三大显示技术——液晶、等离子、OLED要点.pdf

三大显示技术——液晶、等离子、 OLED 第一章 液晶显示——独霸一方 1、简介 液晶显示器件（ LCD）是利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下 对外照光进行调制而实现显示的。 液晶显示是一种被动的显示， 它不能发光， 只能使用周围环境的光。 它显示 图案或字符只需很小能量。正因为低功耗和小型化使 LCD成为较佳的显示方 式。 液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物， 它的棒 状结构在液晶盒内一般平行排列，但在电场作用下能改变其排列方向。 2、基本知识 液晶的定义 液晶是液态晶体的简称。 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的的晶态。 液晶分为两大类： 溶致液晶 和热致液晶。 前者要溶解在水中或有机溶剂中才显示出液晶状态， 而后者则要在 一定的温度范围内呈现出液晶状态。作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。 显示用的液晶都是一些有机化合物， 液晶分子的形状呈棒状很像 “雪茄烟”。 宽约十分之几纳米， 长约数纳米， 长度约为宽度的４～８倍， 液晶分子有较强的 电偶极矩和容易极化的化学团， 由于液晶分子间作用力比固体弱， 液晶分子容易 呈现各种状态， 微小的外部能量一—电场、 磁场、 热能等就能实现各分子状态间 的转变，从面引起它的光、电、磁的物理性质发生变化，液晶材料用于显示器件 就是利用它的光学性质变化， 一般情况下单一液晶材料， 即单质液晶满足不了实 用显示器件的性能要求， 显示器件实际使用的液晶材料都是多种单质液晶的混合 体。 液晶的分类 热致液晶可分为近晶相、向列相和胆甾相三种类型，如图所示。 近晶相（ Smectic Liquid Crystals ）液晶分于呈二维有序性，分子排列成 层，层内分子长轴相互平行，排列整齐，重心位于同一平面内，其方向可以垂直 层面，或与层面成倾斜排列， 层的厚度等于分子的长度， 各层之间的距离可以变 动，分子只能在层内前后、左右滑动，但不能在上下层之间移动。近晶相液晶的 粘度与表面张力都比较大，对外界电、磁、温度等的变化不敏感。 向列相（ Nematic Liquid Crystals ）液晶分子只有一维有序，分子长轴互 相平行，但不排列成层，它能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持 相互平行或近于平行， 分子间短程相互作用微弱， 向列相液晶分子的排列和运动 比较自由，对外界电、磁场、温度、应力都比较敏感，目前是显示器件的主要材 料。 胆甾相（ Cholesteric Liquid Crystals ）液晶是由胆甾醇衍生出来的液晶， 分子排列成层， 层内分子相互平行， 分子长轴平行于层平面， 不同层的分子的分 子长轴方向稍有变化， 相邻两层分子， 其长轴彼此有一轻微的扭角 （约为１５角 分），多层扭转成螺旋形，旋转 3600 的层间距离称螺距，螺距大致与可见光波 长相当，胆甾相实际上是向列相的一种畸变状态， 一定强度的电场、 磁场也可使 胆甾相液晶转变为向列相液晶。 胆甾相易受外力的影响， 特别对温度敏感， 温度 能引起螺距改变， 而它的反射光波长与螺距有关， 因此，胆甾相液晶随冷热而改 变颜