一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程21888年德 国 的 年 轻 结 晶 学 家Leh

3、mann接到Reinitzer的长信1889年显微镜下察看液晶的织构Reinitzer-Lehmann共同发现液晶。一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程3液晶资料的合成液晶资料的合成系统研讨了不同的棒状液晶分子资料系统研讨了不同的棒状液晶分子资料液晶显示器的诞生液晶显示器的诞生一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程4TN-LCD的发明的发明一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程51971年，年，M. Shchad、W. Helfrich(Hoffmann La Roche)和和J. Fergason(Kent州立大学州立大学)1981 发明发明STN-LCD一一. 液晶显示

4、的开展过程液晶显示的开展过程6有源矩阵驱动技术的发明有源矩阵驱动技术的发明一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程71971年由年由B.J. Lechner提出；提出；1984年由年由Seiko Epson实现实现TFT液晶电视液晶电视商业化；商业化；TFT-LCD是高分辨率全彩色液晶显示的是高分辨率全彩色液晶显示的技术根底技术根底一一. 液晶显示的开展过程液晶显示的开展过程8二. 液晶显示的特点1优点：优点：1低压、微功耗低压、微功耗 任务电压任务电压:23V，任务电流：几个，任务电流：几个A，功耗：，功耗：10-6 10-5 W/cm2。2平板构造平板构造 LCD根本构造是两片平板导电

5、玻璃厚根本构造是两片平板导电玻璃厚1mm，中间灌，中间灌有液晶厚度有液晶厚度10 m的薄形盒。的薄形盒。3被动显示型被动显示型 液晶靠调制外界光到达显示的目的。液晶靠调制外界光到达显示的目的。4显示信息容量大显示信息容量大 像素之间不采用隔离区，所以像素尺寸可以作小，利于像素之间不采用隔离区，所以像素尺寸可以作小，利于制成高明晰度电视。制成高明晰度电视。5易于彩色化 采用彩色滤光膜可以方便实现彩色。6长寿命 由于任务电压低，任务电流小，所以液晶几乎不会劣化。7无辐射、无污染 CRT显示中有X射线，PDP中有高频电磁辐射，而LCD无此类问题。二. 液晶显示的特点2缺陷：缺陷：1 1显示视角小显示

6、视角小 由于液晶显示的原理是依托液晶分子的光学各向异性，因此视觉由于液晶显示的原理是依托液晶分子的光学各向异性，因此视觉范围较小。范围较小。 1994 1994年年AM LCDAM LCD产品的典型视角性能为垂直方向产品的典型视角性能为垂直方向-10-10- +30- +30，程度，程度方向方向4545；20192019年垂直方向和程度方向视角增大到年垂直方向和程度方向视角增大到6060。目前程度。目前程度视角到达视角到达160160的程度，但制造本钱大大添加。的程度，但制造本钱大大添加。2 2呼应速度慢呼应速度慢 液晶显示是依托在外加电场作用下，液晶分子的陈列发生变化，液晶显示是依托在外加电

7、场作用下，液晶分子的陈列发生变化，所以呼应速度受资料的粘滞度的影响。所以呼应速度受资料的粘滞度的影响。3 3由于是非自动发光，暗时看不清由于是非自动发光，暗时看不清 二. 液晶显示的特点3三. 什么是液晶1 液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)的主要构成资料为液晶。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性的晶体。 液晶的“相，是由液晶分子构造的不同和不同温度范围构成的。当温度改动时，会引起分子自在能的改动，从而使其由一种“相变为另一种“相。假设从外部施以其他不同方式的能量改动，也同样会引起“相变 。三. 什么是液晶2液晶热

8、致液晶溶致液晶近晶相液晶(Smetic)向列相液晶(Nematic)胆甾相液晶(Cholesteric)三. 什么是液晶3热致液晶：热致液晶： 当液晶物质加热时，在某一温度范围内呈现出各向异性的熔体。当液晶物质加热时，在某一温度范围内呈现出各向异性的熔体。溶致液晶：溶致液晶： 将一种溶质溶于一种溶剂而构成的液晶态物质。将一种溶质溶于一种溶剂而构成的液晶态物质。热致液晶的两种变化方式热致液晶的两种变化方式: 互变性液晶互变性液晶 单变性液晶单变性液晶 可用作具有存储效应的液晶显示器。可用作具有存储效应的液晶显示器。 T1T2T1T2三. 什么是液晶41、近晶相液晶、近晶相液晶Smetic 由棒状

9、或条状分子组成，由棒状或条状分子组成，分子陈列成层，层内分子长分子陈列成层，层内分子长轴相互平行，其方向可以垂轴相互平行，其方向可以垂直于层面，或与层面成倾斜直于层面，或与层面成倾斜陈列。分子陈列具有二维有陈列。分子陈列具有二维有序，在光学上具有正性双折序，在光学上具有正性双折射性。射性。 近晶相经常出如今较低近晶相经常出如今较低温度区域内。温度区域内。 三. 什么是液晶5近晶相液晶最常见的近晶相：最常见的近晶相：1SA相相 SA相具有层状陈列构造，分子长轴相具有层状陈列构造，分子长轴在层内彼此平行，并垂直于层平面。分在层内彼此平行，并垂直于层平面。分子可以绕长轴自在旋转，光学上具有单子可以绕

10、长轴自在旋转，光学上具有单轴晶体特征，光轴垂直于层平面。轴晶体特征，光轴垂直于层平面。2SB相相 SB相分子成层陈列，在分子轴矢量相分子成层陈列，在分子轴矢量方向上无长程有序性。在层内分子成六方向上无长程有序性。在层内分子成六角面心外形，分子轴成六角层状构造，角面心外形，分子轴成六角层状构造，垂直于层平面，具有正光性单轴晶体特垂直于层平面，具有正光性单轴晶体特征。征。SMECTIC ASMECTIC B三. 什么是液晶6 3SC相 SC相液晶每层分子的指向矢都均匀地倾斜一个角度，分子倾斜的这个方位角可以是恣意的，也可以沿层的法线方向呈螺旋分布。SMECTIC C三. 什么是液晶72 向列相液晶

11、Nemetic 向列相液晶由长径比很大的棒状分子组成，分子质心没有长程有序性，分子不能陈列成层，它能上下、左右、前后挪动，只在分子长轴方向上坚持相互平行或近于平行。 向列相液晶具有单轴晶体的光学特性，在电学上又具有明显的介电各向异性。三. 什么是液晶8向列相液晶 三. 什么是液晶9胆甾相液晶3 胆甾相液晶Cholesteric 胆甾相液晶呈扁平状，陈列成层，层内分子相互平行。分子长轴平行于层平面，不同层的分子长轴方向稍有变化，沿层的法线方向陈列成螺旋状构造。P 胆甾相液晶的螺距约为300nm，与可见光波长同一量级。这个螺距会随外界温度、电场条件不同而改动。 胆甾相液晶的特性：1呈负性的单轴光学

12、特性，光轴与分子层垂直，沿该轴向的折射率很小；2它的旋光性很强达每毫米几万度，远高于石英晶体；3它的螺距极易受外力而改动，故可用调理螺距的方法对外界光进展调制；三. 什么是液晶10向列相液晶加入旋光物质加入消旋物质胆甾相液晶4当入射光与光轴成角度时，由布拉格干涉方程： n=Psin n=0、1、2、只需满足上述方程的入射光才干产生强干涉，成为反射光。5由于胆甾相液晶分子的螺旋陈列还使其在特定波长范围内具有圆偏振二向色，即对某一特定分量的圆偏振光可以全部经过，而对另一特定分量的圆偏振光那么被全反射。 三. 什么是液晶11三. 什么是液晶12胆甾相液晶的用途：胆甾相液晶的用途：1利用胆甾相液晶的选

13、择性光反射，制造利用胆甾相液晶的选择性光反射，制造感温变色的测温元件；感温变色的测温元件；2用于向列液晶的添加剂，使向列液晶构用于向列液晶的添加剂，使向列液晶构成焦锥构造陈列，用于相变显示；成焦锥构造陈列，用于相变显示；3可以引导液晶在液晶盒内构成沿面可以引导液晶在液晶盒内构成沿面180、270等扭曲陈列，制成超扭曲显示。等扭曲陈列，制成超扭曲显示。NematicSmectic ASmectic CSmectic C*Cholecteric三. 什么是液晶13四. 液晶的物理性质1有序参量有序参量21(3cos1)2S 分子排布的有序程度为“有序参量 ，用“S表示。定义为：像各向同性液体那样，

14、分子长轴取向完全无序的场所，S0；一切分子完全平行取向的理想液晶，S1。通常，向列液晶的有序化参数S也与温度相关，取值有一定范围，普通S0.30.8。()K TcTSTc物理性质的各向异性：物理性质的各向异性： 从分子角度察看，液晶的分子普通都是刚性的棒状分子。从分子角度察看，液晶的分子普通都是刚性的棒状分子。由于分子头尾、侧面所接的分子集团不同，使液晶分子在由于分子头尾、侧面所接的分子集团不同，使液晶分子在长轴和短轴两个方向上具有不同的性质，成为极性分子。长轴和短轴两个方向上具有不同的性质，成为极性分子。液晶具有液体的流动性和晶体的异向性，沿分子长轴有序液晶具有液体的流动性和晶体的异向性，沿

15、分子长轴有序方向和短轴有序方向上的宏观物理性质出现不同。方向和短轴有序方向上的宏观物理性质出现不同。 沿分子长轴方向，称为平行沿分子长轴方向，称为平行(/)方向，而垂直方向，而垂直()方方向那么是指沿液晶分子集合体的平均短轴方向。向那么是指沿液晶分子集合体的平均短轴方向。物理性质：物理性质： 折射率折射率n、介电常数、介电常数、磁化率、磁化率、电导、电导、粘度、粘度等。等。四. 液晶的物理性质2 介电异向性/-是液晶显示器件原理的根底。四. 液晶的物理性质3液晶1. 介电各向异性正性液晶NP)：偶极矩平行于分子长轴。 1020负性液晶Nn)：偶极矩垂直于分子长轴。介电转换液晶DT)：在低频电场

16、或高频电场作用下，分子长轴方向与分子永久电偶极矩的夹角可由0到/2变化。正负性液晶在电场作用下分子的行为1200液晶液晶 /、 、的丈量方法：的丈量方法： 由于大多数的液晶磁化率各向异性由于大多数的液晶磁化率各向异性是正值，因此在外磁场是正值，因此在外磁场中液晶的分子长轴将平行于外磁场取向。中液晶的分子长轴将平行于外磁场取向。 电容丈量：电容丈量： 四. 液晶的物理性质4C=C/(电场和外加磁场的方向一致)C(电场和外加磁场的方向相互垂直)/0,CC0,CC/00CCCCC /和还取决于施加电场的频率。四. 液晶的物理性质4介电常数/和与频率的关系2. 折射率的各向异性 n= n/ - n，n0表示单轴正晶体，n0表示单轴负晶体。n与偏振、旋光、折射、干涉所引起的电光效应有直接关系。3. 电阻率和电导率的各向异性 液晶的电阻率的数量级普通为1081012cm，它接近于半导体和绝缘体的边境。 小表示杂质离子较多，也就是液晶的纯度较差，普通时，振动方向与入射口处的n平行的入射光随着n的扭曲而旋转，在出射口以与n平行的振动方向射出。而振动方向与n垂直的入射光，在出射口以与n垂直的振动方向射出。对于以其他方向振动的入射光。对应于从入射口到出射口液晶的位相差