显示用液晶材料的研究和应用
姓名：任明珠
班级：化学工程与工艺112
学号:201103322
显示用液晶材料的研究和应用
摘要：介绍液晶材料与显示之间的联系，综述了国内TN-LCD,STN-LCD,TFT-LCD等三种液晶显示材料研究及应用等方面的情况。
关键词：液晶材料；显示；研究应用
1888 年， F.Reinitzer 在测定有机化合物熔点时，发现某些有机化合物在熔化后经历了一个不透明的浑浊液态阶段，继续加热，才成为透明的各向同性的液体，这种浑浊的液体中间相具有和晶体相似的性质，随后德国人Lehmann(1855～1922年)用偏光显微镜证实了此中间相态具有光学各向异性，兼有液体的流动性和晶体的光学各向异性，故称为液晶（Liquid Crystal）。[1]
众所周知 ,物质除气态、液态和固态 3 种聚集状态外 ,还有等离子态、无定形固态、超导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式。如果一个物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性 ,而还保留取向有序性 ,它即处于液晶态。[2]根据液晶分子在空间排列的有序性不同 ,液晶相可分为向列型、近晶型、胆甾型和蝶型液晶态4类。
显示与液晶
液晶材料在显示方面的应用是人所共知的,大家熟悉的许多产品都离不开液晶 ,如液晶广告宣传牌、液晶计时钟表、液晶游戏机、液晶仪表计量、液晶传感器、液晶通讯设备、液晶计算机等等 ;或者我们日常生产中的许多电器带有液晶器件 ,如微波炉、空调、冰箱、洗衣机等都带有液晶器件。
随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工
作者合成并开发了一系列新材料。目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基( NCS基) 液晶, 含氟液晶、烷基桥链液晶、酯类液晶等。[7]
液晶材料在液晶显示器件的发展过程中起着十分重要的作用,随着液晶显示技术水平的提高,对液晶材料的性能提出了更高的要求。由表1 可见,每一种新的液晶显示方式的实现, 总是伴随着新的液晶材料的出现。显示用液晶主要具备的性能:
液晶性能的要求
( 1 ) 工作温度以室温为中心,范围要宽;
(2 ) 化学性能稳定,寿命长;
( 3) 良好的电光特性。[6]
表1LCD 和LC 的发展简史[8]
液晶分子结构、 材料物理性能与显示器件性能的关系
具有液晶特性的有机化合物很多, 但满足显示用的液晶材料并不多见。这是因为显示用的液晶材料必须满足宽工作温度范围、 低工作电压、微功耗、快速响应、高对比度、光电、化学的稳定性等要求。图 2 是显示用液晶材料分子结构与液晶材料物理性能和器件性能的关系图。[7]
★K 33 /K 11表示弹性系数比, ΔX 表示介电各向异性, Δn表示折射率各向异性, Z表示粘度, Tg表示玻璃化转变温度, TN I表示清亮点温度, S表示序参数。
图2显示用液晶材料的分子结构与材料物理性能、器件性能的关系[7]
目前, 各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多)稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有T N( 扭曲向列相)模式、HT N (高扭曲向列相) 模式、STN ( 超扭曲向列相) 模式、TFT (薄膜晶体管) 模式等。其中TFT 模式是近10年发展最快的显示模式。[3]
TN( Twist Nematic)-LCD扭曲向列型液晶材料
TN 型液晶材料的发展起源于1968 年, 当时美国公布了动态散射液晶显示( DSM -LCD) 技术。但由于提供的液晶材料的结构不稳定性, 使它们作为显示材料的使用受到极大的限制。1971 年扭曲向列相液晶显示器( T N -LCD) 问世后, 介电各向异性为正的TN -液晶材料便很快开发出来; 特别是1972年相对结构稳定的联苯腈系列液晶材料由Gray G等合成出来后, 满足了当时电子手表、计算器和仪表显示屏等LCD 器件的性能要求, 从而真正形成了TN -LCD 产业时代。TN -LCD 用的液晶材料已发展了很多种类。它们的特点是分子结构稳定,向列相温度范围较宽,相对黏度较低。不仅可以满足混合液晶的高清亮点、低黏度,而且能保证体系具有良好的低温性能。联苯环类液晶化合物的 n 值较大, 是改善液晶陡度的有效成分。嘧啶类化合物的K33/ K11 值较小,只有0. 60 左右,在TN -LCD 和ST N -LCD 液晶材料配方中,经常用它们来调节温度序数和 n 值。而二氧六环类液晶化合物是调节 多路驱动性能的必需成分。T N 液晶一般分子链较短, 特性参数调整较困难, 所以特性差别比
较明显[3]
TN-LCD用液晶材料主要分为普通TN、宽温TN、低阀值TN、第一极值点TN和HTN 液晶材料等。各类混合液晶的性能要求和实例见表1。[1]
STN( Super TN) -LCD超扭曲向列相型液晶材料
自1984 年发明了超扭曲向列相液晶显示器( ST N -LCD) 以来, 由于它的显示容量扩大, 电光特性曲线变陡,对比度提高, 要求所使用的向列相液晶材料电光性能更好, 到80 年代末就形成了STN -LCD 产业,其代表产品有移动电话、电子笔记本、便携式微机终端。ST N 型与T N 型结构大体相同, 只不过液晶分子扭曲角度更大一些,特点是电光响应曲线更好,可以适应更多的行列驱动。[3]
STN-LCD 用混晶材料一般具有以下性能:
(1)低粘度；
(2)大K33/K11值；
(3) Δn和Vth（阈值电压）可调；
(4)清亮点高于工作温度上限30^C以上。
混晶材料的调制往往采用“四瓶体系”。这调制方法能够独立地改变阈值电压和双折，而不会明显地改变液晶的其它特性。有关混配的基本方法已有文献报道.[4]酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD 用混晶材料的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100 种以上应用于混晶配方。这两类液晶粘度较低，液晶相范围较宽，适合配制不同性能的混晶材料。[4]STN-LCD用液晶材料主要由单晶化合物和手性添加剂混配而成。另外，聚酰亚胺(PI) 对液晶分子具有良好的取向性能，各种液晶显示器件一般都用(PI)作为取向膜。为了满足扭曲角不小于180` 的要求，STN-LCD要求取向剂具有较高的预倾角。[4]
STN-LCD 用液晶材料的特性参数一般在下列范围内：
TFT(Thin Film Transistor)-LCD薄膜晶体管液晶材料
随着薄膜晶体管( Thin Film Transistor,TFT ) 阵列驱动液晶显示( TFT- LCD )技术的飞速发展,近年来TFT- LCD 不仅占据了便携式笔记本电脑等高档显示器市场,而且随着制造工艺的完善和成本的降低,目前已向台式显示器发起挑战。由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子,消除了交叉失真效应,因而显示信息容量大;配合使用低粘度的液晶材料,响应速度极大提高,能够满足视频图像显示的需要。因此,TFT- LCD 较之TN型、STN 型液晶显示有了质的飞跃,成为21世纪最有发展前途的显示技术之一。[5]
T F T L C D 同样利用T N 型电光效应原理,但是T F T L C D 用液晶材料与传统液晶材料有所不同。除了要求具备良好的物化稳定性、较宽的工作温度范围之外,T F T L C D
用液晶材料还须具备以下特性
(1) 低粘度,2 0℃时粘度应小于3 5 m P a ·s ,以满足快速响应的需要;
(2) 高电压保持率( V.H.R ),这意味液晶材料必须具备较高的电阻率,一般要求至少
大于1 0^12Ω·cm ;
(3) 较低的阈值电压( v.th),以达到低电压驱动,降低功耗的目的;
(4) 与T F T L C D 相匹配的光学各向异性( △n),以消除彩虹效应,获得较大的对比度和广角视野.△n,值范围应在0.0 7 ~ o.n 之间,最好在0.0 8 ~ 0.1 左右.[5]
根据目前掌握的文献来看,在T F T L C D 配方中广泛使用的单体液晶的典型分子结构主要有下列几类，
其中R 为直链烷基或烷氧基;A 为单键,一CH2 CH2一、一C三C一等;X 为F、Cl、C F3、OCF3、OCHF2等。对这些典型分子结构加以分析,可以看出针对T FT- LCD 用液晶材料的合成设计趋势集中于以下几个方面:
( 1 ) 以氟原子或含氟基团作为极性端基取代氰基;
( 2 ) 在液晶分子侧链、桥键引人氟原子来调节液晶相变区间、介电各向异性等性能参数;
( 3 )含有环己烷,尤其是双环己烷骨架的液晶分子得到广泛重视;
( 4 ) 乙撑类柔性基团作桥键的液晶得到广泛应用。[5]
显示用液晶材料的趋势
随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工作者合成并开发了一系列新材料。目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基( NCS基) 液晶, 含氟液晶、烷基桥链液晶、酯类液晶等。研究较多的有源矩阵方式的LCD如TFT-
LCD因其具有优良的显示品质、均一的宽视角、可实现动态显示等特点而倍受人们关注。
TFT- LCD的驱动要求液晶材料的电阻率要高, 以保证电压保持率高, 粘度要小, 以保证快速响应。前已述及, 作为T FT- LCD方式的含氟液晶已得到开发。最近日本研究表明, 用重氢取代含氟液晶分子结构环己烷上的氢原子( D化) , 低温向列相稳定性有很大提高,清亮点温度和K33 /K11值有所降低, D化含氟液晶较未D化含氟液晶更适于T FT- LCD用。总之, 开发、合成混合液晶材料是寻找宽温度范围、低阈值、高对比度、快速响应液晶材料的重要途径。
参考文献
[1]李帅,任培兵,仲锡军,段二红,赵地顺.液晶材料[A],河北化工,2008,31(9)
[2]汪朝阳.液晶材料,化工时刊，2002，11
[3]徐晓鹏,底楠.液晶材料的分类、发展和国内应用情况[A],化工新型材料,2006,34(11)
[4] 杭德余,章于川,郑志.我国STN-LCD用液晶材料的研究和应用前景[A]，现代显示，
2002,32
[5] 李建,安忠维,杨毅. TFT LCD用液晶显示材料进展[A], 液晶与显示,2002,17(2)
[6] 显示用的液晶材料,译自< 应用物理》,V ol 4 0,N o5,1971,P 5 6 0一5 6 3
[7] 才勇,黄锡珉.显示用液晶材料,液晶与显示,1997,12（1）
[8] 徐寿颐. 显示用液晶材料的结构、性质及调制, 现代显示.4
显示材料行业因进入壁垒和附加值较高的特性，其行业利润水平在LCD 产业链中处于较高的位置，约为35-40%。从目前市场整体变动趋势看，由于下游面板大厂京东方科技集团股份有限公司、深圳市华星光电技术有限公司为代表的本土企业陆续建设了8.5代液晶面板线，使得大尺寸的电视面板供应有了一定的保障，拉动了液晶材料的需求和价格，未来液晶材料的行业利润仍将维持在一个均衡状态。单晶行业企业集中度一般，市场主要由中节能万润股份有限公司、西安瑞联新材料股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司、第三化成株式会社及相互薬工株式会社等企业占据。单晶行业中的企业较为分散，但能够提供高品质产品的主要生产企业数量较少，所生产的产品主要供应给下游高端客户。由于单晶的种类众多，且各供应商擅长的产品领域不同，因此主要生产企业之间的竞争程度一般。 OLED材料（中间体及升华前材料）行业集中度较高，市场主要由西安瑞联新材料股份有限公司、烟台九目化学制品有限公司、濮阳惠成电子材料股份有限公司、陕西莱特光电材料股份有限公司及广东阿格蕾雅光电材料有限公司等企业占据。OLED材料（中间体及升华前材料）行业中，能提供高端产品的企业较少，因此主要生产企业之间的竞争程度一般。医药中间体为高度定制化行业，产品完全根据下游客户的需求生产，没有被其他客户使用的可能性。因此，无可比竞争对手适用。 混合液晶材料生产企业的上游为液晶前端材料，包括液晶中间体和液晶单体。目前，国内外混合液晶材料生产企业所用的液晶前端材料主要来自于外购，液晶前端材料领域的公司主要包括：万润股份、永太科技、上海康鹏、江苏广域化学有限公司、烟台德润液晶材料有限公司、第三化成
一、概述 作为人机交互过程中最终获取信息的主要途径之一，显示器是信息装备的重要器件。在战场、海陆空三军的作战指挥、武器控制及信息处理系统中，无论是大型固定设施、运动机械还是便携式仪器，都必须配置显示器以便为使用者提供各种信息。例如，在飞行器座舱中，飞行员通过显示器获得关于超视距战术势态、本机状况、火控状态、导航等诸多信息。因此，显示器是现代战争中不可缺少的重要技术手段。 液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）通过改变电场中液晶分子的排列来调制来自背光灯的光强，从而达到显示信息的目的，通过在像素上加滤色片即可实现彩色显示。它具有以下突出的优点： （1）低电压 (3～5V)、微功耗(工作电流仅为μA/cm2量级)； （2）易于彩色化，在色谱上可准确复现，彩色失真极小； （3）工作时电磁辐射极微弱； （4）体积小、厚度薄，显示画面为纯粹的平面； （5）重量轻，相对于阴极射线管(CRT)而言具有突出的优势。 当然，液晶显示器也存在一定的不足，具体包括： （1）被动型显示，本身不发光，在黑暗环境下必须配外光源或背景光源；（2）视角较小； （3）亮度、响应速度、对比度较差； （4）多数产品工作温度范围不够宽（-30℃～+85℃）。 正因为液晶显示器独特的优点，从其问世之时起就引起了军方的关注，最早使用液晶显示器的是美国的海军航空飞行器。美国1983年就投资研制用于美国海军的轻型模块显示系统，并装备于F/A-18、F-14D战机，开创了有源矩阵液晶显示器（AMLCD）进入军用显示器件行列的先河。 不过，尽管AMLCD在平面度、重量、体积、构型等方面较之CRT具有优良的性能，但AMLCD尚不能广泛地应用，单从技术的角度看，还是因为AMLCD存在一定的不足并且尚未克服。为了使普通工业级甚至商用级的液晶显示器能够达到军用级要求。包括美国在内的世界各国军方，目前多采取对普通的十分成熟的商用AMLCD （多为薄膜晶体管液晶显示器—TFT-LCD）进行加固，有针对性地对其性能加以改善，使其满足军方对显示器的性能提出的具体要求。 不同的军种以及不同的应用场合对液晶显示器的要求各不相同，对于具体的应用场合，在满足性能要求的前提下，用户可以根据实际情况，适当考虑包括成本等在内的非技术因素，制定适宜的技术指标。 二、军事液晶显示器应用现状 按照有效显示尺寸划分，液晶显示器可分为微型液晶显示器（Micro LCD）和平板液晶显示器（Panel LCD），本文关注的是平板液晶显示器。 平板液晶显示器有效显示画面尺寸一般为5.2～19.6英寸，目前的军事显示器主
液晶显示材料研究现状 1基本概念与原理介绍 液晶是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广 泛应用在轻薄型的显示技术上。人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的 是电浆和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生，它们可以流动，又拥有结晶的光 学性质。液晶的定义，现在已放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为 正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。 同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感， 极有实用价值极有实用价值。 1.TN型液晶显示原理 TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简单。TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺利通过，整个电极面呈光亮。当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成 2.STN液晶显示原理 STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。 2应用领域 LCD产品制造涉及光学、半导体、电机、化工、材料等各项领域，上下游所需技术层面 极广，所以少有单一厂商能从材料到成品全部都做，因此各领域分工明显，上游材料包括玻 璃基板、ITO导电玻璃厂、偏光板、彩色滤光片、光源模块、液晶、半导体制造工序所需光
1 前言 1.1 实验目的 ①了解液晶材料的结构特点、制备方法与应用 ②掌握DCC法合成胆固醇丙酸（苯甲酸）酯液晶材料的操作技术 1.2 液晶概述 1.21 液晶的发现 液晶的发现可以追溯到1888年。据资料记载，液晶是在1888 年由奥地利的植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）发现的。他注意到，把胆甾醇苯甲酸酯晶体加热到145.5℃，晶体会熔化成为混浊粘稠的液体，145.5℃就是它的熔点。继续加热，当温度上升至178.5℃时，这混浊的液体会突然变成清亮的液体。开始他以为这是由于所用晶体中含有杂志引起的现象。但是，经过多次的提纯工作，这种现象仍然不变；而且这种过程是可逆的。第二年，德国物理学家莱曼（O·Lehmann）发现，许多有机物都可以出现这种情况。在这种状态下，这些物质的机械性能与各向同性液体相似，但它们的光学特性却与晶体相似，是各向异性的。这就是说，这时的物质具有强烈的各向异性物理特征，同时又像普通流体那样具有流动性。莱曼称之为液晶（Liquid crystal)。 1.22 什么是液晶 在不同的温度和压强下物体可以处于气相、液相和固相三种不同的状态。其中液体具有流动性。它的物理性质是各向同性的，没有方向上的差别。固体（晶体）则不然，它具有固定的形状。构成固体的分子或原子在固体中具有规则排列的特征，形成所谓晶体点阵。晶体最显著的一个特点就是各向异性。由于晶体点阵的结构在不同的方向并不相同，因此晶体内不同方向上的物理性质也就不同。 而液晶，因为它具有强烈的各向异性物理特征，同时又像普通流体那样具有流动性，处于固相和液相之间，所以它是物体的一种不同于以上三种物相的特殊状态。由于液晶相处于固相和液相之间，因此液晶相(mesophase)又称为中介相（介晶相），而液晶也称为中介物(mesogen)。 1.23 液晶的分类 众所周知，物质一般有气态、液态和固态三种聚集状态。其实，还有等离子态、无定形固态、超导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式。如果一个物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性，而还保留取向有序性，它即处于液晶态。 根据液晶分子在空间排列的有序性不同，液晶相可分为向列型、近晶型、胆甾型和蝶型液晶态四类。根据液晶相形成的条件不同，可分为热致液晶、溶致液晶和场致液晶。此外，还可根据液晶分子的大小来分，分为小分子液晶和高分子液晶。 1.24 液晶的性质 ①电光效应 动态散射：把某种向列型液晶放在两个特定的电极之间（电极间距离约为10微米），逐渐增加静电压。电压不是很大时（1V 左右），液晶对光仅仅进行镜面反射。当电压增大到某一阀值时（5V 左右），液晶在光的照射下会出现明暗相间的条纹。电压继续增大，到达另一阀值时，液晶会对光进行漫反射。 光轴的转动：分子轴按一定方向取向的向列型液晶和近晶型液晶都具有光学单轴性。在一般情况下光轴与分子轴方向一致。对这种液晶施加电场时，由于介电常
显示用液晶材料的研究和应用 姓名：任明珠 班级：化学工程与工艺112 学号:201103322
显示用液晶材料的研究和应用 摘要：介绍液晶材料与显示之间的联系，综述了国内TN-LCD,STN-LCD,TFT-LCD等三种液晶显示材料研究及应用等方面的情况。 关键词：液晶材料；显示；研究应用 1888 年， F.Reinitzer 在测定有机化合物熔点时，发现某些有机化合物在熔化后经历了一个不透明的浑浊液态阶段，继续加热，才成为透明的各向同性的液体，这种浑浊的液体中间相具有和晶体相似的性质，随后德国人Lehmann(1855～1922年)用偏光显微镜证实了此中间相态具有光学各向异性，兼有液体的流动性和晶体的光学各向异性，故称为液晶（Liquid Crystal）。[1] 众所周知 ,物质除气态、液态和固态 3 种聚集状态外 ,还有等离子态、无定形固态、超导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式。如果一个物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性 ,而还保留取向有序性 ,它即处于液晶态。[2]根据液晶分子在空间排列的有序性不同 ,液晶相可分为向列型、近晶型、胆甾型和蝶型液晶态4类。 显示与液晶 液晶材料在显示方面的应用是人所共知的,大家熟悉的许多产品都离不开液晶 ,如液晶广告宣传牌、液晶计时钟表、液晶游戏机、液晶仪表计量、液晶传感器、液晶通讯设备、液晶计算机等等 ;或者我们日常生产中的许多电器带有液晶器件 ,如微波炉、空调、冰箱、洗衣机等都带有液晶器件。 随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工 作者合成并开发了一系列新材料。目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基( NCS基) 液晶, 含氟液晶、烷基桥链液晶、酯类液晶等。[7] 液晶材料在液晶显示器件的发展过程中起着十分重要的作用,随着液晶显示技术水平的提高,对液晶材料的性能提出了更高的要求。由表1 可见,每一种新的液晶显示方式的实现, 总是伴随着新的液晶材料的出现。显示用液晶主要具备的性能: 液晶性能的要求 ( 1 ) 工作温度以室温为中心,范围要宽; (2 ) 化学性能稳定,寿命长; ( 3) 良好的电光特性。[6]
液晶显示技术与应用 液晶的发展史 1988年，奥地利植物植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer)发现了液晶，它是一个奇怪的有机化合物，分别有两个熔点，把它的固态晶体加热到145℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家莱曼（O.Lehmann)使用他亲自设计，在当时作为最新式的附有加热装置的偏光显微镜对这些脂类化合物进行了观察。他发现，这类白而浑浊的液体外观上虽然属于液体，但却显示出各向异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将其命名为“液态晶体”，这就是“液晶”名称的由来。莱尼泽和雷曼后来被誉为液晶之父。液晶自被发现后，人们并不知道它有何用途，直到1968年人们才把它作为电子工业上的的材料。 液晶是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物，一般最常用的液晶型式为向列液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。 1963年，RCA公司的威利阿姆斯发现了用电刺激液晶时，其透光方式会改变。5年后，同一公司的哈伊卢马以亚小组，发明了应用此性质的显示装置。这就是液晶显示屏（Liquid Crystal Display）的开端。而当初，液晶作为显示屏的材料来说，是很不稳定的。因此作为商业利用，尚存在着问题。然而，1973年，格雷教授（英国哈尔大学）发现了稳定的液晶材料（联苯系）。1976年，由SHARP公司在世界上首次，将其应用于计算器（EL-8025）的显示屏中，此材料目前已成为LCD材料的基础。
显示用液晶材料的研究和应用
姓名：任明珠 班级：化学工程与工艺112 学号:201103322 显示用液晶材料的研究和应用 摘要：介绍液晶材料与显示之间的联系，综述了国内TN-LCD,STN-LCD,TFT-LCD等三种液晶显示材料研究及应用等方面的情况。 关键词：液晶材料；显示；研究应用 1888 年， F.Reinitzer 在测定有机化合物熔点时，发现某些有机化合物在熔化后经历了一个不透明的浑浊液态阶段，继续加热，才成为透明的各向同性的液体，这种浑浊的液体中间相具有和晶体相似的性质，随后德
国人Lehmann(1855～1922年)用偏光显微镜证实了此中间相态具有光学各向异性，兼有液体的流动性和晶体的光学各向异性，故称为液晶（Liquid Crystal）。[1] 众所周知 ,物质除气态、液态和固态 3 种聚集状态外 ,还有等离子态、无定形固态、超导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式。如果一个物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性 ,而还保留取向有序性 ,它即处于液晶态。[2]根据液晶分子在空间排列的有序性不同 ,液晶相可分为向列型、近晶型、胆甾型和蝶型液晶态4类。 显示与液晶 液晶材料在显示方面的应用是人所共知的,大家熟悉的许多产品都离不开液晶 ,如液晶广告宣传牌、液晶计时钟表、液晶游戏机、液晶仪表计量、液晶传感器、液晶通讯设备、液晶计算机等等 ;或者我们日常生产中的许多电器带有液晶器件 ,如微波炉、空调、冰箱、洗衣机等都带有液晶器件。 随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工 作者合成并开发了一系列新材料。目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基 ( NCS基) 液
# 16 #陶瓷2009. No. 3 高分子液晶材料的应用及发展趋势 王瑾菲蒲永平杨公安杨文虎 ( 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021) 摘要液晶相是不同于固相和液相的一种中介相态。系统地阐述了液晶的发现、形成机制以及分类,简单介绍了液晶高分子的结构特点,介绍了主链型和侧链型液晶高分子研究的新进展,并对液晶在各个领域的应用研究和潜在性能进展作了简要的阐述。 关键词液晶高分子液晶研究进展 Application and the Development of Liquid Crystal Polymer Materials Wang Jinfei, Pu Yongping, Yang Gongan, Yang Wenhu( School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi. an, 710021) Abstract: Liquid crystal phase is different from the solid phase and an intermediate liquid phase. This paper described the discovery of the LCD, and the mechanism for the formation and classification, briefly introducd the liquid crystalline polymer structural, researched new progress of the main- chain and side- chain type liquid crystal polymer and indicated the application progress and potential properties of LCD in all fields. Key words: Liquid crystalline polymer; Liquid crystal; Study progress 1 液晶的发现 液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下形成的有序流体的总称。液晶的发现可以追溯到1888年,奥 地利植物学家 F Reinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂( Cho-l esteryl Benzoate, C6 H5 CO2 C27 H45 , 简称 CB) 晶体加热到145. 5 e 会熔融成为混浊的液体, 145. 5 e 就是该物质的熔点。继续加热到178. 5e,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。O Lehmann经过系统地研究指出,在一定的温度范围内,有些物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相[ 1]。 2 液晶高分子的分类 液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。一般聚合物晶体中原子或
光刻胶 photoresist 又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增 感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液 体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化 反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合 性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部 分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。 光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制 版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学 反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照 后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不 可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这 种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的 电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为 三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生 成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚 合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠 氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由 油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。③光交联型，采 用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其 分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成 一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典 型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。 感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限 制分辨率（见感光材料）的提高。为进一步提高分辨率 以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更 短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外 (＜250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀 胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1□m以下。 LCD生产线工艺及材料简介 LCD生产线工艺及材料简介 LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。当前LCD液晶显示器正处于发展的鼎盛时代，技术发展非常迅速，已由最初的TN－LCD（扭曲向列相），发展到STN－LCD （超扭曲向列相），再到当前的TFT－LCD（薄膜晶体管）。LCD现已发展成为技术密集、资金密集型的高新技术产业。液晶显示器主要由ITO导电玻璃、液晶、偏光片、封接材料（边框胶）、导电胶、取向层、衬垫料等组成。液晶显示器制造工艺流程就是这些材料的加工和组合过程。
原理 液晶的物理特性 液晶是这样一种有机化合物, 在常温条件下，呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性，因而称为“液晶”.在电场、磁场、温度、应力等外部条件的影响下，其分子容易发生再排列，使液晶的各种光学性质随之发生变化，液晶这种各向异性及其分子排列易受外加电场、磁场的控制.正是利用这一液晶的物理基础,即液晶的“电－光效应”,实现光被电信号调制，从而制成液晶显示器件.在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像. 液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。 彩色LCD显示器的工作原理 对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器需要采用的更加复杂的彩色显示器而言，还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常，在彩色LCD 面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或蓝色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。 CRT显示可选择一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以调整，但LCD屏只含有固定数量的液晶单元，只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。 TFT显示屏 LCD是液晶显示屏的全称:它包括了TFT,UFB,TFD,STN等类型的液晶显示屏。笔记本液晶屏常用的是TFT。TFT屏幕是薄膜晶体管,英文全称(ThinFilmTransistor),是有源矩阵类型液晶显示器,在其背部设置特殊光管,可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也是所谓的主动矩阵TFT的来历,这样可以大的提高反应时间,约为80毫秒,而STN的为200毫秒!也改善了STN闪烁(水波纹)模糊的现象,有效的提高了播放动态画面的能力,和STN相比,TFT有出色的色彩饱和度,还原能力和更高的对比度,太阳下依然看的非常清楚,但是缺点是比较耗电,而且成本也较高。 而LED显示器也属于液晶显示器的一种，LED液晶技术是一种高级的液晶解决方案，它用LED代替了传统的液晶背光模组。因为采用了固态发光器件，LED背光源没有娇气的部件，对环境的适应能力非常强，所以LED的使用温度范围广、低电压、耐冲击。而且LED 光源没有任何射线产生，低电磁辐射、无汞可谓是绿色环保光源。 LED与LED背光 目前市面上所谓的LED显示器，其实是“LED背光液晶显示器”；现在流行的液晶显示器，属于“CCFL背光液晶显示器”。所以此二者仍是液晶显示器，只是背光源不一样而
液晶的发展与应用 阮政霖 核工程与核技术2130302017 摘要了解液晶的发现、发展以及应用 关键词液态结晶态液晶显示屏相态 随着科学技术的发展，生活中的材料越来越多样化。而液晶正是一个十分神奇的材料，在生活中我们见到最多的应该是液晶显示屏。也正是这个材料使得很多东西变得轻便，也使我们的生活更加方便，就让我们来了解一下液晶的发展和应用。 1 液晶的发现 在1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的固态晶体加热到145℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal，即液晶。其实在这之前就有科学家发现了液晶类物质，以及液晶的奇妙性质，比如:在1850年普鲁士医生鲁道夫菲尔绍（Rudolf Virchow）等人就发现神经纤维的萃取物中含有一种不寻常的物质。而在1877年德国物理学家奥托·雷曼（Otto Lehmann）运用偏光显微镜首次观察到了液晶化的现象。在1883年3月14日植物生理学家斐德烈·莱尼泽（Friedrich Reinitzer）观察到胆固醇苯甲酸酯在热熔时有两个熔点。但是只有莱尼茨尔真正的重视了自己的发现并将它研究下去。发现液晶后，莱尼茨尔向德国物理学家雷曼请教。当时雷曼建造了一座具有加热功能的显微镜去探讨液晶降温结晶之过程，而从那时开始，雷曼的精力完全集中在该类物质。雷曼也在书籍《分子物理学》中，总结了自己的研究，并向后人提出了研究方法——显微镜学研究方法。 2 液晶的发展 20世纪化学家伏兰德（D. Vorlander）的努力由聚集经验使他能预测哪一类的化合物最可能呈现液晶特性，然后合成取得该等化合物质，于是雷曼关于液晶的理论被证明。 1922年法国人弗里德（G. Friedel）仔细分析当时已知的液晶，把他们分为三类：向列型（nematic）、层列型（smectic）、胆固醇（cholesteric）。 1930-1960年在G.Freidel之后，液晶研究暂时进入低谷，也有人说，1930-1960年期间是液晶研究的空白期。究其原因，大概是由于当时没有发现液晶的实际应用。但是，在此期间，半导体电子工业却获得了长足的发展。为使液晶能在显示器中的应用，透明电极的图形化以及液晶与半导体电路一体化的微细加工技术必不可缺。随着半导体工业的进步，这些技术已趋向成熟。 20世纪40年代开发出矽半导体，利用传导电子的n型半导体和传导电洞的p型半导体构成pn介面（pnjunction），发明了二极管和晶体管。在此之前，在电路中为实现从交流到直流的整流功能，要采用二极管，而要实现放大功能，要采用电子管。这些大而笨重的元件
TFT LCD用液晶显示材料进展 2003-4-18 摘要：列举了一批近年来得到开发应用的TFT LCD显示用液晶材料，并分析了其发展趋势。TFT LCD要求液晶材料具备高电压保持率、低粘度、低双折射率等特性，而传统的液晶材料无法满足上述要求。含氟液晶、环己烷类液晶、乙烷类液晶因其极性较低，分子粘度低，电阻率高，电压保持率高，在TFT LCD中得到广泛应用。初步阐明了其分子结构与物理性能之间的关系，为新型液晶分子设计配方设计提供了线索。 1 引言 随着薄膜晶体管（Thin Film Transistor,TFT）阵列驱动液晶显示（TET LCD）技术的飞速发展，近年来TFT LCD不仅占据了便携式笔记本电脑等高档显示器市场，而且随着制造工艺的完善和成本的降低，目前已向台式显示器发起挑战。由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子，消除了交叉失真效应，因而显示信息容量大；配合使用低粘度的液晶材料，响应速度极大提高，能够满足视频图像显示的需要。因此，TFT LCD较之TN型、STN型液晶显示有了质的飞跃，成为21世纪最有发展前途的显示技术之一。 2 TFT LCD用液晶材料的特点 TFT LCD同样利用TN型电光效应原理，但是TFT LCD用液晶材料与传统液晶材料有所不同。除了要求具备良好的物化稳定性、较宽的工作温度范围之外，TFT LCD用液晶材料还须具备以下特性: （1）低粘度,20℃时粘度应小于35mPa·s，以满足快速响应的需要; （2）高电压保持率（V.H.R），这意味液晶材料必须具备较高的电阻率，一般要求至少大于1012Ω·cm; （3）较低的阈值电压（Vth），以达到低电压驱动，降低功耗的目的; （4）与TFT LCD相匹配的光学各向异性（△n），以消除彩虹效应，获得较大的对比度和广角视野。△n值范围应在0.07～0.11之间，最好在0.08～0.1左右。 在TN、STN液晶显业中广泛使用的端基为氰基的液晶材料，如含氰基的联苯类、苯基环己烷类液晶，尽管其具有较高的△ε以及良好的电光性能，但是研究表明，含端氰基的化合物易于引入离子性杂质，电压保持率低；其粘度与具有相同分子结构的含氟液晶相比仍较高，这些不利因素限制了该类化合物在TFT LCD中的应用。酯类液晶具有合成方法简单、种类繁多的特点，而且相变区间较宽，但其较高的粘度导致在TFT LCD配方中用量大为减少。因此，开发满足以上要求的新型液晶化合物成为液晶化学研究工作的重点。 3 TFT LCD 用液晶材料简介 根据我们目前掌握的文献来看，在TFT LCD配方中广泛使用的单体液晶的典型分子结构主要有下列几类:
液晶显示技术毕业论文 目录 摘要 第1章绪论 1.1液晶显示发展趋势 1.2液晶显示部竞争 1.2.1 黑白和彩色STN的发展 1.2.2多晶硅TFT的诞生 1.2.3反射式液晶显示成为开发重点 1.3 液晶显示与各类显示的竞争 1.3.1驱动电压 1.3.2工作电流 1.3.3 功耗 1.3.4 亮度（对比度） 1.3.5 响应速度 1.3.6 灰度级别，色彩级别 1.3.7彩色化能力 1.3.8视角 1.3.9屏幕大小
1.3.10像素密度 1.3.11存储功能 1.3.12环境参数 1.3.13连接性能 1.3.14可靠性 1.3.15寿命 1.4 液晶显示如何应对挑战 1.4.1发挥特长优势 1.4.1.1发展反射式液晶显示 1.4.1.2提高像素密度 1.4.1.3改进工艺、降低成本 1.4.2 克服缺陷、推出新保持综合优势 1.5 小结 第2章薄膜晶体管液晶显示器工艺简介 2.1液晶(LC, liquid crystal)的分类 2.1.1.层状液晶(Sematic) 2.1.2.线状液晶(Nematic) 2.1. 3.胆固醇液晶(cholesteric) 2.1.4.碟状液晶(disk)
2.2液晶的光电特性 2.2.1.介电系数ε(dielectric permittivity) 2.2.2.折射系数(refractive index) 2.2. 3.其它特性 2.3偏光板(polarizer) 2.4上下两层玻璃与配向膜(alignment film) 2.5TN(Twisted Nematic) LCD 2.6Normally white及normally black 2.7STN(Super Twisted Nematic)型LCD 2.8TFT LCD(Thin film transistor liquid crystal display) 2.9彩色滤光片(color filter, CF) 2.10背光板(back light, BL) 2.11框胶(Sealant)及spacer 2.12开口率(Aperture ratio) 结论 参考文献 致谢 摘要
内蒙古科技大学 本科毕业论文 题目：液晶显示的原理及技术学生姓名： 学院： 专业： 班级： 指导教师： 二〇一二年三月
摘要 由于液晶显示技术相对于其他显示技术，具有低压微功耗、平板型结构、无眩光、不刺激眼睛、无电磁辐射和X射线辐射等优点，所以液晶显示已经进入到了我们生活的各个方面。本文主要介绍由液晶的产生发展到液晶显示应用原理及液晶显示技术的发展以及液晶显示技术的未来发展前景。 关键词：液晶；显示技术；发展；
The liquid crystal display technology compared with other display technologies, has low power consumption, a flat plate type structure, no glare, no irritation to the eyes, no electromagnetic radiation and X ray radiation and other advantages, so the liquid crystal display have already entered into every aspect of our lives. This paper mainly introduces the development by the liquid crystal into the liquid crystal display application principle and liquid crystal display technology development as well as the liquid crystal display technology development prospect in the future. Key words：Liquid crystal; Display technology; development
液晶可以分为三类： 1、近晶相液晶近晶相液晶分子分层排列，根据层内分子排列的不同，又可细分为近晶相A近晶相B等多种。层内分子长轴互相平行，而且垂直于层面液晶拼接屏。分子质心在层内的位置无一定规律。这种排列称为取向有序，位置无序。近晶相液晶分子间的侧向相互作用强于层间相互作用，所以分子只能在本层内活动，而各层之间可以相互滑动。 2.、胆甾相液晶 胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，是最早发现的一种液晶，其分子也是分层排列，逐层叠合。每层中分子长轴彼此平行，而且与层面平行。不同层中分子长轴方向不同，分子的长轴方向逐层依次向右或向左旋转过一个角度。 3.、向列相液晶 向列相液晶中，分子长轴互相平行，但不分层，而且分子质心位置是无规则的。 液晶显示面板的物理结构分类： (1)扭曲向列型(TN-Twisted Nematic)； (2)超扭曲向列型(STN-Super TN)； (3)双层超扭曲向列型(DSTN-Dual Scan Tortuosity Nomograph)； (4)薄膜晶体管型(TFT-Thin Film Transistor)。 1.TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也较其它技术来的简单。请参照下方的图片。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。广泛应用于入门级和中端的面板，在性能指标上并不出彩，不能表现16.7M色彩，并且可视角度有天然痼疾。市场上看到的TN面板都是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，同时色彩抖动技术的使用也使得原本只能显示26万色的TN面板获得了16.2M的显示能力。要说TN面板唯一胜过前面两种面板的地方，就是由于他的输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，致使它的响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品均采用的是TN面板。总的来说TN面板是优势和劣势都很明显的产品，价格便宜，响应时间能满足游戏要求使它的优势所在，可视角度不理想和色彩表现不真实又是明显的劣势。 2.STN型的显示原理与TN相类似。不同的是，TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180～270度。
液晶材料的发展和应用 1888 年，奥地利科学家F．Reinitzer 发现了液晶。20 世纪70年代初，H elfrich 和Schadt 利用利用扭曲向列相液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成显示元件，实现了液晶材料的产业化。显示产业被看作是继集成电路和计算机之后，电子工业又一次不可多得的发展机会，在一个国家的国民经济及信息化的发展中，起着举足轻重的作用。显示用液晶材料由多种小分子有机化合物组成，这些小分子的主要结构特征是棒状分子结构。现已发展出很多种类，如各种联苯腈、酯类、环己基(联)苯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙炔类、乙基桥键类和烯端基以及各种含氟苯环类等。随着LC D的迅速发展，近年还开发出多氟全氟芳环、以及全氟端基液晶化合物。 液晶材料的分类 根据液晶形成的条件可分为热致液晶和溶致液晶；按相态分类可分为向列相，近晶相和手性相。 1.溶致液晶，将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶,被称为溶致液晶。比如:简单的脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂等。溶致液晶广泛存在于自然界、生物体中,和生命息息相关,但在显示中尚无应用。 2.热致液晶，热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体结构,高温时则变为液体,这里的温度用熔点( TM) 和清亮点( TC ) 来标示。液晶单分子都有各自的熔点和清亮点,在中间温度则以液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶。在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相(SMECTIC) 、向列相(NEMATIC) 和胆甾相(CHOLESTERIC) 。 液晶材料的用途 目前,各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多) 稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有TN (扭曲向列相) 模式、HTN (高扭曲向列相) 模式、STN (超扭曲向列相) 模式、TFT (薄膜晶体管) 模式等。TN：计算器，电子表,仪器仪,表表盘,电话机,传真机，家用电器HTN：游戏机，电饭煲，早教机,车载系统STN：手机，MP4，MP3,电子词典，PDATFT：背投电视，电脑，手机，汽车导航仪。 液晶材料的合成 1.具有光合热的化学安定度以及使用寿命较长
Lcd液晶显示屏6大显示技术原理 TN-扭曲向列型 一种基于表面对齐的液晶产品，液晶分子在每片玻璃表面呈90度定向。以下面两种模式产生图像：正性和负性。正性模式提供白色底色和黑色笔段。负性模式提供黑色底色和白色笔段。 当两个偏光片沿垂直轴排列，如下左图，光线穿过导向层，并且沿着液晶分子的螺旋排列行进。光线被扭曲90度，从而使它通过底层过滤器。当施加电压后，液晶分子将改变它们的螺旋方式，光线就被底层过滤器阻挡，由于没有产生扭曲，这部分显示将呈现黑色。 复用率就是同时能显示的行数，比如，复用率为16，表示能同时显示16行的信息。 ETN-增强对比度的扭曲向列型 低成本的LCD技术，在LCD流体里面包含了染色剂，用于在负性模式下改进底色效果以增加显示对比度，像普通TN型的产品一样，只适用于1至1/4的低占空比的应用，最大可支持1/8的占空比，适用于宽温产品。 ETN类型的产品是用于需要高可读性（比如音响、空调控制器等）电子产品的理想解决方案。 HTN-高扭曲向列型 一种基于表面对齐的液晶产品，液晶分子在每片玻璃表面呈110度定向。 以下面两种模式产生图像： (1)正性和负性。正性模式提供白色底色和黑色笔段。 (2)负性模式提供黑色底色和白色笔段。 当两个偏光片沿垂直轴排列，如下左图，光线穿过导向层，并且沿着液晶分子的螺旋排列行进。光线被扭曲110度，从而使它通过底层过滤器。当施加电压后，液晶分子将改变它们的螺旋方式，光线就被底层过滤器阻挡，由于没有产生扭曲，这部分显示将呈现黑色。
STN-超级扭曲向列型 一种通过使用两种光学模式下的可调节性来实现驱动更多路数的包含更多信息内容的LCD显示技术，它采用双折射模式，一种比普通TN更好的，可以实现更高对比度以及更广显示视角的改良过的扭曲向列流体。 下图展示了一个比较典型的普通TN与STN的电压与透射光曲线的对比（通常情况下，更大的扭曲角度意味着更强的多路驱动能力）。图上的V90和V10分别代表了光线透过率从90%降到10%的电压变化。如下图所示，STN显示比TN显示有着更陡峭的曲线，这将给STN显示带来更高的多路驱动能力。（事实上，STN的开发主要就是为了克服TN显示在多路驱动时遇到的困难）。
在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED 数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 体积小、重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。
功耗低 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 10．8．1 液晶显示简介 ①液晶显示原理 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。 ②液晶显示器的分类 液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。 ③液晶显示器各种图形的显示原理: 线段的显示