LCD结构与显示原理.ppt

內容﹕ 1. 液晶顯示器的優點 2. 液晶顯示器的基本結構 3. LC材料及其物性 4. 液晶的光學基礎 5. 液晶顯示器件的電光特性 6. LCD顯示原理 7. 思考題﹕ 自1888年奧地利植物學家萊尼茨爾(F.Reinitzer)發現LC以來﹐已有100多年歷史﹐但LCD真正形成產業是在上世紀70年代末期﹐并至今得到了迅猛的發展﹐大有取代CRT霸主地位之勢。 其優點如下﹕ A) 平面型顯示﹐體積小﹐重量輕﹐便于攜帶. B) 低電壓(2~5V)﹐微功耗,工作電流几個微安。 C) 壽命長﹐一般 在5萬小時以上或5~10年﹐以工作電流大于原來的2倍為准。 D) 被動顯示﹐不怕光沖刷﹐外界光越強﹐顯示的內容越清晰。 E) 易驅動﹐可和大規模集成電路結合。 F) 無輻射﹐對人體無害﹐不易使眼睛疲勞。(CRT輻射相當嚴重。據醫學表明﹐每天用電腦 4~6小時﹐三年后得癌症的几率比其它人提高26%。) G) 易于實現彩色法。(濾色法和干涉法) 1. 液晶顯示器的優點﹕ 2. 液晶顯示器的基本結構﹕ 以TN型液晶顯示器為例。 上偏光片 玻璃 電極 導電材料 玻璃 下偏光片 LC層 電極 封框膠 結合精電實際情況﹐談談几種主要生產物料(如玻璃﹑偏光片﹑PI及導電料等)的組成及技朮參數。 設計要點﹕ 1) 盒厚5~10um,盒內充入正介電常數P型向列相LC. 2) 扭曲角度90度﹐入傾角2~3度。 3) Δnd滿足第一極小(0.48um)或第二極小(1.08um) 4) 偏光片偏光軸平行(常黑型)或垂直(常白型)﹐且入射基板上偏光片偏光軸相對于入射基板的摩擦方向平行或垂直。 反射層 PI 3. LC材料及其物性﹕ 3.1 LC分類﹕ 1) 熱致液晶--因溫度變化而破壞其晶格而形成的液晶。(向列相/近晶相/膽甾相) 2) 熔致液晶--因加入某種溶劑引起濃度變化而破壞晶格所形成的液晶。(肥皂水) 3.2 LC的基本結構﹕ Y,Y’為未端基團有R-(烷基)﹐RO-(烷氧基)﹐-CN(氰基)﹐-CF3等, 是構成液晶不可缺少的部分。 A為連接基團﹐有-CH2CH2-, -COO-, -C=C-等; B﹐B’為環體系。如苯環及 等 。 C/C’為側向基團﹐在顯示用液晶材料中很少見。 N N 3.3 液晶的應用物理特性(以向列相液晶為例)﹕ 3.3.1 液晶的介電各向異性(Δε )﹕液晶材料的最基本電參數。決定液晶分子在電場中的行為. 因液晶分子是極性分子﹐沿長軸和短軸方向表現不同的空間各向異性。 Δε= ε(平行)--ε(垂直) 可正可負。取決于液晶分子永久偶極矩和分子長軸間夾角的大小。當 Δε0時﹐液晶分子沿電場方向取向(p型)﹔當 Δε0時﹐液晶分子垂直電場方向取向(n型)﹐在LCD驅動中決定閾值電壓(Vth)和響應速度。在低頻電場中﹐混合液晶介電各向異性具有加和性。但在高頻電場中﹐由于永久偶極矩的變化跟不上電場的變化﹐所以ε(平行)可能小于ε(垂直)使介電各向異性0。這一點是雙頻驅動的基礎。 3.3.2 液晶的雙折射性﹕ 液晶是一種各向異性物質﹐在光學是類似于單軸晶體﹐其光軸沿著液晶的指向矢方向﹐所以光在液晶中傳播時會發生雙折射(birefringence),但當入射光方向與分子軸方向平行時﹐則不產生非常光。我們把不產生雙折射的方向軸稱為光軸。 對于向列相液晶﹐當光在液晶中傳播時﹐若非常光折射率(ne)大于尋常光折射率(no),這表明光在液晶中傳播的速度存在ve vo,即尋常光的傳播速度快﹐這種液晶在光學上稱為正光性材料。如果液晶的光軸用指向矢描述時﹐ 有n∥= ne, n⊥= no, Δ n(折射率各向異性)= n∥- n⊥= ne- no