液晶显示技术

液晶显示技术液晶晶相液晶分类（1）溶致液晶：有些材料在溶剂中，处于一定的浓度区间时便会产生液晶。即有机分子溶解在溶剂中，是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（2）热致液晶：把某些有机物加热溶解，由于加热破坏了结晶晶格而形成的液晶称为热致液晶。当采用降温等方法，将熔融的液体降温到一定程度后分子的取向变得有序化，从而获得液晶态液晶晶相（2）液晶的晶相向列相：丝状相，由长、径比很大的棒状分子组成。分子大致平行排列，质心位置杂乱无序。光学上单轴正性胆甾相：螺旋相，在向列液晶中加入炫光材料。可看做是有向列相平面重叠而成的，一个平面内的分子相互平行，逐次平面的分子方向呈螺旋式，光学上单轴负性近晶相：层状相，脂状相，分子分层排列，层内分子互相平行，其方向可以是垂直于层面，或层面倾斜，层内分子质心可以无序、能自由平移、似液体；或有序成二维点阵液晶晶相A相：双分子层结构B相：层片内的分子质心排列成面心六角形，分子垂直于层面C相：分子与层面倾斜，在光学上是双轴的由手性分子组成近晶相液晶粘度大，分子不易转动，响应速度慢，不易做显示器件液晶的物理性质曲率弹性：液晶受扰动时，分子取向有恢复平行排列的能力，通常很小向列相和胆甾相： 展曲 扭曲 弯曲近晶相：展曲和层面位移引起的混合弹性EorB展曲K11EorB扭曲K22EorB弯曲K33液晶的物理性质液晶是抗磁体，又是介电材料，介电各向异性依材料而定，并与频率有关液晶的电光效应电光效应：通过点穴方法，产生光变化的现象称为液晶的电光效应1）液晶的双折射现象：液晶的重要特征之一。

2）电控双折射效应：对液晶施加电场，使液晶的排列方向发生变化，因为排列方向的改变，按照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双折射现象。

3）动态散射：

4）旋光效应：

5）宾主效应：液晶显示器件的显示方式直观式显示方式：直接观看显示面的方式，钟表、计算器、各种仪表投影式显示：将LCD上写入的光学图像放大，投影到投影屏上的方式，也称为液晶光阀直观式显示透射型：是把来自背面的面状背光源的光以显示信息的方式在LCD面板进行时空调制。光源可以是荧光灯、场致发光板或发光二极管等反射型：透射反射兼用型透射式和反射式显示透射式 反射式+Highcontrast +Lowpower;lightweight+Fullcolor +Sunlightreadability?Powerconsumption?Brightness

@darkambient?Sunlightreadability?LowCR;Parallax______________________________________________________________________________________*DesktopMonitors *Hand-heldPC,PDA,...LCsT-mode背光源偏振片偏振片玻璃dRdTLCs透射式显示玻璃宽带/4

波片R-mode偏振片玻璃反射镜dRLCs反射式显示T R R TT/RLCDs:ComparisonIndoor OutdoorT-LCD:

适合室内R-LCD:适合室外透反射式显示方式Broadband/4filmBroadband/4filmT-modeR-modeBacklightPolarizerPolarizerGlassPassivationlayerReflectordRdTLCs透反射式兼用显示方式投影式显示光写入方式热（激光）写入方式：由相变而来电写入方式TFT-LCD型液晶显示器的技术参数对比度：人眼能接受的对比度为２５０：１分辨率：外观液晶显示器的特点低压微功耗：３－５V，几mA/cm2平板型结构被动显示型：本身不发光，靠调制外界光进行显示显示信息量大：没有CRT阴罩限制，像素可以做得很小，LCD可以进行投影显示及组合显示易于彩色化无电磁辐射长寿命：可达50000小时液晶显示技术的发展史动态散射模式：宾主模式：1974年，不需要偏振片扭曲向列模式：ＴＮ模式不适合大容量显示超扭曲向列模式：１９８４年瑞士的Ｓｃｈｅｆｆｅｒ发表了关于２７０度的超双折射效应的研究成果双折射控制模式（ＥＣＢ）：高分子分散液晶：利用液晶与高分子聚合物的光散射现象的液晶，不需要偏振片存储功能突出的相变模式：适用于功耗低、电池驱动的便携式终端高速响应性突出的铁电液晶。液晶技术的新进展采用ＴＦＴ型ａｃｔｉｖｅ素子进行驱动利用色滤光镜制作工艺创造色彩斑斓的画面低反射液晶显示技术先进的连续料界结晶硅液晶显示技术超宽视角技术超黑晶技术超高开口率技术反光低反射技术主要任务提高对比度提高亮度：亮的背光源，高的光利用率3.降低功耗4.提高响应速度5.提高视角宽度6.开发可折叠的电子报纸2个区域TNYang,IDRC’91,p.68只改善垂直方向的视角有旋转位移线制造成本升高D-1D-24个区域TNChenetal,SID’95,p.865;Nametal,SID’97,p.933宽视角有旋转位移线反响摩擦;光取向StorageCapacitorf=0o90o

805q=1020304050402010180o270oFujitsu4个范畴的垂直取向加电压的情况下，电场是对称的.多范畴+补偿膜:视角>70o高对比度;孔径率~60%A.Takeda,SID’98,p.1077,1998.第二代多范畴垂直取向（MVA）K.Okamoto,IDRC’03:07-01锥体物+狭缝视角的改善普通的MVA 优化的MVA CR=10 在所有的角度CR>10色彩位移的改善响应时间的改善ConventionalMVA NewMVA+overdriveAverage:29.3ms Average:11.6msA.Lien,EuroDisplay,p.21,1993;K.H.Kimetal.,AsiaDisplay,p.383,1998.三星的专利VA(De<0),HighCR;RubbingfreeFringingfieldmulti-domainsNeedbiaxialfilms(diagonals)Disclinationlines?Off-State(Black) On-State(White)平面内开关（In-PlaneSwitch）V=0演示IPS:视角（ViewAngle）宽视角;颜色变化?IPS:2D模拟结果液晶分子取向分布 VT曲线Iso-contrastcontour ResponsetimeHitachi’s超（Super）IPSYellow BlueLC EAratanietal.JJAP36,L27(1997)ColorshiftatF=50oLED为背光源以前用在液晶显示的背光源是：冷阴极荧光灯管（CCFL）LED背光荧屏采用的是发光二极管LED做背光源的优点：

1.屏幕可以做的更薄 2.画面效果更好 3.不会发黄变暗。 4.更加省电。 5.更加环保。手性列向液晶一般的列向液晶手性列向液晶CNpitchPdirectorCNn胆固醇液晶

V=0;BraggR~50%(circular)o=nP;D=100nmV~15VrmsFocalConicScatteringV~30VrmsHomeotropicOpticallyClearSRBlackPaintWavelengthlDlReflectance(arb.units)PredictingreflectionpeakPredictingreflectionband胆固醇反射带宽l=2<n>d=nP

=Pn均匀螺距胆固醇液晶螺距连续变化的胆固醇液晶SolidlineDashedlines胆固醇液晶显示特点:双稳态记忆/低功耗高亮度(不需要偏振片)宽视角挑战:1.驱动电压高2.对比度：颜色纯度3.全彩色问题(3-片叠在一起8颜色)KentDisplaysInc.可折叠电子报纸聚合