液晶的驱动原理.PPT

指導老師：陳美利老師 班級：光電三甲 學號：499L0092 姓名：黃柏仁 固態物理-液晶 目錄 液晶的發現-----------------------------------------P1 什麼是液晶-----------------------------------------P2 液晶的分類-----------------------------------------P3 液晶的驅動原理------------------------------------P5 參考資料-------------------------------------------P8 液晶的發現 　　1850年，普魯士醫生魯道夫·菲爾紹等人發現神經纖維的萃取物中含有一種不尋常的物質。1877年，德國物理學家奧托·雷曼運用偏光顯微鏡首次觀察到了液晶化的現象，但他對此現象的成因並不瞭解。 　　1888年3月14日，奧地利布拉格德國大學的植物生理學家弗里德里希·萊尼澤(Friedrich Reinitzer)藉由在植物內加熱苯甲酸膽固醇脂研究膽固醇，觀察到膽固醇苯甲酸酯在熱熔時的異常表現。該物質在145.5℃時熔化，產生了帶有光彩的混濁物，溫度升到178.5℃後，光彩消失，液體透明。此澄清液體稍微冷卻，混濁又復出現，瞬間呈現藍色。 　　萊尼澤反覆確定他的發現後，向德國物理學家奧托·雷曼(Otto Lehmann)請教。當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晶之過程，後來更加上了偏光鏡，成為深入研究萊涅澤的化合物的重要儀器。從那時開始，雷曼的精力完全集中在該類物質。他開始以為這種物質是軟晶體，然後改稱晶態流體，最後深信偏振光性質為該物質特有，流動晶體（Fliessende kristalle）的名字才算正確。此名稱與液晶（Flussige kristalle）已經十分相近。萊尼澤和雷曼因此被譽為液晶之父。 P1 什麼是液晶 1. 基本的結構中，存在一硬的核心部份 ( rigid core ) 和具有一柔軟之長鏈結構 ( flexsible side chain ) ，此部份通常為 alkyl 或 alkoxyl group 與核心連結。 2. 柔軟基的部份與堅硬之核心通常存在某一適當之大小比例 ( aspect ratio ) ，較為有利於形成液晶相。但目前尚無法預估其值。 3. 分子間作用力，如：氫鍵、偶極作用力、瞬間分散力或配位作用力等。藉此微弱吸引力，使分子間容易以某種規則性排列而導致液晶相之產生。 P2 液晶的分類 膽固醇型(cholesteric)液晶 　　此類型液晶是由多層向列型液晶堆積所形成，為nematic液晶的一種，也可以稱為旋光性的nematic液晶(chiralnematic;n*)，因分子具有非對稱碳中心，所以分子的排列呈螺旋平面狀的排列，面與面之間為互相平行，而分子在各個平面上為nematic。液晶的排列方式，但是各個面上的分子長軸方向不同，即兩個平面上的分子長軸方向夾著一個角度；當兩個平面上的分子長軸方向相同時，這兩平面之間的距離稱為一個pitch。cholesteric液晶pitch的長度會隨著溫度的不同而改變，因此會產生不同波長的選擇性反射，產生不同的顏色變化，故常應用於溫度感測器。 P3 向列型(nematic)液晶 　　液晶分子大致以長軸方向平行配列，因此具有一度空間的規則性排列。此類型液晶的黏度小，應答速度快，是最早被應用的液晶，普遍的使用於液晶電視、筆記型電腦以及各類型顯示元件上。 層列型(smectic)液晶　 　　具有二度空間的層狀規則性排列，各層間則有一度的順向排列。一般而言，此類分子的黏度大，印加電場的應答速度慢，比較少應用於顯示器上，多用於光記憶材料的發展上。　 P4 液晶的驅動原理 液晶顯示器的交流驅動方法通常可以分為四種：圖框反轉（Frame Inversion）、線反轉（Row/Gate/Line Inversion）、行反轉（Column/Data/Source Inversion）與點反轉（Dot Inversion），分別介紹如下。 一、圖框反轉 顯示器的顯示區周圍有數個驅動晶片，這些驅動晶片具有多個接腳與顯示區中的每個子畫素連接，透過連接就可以給予子畫素訊號。圖框反轉交流驅動方式指的是由驅動晶片輸出的訊號極性是每個圖框變換一次，訊號極性變換的頻率是Fv/2，其中，Fv代表垂直掃描頻率，垂直掃描頻率也稱畫面更新頻率，意即顯示器在某一解析度下每秒可完成全畫面的掃描次數。 圖框反轉的訊號極性 圖框反轉的訊號波形 P5 二、線反轉 線反轉的驅動方式是在驅動液晶分子時，任一相鄰水平掃描線上液晶電容所被充電的電壓極性互為相反，此時的共通電極訊號變換頻率為Fh/2