液晶培訓(xùn)教材課件

液晶顯示材料及應(yīng)用液晶顯示材料基礎(chǔ)知識液晶知識涉及多學(xué)科，橫跨多個領(lǐng)域，業(yè)內(nèi)人士需要做的最多的就是對多個因素的優(yōu)化、再優(yōu)化，解決或緩解多因素之間的矛盾和沖突。作為液晶材料的開發(fā)，這一點(diǎn)就更為突出：包括相變范圍、介電、折光、驅(qū)動電壓、驅(qū)動路數(shù)、粘彈性、視角、能耗等方面在內(nèi)的十幾個參數(shù)需要調(diào)整和優(yōu)化，以求達(dá)到為顯示器提供整體性能優(yōu)越的液晶材料。1、液晶的分類：按顯示類型分：TN型液晶、STN型液晶、HTN型液晶；

按清亮點(diǎn)分：普通型液晶、寬溫型液晶；

按閥值電壓分：低閥值電壓液晶、普通液晶、高閥值電壓液晶。液晶顯示材料基本性能熱力學(xué)行為——相態(tài)和相變電學(xué)特性——容性、阻性光學(xué)特性——雙折射、光活性動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)范疇——粘彈性液晶的相態(tài)和相變C、液晶的相變：

a、C—S（A、B、C……）；b、S—N；c、N—I；D、相態(tài)、相變的判別和測量：

a、觀察法——偏光熔點(diǎn)儀，通過其各相在偏光顯微鏡下的不同現(xiàn)象可以辨別相態(tài)和測量相變點(diǎn)，是快速檢測的手段。b、熱分析法——DSC差熱分析，通過各相相互轉(zhuǎn)變時伴有能量得失——熱量的吸收和放出，用檢測裝置來測量相變點(diǎn)。是對液晶進(jìn)行分析的有利手段。顯示器件對材料相態(tài)相變要求普通TN的要求：

工作溫度范圍內(nèi)為向列相有一定的相穩(wěn)定性

STN器件的要求：

更寬的向列相范圍高低溫范圍內(nèi)須有較好的相穩(wěn)定性，即有序程度要較高

液晶的容性和阻性容性特性介電性質(zhì)閾值、飽和電壓、陡度溫度依賴性頻率依賴性驅(qū)動條件阻性特性耗電流、能耗靜電行為液晶的容性特征閾值、飽和值和陡度

閾值與液晶介電常數(shù)相關(guān)Vth=π（K/△εε0）1/2

陡度與K33/K11以及△ε/ε⊥相關(guān)閾值電壓、飽和電壓是驅(qū)動電壓選擇的基本依據(jù)，陡度是掃描行數(shù)設(shè)計的依據(jù)。兩體系混合后閾值電壓和陡度并非線性疊加，而須實(shí)際測試確定

液晶的容性特征介電的溫度依賴性

隨著溫度的上升，介電各向異性減小在遠(yuǎn)離清亮點(diǎn)的溫度下，介電各向異性隨溫度緩慢變小溫度升至清亮點(diǎn)以上時，介電各向異性消失寬溫產(chǎn)品應(yīng)考慮此因素

液晶的容性特征介電的頻率依賴性

介電各向異性隨測試頻率的上升而降低介電各向異性當(dāng)測試頻率足夠高時，介電各向異性消失高DUTY驅(qū)動時需考慮此因素液晶的阻性特征液晶是高阻材料

液晶的電阻率非常高，一般都在1010歐姆厘米以上。液晶的電阻特性是材料本身決定的，它和介電常數(shù)、閾值電壓有一定聯(lián)系一般認(rèn)為，液晶的阻性電流是雜質(zhì)的帶入而引起的液晶器件的能耗和電阻電流液晶器件的能耗來自電容和電阻，其中主要是電容液晶在電場作用中，可以形成電阻電流動態(tài)驅(qū)動時，隨頻率的上升，容性明顯增強(qiáng)，阻性相對減弱液晶的阻性特征液晶電阻的測量

測量原理：Rx>>R0測量設(shè)備：高阻儀、電導(dǎo)電極等；測量條件：溫度、濕度，測量電壓測量精度保證：屏蔽和接地情況UCBRxR0液晶的阻性特征靜電行為

積累電荷無法從有效途徑消除掉，從而形成靜電場，導(dǎo)致顯示器無法正常顯示液晶材料純度過高，電阻率過高，使得積累電荷無法從液晶材料途徑消除避免方法液晶材料途徑：在保證能耗要求的情況下，適當(dāng)調(diào)整電阻性能器件途徑：設(shè)計旁路，引消除積累的靜電賀液晶的雙折射液晶的折射率no、ne偏振光線偏振橢圓偏振相延遲和色散

液晶的雙折射液晶的折射率

液晶具有雙折射這一晶體特性no為尋常光折射率，其偏振方向與分子長軸垂直，ne則平行光學(xué)各向異性定義為△n=ne-no這一參數(shù)在STN設(shè)計中是極為關(guān)鍵的△n與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、有序程度等參數(shù)相關(guān)液晶的雙折射折射率的溫度依賴性

折射率隨溫度的升高而降低折射率各向異性也隨溫度上升而降低溫度接近清亮點(diǎn)時，各向異性急劇下降溫度高于清亮點(diǎn)時，各向異性消失這一因素對高溫工作的液晶器件有著非常大的影響液晶的光活性手性物質(zhì)含有一個或多個手性C（不對稱C）的物質(zhì)，被稱為手性物質(zhì)。這個C周圍的四個基團(tuán)是兩兩不同的。旋光性

偏振光通過手性物質(zhì)時，其電矢量會出現(xiàn)一定程度的偏轉(zhuǎn)。螺距和HTP值

在膽甾相中，液晶分子是呈螺旋狀排列的，當(dāng)指向矢旋轉(zhuǎn)360度時，在螺旋軸方向上距離稱為自然螺距。HTP指定義為1/PC，是表征手性物質(zhì)扭曲能力的指標(biāo)。偏振光基礎(chǔ)偏振光定義

電磁波為橫波自然光為電矢量各方向分布均勻液晶顯示本質(zhì)是對偏振光的調(diào)制線偏光

其偏振方向在時間和空間上為常數(shù)，即面對光線射來的方向，它的電矢量震動在一平面內(nèi)。偏振光基礎(chǔ)橢圓偏振光

橢圓偏振光電矢量的強(qiáng)度和振動方向是時間和空間的函數(shù)，即隨著光的傳播其電矢量的強(qiáng)度和振動方向是在變化的——如果其電矢量的軌跡在垂直光線傳播的平面內(nèi)的投影為橢圓，那么，稱其為橢圓偏振光。

橢圓偏振光可以分解為兩個電矢量垂直的線偏光，反之，亦可由線偏光合成液晶的粘彈性粘度性能體積粘度旋轉(zhuǎn)粘度彈性性能K11、K22、K33K33/K11、K22/K11液晶的粘度針對不同的運(yùn)動方式，液晶有幾個粘度

η1—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)

η2—指向矢與流速方向平行時的粘滯系數(shù)——近似于體積粘度

η3—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)

γ—指向矢轉(zhuǎn)動時所引起的粘滯系數(shù)η2η1η3γ液晶的粘度粘度的本質(zhì)是分子間內(nèi)摩擦力

速度梯度為1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PaS或P；運(yùn)動