液晶显示器知识

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《液晶基础知识》的部分内容.

一.液晶       

什么是液晶?通常的物质存在着三种体态: 即气态,液态和固态(晶体)。然而有一些有机物质在一定的温度和压强下呈现液体的流动性,同时又呈现固体 (晶体)的光学各向异性,人们称这种物质为液晶。从液晶的成分和出现液晶相的物理条件看,液晶可分为热致液晶和容致液晶两大类。目前用于显示器的液晶大多为热致液晶。从液晶分子排列结构上看,可以分为三大类:如图1 所示, 即a.向列相,b.胆甾相,c近晶相。

● 图1: 几种液晶分子排列图

二.液晶显示器件

         液晶在电场或温度的作用下,产生光学性能的变化, 称为“电光效应”和“热光效应”。液晶具有多种电光效应,如动态散射,扭曲效应,电光存储,相变效应,电控双折射,宾主效应等。目前广泛应用的扭曲效应 (电场型效应) 与动态散射 (电流型效应), 人们利用液晶的这些特性制作成液晶显示器件。下面介绍几种用电光效应制成的最常见的液晶显示器件:

1. 扭曲向列型(TN)效应液晶显示器件

   其结构如图2所示,敷有透明电极与液晶定向层的两片玻璃用胶粘合成夹层厚度为7μm

左右的盒,然后将正介电异相性液晶(Np)注入其中。液晶分子按定向层设定的方向沿玻璃表面平行排列,在排列方向上,上下玻璃之间的液晶分子连续扭转了90°。
     TN-LCD 结构图 (断面图)

 

     图3:透射型TN-LCD的显示动作原理

左边的图表示液晶处于非选通状态,即液晶盒的两片电极间不加驱动信号。液晶盒的液晶分子处平行于玻璃表面并上下扭曲90°的状态,一束入射自然光自上而下,通过上偏振片变为偏振光。通过液晶层并被液晶扭转90°,其方向正好与下偏振片偏振方向相同,所以能通过下偏振片,处于最下方的观察者观察到透过液晶盒的光线,这是不显示状态。

    右边的图表示液晶处于选通状态,即液晶盒的两片电极间加有驱动信号。液晶盒的液晶分子在电场力的作用下,均处沿电场力方向排列状态,一束入射自然光自上而下,通过上偏振片变为偏振光。一直通过液晶层(未被扭转),其方向正好与下偏振片偏振方向相垂直,所以光线不能通过下偏振片。处于最下方的观察者观察不到液晶盒的光线,所以加有电场的区域是没有光线通过的黑色区域,这就是显示状态。如果这加有电场的区域是一个汉字,这时下方的观察者便看到一个黑色的汉字。