液晶显示材料
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液晶显示材料液晶显示技术是一种利用液晶材料来实现图像显示的技术。
液晶显示器广泛应用于电视、计算机显示器、智能手机和平板电脑等产品中。
液晶显示材料是液晶显示技术的核心,其性能直接影响到显示器的清晰度、色彩还原度和响应速度等方面。
在液晶显示材料的发展过程中,经历了多种类型的材料,包括液晶分子、液晶聚合物和无机液晶材料等。
液晶分子是液晶显示材料的最早应用形式之一。
它是一种具有特殊结构的有机分子,可以在电场的作用下改变其排列状态,从而实现光的透过或阻挡。
液晶分子材料具有响应速度快、刷新频率高和功耗低的优点,但其制备工艺复杂、成本较高,且易受温度影响,限制了其在大尺寸显示器上的应用。
液晶聚合物是近年来液晶显示材料的新兴发展方向。
它是将液晶分子与聚合物材料结合,形成一种新型的液晶材料。
液晶聚合物材料具有响应速度快、可制备大面积、柔性化等优点,可以应用于柔性显示器、透明显示器等领域。
然而,液晶聚合物材料的制备工艺尚不够成熟,其性能稳定性和可靠性有待提高。
无机液晶材料是液晶显示材料的又一重要形式。
它是利用无机晶体材料制备的液晶显示材料,具有优异的光学性能和稳定性。
无机液晶材料可以实现高分辨率、高对比度和宽视角等特点,适用于高端显示器和专业显示领域。
然而,无机液晶材料的制备成本较高,限制了其在大规模应用中的竞争力。
综合而言,液晶显示材料的发展方向将是向高分辨率、高对比度、高刷新率和柔性化方向发展。
未来,液晶显示材料将更加注重环保、节能和可持续发展,同时不断提高其制备工艺和成本效益。
液晶显示材料的不断创新和发展,将推动液晶显示技术在各个领域的广泛应用,为人们带来更加清晰、生动的视觉体验。
手机液晶显示触摸屏的原材料触摸屏的种类1、电阻式触摸屏这种触摸屏利用压力感应进行控制。
电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。
当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X 和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。
控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。
这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。
电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:A、ITO,氧化铟 [yīn],弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(1埃=0.1纳米=10的-10次方米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。
ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。
B、镍[niè]金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。
镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触摸屏的工作面,因为它导电率高,而且金属不易做到厚度非常均匀,不宜作电压分布层,只能作为探层。
1.1四线电阻屏四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压:一个竖直方向,一个水平方向。
总共需四根电缆。
特点:高解析度,高速传输反应。
表面硬度处理,减少擦伤、刮伤及防化学处理。
具有光面及雾面处理。
一次校正,稳定性高,永不漂移。
1.2五线电阻屏五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上,而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。
液晶的材料
液晶是一种特殊的物质状态,具有既有固态晶体的规则排列,又具有液态分子的流动性质。
液晶的材料主要由有机分子和无机分子组成,材料种类繁多,常见的有三维液晶、二维液晶和层状液晶等。
三维液晶是指分子排列呈等方向性,没有规则的排列结构。
它通常由有机化合物构成,具有较高的透明度和较低的粘度。
三维液晶常用于制造电视机和计算机显示屏等大型平面显示器件。
二维液晶是指分子排列呈二维结构,分子在水平方向有序排列,垂直方向没有规则结构。
常见的二维液晶材料有磷酸铷和磷酸锂等。
这类液晶材料通常具有较低的粘度和较快的响应速度,适用于制造智能手机、平板电脑等移动设备的显示器。
层状液晶是指分子呈层状排列,每一层的分子都在平面上有序排列,层与层之间没有规则的排列结构。
层状液晶常用的材料有蒙脱石和其他层状矿物等。
层状液晶材料具有较高的透明度和较好的光泽度,适用于制造高分辨率的电子书显示器和平面打印机等。
液晶材料的选择主要基于它们的光学性质、电学性质和物理性质等方面的考虑。
光学性质包括透射率、消光率、对偏振光的旋光等;电学性质包括导电性、带电传输性、电滞回线性等;物理性质包括粘度、分子自旋等。
通过选择不同的液晶材料和调整它们之间的相互作用,可以制造出具有不同性能的液晶显示器件。
液晶显示技术的发展不仅推动了电子显示器件的进步,也广泛应用于生物医学、光电通信和光电存储等领域。
在未来,随着研究不断深入和材料技术的不断创新,液晶材料将会在更多领域发挥重要作用。
第一章LCD三大主材第一节导电玻璃1.导电玻璃导电玻璃,是在普通玻璃的一个表面镀有透明导电膜的玻璃。
最常用的导电玻璃是氧化铟锡玻璃,通常简称为ITO玻璃。
根据用途,衬底玻璃的不同,ITO玻璃可分为两种结构,如图所示:玻璃材料为钠钙玻璃,这种玻璃衬底与ITO层之间要求有一层二氧化硅(SiO2)阻挡层,其作用是阻挡玻璃中的钠离子的渗透,以防止对器件性能产生影响。
玻璃衬底用无钠硼硅玻璃,ITO层结构就可以不必存在SiO2层。
2. 导电玻璃参数2.1.透光率在可见光范围内的透光率在80%以上。
ITO玻璃的透光率影响因素有:玻璃材料、ITO厚度、折射率.2.2.面电阻ITO膜导电性能采用的指标是方块电阻,用R□表示。
R□与ITO的体电阻率及ITO膜厚有关。
如下图是电流平行经过ITO膜层的情形。
图中,d为膜厚;I为电流;L1为膜层在电流方向上的长度;L2为膜层在垂直电流方向的长度。
当电流流过上图所示的方形导电膜层时,该层的电阻为:L1R=ρL1dL2膜膜玻璃衬底2式中,p ρ为导电膜的体电阻率。
对于给定的膜厚层,p 和d 可以认为是不变的定值,当L 1=L 2时,即为正方形的膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值p/d ,这就是方块电阻的定义,即式中,R □单位为:(Ω/□)。
方块电阻通常用四探针测试仪来测定。
2.3.平整度平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度。
平整度可用h/L 表示, 为在长度L 的范围内,表面最高点与最低点的差值为h.如图所示:ITO 玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量, 对STN 液晶显示器的影响更大。
一般TN LCD 用玻璃要求平整度小于0.5um/20mm ,STN LCD 用玻璃要求平整度小于0.05um/20mm 。
2.4 机械性能、化学抗蚀与抗热性能导电玻璃整体要有足够的机械强度,易于生产。
ITO 膜能抗强碱 ,易被酸腐蚀。
温度升高,面电阻增大。
与LCD 相关的不良品有: 对比度不均(uneven contrast ),底色(彩虹)(homogeneity/rainbow),化字(blooming),崩、裂( chip glass)公司现有的导电薄膜种类:ITO 玻璃、PET 导电膜.第二节. 液晶材料1. 液晶的基本概念液晶为一种新的物理相态。
液晶单体材料引言液晶单体材料是液晶显示技术的关键组成部分。
液晶显示技术在电子产品中得到了广泛应用,如平板电视、手机屏幕等。
液晶单体材料的性能直接影响着显示设备的图像质量、响应速度和能耗等方面。
本文将对液晶单体材料的种类、性质以及应用进行全面、详细、完整且深入地探讨。
一、液晶单体材料的种类液晶单体材料可以分为两大类:有机液晶单体和无机液晶单体。
1. 有机液晶单体材料有机液晶单体材料是由有机分子构成的,其分子结构通常由若干芳香环和侧链组成。
常见的有机液晶单体材料有三种类型:扁平型液晶单体、柱状型液晶单体和球形型液晶单体。
1.1. 扁平型液晶单体扁平型液晶单体具有扁平的分子结构,分子之间的相互作用力较弱。
它们适用于制作快速响应的液晶显示器件。
常见的扁平型液晶单体有:C8、C9、C10等。
1.2. 柱状型液晶单体柱状型液晶单体具有柱状的分子结构,分子之间的相互作用力较强。
它们适用于制作高对比度的液晶显示器件。
常见的柱状型液晶单体有:5CB、6CB、7CB等。
1.3. 球形型液晶单体球形型液晶单体具有球形的分子结构,分子之间的相互作用力较大。
它们适用于制作高温液晶显示器件。
常见的球形型液晶单体有:D8、D9、D10等。
2. 无机液晶单体材料无机液晶单体材料是由无机物质构成的,其分子结构通常由金属离子和配体组成。
无机液晶单体材料具有优异的光电性能,但由于其制备难度较大,应用相对较少。
常见的无机液晶单体材料有:钙钛矿、硫化物等。
二、液晶单体材料的性质液晶单体材料的性质直接影响着液晶显示器件的性能,主要包括光学性质、电学性质和热学性质。
1. 光学性质液晶单体材料具有良好的透光性和吸光性,在外界电场或光场的作用下会产生偏振现象。
它们的光学性质可以通过吸光光谱、偏光显微镜等工具进行表征。
2. 电学性质液晶单体材料具有较高的电阻率和电容率,可以通过外加电场调控其偏振状态。
电学性质的研究可以通过电流-电压特性曲线、电容-电压特性曲线等来表征。
液晶材料的种类特性及其应用液晶材料是一类特殊的有机分子化合物或无机化合物,其具有一定的结晶性和流动性,可在一定的温度范围内异向地流动,同时具有电光性和热致性等特殊性质。
液晶材料广泛应用于液晶显示器、液晶电视、液晶电子墨水、液晶投影等领域。
根据液晶材料的分子排列方式,液晶材料可分为向列型(nematic)、粒晶型(smectic)、柱状型(columnar)和螺旋型(cholesteric)等不同种类。
1.向列型液晶材料:向列型液晶材料的分子排列呈现出一定的有序性,并且分子长轴大致保持垂直于液晶层面的状态。
向列型液晶材料具有快速的响应速度和良好的透明度,广泛应用于各种液晶显示器。
2.粒晶型液晶材料:粒晶型液晶材料的分子排列呈现出更有序的结构,形成层状结构。
粒晶型液晶材料具有机械强度高、导热性好、观察视角宽等特点,广泛用于液晶电子墨水和生物传感器等领域。
3.柱状型液晶材料:柱状型液晶材料的分子排列呈现出柱状的结构,分子间形成长程有序的堆积。
柱状型液晶材料具有高导电性和较好的电子输运性能,广泛用于有机太阳能电池和有机场效晶体管等领域。
4.螺旋型液晶材料:螺旋型液晶材料的分子排列呈现出一定的螺旋结构,形成螺旋向列型的液晶相。
螺旋型液晶材料具有结构色、光子晶体和布里渊散射等特性,广泛应用于光纤传感器和光学滤波器等领域。
液晶材料在液晶显示器和其他液晶设备中有广泛的应用。
液晶显示器是液晶材料最常见的应用之一,以便捷而高效的方式在屏幕上产生图像。
液晶电视、电脑显示器和手机屏幕都是以液晶材料为基础制造的。
液晶电子墨水则在电子书和电子纸等领域得到了广泛应用,具有较高的可读性和低功耗的优势。
液晶投影机则可以将图像以高清晰度投射到屏幕上。
此外,液晶材料还广泛用于光学信息存储、光学滤波器、光纤传感器、光学测量仪器和光子晶体等领域。
液晶材料还可以制成电子调制器件、电子窗帘和可变透明材料等,具有使窗户自动调节透光度和保护隐私的功能。
液晶显示材料
液晶显示材料是一种用于制造液晶显示器的重要材料。
液晶显示器是现代科技中最常见的显示设备之一,广泛应用于各种电子产品中,如电视、计算机显示器、手机等。
目前主流的液晶显示材料主要有n型液晶和p型液晶两种。
n型液晶是一种双偏振剪切型液晶,其分子结构中含有大量束
缚电子。
在电场作用下,束缚电子会形成长序有序排列的结构,从而改变液晶分子的排列方式,实现光的透射与反射。
n型液
晶通常具有快速响应速度和高透光率的特点,适用于动态显示。
p型液晶是一种非常稳定的液晶材料,其分子结构中含有大量
自由电子。
在电场作用下,自由电子会形成长序有序排列的结构,实现光的透射与反射。
p型液晶通常具有较低的响应速度
和较高的透光率,适用于静态显示。
除了n型液晶和p型液晶,还有其他一些液晶显示材料常用于制造液晶显示器。
例如,手电筒液晶材料常用于制造手机和手持设备的显示屏。
它具有较高的亮度和对比度,并且能够实现高速响应和低功耗。
另外,电子书液晶材料常用于制造电子书和电子阅读器的显示屏。
它能够实现高亮度、高对比度和高分辨率的显示效果,适合长时间阅读。
总的来说,液晶显示材料是液晶显示器的核心组成部分,直接影响液晶显示器的显示效果和性能。
随着科技的不断进步,液晶显示材料的研发也在不断创新和改进,以提高显示器的色彩
表现、对比度、亮度和视角等方面的性能。
同时,科学家们也在不断探索新的液晶显示材料,如有机光电材料、纳米液晶材料等,以期望未来的液晶显示器能够实现更高的分辨率、更广的色域和更低的功耗。
液晶材料及显示技术研究第一章:背景介绍液晶显示技术是一种利用液晶分子的光学性质来显示图像的技术,它已经成为了当今电子娱乐行业的主流技术。
液晶技术主要分为TN、STN、TFT等类型,在显示器、电视等领域得到广泛的应用。
随着人们对视觉体验需求的不断提高,人们对液晶显示技术在颜色还原、反应速度、低功耗等方面的要求也不断增加。
为了满足这些要求,液晶显示材料也在不断的创新和研发。
目前液晶材料主要分为低分子液晶和高分子液晶两种,这两种液晶材料在不同的应用场合有着不同的优势。
本文将主要介绍液晶材料及其在显示技术中的运用,探讨其未来的发展趋势和应用前景。
第二章:液晶材料介绍液晶分子是具有一定有序性的有机分子,它们的化学结构和物理性质决定了它们的光学性质。
液晶分子能够调节光的传播路径和偏振状态,从而实现图像的显示。
液晶材料主要分为低分子液晶和高分子液晶。
低分子液晶分子结构单一,具有较好的电光性能和反应速度,是目前应用最广泛的液晶材料,但其复杂的制备流程和较高的成本限制了其进一步的应用。
高分子液晶分子结构多样,可以通过小分子液晶分子的修饰来改进其性能,同时具备低成本、易制备等优势。
但由于分子结构复杂,其电光性能较低,需要进一步的改进。
随着对显示技术在颜色还原、反应速度、低功耗等方面要求的不断提高,在液晶材料的研究领域也出现了很多创新性的成果。
比如,分子设计、功能化材料、辅助材料等领域的技术创新,不断地拓宽了液晶材料应用范围。
第三章:液晶显示技术液晶显示技术是利用液晶分子在电场作用下的电光效应,控制光的传播路径和偏振状态,从而实现图像的显示。
根据液晶技术的不同类型,可以分为TN、STN、TFT等类型。
TN(Twisted Nematic)液晶技术是最早应用于液晶产品中的一种液晶技术。
TN液晶技术结构简单,制造成本较低。
但其水平/垂直视角极度狭小,色彩还原度较低,限制了其在高端产品中的应用。
STN(Super Twisted Nematic)是TN液晶技术的改进型。
液晶材料在显示技术中的应用研究液晶材料是一种特殊的物质,具有很多独特的性质和应用。
其中,液晶材料在显示技术中的应用研究也越来越受到广泛的关注。
本文将从液晶材料的基础性质、液晶显示器的原理、液晶材料在显示技术中的应用等多个方面来进行探讨。
一、液晶材料的基础性质液晶材料是一种介于固体和液体之间的物质。
它具有很多独特的性质,其中最重要的是其分子结构的长程有序性。
液晶材料分为向列型液晶、螺旋型液晶、热致变色液晶等多种类型。
这些液晶材料具有各自不同的物理、化学性质。
在液晶材料中,分子之间的排列方式是有序的,但是在空间上只是部分有序。
这种长程有序性使得液晶材料具有许多特殊的性质,其中最重要的就是其光学性质。
二、液晶显示器的原理液晶显示器是一种新型的显示技术,它利用了液晶材料的特殊性质而得以实现。
液晶显示器的原理是,利用液晶材料的电光效应和偏振片的作用来实现光的调制和显示。
液晶显示器主要由两个玻璃基板、液晶材料以及控制电路组成。
其中液晶材料填充在两个玻璃基板之间。
在液晶材料的两侧加上偏振片,并且两个偏振片的方向垂直,这时若给液晶材料加上电场,则液晶分子会发生排列,并使偏振的方向产生旋转,从而得到不同的光强度。
三、液晶材料在显示技术中的应用1. 液晶显示器液晶显示器可以说是目前应用最广泛的液晶材料产品。
它已经在电子产品、计算机、通讯等领域得到广泛应用。
液晶显示器具有功耗低、分辨率高、体积小等优点,越来越多的人开始用液晶显示器代替传统的显像器件。
2. 液晶投影仪液晶投影仪是一种利用液晶显示原理制作的显示技术产品。
液晶投影仪具有分辨率高、长寿命、颜色还原度高的优点,可以广泛应用于商业、教育、舞台演出等领域。
3. 液晶电视液晶电视是一种新型的电视产品,利用液晶显示原理制作。
液晶电视具有分辨率高、功耗低、颜色还原度高等优点,越来越多的家庭开始使用液晶电视代替传统的CRT电视。
4. 液晶材料在量子点显示技术中的应用液晶材料在新型领域的应用也得到了大量的研究。
液晶显示材料
摘要介绍了液晶的结构类型,液晶分子的光电效应,实现液晶显示的偏振片透光原理,包括扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)、薄膜晶体管型(TFT)液晶显示的异同,可用于液晶显示的有机材料,以及液晶显示材料的产业现状及发展趋势。
关键词液晶原理有机材料
在过去的十多年内,信息技术的空前发展宣告了第三次工业革命的来临。
网络时代的出现,移动电话及电子贸易的蓬勃发展,所有这些新技术革命的诸多方面已经造就了一个信息时代的21世纪。
信息的捕捉、控制、储存、传输和显示已同人类知识的增长和生活质量的改善密切地联系在一起。
在这样的信息社会时代,信息材料,尤其是信息显示材料及器件显得尤为重要。
目前市场上的显示器件主要有阴极射线管(CRT)、等离子显示屏(PDP)、液晶显示器(LCD)和发光二极管(LED)等。
它们都有着不同程度的缺陷,如CRT体积大,不能实现平面显示;PDP功耗大;LED难以实现蓝色显示,分辨率低;刚走出实验室的OLED技术目前还不是很成熟,稳定性及寿命急待解决。
而LCD随着技术的进步,工艺的完善以及成本的降低,受到越来越多的青睐[1~3]。
LCD是一种靠液晶态物质的液晶分子排列状态在电场中改变而调制外界光的平板显示器。
通常LCD主要可划分为TN(扭曲向列型)、STN(超扭曲向列型)、TFT(薄膜晶体管型)等。
本文简要介绍液晶的类型,液晶显示的基本原理以及可用于液晶显示的有机材料,并作出展望。
1 液晶简介
1888年,奥地利植物学家莱尼茨尔在做加热胆甾醇苯甲酸脂结晶的实验时发现:在145.5℃时,结晶凝结成浑浊黏稠的液体,加热到178.5℃时,形成了透明的液体,德国物理学家莱曼用偏光显微镜观察时,发现这种材料有双折射现象,他阐明了这一现象并提出了“液晶”这一学术用语。
液晶分为2类:(1)热致液晶,即采用降温的方法,将熔融的液体降温,当降温到一定程度后分子的取向有序化,从而获得液晶态。
(2)溶致液晶,即有机分子溶解在溶剂中,使溶液中溶质的浓度增加,溶剂的浓度减小,有机分子的排列有序而获得液晶。
构成液晶态的结构单元主要有:棒状分子、盘状分子、由长链或盘状分子连接而成的柔性长链聚合物、以及由双亲分子自组装而成的膜。
液晶有3种结构类型:(1)向列型:分子倾向于沿特定的方向排列,存在长程的方序,分子的质心位置分布却是杂乱无章的,不存在长程的位置序,表现出液体的特征,具有流动性。
(2)胆甾型:在胆甾相中,长型分子是扁平的,依靠端基的相互作用,依次平行排列成层状。
它们的长轴在平面上,相邻两层间分子长轴的取向规则地扭转在一起,角度的变化呈螺旋型。
(3)近晶型:棒状分子相互平行地排列成层状结构,分子的长轴垂直于层面,在层内,分子的排列具有二维有序性,分子的质心位置排列则是无序的,分子只能在本层内活动,在层间具有一维平移序,层间可以相互滑移。
2 液晶显示的基本原理
2.1 液晶分子的光电效应
液晶分子大多由棒状或碟状分子形成,所以与分子长轴平行或垂直方向的物理特征会有所差异,这就是液晶分子结构的异方性。
由于液晶分子结构的异方性,所以液晶分子在介电系数和光电系数等光电系数上都具有异方性。
2.2 偏振片透光原理
偏振片只允许偏振方向与它的偏振化方向平行的光透过,如果让两个偏振片的偏振化方向相互垂直,由于第一次出射光的偏振方向与第二个偏振片的偏振化方向垂直,光不能通过第二个偏振片。
把液晶放在两个偏振片之间,在向列型液晶中,棒状分子的排列是彼此平行的。
如果上下两玻璃棒定向是彼此垂直的,液晶分子将采取逐渐过渡的方式被扭转成螺旋状。
如果有光线进入,通过第一个偏振片后,将被液晶分子逐渐改变偏振方向。
由于光线沿着分子排列的方向传播,光线最终将从另一端射出。
如果两玻璃板之间加上电压,分子排列方向将与电场方向平行,光线由于不能扭转将不会通过第二个极板。
液晶显示器就是利用这一特性,在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶,利用电场控制液晶的转动,不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度。
而对于TN型液晶、STN型液晶以及TFT型液晶,各自的显示原理又不尽相同。
2.2.1 TN型液晶
将向列型液晶夹在两片玻璃中间,这种玻璃的表面上先镀有一层透明导电薄膜ITO(氧化铟锡)以作电极之用,然后在有薄膜电极的玻璃上涂取向层PI(聚酰亚胺),以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面的方向排列。
液晶的自然状态具有90°的扭曲,利用电场可使液晶分子旋转,液晶的双折射率随液晶的方向而改变,结果偏振光经过TN型液晶后偏振方向发生转动。
只要选择适当的厚度使偏振光的偏振方向刚好改变90°,就可利用两个平行偏光片使得光完全不能通过。
而足够大的电压又可以使得液晶方向与电场方向平行,这样光的偏振方向就不会改变,光就可通过第二个偏光片。
2.2.2 STN型液晶
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°,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180°~270°。
单纯的TN液晶显示器本身只有黑白两种情形,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。
如果在单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片,并将单色显示像素分成3个子像素,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。
2.2.3 TFT型液晶
在玻璃基片上沉积一层硅,通过印刷光刻等工序作成晶体管阵列,每个像素都设有一个半导体开关,其加工工艺类似于大规模集成电路。
再把液晶灌注在两片玻璃之间,由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而,每个节点都相对独立,并可以进行连续控制,这样的设计不仅提高了显示屏的反应速度,同时可以精确控制显示灰度,所以TFT液晶的色彩更逼真,称为真彩。
对于TFT-LCD 而言彩色滤光片是很重要的,利用红、绿、蓝(RGB)三原色,可混合出各种不同的颜色,很多平面显示器就是利用此原理显示色彩,把3种颜色分成独立的3个点,各自拥有不同的灰阶变化,然后把邻近的3个RGB显示的点当作一个像素。
3 液晶显示材料
3.1 TN—LCD用液晶材料
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(TN—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1974年相对结构稳定的联苯腈系列液晶材料由Gray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用液晶材料,主要为酯类、联苯类、苯基环己烷类和二氧六环类液晶化合物。
特别是酯类液晶[4],它是配制TN—LCD用液晶材料的主要成分,结构如下:
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;配合使用低黏度的液晶材料,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。
在TFT—LCD配方中广泛使用的单体液晶的典型分子结构如下:
4 展望
随着液晶化合物种类的不断增加,液晶化合物的结构与性能之间的关系逐渐为人们所认识。
反过来,由性能-结构之间的关系又可以指导具有新型结构、具备特定功能的液晶分子的合成。
我国液晶材料生产经过十多年的努力,从无到有,已逐步形成了相当规模的产业,由完全的进口转化为部分出口,年销售量达到20吨左右。
尽管发展较快,但在世界液晶材料市场中所占份额非常小,且多为国外专利所保护的材料。
因此,如何规避国外专利的陷阱,抢占核心技术的制高点,开发具有自主知识产权的新材料就显得尤为重要。
参考文献
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“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”。