第四章：光電顯示材料2

1、2022-3-1622.5 等離子體顯示材料什么是等離子體？什么是等離子體？等離子體等離子體就是被激發(fā)電離氣體，達(dá)到一定的電離度，就是被激發(fā)電離氣體，達(dá)到一定的電離度，氣體處于導(dǎo)電狀態(tài)，這種狀態(tài)的電離氣體就表現(xiàn)出氣體處于導(dǎo)電狀態(tài)，這種狀態(tài)的電離氣體就表現(xiàn)出集體集體行為行為，即電離氣體中每一帶電粒子的運(yùn)動都會影響到其，即電離氣體中每一帶電粒子的運(yùn)動都會影響到其周圍帶電粒子，同時也受到其他帶電粒子的約束。周圍帶電粒子，同時也受到其他帶電粒子的約束。由于電離氣體整體行為表現(xiàn)出電中性，也就是由于電離氣體整體行為表現(xiàn)出電中性，也就是電離氣體電離氣體內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)相等內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)相等，稱這種氣體狀態(tài)為，稱這

2、種氣體狀態(tài)為等離子體態(tài)等離子體態(tài)。由于它的獨(dú)特行為與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)都截然不同，故由于它的獨(dú)特行為與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)都截然不同，故稱之為稱之為物質(zhì)第四態(tài)物質(zhì)第四態(tài)。 3固體固體 冰冰液體液體 水水氣體氣體 水汽水汽等離子體等離子體 電離氣體電離氣體溫度00C1000C100000C2022-3-164 等離子體可分為兩種：高溫和低溫等離子體。高溫等離子體只有在溫度足夠高時發(fā)生的。太陽和恒星不斷地發(fā)出這種等離子體，組成了宇宙的99。低溫等離子體是在常溫下發(fā)生的等離子體(雖然電子的溫度很高）。 等離子體分類2022-3-165電流電壓ABC：非自持放電，靠紫外線、：非自持放電，靠紫外線、宇宙射線作

3、用使氣體產(chǎn)生微弱宇宙射線作用使氣體產(chǎn)生微弱電離。電離。達(dá)到達(dá)到C點(diǎn)后氣體被擊穿，變成點(diǎn)后氣體被擊穿，變成不穩(wěn)定的自持放電，并開始發(fā)不穩(wěn)定的自持放電，并開始發(fā)光，此時的電壓稱為著火電壓。光，此時的電壓稱為著火電壓。EF區(qū)正常輝光放電區(qū)，相應(yīng)的區(qū)正常輝光放電區(qū)，相應(yīng)的電壓為維持電壓電壓為維持電壓異常輝光放電異常輝光放電弧光放電弧光放電三個狀態(tài)：三個狀態(tài)：熄火態(tài)、過渡態(tài)和著火態(tài)熄火態(tài)、過渡態(tài)和著火態(tài)2022-3-166等離子體發(fā)光原理圖(a) 電子同正離子復(fù)合； （b）正負(fù)離子復(fù)合等離子體發(fā)光原理：氣體的電子獲得足夠的能量后，可以完全電離。一方面，這種電子具有較大的動能，能在氣體中高速飛行，同時與其

4、他粒子碰撞，使得更多粒子電離。另一方面，電離的粒子之間也會發(fā)生復(fù)合，并以光的形式釋放出能量。2022-3-167等離子體顯示器的工作原理與一般日光燈原理相似，等離子體顯示器的工作原理與一般日光燈原理相似，它在顯示平它在顯示平面上安裝數(shù)以十萬計的等離子管作為發(fā)光體面上安裝數(shù)以十萬計的等離子管作為發(fā)光體( (象素象素) )。每個發(fā)光管有每個發(fā)光管有兩個玻璃電極兩個玻璃電極、內(nèi)部充滿氦、氖等惰性氣體，其中、內(nèi)部充滿氦、氖等惰性氣體，其中一個玻璃電極上涂有一個玻璃電極上涂有三基色熒光粉三基色熒光粉。當(dāng)兩個電極間加上高電壓時，。當(dāng)兩個電極間加上高電壓時，引發(fā)惰性氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線

5、激發(fā)涂引發(fā)惰性氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有熒光粉的電極而發(fā)出不同的由三基色混合的可見光。有熒光粉的電極而發(fā)出不同的由三基色混合的可見光。每個等離子體發(fā)光管就是等離子體顯示器的像素，人們看到的畫每個等離子體發(fā)光管就是等離子體顯示器的像素，人們看到的畫面就是由這些等離子體發(fā)光管形成的面就是由這些等離子體發(fā)光管形成的“光點(diǎn)光點(diǎn)”匯集而成的。匯集而成的。等離子體顯示(Plasma Display Panel，PDP)等離子體顯示等離子體顯示主要是利用電極加電壓，惰性氣體游離產(chǎn)生的紫主要是利用電極加電壓，惰性氣體游離產(chǎn)生的紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)光制成的顯示屏。外光激發(fā)熒光粉發(fā)光制成的顯

6、示屏。l第第5章章 等離子體顯示技術(shù)等離子體顯示技術(shù)等離子顯示屏的組成、結(jié)構(gòu)特征等離子顯示屏的組成、結(jié)構(gòu)特征PDP顯示屏基本結(jié)構(gòu)顯示屏基本結(jié)構(gòu)后層玻璃板結(jié)構(gòu)：在后層玻璃板上有后層玻璃板結(jié)構(gòu)：在后層玻璃板上有尋址電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)。紅、尋址電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)。紅、綠、藍(lán)彩色熒光粉分別排列在不同的綠、藍(lán)彩色熒光粉分別排列在不同的尋址電極上，不同熒光粉之間用壁障尋址電極上，不同熒光粉之間用壁障相間。相間。前玻璃板結(jié)構(gòu)：在前玻璃板上成對地制作有掃描前玻璃板結(jié)構(gòu)：在前玻璃板上成對地制作有掃描和維持透明電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)，和維持透明電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)，MgO保保護(hù)層覆蓋在電介質(zhì)上。

7、前、后玻璃板拼裝，封口，護(hù)層覆蓋在電介質(zhì)上。前、后玻璃板拼裝，封口，并充入低壓氣體，在兩玻璃板間放電。并充入低壓氣體，在兩玻璃板間放電。等離子顯示屏的組成、結(jié)構(gòu)特征等離子顯示屏的組成、結(jié)構(gòu)特征PDP由前后兩片玻璃組成。由前后兩片玻璃組成。前板玻璃上有前板玻璃上有透明透明ITO維持電極維持電極及及加強(qiáng)加強(qiáng)ITO導(dǎo)電性的導(dǎo)電性的Bus電極電極，并，并且在電極上覆蓋透明介電層及防且在電極上覆蓋透明介電層及防止離子撞擊介電層的止離子撞擊介電層的MgO保護(hù)層保護(hù)層。后板玻璃上有后板玻璃上有數(shù)據(jù)面電極、介電數(shù)據(jù)面電極、介電層及長條狀的隔層層及長條狀的隔層在每個隔層內(nèi)印刷在每個隔層內(nèi)印刷R、G、B三三種熒光

8、材料種熒光材料。最后在兩個基板。最后在兩個基板內(nèi)注入氖（內(nèi)注入氖（Ne）及氙（）及氙（Xe）惰性氣體后封裝，氣壓只有數(shù)惰性氣體后封裝，氣壓只有數(shù)百百Torr的高真空狀態(tài)。的高真空狀態(tài)。MIP-EIIIII- - NeNemNe+NeNe+Ne+Ne+Ne+Ne+Ne+Nem-Ar+ 發(fā)射電子區(qū)發(fā)射電子區(qū)放出電子放出電子發(fā)射出的電子發(fā)射出的電子放電放電轟擊轟擊稀有稀有氣體氣體電極電極電極電極PDP像素放電、發(fā)光單元結(jié)構(gòu)像素放電、發(fā)光單元結(jié)構(gòu)Note : 1. PDP發(fā)光發(fā)光= 電極加電壓，正負(fù)極間激發(fā)放出電子，電子轟擊惰性氣體，發(fā)出電極加電壓，正負(fù)極間激發(fā)放出電子，電子轟擊惰性氣體，發(fā)出真空紫外

9、線；真空紫外線； 2. 真空紫外線射在熒光粉上，使熒光粉發(fā)光。真空紫外線射在熒光粉上，使熒光粉發(fā)光。X1X2X3Y1Y2Y3ON 亮OFF不亮PDP 如何發(fā)光形成圖形要點(diǎn)亮某個地址的燈泡，開始要要點(diǎn)亮某個地址的燈泡，開始要在相應(yīng)行上加較高的電壓在相應(yīng)行上加較高的電壓，等該，等該燈泡點(diǎn)亮后，可用燈泡點(diǎn)亮后，可用低電壓維持氖低電壓維持氖氣燈泡的亮度氣燈泡的亮度。關(guān)掉某個燈泡，只要關(guān)掉某個燈泡，只要將相應(yīng)的電將相應(yīng)的電壓降低壓降低。燈泡開關(guān)的周期時間是。燈泡開關(guān)的周期時間是15ms，通過改變控制電壓，可以，通過改變控制電壓，可以使等離子板顯示不同灰度的圖形。使等離子板顯示不同灰度的圖形。X1X2X3

10、Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形A 單色等離子體顯示基本結(jié)構(gòu)單色等離子體顯示基本結(jié)構(gòu) Ne-Ar混合氣體在一定電壓下產(chǎn)生氣體放電，混合氣體在一定電壓下產(chǎn)生氣體放電，發(fā)射出發(fā)射出582nm橙色光。橙色光。AC-PDPDC-PDP2022-3-1616介質(zhì)層：介質(zhì)層：電極通過介質(zhì)層以電容的形式耦合到氣隙中；電極通過介質(zhì)層以電容的形式耦合到氣隙中；MgO保護(hù)層保護(hù)層：降低器件工作電壓，同時耐離子轟擊，提高器：降低器件工作電壓，同時耐離子轟擊，提高器件工作壽命。件工作壽命。

11、B 彩色等離子體顯示基本結(jié)構(gòu)彩色等離子體顯示基本結(jié)構(gòu)對向放電式對向放電式表面放電式表面放電式電電極極的的安安排排區(qū)區(qū)二電極對向放電（二電極對向放電（Column Discharge）三電極表面放電（三電極表面放電（Surface Discharge）電極層覆蓋有保護(hù)介質(zhì)，放電單元節(jié)距為電極層覆蓋有保護(hù)介質(zhì)，放電單元節(jié)距為0.3mm，分辨率，分辨率高，顯示容量大，可作為計算機(jī)終端等中小屏幕等顯示高，顯示容量大，可作為計算機(jī)終端等中小屏幕等顯示電極不加保護(hù)層，暴露于放電空間，容易實現(xiàn)彩色顯示，電極不加保護(hù)層，暴露于放電空間，容易實現(xiàn)彩色顯示，節(jié)距節(jié)距0.6mm，主要用于大屏幕平板電視等。，主要用于

12、大屏幕平板電視等。 對向放電式對向放電式表面放電式表面放電式以以4242英寸英寸PDPPDP為例，這一尺寸的為例，這一尺寸的PDPPDP有有12268801226880個像素點(diǎn)個像素點(diǎn)像素點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖像素點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖 Separating the address period and sustain period of each sub-fieldSF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF8Original Image1.2480128T64T32T16T8T4T2T1T1TV field (time)scan lineaddresssustainsub-fieldPlasma Display（P

13、DP）各子場顯示方式2022-3-1628等離子體發(fā)光材料等離子體氣體材料主要是惰性氣體，特別是以氖氣為主，另外摻雜一些其它氣體。Ne + He、Ne + Ar： 橙紅色光He + Xe： 紫外光PDP用三基色熒光粉應(yīng)滿足如下條件：在真空紫外區(qū)高效吸收；在真空紫外區(qū)高效吸收；在同一放電電流時，通過三基色熒光粉發(fā)光混合獲得白光；在同一放電電流時，通過三基色熒光粉發(fā)光混合獲得白光；具有鮮明的色彩度；具有鮮明的色彩度；穩(wěn)定性好；穩(wěn)定性好；涂粉和熱處理工藝具有穩(wěn)定性；涂粉和熱處理工藝具有穩(wěn)定性；余輝時間短。余輝時間短。2022-3-1629PDP三基色氧化物熒光粉3.受光顯示材料受光顯示材料2022-

14、3-1630液晶顯示材料液晶顯示材料電致變色顯示材料電致變色顯示材料電泳著色顯示材料電泳著色顯示材料1888年奧地利植物學(xué)家年奧地利植物學(xué)家Reinitzer在顯微鏡中觀察到膽甾醇苯在顯微鏡中觀察到膽甾醇苯甲酸酯甲酸酯(俗稱膽固醇俗稱膽固醇)在在145.5時，熔化成一種霧濁液體，在時，熔化成一種霧濁液體，在178.5時，突然全部變成清亮的液體。當(dāng)冷卻時，先出現(xiàn)紫時，突然全部變成清亮的液體。當(dāng)冷卻時，先出現(xiàn)紫藍(lán)色，而后自行消失，物質(zhì)再呈混濁狀液體。藍(lán)色，而后自行消失，物質(zhì)再呈混濁狀液體。某些有機(jī)物的結(jié)晶，某些有機(jī)物的結(jié)晶，受熱熔融受熱熔融或被或被溶解之后溶解之后，失去了固態(tài)物，失去了固態(tài)物質(zhì)的剛

15、性，產(chǎn)生了流動性，表觀上看似乎由結(jié)晶態(tài)變成質(zhì)的剛性，產(chǎn)生了流動性，表觀上看似乎由結(jié)晶態(tài)變成液態(tài)液態(tài)，但但這種流動性物質(zhì)的分子仍然保持著這種流動性物質(zhì)的分子仍然保持著有序排列有序排列，在物理性質(zhì)在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)上呈現(xiàn)各向異性各向異性，這種各向異性的流動液體再繼續(xù)加熱，則，這種各向異性的流動液體再繼續(xù)加熱，則得到各向同性的液體。得到各向同性的液體。也就是說，某些結(jié)晶熔化時，要經(jīng)過一種也就是說，某些結(jié)晶熔化時，要經(jīng)過一種兼有兼有液體液體和和晶體晶體的的部分性質(zhì)的流體的過渡狀態(tài)。部分性質(zhì)的流體的過渡狀態(tài)。物質(zhì)的這種既有液體的流動性，又具有晶體的分子排列整齊、物質(zhì)的這種既有液體的流動性，又具有晶體的分子

16、排列整齊、各向異性的狀態(tài)，叫做物質(zhì)的液晶態(tài)。各向異性的狀態(tài)，叫做物質(zhì)的液晶態(tài)。2022-3-16313.1 液晶顯示材料液晶分子的特點(diǎn)：液晶分子的特點(diǎn)：液晶分子的液晶分子的幾何形狀幾何形狀與球狀分子相比發(fā)生了明顯與球狀分子相比發(fā)生了明顯的伸長或扁化。的伸長或扁化。分子末端分子末端含有強(qiáng)極性或易于極化的原子或原子團(tuán)，含有強(qiáng)極性或易于極化的原子或原子團(tuán)，使分子保持取向有序。使分子保持取向有序。 液晶分子液晶分子長軸長軸不易彎曲，有一定的剛性。不易彎曲，有一定的剛性。生成液晶相的能力以及液晶相的穩(wěn)定性與上述三生成液晶相的能力以及液晶相的穩(wěn)定性與上述三個因素的強(qiáng)弱有關(guān)，是三個特性的綜合體現(xiàn)。個因素的強(qiáng)

17、弱有關(guān)，是三個特性的綜合體現(xiàn)。2022-3-1632 采用采用降溫降溫的方法的方法,既將熔融既將熔融的液體降溫，當(dāng)降溫到一的液體降溫，當(dāng)降溫到一定程度后分子的取向有序定程度后分子的取向有序化，從而獲得液晶態(tài)化，從而獲得液晶態(tài)有機(jī)分子有機(jī)分子溶解溶解在溶劑中，使在溶劑中，使溶液中溶質(zhì)的濃度增加，溶液中溶質(zhì)的濃度增加，溶劑的濃度減小，有機(jī)分溶劑的濃度減小，有機(jī)分子的排列有序而獲得液子的排列有序而獲得液晶晶溶致液晶溶致液晶熱致液晶熱致液晶作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是熱致液晶熱致液晶按照液晶的形成條件分類按照液晶的形成條件分類熱致液晶的相變有以下兩種：熱致液晶的相變有以下兩種：

18、2022-3-1634晶體晶體各向同性液體各向同性液體液晶相液晶相晶體晶體液晶相液晶相各向同性液體各向同性液體1T2T、互變相變型、互變相變型、單變相變型、單變相變型1T棒狀分子棒狀分子盤狀分子盤狀分子由長鏈或盤狀分子連接而成的柔性長鏈聚合物由長鏈或盤狀分子連接而成的柔性長鏈聚合物由雙親分子自組裝而成的膜由雙親分子自組裝而成的膜按照按照構(gòu)成液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)單元分類分類向列型液晶、近晶型液晶、膽甾型液晶。向列型液晶、近晶型液晶、膽甾型液晶。2022-3-1636按照液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)分類按照液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)分類向列型液晶向列型液晶由長徑比很大的棒狀分由長徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平

19、行的排列狀態(tài)。子組成，保持與軸向平行的排列狀態(tài)。因為分子的重心雜亂無序，并因為分子的重心雜亂無序，并容易順容易順著長軸方向自由移動著長軸方向自由移動，所以像液體一，所以像液體一樣富于流動性樣富于流動性；近晶型分子近晶型分子由棒狀或條狀分子呈二由棒狀或條狀分子呈二維有序排列組成。層內(nèi)分子長軸相互維有序排列組成。層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可以垂直于層面或與層平行，其方向可以垂直于層面或與層面成傾斜排列。面成傾斜排列。層與層之間的作用較層與層之間的作用較弱，容易滑動，弱，容易滑動，因此具有二維的流動因此具有二維的流動特性；特性；2022-3-1637膽甾型液晶，也稱螺旋狀液晶膽甾型液晶，也稱螺旋狀

20、液晶 分子依靠端基的相互作用彼此平行分子依靠端基的相互作用彼此平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，排列成層狀結(jié)構(gòu)，分子的長軸與層分子的長軸與層平面平行平面平行，而相鄰兩層之間分子長，而相鄰兩層之間分子長軸的取向依次規(guī)則的扭轉(zhuǎn)一定的角軸的取向依次規(guī)則的扭轉(zhuǎn)一定的角度，層層累加形成螺旋面結(jié)構(gòu)。度，層層累加形成螺旋面結(jié)構(gòu)。 2022-3-1638旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)360360的層間距離稱為的層間距離稱為螺距螺距，反射光波長與螺距，反射光波長與螺距有關(guān)，而溫度變化時螺距會發(fā)生變化。有關(guān)，而溫度變化時螺距會發(fā)生變化。液晶顯示液晶顯示是依靠液晶的是依靠液晶的電光效應(yīng)電光效應(yīng)和和熱光效應(yīng)熱光效應(yīng)，具體分類：，具體分類：電場效應(yīng)電場效

21、應(yīng)：利用：利用介電常數(shù)的各向異性介電常數(shù)的各向異性。屬于這種的有扭曲型、。屬于這種的有扭曲型、超扭曲型、賓主效應(yīng)型、相變型、電控雙折射型、鐵電效應(yīng)超扭曲型、賓主效應(yīng)型、相變型、電控雙折射型、鐵電效應(yīng)型等；型等；電流效應(yīng)電流效應(yīng)：利用：利用介電常數(shù)各向異性與電導(dǎo)率各向異性介電常數(shù)各向異性與電導(dǎo)率各向異性。屬于。屬于這種的只有動態(tài)散射型一種；這種的只有動態(tài)散射型一種；電熱效應(yīng)電熱效應(yīng)：利用：利用電極加熱使液晶狀態(tài)發(fā)生變化電極加熱使液晶狀態(tài)發(fā)生變化，有存儲性。，有存儲性。熱光效應(yīng)熱光效應(yīng)：激光寫入型和膽甾熱變色型；：激光寫入型和膽甾熱變色型；2022-3-1639液晶顯示（1）液晶的各向異性）液晶的

22、各向異性P型液晶型液晶 （0）正介電）正介電各向異性液晶各向異性液晶N型液晶（型液晶（0）負(fù)介電）負(fù)介電各向異性液晶各向異性液晶 / 液晶短軸方向液晶短軸方向液晶長軸方向液晶長軸方向1 1、液晶的光電特性液晶的光電特性在外電場作用下，分子的排列極易發(fā)生變化在外電場作用下，分子的排列極易發(fā)生變化P型液晶分子長軸方向平行于外電場方向型液晶分子長軸方向平行于外電場方向N型液晶分子長軸方向垂直于外電場方向型液晶分子長軸方向垂直于外電場方向目前液晶顯示器主要目前液晶顯示器主要應(yīng)用應(yīng)用P型液晶。型液晶。液晶分子大多由棒狀或碟狀分子形成液晶分子大多由棒狀或碟狀分子形成,所以所以與分子長軸平行或垂直方向的物理

23、特征會有與分子長軸平行或垂直方向的物理特征會有所差異，這就是液晶分子結(jié)構(gòu)的所差異，這就是液晶分子結(jié)構(gòu)的異方性異方性 液晶具有雙折射這一晶體特性液晶具有雙折射這一晶體特性 n no o為尋常光折射率，其偏振方為尋常光折射率，其偏振方向與分子長軸垂直，向與分子長軸垂直，n ne e則平行則平行 光學(xué)各向異性定義為光學(xué)各向異性定義為 n n與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、有序與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、有序程度等參數(shù)相關(guān)程度等參數(shù)相關(guān) no ne 2 2、液晶的雙折射、液晶的雙折射液晶的折射率液晶的折射率：以：以P型為例，長軸為光軸型為例，長軸為光軸/nne nn0/-nnne折射率的溫度依賴性折射率的溫度依賴性折射率

24、隨溫度的升高而降低折射率隨溫度的升高而降低折射率各向異性也隨溫度上折射率各向異性也隨溫度上升而降低升而降低溫度接近清亮點(diǎn)時，各向異溫度接近清亮點(diǎn)時，各向異性急劇下降，并消失性急劇下降，并消失液晶的雙折射液晶的雙折射這一因素對高溫工作的液晶器件有著非常大的影響這一因素對高溫工作的液晶器件有著非常大的影響折射率的頻率依賴性折射率的頻率依賴性 隨著測試光源的頻率的變化，液晶的折射率也發(fā)生變化 頻率升高，折射率增大 液晶的雙折射液晶的雙折射在可見光波段內(nèi)，折射率的變化足以影響顯示器件的色度在可見光波段內(nèi)，折射率的變化足以影響顯示器件的色度液晶器件所基于的三種光學(xué)特性液晶器件所基于的三種光學(xué)特性 由于液

25、晶具有由于液晶具有單軸晶體的光學(xué)各向異性單軸晶體的光學(xué)各向異性，所以具有以下光學(xué)特性：，所以具有以下光學(xué)特性：1）能使入射光沿）能使入射光沿液晶分子偶極矩的方向偏轉(zhuǎn)液晶分子偶極矩的方向偏轉(zhuǎn)；2）使入射的）使入射的偏光狀態(tài)，及偏光軸方向發(fā)生變化偏光狀態(tài)，及偏光軸方向發(fā)生變化；3）使入射的）使入射的左旋及右旋偏光產(chǎn)生對應(yīng)的透過或反射左旋及右旋偏光產(chǎn)生對應(yīng)的透過或反射。 液晶器件基本就是根據(jù)這三種光學(xué)特設(shè)計制造的。液晶器件基本就是根據(jù)這三種光學(xué)特設(shè)計制造的。液晶材料在施加電場（電流）時，其光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生液晶材料在施加電場（電流）時，其光學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱為液晶的電光效應(yīng)。變化，這種效應(yīng)稱為

26、液晶的電光效應(yīng)。液晶電光效應(yīng)的機(jī)理，液晶電光效應(yīng)的機(jī)理，本質(zhì)來講都是液晶分子在本質(zhì)來講都是液晶分子在電場作用下改變其分子排列或造成分子變形電場作用下改變其分子排列或造成分子變形的結(jié)果的結(jié)果。3 3、液晶的電光效應(yīng)、液晶的電光效應(yīng)針對不同的運(yùn)動方式，液晶有幾個粘度針對不同的運(yùn)動方式，液晶有幾個粘度 1指向矢與流速方向以及流速梯度方向均垂直時的粘滯系數(shù)指向矢與流速方向以及流速梯度方向均垂直時的粘滯系數(shù) 2指向矢與流速方向平行時的粘滯系數(shù)指向矢與流速方向平行時的粘滯系數(shù)近似于體積粘度近似于體積粘度 3指向矢與流速方向垂直，但與速度梯度方向平行時的粘滯系數(shù)指向矢與流速方向垂直，但與速度梯度方向平行時的

27、粘滯系數(shù) 指向矢轉(zhuǎn)動時所引起的粘滯系數(shù)指向矢轉(zhuǎn)動時所引起的粘滯系數(shù)2134 4、液晶的粘度、液晶的粘度粘度的本質(zhì)是分子間內(nèi)摩擦力粘度的本質(zhì)是分子間內(nèi)摩擦力 速度梯度為速度梯度為1 1時單位面積的內(nèi)摩擦力，分動力學(xué)粘度、運(yùn)動粘度時單位面積的內(nèi)摩擦力，分動力學(xué)粘度、運(yùn)動粘度 體積粘度屬于動力學(xué)范疇，單位為體積粘度屬于動力學(xué)范疇，單位為PaSPaS或或P P；運(yùn)動粘度單位；運(yùn)動粘度單位m m2 2/s/s。 液晶有其自己的特點(diǎn)和限制，有一定極限液晶有其自己的特點(diǎn)和限制，有一定極限 液晶的粘度與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、折射率有關(guān)液晶的粘度與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、折射率有關(guān)粘度與溫度基本呈指數(shù)關(guān)系粘度與溫度基本呈

28、指數(shù)關(guān)系 S S exp expB/TB/T, , 溫度上升，粘度降低；溫度下降，粘度增加溫度上升，粘度降低；溫度下降，粘度增加兩體系混合后的粘度并非線性疊加兩體系混合后的粘度并非線性疊加 4 4、液晶的粘度、液晶的粘度偏振片透光原理：偏振片透光原理：偏振片只允許偏振方向與它的偏振化方向平行的偏振片只允許偏振方向與它的偏振化方向平行的光透過，光透過，如果讓兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，如果讓兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，由于第一次出射光的偏振方向與第二個偏振片的偏由于第一次出射光的偏振方向與第二個偏振片的偏振化方向垂直，光不能通過第二個偏振片振化方向垂直，光不能通過第二個偏振片5、液晶顯示

29、器的基本原理液晶顯示器的基本原理把液晶放在兩個偏振片之間，在向列型液晶中，棒狀分子把液晶放在兩個偏振片之間，在向列型液晶中，棒狀分子的排列是彼此平行的如果上下兩玻璃棒定向是彼此垂直的，的排列是彼此平行的如果上下兩玻璃棒定向是彼此垂直的，液晶分子將采取液晶分子將采取逐漸過渡的方式逐漸過渡的方式被扭轉(zhuǎn)成螺旋狀被扭轉(zhuǎn)成螺旋狀液晶顯示器的基本原理液晶顯示器的基本原理如果有光線進(jìn)入如果有光線進(jìn)入,通過第一個偏通過第一個偏振片后，將被液晶分子逐漸改變振片后，將被液晶分子逐漸改變偏振方向偏振方向.由于光線沿著分子排列由于光線沿著分子排列的方向傳播，光線最終將從另一的方向傳播，光線最終將從另一端射出端射出如果

30、兩玻璃板之間加上電壓，如果兩玻璃板之間加上電壓，分子排列方向?qū)⑴c電場方向平行，分子排列方向?qū)⑴c電場方向平行，光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會通過第光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會通過第二個極板二個極板液晶顯示器的基本原理液晶顯示器的基本原理液晶顯示器就是利用這一液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)利用電場控制液晶的轉(zhuǎn)動動不同的電場大小就會形不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度成不同的灰階亮度液晶顯示器的基本原理液晶顯示器的基本原理ON 背光源背光源Light Sourcepolarizer偏光器偏光器pola

31、rizerOFFLiquid crystalelectrode Gray scale: controlling a penetrating optical amount by light phase control of liquid crystal gray scale : brightness level of each pixel for expressing imageLCD液晶顯示屏圖像顯示原理液晶顯示屏圖像顯示原理Principle of image display scheme for LCD液晶顯示器是一個由上下兩片導(dǎo)電玻制成的液晶盒，液晶顯示器是一個由上下兩片導(dǎo)電玻制成的液晶

32、盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料膠框密封，盒膠框密封，盒的兩個外側(cè)貼有偏光片。的兩個外側(cè)貼有偏光片。 6、液晶顯示器的結(jié)構(gòu)液晶顯示器的結(jié)構(gòu)TN-LCD(扭曲向列型扭曲向列型液晶顯示器）液晶顯示器）： TwistedNematic-LCD 常用于電子手表，計算器常用于電子手表，計算器7、常見的幾種液晶顯示器常見的幾種液晶顯示器STN-LCD(超扭曲向列型超扭曲向列型液晶顯示器）液晶顯示器） Super TwistedNematic-LCD 常用于手機(jī)顯示屏常用于手機(jī)顯示屏,游戲機(jī)屏游戲機(jī)屏 常見的幾種液晶顯示器常見的幾種液晶顯示器TFT-LCD(薄膜型薄膜型液晶顯示器

33、）：液晶顯示器）： Thin Film Transistor-LCD 常用于液晶顯示屏，數(shù)碼照相機(jī)常用于液晶顯示屏，數(shù)碼照相機(jī)常見的幾種液晶顯示器常見的幾種液晶顯示器液晶盒中玻璃片的兩個外側(cè)分別布有偏光片，這兩片偏液晶盒中玻璃片的兩個外側(cè)分別布有偏光片，這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件或垂直。偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進(jìn)行加工而成的下進(jìn)行加工而成

34、的 。TN、STN型的結(jié)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上先鍍有向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上先鍍有一層透明導(dǎo)電薄膜一層透明導(dǎo)電薄膜ITO(氧化銦錫氧化銦錫)以作電極之用，然后在以作電極之用，然后在有薄膜電極的玻璃上涂取向?qū)佑斜∧る姌O的玻璃上涂取向?qū)覲I(聚酰亞胺聚酰亞胺)，以使液晶順，以使液晶順著一個特定且平行于玻璃表面的方向排列。著一個特定且平行于玻璃表面的方向排列。液晶的自然狀態(tài)具有液晶的自然狀態(tài)具有90度的扭曲，利用電場可使液晶分子度的扭曲，利用電場可使液晶分子旋轉(zhuǎn)，液晶的雙折射率隨液晶的方向而改變，旋轉(zhuǎn)，液晶的雙折射率隨液晶的方向而改變，結(jié)果偏振光結(jié)

35、果偏振光經(jīng)過經(jīng)過TN型液晶后偏振方向發(fā)生轉(zhuǎn)動。型液晶后偏振方向發(fā)生轉(zhuǎn)動。TN型的液晶型的液晶只要選擇適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊窆庵灰x擇適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊窆獾钠穹较騽偤酶淖兊钠穹较騽偤酶淖?0度，就度，就可利用兩個平行偏光片使得光可利用兩個平行偏光片使得光完全不能通過。完全不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場方向平行，這樣晶方向與電場方向平行，這樣光的偏振方向就不會改變，光光的偏振方向就不會改變，光就可通過第二個偏光片就可通過第二個偏光片 TN型的液晶型的液晶STN型的顯示原理與型的顯示原理與TN相類似，不同的是相類似，不同的是TN扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)的扭轉(zhuǎn)式向列場效

36、應(yīng)的液晶分子是將入射光旋液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)90度，而度，而STN超扭轉(zhuǎn)超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)是將入射式向列場效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)光旋轉(zhuǎn)180270度。度。STN型的液晶型的液晶單純的單純的TN液晶顯示器本身只有黑白兩種情形，而液晶顯示器本身只有黑白兩種情形，而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色淡綠色與與橘色橘色為主。為主。如果在單色如果在單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片，并將液晶顯示器加上一彩色濾光片，并將單色顯示像素分成三個子像素，分別通過彩色濾光片單色顯示像素分成三個子像素

37、，分別通過彩色濾光片顯示顯示紅紅、綠綠、藍(lán)藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩。也可以顯示出全彩模式的色彩。STN型的液晶型的液晶TFT型的液晶型的液晶在玻璃基片上沉積一層硅，通過印刷光刻等工序作成在玻璃基片上沉積一層硅，通過印刷光刻等工序作成晶體管陣列，每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加工晶體管陣列，每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。工藝類似于大規(guī)模集成電路。再把液晶灌注在兩片玻璃之間再把液晶灌注在兩片玻璃之間,由于每個像素都可以通過由于每個像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而，點(diǎn)脈沖直接控制，因而，每個節(jié)點(diǎn)都

38、相對獨(dú)立，并可以每個節(jié)點(diǎn)都相對獨(dú)立，并可以進(jìn)行連續(xù)控制，進(jìn)行連續(xù)控制，這樣的設(shè)計不僅提高了這樣的設(shè)計不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速顯示屏的反應(yīng)速度度，同時可以，同時可以精確控制顯示灰度精確控制顯示灰度，所以，所以TFT液晶的色彩液晶的色彩更逼真，稱為更逼真，稱為真彩真彩 TFT型的液晶型的液晶對于對于TFT-LCD而言而言彩色濾光片彩色濾光片是是很重要的，利用紅，綠，藍(lán)三原很重要的，利用紅，綠，藍(lán)三原色，可混合出各種不同的顏色，色，可混合出各種不同的顏色，很多平面顯示器就是利用此原理很多平面顯示器就是利用此原理顯示色彩，把三種顏色分成獨(dú)立顯示色彩，把三種顏色分成獨(dú)立的三個點(diǎn)，各自擁有不同的灰階的三個

39、點(diǎn)，各自擁有不同的灰階變化，然后把臨近的三個變化，然后把臨近的三個RGB顯顯示的點(diǎn)當(dāng)作一個像素。示的點(diǎn)當(dāng)作一個像素。TFT型的液晶型的液晶8、液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)、液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)2022-3-1666低壓、低功耗低壓、低功耗 23V的工作電壓和幾個微安的工作電流，功耗只有的工作電壓和幾個微安的工作電流，功耗只有10-610-5W/cm2，與大規(guī)模集成電路的發(fā)展相適應(yīng)。與大規(guī)模集成電路的發(fā)展相適應(yīng)。平板結(jié)構(gòu)平板結(jié)構(gòu) 液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)是兩片導(dǎo)電玻璃，中間灌有液晶的薄形盒，易于控液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)是兩片導(dǎo)電玻璃，中間灌有液晶的薄形盒，易于控制顯示面積和厚度。制顯示面積和厚度。顯示信息量大顯示信息量大

40、 液晶顯示中，各象素點(diǎn)之間不用采取隔離措施，所以在同樣顯示窗口內(nèi)可液晶顯示中，各象素點(diǎn)之間不用采取隔離措施，所以在同樣顯示窗口內(nèi)可容納更多的象素。容納更多的象素。易于彩色化易于彩色化 液晶無色，所以可采用濾色膜容易實現(xiàn)彩色。液晶無色，所以可采用濾色膜容易實現(xiàn)彩色。長壽命長壽命無輻射、無污染無輻射、無污染 CRT中有中有X射線輻射，射線輻射，PDP中有高頻電磁輻射，液晶不會有這種情況出現(xiàn)。中有高頻電磁輻射，液晶不會有這種情況出現(xiàn)。2022-3-16679、液晶顯示的缺點(diǎn)、液晶顯示的缺點(diǎn) 響應(yīng)速度慢響應(yīng)速度慢 液晶在顯示快速移動的畫面時，質(zhì)量不好，可通過減薄液晶在顯示快速移動的畫面時，質(zhì)量不好，可

41、通過減薄液晶厚度和改進(jìn)電路來改善。另外也不適用于高寒和高熱液晶厚度和改進(jìn)電路來改善。另外也不適用于高寒和高熱地區(qū)使用。地區(qū)使用。 顯示視角小顯示視角小 大部分液晶顯示的原理依靠液晶分子的各向異性，對不大部分液晶顯示的原理依靠液晶分子的各向異性，對不同方向的入射光，反射率是不一樣的，視角一旦增大對比同方向的入射光，反射率是不一樣的，視角一旦增大對比度迅速下降。度迅速下降。液晶材料液晶材料常用液晶顯示材料有幾十種，主要分為如下類型：常用液晶顯示材料有幾十種，主要分為如下類型： 甲亞胺（西夫堿）類甲亞胺（西夫堿）類 安息香酸酯類安息香酸酯類 聯(lián)苯類和聯(lián)三苯類聯(lián)苯類和聯(lián)三苯類 環(huán)己烷基碳酸酯類環(huán)己烷基

42、碳酸酯類 苯基環(huán)己烷基類和聯(lián)苯環(huán)己烷基類苯基環(huán)己烷基類和聯(lián)苯環(huán)己烷基類 環(huán)己烷基乙基類環(huán)己烷基乙基類2022-3-1668電子紙顯示電子紙顯示 電子墨水、反轉(zhuǎn)球技術(shù)和雙穩(wěn)態(tài)膽甾醇液晶電子墨水、反轉(zhuǎn)球技術(shù)和雙穩(wěn)態(tài)膽甾醇液晶電子紙顯示電子紙顯示電致變色顯示 在電的作用下，物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使物質(zhì)的顏色發(fā)生在電的作用下，物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使物質(zhì)的顏色發(fā)生可逆性變化的現(xiàn)象稱為可逆性變化的現(xiàn)象稱為電致變色電致變色。利用這種現(xiàn)象制作的顯示。利用這種現(xiàn)象制作的顯示器件稱作電致變色顯示器。（器件稱作電致變色顯示器。（Electrochomeric displayElectrochomeric disp

43、lay，ECDECD）電泳顯示 電泳電泳是指懸浮在液體中的帶電粒子在外電場作用下定向移動是指懸浮在液體中的帶電粒子在外電場作用下定向移動并附著在電極上的現(xiàn)象。如果帶電粒子有一定顏色，就可以并附著在電極上的現(xiàn)象。如果帶電粒子有一定顏色，就可以利用電泳實現(xiàn)信息顯示，稱為電泳顯示（利用電泳實現(xiàn)信息顯示，稱為電泳顯示（Electrophoretic Electrophoretic displaydisplay，EPDEPD）巨大的國內(nèi)市場巨大的國內(nèi)市場筆記本、平板電視、筆記本、平板電視、便攜音頻便攜音頻/視頻設(shè)備視頻設(shè)備手機(jī)手機(jī)政府大力支持政府大力支持優(yōu)惠的稅收政策優(yōu)惠的稅收政策內(nèi)存內(nèi)存/半導(dǎo)體半導(dǎo)體

44、/硅片領(lǐng)域硅片領(lǐng)域?qū)＜液凸こ碳夹g(shù)人員專家和工程技術(shù)人員儲備儲備廉價的勞動力成本廉價的勞動力成本成熟的成熟的LCD生產(chǎn)線生產(chǎn)線筆記本、筆記本、平板電視組裝線平板電視組裝線在微電子、光電子、在微電子、光電子、材料、化學(xué)領(lǐng)域材料、化學(xué)領(lǐng)域有良好的配套技術(shù)有良好的配套技術(shù)政府對支持平板顯示政府對支持平板顯示行業(yè)具有高的效率行業(yè)具有高的效率我國在平板顯示領(lǐng)域的市場優(yōu)勢我國在平板顯示領(lǐng)域的市場優(yōu)勢自然資源短缺（水、電）逐漸增加的人工成本（特別是熟練工人）基礎(chǔ)設(shè)施投入不足缺乏核心設(shè)備超凈室管理經(jīng)驗和產(chǎn)品管理理念欠缺融資環(huán)境不如臺灣、日本和韓國開放缺乏核心技術(shù)市場敏銳力不夠產(chǎn)能滯后我國平板顯示行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)我

45、國平板顯示行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)3D顯示技術(shù)顯示技術(shù) 原理：人類的左眼和右眼在水平方向上有原理：人類的左眼和右眼在水平方向上有56.5cm的位移，因此的位移，因此左右眼所看見的畫面中對應(yīng)實際物體上左右眼所看見的畫面中對應(yīng)實際物體上同一點(diǎn)同一點(diǎn)存在一定距離，通過這存在一定距離，通過這種差別判斷物體的種差別判斷物體的遠(yuǎn)近和深度遠(yuǎn)近和深度，即視差原理。，即視差原理。 根據(jù)根據(jù)“視差視差”原理，把同一景像用兩只眼睛視角的差距制造出兩個原理，把同一景像用兩只眼睛視角的差距制造出兩個影像，然后讓兩只眼睛各看到對應(yīng)自己一邊的影像，就能刺激大腦產(chǎn)影像，然后讓兩只眼睛各看到對應(yīng)自己一邊的影像，就能刺激大腦產(chǎn)生生3D（3Dimensions）立體效果的。）立體效果的。 景深