第四章液晶的應(yīng)用基礎(chǔ)第四章液晶的應(yīng)用基礎(chǔ)14.1可應(yīng)用于液晶顯示的電光效應(yīng)液晶的電光效應(yīng)是指液晶在外電場下分子的排列狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化的一種電的光調(diào)制現(xiàn)象。迄今為止已經(jīng)知道了很多種液晶的電光效應(yīng)，在此僅從應(yīng)用于液晶顯示元件的觀點出發(fā)，將其中比較重要的列于下表：

扭曲向列型（TN）效應(yīng)賓主（GH）效應(yīng)電場效應(yīng)型電控雙折射（ECB）效應(yīng)相變（PC）效應(yīng)電光效應(yīng)電流效應(yīng)型動態(tài)散射（DS）效應(yīng)近晶型效應(yīng)熱效應(yīng)型膽甾型效應(yīng)4.1可應(yīng)用于液晶顯示的電光效應(yīng)液晶的電光效應(yīng)是24.1.1扭曲向列型(TN)效應(yīng)

在涂布了透明電極的兩塊玻璃基片之間,夾入厚約10μm具有正介電各向異性的向列型液晶(以下簡稱NP液晶),做成使液晶分子長軸在上下兩塊基片之間連續(xù)扭曲90°的扭曲(TN)排列盒.入射光偏光鏡偏光鏡TN排列盒液晶分子（a）無外加電壓（V=0）入射光偏光鏡偏光鏡（b）有外加電壓（V>Vth）透射光光遮斷4.1.1扭曲向列型(TN)效應(yīng)在涂布了透明電極3然而，一旦90°扭曲排列的液晶盒施加電壓，則從閾值電壓Vth起，液晶分子的長軸就開始向電場方向傾斜。但是，在施加的電壓為Vth的兩倍時，除了電極近旁的分子以外，其它分子的長軸又都沿著平行于電場的方向重新排列，從而導(dǎo)致90°的旋光性消失。這種狀態(tài)下，液晶盒在兩塊平行偏振片之間時，光線能通過，而放在兩塊垂直偏振片之間時，光線就不能通過，與不施加電場的情況完全相反。因此,這種TN盒具有如下功能:即它在兩塊平行偏振片之間時,光線就不能通過,而放在兩塊垂直的偏振片之間時,光線就可以通過.

由于這種TN排列盒的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可見光的波長,所以垂直地入射到玻璃基片上的線偏振光在通過盒的過程中,其偏振方向?qū)⒀刂壕Х肿拥呐まD(zhuǎn)方向剛好旋轉(zhuǎn)90°(即旋光度為90°).然而，一旦90°扭曲排列的液晶盒施加電壓，則從閾值電4對于TN型顯示、電致扭曲形變決定了液晶盒對光的透過率。下圖顯示了透過率與電場作用關(guān)系圖?？紤]到偏光片的作用使反射型TN顯示屏的最大透過率只有50%。垂直線代表液晶盒的開或關(guān)狀態(tài)時的電壓。對于TN型顯示、電致扭曲形變決定了液晶盒對光的透過率。5響應(yīng)時間上升響應(yīng)時間r:施加電場下產(chǎn)生的電光現(xiàn)象達到穩(wěn)定值的90%時所需要的時間。下降響應(yīng)時間d:停止施加電場之后，電光現(xiàn)象減少到穩(wěn)定值的10%時所需要的時間。響應(yīng)時間上升響應(yīng)時間r:施加電場下產(chǎn)生的64.1.2賓主（GH）效應(yīng)入射光(白色）偏光鏡GH盒透射光(有色）入射光(白色）透射光(無色）(a)無外加電壓(V=0)（b）有外加電壓（V>Vth）(a)(b)吸光度(相對值)波長(nm)染料分子液晶分子GH電光效應(yīng)原理4.1.2賓主（GH）效應(yīng)入射光(白色）偏光鏡GH盒透射7一旦把分子的長軸方向與短軸方向?qū)梢姽獾奈站哂懈飨虍愋缘膬缮匀玖希ㄙe），溶解于特定排列的液晶（主）中，則一般呈棒狀的兩色性染料就會與液晶分子相互平行地排列。因此，在施加電場的情況下，作為“主”的液晶的分子排列發(fā)生變化。這樣，就可以通過電控的方式來控制染料對可見光的吸收量。這種電光效應(yīng)就叫做賓主效應(yīng)。根據(jù)所用的分子排列的類型、液晶的種類、染料的種類、盒的結(jié)構(gòu)等組合情況，賓主效應(yīng)可分為多種方式。一旦把分子的長軸方向與短軸方向?qū)梢姽獾奈站哂懈飨?4.1.3動態(tài)散射（DS）效應(yīng)把有機電解質(zhì)等異電性物質(zhì)溶解，配制成電阻率約小于5×1010Ω·cm的Nn液晶。將這種液晶夾在兩片透明電極之間，做成液晶膜厚約為10μm沿面排列的液晶盒。對這種液晶盒施加交流電場，則在改變其激發(fā)頻率f和施加電壓v大小的同時，用偏光顯微鏡觀察這時形成的電不穩(wěn)定性的光學(xué)圖案，并記錄產(chǎn)生該圖案的閾值電壓Vth。以某一特定的激發(fā)頻率fc為界，在此前后的頻率區(qū)域，可明顯地觀察到兩種不同類型的光學(xué)圖案。在低頻區(qū)域（f<fc），當(dāng)電壓V超過某一閾值電壓Vw時，就呈現(xiàn)出具有與液晶盒厚度相同間隙的周期性的靜態(tài)條紋狀圖案（這種圖案稱為威聯(lián)斯疇）。4.1.3動態(tài)散射（DS）效應(yīng)把有機電解質(zhì)等異電9若再增加電壓，就變成不規(guī)則的復(fù)雜圖案，結(jié)果使光變成強烈地向前散射的湍流狀態(tài)以致混亂狀態(tài).這種現(xiàn)象稱為動態(tài)散射.即使在施加直流電場時也能看到同樣現(xiàn)象.這種DS效應(yīng)就是液晶顯示主要方式之一的DS型顯示的工作原理.入射光非散射光入射光非散射光入射光散射光(a)沿面分子排列V<Vw

(b)威聯(lián)斯疇V>Vw

(c)動態(tài)散射(DS)V>>Vw

產(chǎn)生動態(tài)散射(DS)現(xiàn)象全過程的液晶分子排列狀態(tài)的變化若再增加電壓，就變成不規(guī)則的復(fù)雜圖案，結(jié)果使光變成強104.1.4電控雙折射（ECB）效應(yīng)通過外加電場控制液晶盒的雙折射率而產(chǎn)生。偏光鏡偏光鏡入射光（白色）入射光（白色）無透射光（黑）透射光（有色）V=0V>VthNn液晶垂直排列4.1.4電控雙折射（ECB）效應(yīng)通過外加電場控制液晶盒11外加電壓V透射光強度外加電壓V相位差紅黃藍紅黃白灰m=452nmMBBA,盒厚10m,正交偏振片I=Iosin22sin2dn(v)Vth=[k33/o(-)]1/2外加電壓V透外加電壓V相12沿面排列Np液晶EVth=[k33/o()]1/2沿面排列Np液晶EVth=[k33/o()]113特點：1.外加電壓產(chǎn)生的干涉色的色調(diào)變化順序，與垂面排列的順序相反。2.Np的介電各向異性一般較大，使閾值電壓降低。3.色調(diào)變化清晰。4.不會產(chǎn)生動態(tài)散射現(xiàn)象。特點：14混合排列Np,NnNpNn無閾值電壓混合排列Np,NnNpNn無閾值電壓15STN效應(yīng)扭角中間層傾角度STN效應(yīng)扭角中度16入射偏光片液晶盒出射偏光片270度扭轉(zhuǎn)入射偏光片液晶盒出射偏光片270度扭轉(zhuǎn)17傾角扭角層中距離傾扭層中距離184.1.5相變效應(yīng)入射光入射光散射光（乳白）透射光（透明）V=0V>Vth4.1.5相變效應(yīng)入射光入射光散（乳白）透射光（透明）V19特點：閾值電壓與盒厚有關(guān)。Vth=2d/po(k22/)1/2無需偏光片。特點：204.1.6熱光效應(yīng)液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化的現(xiàn)象,一般稱為液晶的熱光效應(yīng).熱光效應(yīng)以加熱或冷卻的手段來改變液晶分子的排列狀態(tài).作為能顯著地顯示這種效應(yīng)的液晶,可舉出近晶型液晶和膽甾型液晶等.下面僅以前者為例加以敘述.在兩塊透明基片之間放入經(jīng)過垂直取向處理的近晶型A(SA)液晶,做成夾芯型的液晶盒.將此液晶盒加熱,一旦溫度上升到使盒內(nèi)液晶成為各向同性液體的溫度以上時,立即進行冷卻.這時,如果是急冷,則液晶盒整體呈現(xiàn)白色渾濁狀態(tài);若是緩慢冷卻,則液晶盒整體將變成透明狀態(tài).

4.1.6熱光效應(yīng)液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變21這種白色渾濁狀態(tài)和透明

狀態(tài),分別是因為SA液晶在

驟冷時形成紊亂的焦錐排

列和在緩慢冷卻時形成垂

面排列所致.實際上前一種狀態(tài)大致上等同于將各向同性液體中無規(guī)則的分子排列狀態(tài)用迅速冷卻的方法固定(凍結(jié))下來.這種SA液晶盒的熱光效應(yīng),已經(jīng)被應(yīng)用于以激光束照射作為加熱手段的熱寫入方式的大容量顯示.透明光散射急冷慢冷這種白色渾濁狀態(tài)和透明

狀態(tài),分別是因為SA液晶在22熱光效應(yīng)+電場電熱光效應(yīng)V=VsV=0光散射透明電壓消除后，兩種狀態(tài)并不消失，可儲存。熱光效應(yīng)+電場電熱光效應(yīng)V=VsV=0光散23對用于液晶顯示器的液晶材料的要求:液晶的溫度范圍廣;化學(xué)和光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;粘度低;介電各向異性大;雙折射性適中;彈性模數(shù)均衡;分子排列的有序度高等等.4.2液晶混配對用于液晶顯示器的液晶材料的要求:液晶的溫度范圍廣;24單個液晶不能滿足所有要求，一般采用混配的方法，選擇多個液晶單體，取各個所長，在混融狀態(tài)下混合。但各個物性常數(shù)并不是簡單的代數(shù)之和。CrNIso溫度0C單個液晶不能滿足所有要求，一般采用混配的方法，CrNIso溫25有加和性：，n,1/p，K11,K22,K33（極性-非極性混合液晶除外）,TNI（極性-非極性混合液晶除外）.

無加和性:TCN.TNI=X1

H1+X2

H2X1

H1+X2

H2=(X1/N1)1+(X2/N2)2

(X1/N1)+(X2/N2)(Kii)1/2=X1(Kii,1)1/2+X2(Kii,2)1/2有加和性：，n,1/p，無加和性:TCN.26物理參數(shù)的調(diào)節(jié)介電各向異性

光學(xué)各向異性n液晶材料相變溫度TCN,TNI多路驅(qū)動能力響應(yīng)速度驅(qū)動電壓對比度視角工作溫度區(qū)間彈性系數(shù)粘度螺距螺距有序參數(shù)物理參數(shù)的調(diào)節(jié)介電各向異性光學(xué)各向異性n液晶材料相27基本組份40~50%低粘度組份30~40%高溫組份20~30%基本組份40~50%低粘度組份30~40%高溫組284.3膽甾液晶的熱色效應(yīng)液晶薄膜溫度計紫藍綠黃橙紅4.3膽甾液晶的熱色效應(yīng)液晶薄膜溫度計紫29紅橙黃綠藍紫紅橙黃綠藍紫30液晶混配微囊化印刷覆膜液晶混配314.4液晶的顯示方式一般使用的液晶顯示器件,有段型顯示和矩陣型顯示兩種.段型顯示器件結(jié)構(gòu)簡單,容易組裝.組裝時是將安有段電極基片和安有公共電極的電極基片相向放置,兩極之間的距離為幾至10μm,四周密封,只留一個液晶注入孔,組裝成空的盒狀容器,然后從液晶孔向空盒中注入液晶材料,再把液晶孔密封.矩陣型顯示器件則在任何一個電極基片上都安裝復(fù)數(shù)的帶狀電極,雙方的帶狀電極要垂直相交.除了上述的液晶顯示器件,還有其他一些類型的液晶顯示器件.例如光尋址型液晶顯示器件、熱尋址型液晶顯示器件.4.4液晶的顯示方式一般使用的液晶顯示器件,有段324.4.1段型顯示及其驅(qū)動方式段型顯示適用于限定數(shù)目的符號和數(shù)字等反復(fù)顯示的場合.它廣泛應(yīng)用于電子計算器、鐘表、競賽電子計時器、計價儀器等顯示裝置.段型顯示的驅(qū)動方法有兩種方式,顯示的文字?jǐn)?shù)目比較少的用靜態(tài)驅(qū)動,顯示的文字?jǐn)?shù)目很多時,應(yīng)用多路傳輸驅(qū)動.4.4.1段型顯示及其驅(qū)動方式段型顯示適用于限定33靜態(tài)驅(qū)動方式靜態(tài)驅(qū)動上段顯示的最基本的驅(qū)動方式.這是把所有的段電極逐個分別驅(qū)動的方式.所有段電極和公共電極之間,僅在要顯示的時間內(nèi)才施加電壓.液晶顯示器件如用直流電驅(qū)動,在液晶盒里誘發(fā)的電化學(xué)反應(yīng)就會顯著縮短顯示器件的壽命.因此,一般在段電極和公共電極間波峰值為V0時,施加相位差僅為π/2的方波電壓.因為液晶沒有極性,所以液晶就被施加波峰值為2V0的電壓.在這種條件下,施加給液晶的平均電壓就成為零了,因此可以防止液晶的變質(zhì).靜態(tài)驅(qū)動方式的各段,必須單獨安裝驅(qū)動元件,因而,電子計算器等需要顯示的數(shù)目太多時,連接各段的接頭和驅(qū)動元件數(shù)就很多,這一點是其欠缺的.靜態(tài)驅(qū)動方式靜態(tài)驅(qū)動上段顯示的最基本的驅(qū)動方式.這是34公共電極段電極計算器+譯碼靜態(tài)驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)公共電極段電極計算器+譯碼靜態(tài)驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)35多路傳輸驅(qū)動方式多路傳輸驅(qū)動方式，是在顯示數(shù)字的數(shù)目比較多時使用的驅(qū)動方式。多路傳輸驅(qū)動方式也叫做分時操作驅(qū)動方式，或者動態(tài)驅(qū)動方式。多路傳輸驅(qū)動方式，是將全部段電極分為數(shù)組，然后將它們分時驅(qū)動。應(yīng)用這種多路傳輸方式，當(dāng)數(shù)碼的位數(shù)多而需要增加分時的數(shù)目時，可以大幅度地減少對應(yīng)于分時數(shù)目的驅(qū)動接點和驅(qū)動元件。然而隨著分時數(shù)的增加，將因交叉失真效應(yīng)引起工作寬容度（最低選擇點電壓和最高選擇點電壓之比）a逐漸減小而難于驅(qū)動。因此，分時的數(shù)目必須限于某一必要的最小限量。多路傳輸驅(qū)動方式多路傳輸驅(qū)動方式，是在顯示數(shù)字的數(shù)目36C1

C2C3S1S2S3S4S5S6SmSn

公共電極段電極多路傳輸驅(qū)動的電極結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)在把多路傳輸驅(qū)動的段電極和公共電極的聯(lián)結(jié)繪成簡明的圖形，如上圖所示的矩陣變換電路顯示的電極結(jié)構(gòu)。這樣就可以把公共電極看成是掃描電極，把段電極看作是顯示電極。C1S1S2S3S4S5S637TN、HTN、STN的結(jié)構(gòu)TN、HTN、STN的結(jié)構(gòu)38FSTN、ECB-Multi-colorSTN的結(jié)構(gòu)FSTN、ECB-Multi-colorSTN的結(jié)構(gòu)39ColorSTN的結(jié)構(gòu)ColorSTN的結(jié)構(gòu)40DSTN的結(jié)構(gòu)：DSTN的結(jié)構(gòu)：41液晶在顯示方面的應(yīng)用實例液晶在現(xiàn)代生活中被應(yīng)用于很多地方，例如：我是小土豆T20，看我的液晶表面多漂亮！我的表面也是由液晶做的哦！液晶在顯示方面的應(yīng)用實例液晶在現(xiàn)代生活中被應(yīng)用于很多地方，例42不用自我介紹了吧？大家都知道我是液晶顯示器知道我是什么嗎？我就是液晶多媒體觸摸屏！不用自我介紹了吧？大家都知道我是液晶顯示器知道我是什么嗎？我43看我的身材就知道在液晶家族我也算是大哥了，哈哈！我是液晶電視機！走到哪里都不怕迷路，由我全球定位系統(tǒng)幫你忙！看著我的液晶屏幕就可以了！看我的身材就知道在液晶家族我也算是大哥了，哈哈！我是液晶電視444.4液晶在其它方面的應(yīng)用液晶作為有序溶劑的應(yīng)用。液晶光閥。液晶傳感器高分子液晶紡絲。液晶膜4.4液晶在其它方面的應(yīng)用液晶作為有序溶劑的應(yīng)用。45思考題1。什么是響應(yīng)時間？響應(yīng)時間的大小主要與液晶材料的哪些物理性質(zhì)有關(guān)系？2。液晶顯示器件的以下一些性能主要與哪些物理常數(shù)有關(guān)：對比度，工作電壓？3。怎樣的分子排列方式可以降低閾值電壓？為什么？4。熱色液晶（膽甾液晶）的主要應(yīng)用是什么？5。畫出液晶顯示器件中最簡單，基本的結(jié)構(gòu)。6。列舉你所知的液晶應(yīng)用實例。7。什么是扭曲向列型（TN）效應(yīng)？詳細(xì)敘述并畫出其過程？思考題46第四章液晶的應(yīng)用基礎(chǔ)第四章液晶的應(yīng)用基礎(chǔ)474.1可應(yīng)用于液晶顯示的電光效應(yīng)液晶的電光效應(yīng)是指液晶在外電場下分子的排列狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化的一種電的光調(diào)制現(xiàn)象。迄今為止已經(jīng)知道了很多種液晶的電光效應(yīng)，在此僅從應(yīng)用于液晶顯示元件的觀點出發(fā)，將其中比較重要的列于下表：

扭曲向列型（TN）效應(yīng)賓主（GH）效應(yīng)電場效應(yīng)型電控雙折射（ECB）效應(yīng)相變（PC）效應(yīng)電光效應(yīng)電流效應(yīng)型動態(tài)散射（DS）效應(yīng)近晶型效應(yīng)熱效應(yīng)型膽甾型效應(yīng)4.1可應(yīng)用于液晶顯示的電光效應(yīng)液晶的電光效應(yīng)是484.1.1扭曲向列型(TN)效應(yīng)

在涂布了透明電極的兩塊玻璃基片之間,夾入厚約10μm具有正介電各向異性的向列型液晶(以下簡稱NP液晶),做成使液晶分子長軸在上下兩塊基片之間連續(xù)扭曲90°的扭曲(TN)排列盒.入射光偏光鏡偏光鏡TN排列盒液晶分子（a）無外加電壓（V=0）入射光偏光鏡偏光鏡（b）有外加電壓（V>Vth）透射光光遮斷4.1.1扭曲向列型(TN)效應(yīng)在涂布了透明電極49然而，一旦90°扭曲排列的液晶盒施加電壓，則從閾值電壓Vth起，液晶分子的長軸就開始向電場方向傾斜。但是，在施加的電壓為Vth的兩倍時，除了電極近旁的分子以外，其它分子的長軸又都沿著平行于電場的方向重新排列，從而導(dǎo)致90°的旋光性消失。這種狀態(tài)下，液晶盒在兩塊平行偏振片之間時，光線能通過，而放在兩塊垂直偏振片之間時，光線就不能通過，與不施加電場的情況完全相反。因此,這種TN盒具有如下功能:即它在兩塊平行偏振片之間時,光線就不能通過,而放在兩塊垂直的偏振片之間時,光線就可以通過.

由于這種TN排列盒的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可見光的波長,所以垂直地入射到玻璃基片上的線偏振光在通過盒的過程中,其偏振方向?qū)⒀刂壕Х肿拥呐まD(zhuǎn)方向剛好旋轉(zhuǎn)90°(即旋光度為90°).然而，一旦90°扭曲排列的液晶盒施加電壓，則從閾值電50對于TN型顯示、電致扭曲形變決定了液晶盒對光的透過率。下圖顯示了透過率與電場作用關(guān)系圖?？紤]到偏光片的作用使反射型TN顯示屏的最大透過率只有50%。垂直線代表液晶盒的開或關(guān)狀態(tài)時的電壓。對于TN型顯示、電致扭曲形變決定了液晶盒對光的透過率。51響應(yīng)時間上升響應(yīng)時間r:施加電場下產(chǎn)生的電光現(xiàn)象達到穩(wěn)定值的90%時所需要的時間。下降響應(yīng)時間d:停止施加電場之后，電光現(xiàn)象減少到穩(wěn)定值的10%時所需要的時間。響應(yīng)時間上升響應(yīng)時間r:施加電場下產(chǎn)生的524.1.2賓主（GH）效應(yīng)入射光(白色）偏光鏡GH盒透射光(有色）入射光(白色）透射光(無色）(a)無外加電壓(V=0)（b）有外加電壓（V>Vth）(a)(b)吸光度(相對值)波長(nm)染料分子液晶分子GH電光效應(yīng)原理4.1.2賓主（GH）效應(yīng)入射光(白色）偏光鏡GH盒透射53一旦把分子的長軸方向與短軸方向?qū)梢姽獾奈站哂懈飨虍愋缘膬缮匀玖希ㄙe），溶解于特定排列的液晶（主）中，則一般呈棒狀的兩色性染料就會與液晶分子相互平行地排列。因此，在施加電場的情況下，作為“主”的液晶的分子排列發(fā)生變化。這樣，就可以通過電控的方式來控制染料對可見光的吸收量。這種電光效應(yīng)就叫做賓主效應(yīng)。根據(jù)所用的分子排列的類型、液晶的種類、染料的種類、盒的結(jié)構(gòu)等組合情況，賓主效應(yīng)可分為多種方式。一旦把分子的長軸方向與短軸方向?qū)梢姽獾奈站哂懈飨?44.1.3動態(tài)散射（DS）效應(yīng)把有機電解質(zhì)等異電性物質(zhì)溶解，配制成電阻率約小于5×1010Ω·cm的Nn液晶。將這種液晶夾在兩片透明電極之間，做成液晶膜厚約為10μm沿面排列的液晶盒。對這種液晶盒施加交流電場，則在改變其激發(fā)頻率f和施加電壓v大小的同時，用偏光顯微鏡觀察這時形成的電不穩(wěn)定性的光學(xué)圖案，并記錄產(chǎn)生該圖案的閾值電壓Vth。以某一特定的激發(fā)頻率fc為界，在此前后的頻率區(qū)域，可明顯地觀察到兩種不同類型的光學(xué)圖案。在低頻區(qū)域（f<fc），當(dāng)電壓V超過某一閾值電壓Vw時，就呈現(xiàn)出具有與液晶盒厚度相同間隙的周期性的靜態(tài)條紋狀圖案（這種圖案稱為威聯(lián)斯疇）。4.1.3動態(tài)散射（DS）效應(yīng)把有機電解質(zhì)等異電55若再增加電壓，就變成不規(guī)則的復(fù)雜圖案，結(jié)果使光變成強烈地向前散射的湍流狀態(tài)以致混亂狀態(tài).這種現(xiàn)象稱為動態(tài)散射.即使在施加直流電場時也能看到同樣現(xiàn)象.這種DS效應(yīng)就是液晶顯示主要方式之一的DS型顯示的工作原理.入射光非散射光入射光非散射光入射光散射光(a)沿面分子排列V<Vw

(b)威聯(lián)斯疇V>Vw

(c)動態(tài)散射(DS)V>>Vw

產(chǎn)生動態(tài)散射(DS)現(xiàn)象全過程的液晶分子排列狀態(tài)的變化若再增加電壓，就變成不規(guī)則的復(fù)雜圖案，結(jié)果使光變成強564.1.4電控雙折射（ECB）效應(yīng)通過外加電場控制液晶盒的雙折射率而產(chǎn)生。偏光鏡偏光鏡入射光（白色）入射光（白色）無透射光（黑）透射光（有色）V=0V>VthNn液晶垂直排列4.1.4電控雙折射（ECB）效應(yīng)通過外加電場控制液晶盒57外加電壓V透射光強度外加電壓V相位差紅黃藍紅黃白灰m=452nmMBBA,盒厚10m,正交偏振片I=Iosin22sin2dn(v)Vth=[k33/o(-)]1/2外加電壓V透外加電壓V相58沿面排列Np液晶EVth=[k33/o()]1/2沿面排列Np液晶EVth=[k33/o()]159特點：1.外加電壓產(chǎn)生的干涉色的色調(diào)變化順序，與垂面排列的順序相反。2.Np的介電各向異性一般較大，使閾值電壓降低。3.色調(diào)變化清晰。4.不會產(chǎn)生動態(tài)散射現(xiàn)象。特點：60混合排列Np,NnNpNn無閾值電壓混合排列Np,NnNpNn無閾值電壓61STN效應(yīng)扭角中間層傾角度STN效應(yīng)扭角中度62入射偏光片液晶盒出射偏光片270度扭轉(zhuǎn)入射偏光片液晶盒出射偏光片270度扭轉(zhuǎn)63傾角扭角層中距離傾扭層中距離644.1.5相變效應(yīng)入射光入射光散射光（乳白）透射光（透明）V=0V>Vth4.1.5相變效應(yīng)入射光入射光散（乳白）透射光（透明）V65特點：閾值電壓與盒厚有關(guān)。Vth=2d/po(k22/)1/2無需偏光片。特點：664.1.6熱光效應(yīng)液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化的現(xiàn)象,一般稱為液晶的熱光效應(yīng).熱光效應(yīng)以加熱或冷卻的手段來改變液晶分子的排列狀態(tài).作為能顯著地顯示這種效應(yīng)的液晶,可舉出近晶型液晶和膽甾型液晶等.下面僅以前者為例加以敘述.在兩塊透明基片之間放入經(jīng)過垂直取向處理的近晶型A(SA)液晶,做成夾芯型的液晶盒.將此液晶盒加熱,一旦溫度上升到使盒內(nèi)液晶成為各向同性液體的溫度以上時,立即進行冷卻.這時,如果是急冷,則液晶盒整體呈現(xiàn)白色渾濁狀態(tài);若是緩慢冷卻,則液晶盒整體將變成透明狀態(tài).

4.1.6熱光效應(yīng)液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變67這種白色渾濁狀態(tài)和透明

狀態(tài),分別是因為SA液晶在

驟冷時形成紊亂的焦錐排

列和在緩慢冷卻時形成垂

面排列所致.實際上前一種狀態(tài)大致上等同于將各向同性液體中無規(guī)則的分子排列狀態(tài)用迅速冷卻的方法固定(凍結(jié))下來.這種SA液晶盒的熱光效應(yīng),已經(jīng)被應(yīng)用于以激光束照射作為加熱手段的熱寫入方式的大容量顯示.透明光散射急冷慢冷這種白色渾濁狀態(tài)和透明

狀態(tài),分別是因為SA液晶在68熱光效應(yīng)+電場電熱光效應(yīng)V=VsV=0光散射透明電壓消除后，兩種狀態(tài)并不消失，可儲存。熱光效應(yīng)+電場電熱光效應(yīng)V=VsV=0光散69對用于液晶顯示器的液晶材料的要求:液晶的溫度范圍廣;化學(xué)和光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;粘度低;介電各向異性大;雙折射性適中;彈性模數(shù)均衡;分子排列的有序度高等等.4.2液晶混配對用于液晶顯示器的液晶材料的要求:液晶的溫度范圍廣;70單個液晶不能滿足所有要求，一般采用混配的方法，選擇多個液晶單體，取各個所長，在混融狀態(tài)下混合。但各個物性常數(shù)并不是簡單的代數(shù)之和。CrNIso溫度0C單個液晶不能滿足所有要求，一般采用混配的方法，CrNIso溫71有加和性：，n,1/p，K11,K22,K33（極性-非極性混合液晶除外）,TNI（極性-非極性混合液晶除外）.

無加和性:TCN.TNI=X1

H1+X2

H2X1

H1+X2

H2=(X1/N1)1+(X2/N2)2

(X1/N1)+(X2/N2)(Kii)1/2=X1(Kii,1)1/2+X2(Kii,2)1/2有加和性：，n,1/p，無加和性:TCN.72物理參數(shù)的調(diào)節(jié)介電各向異性

光學(xué)各向異性n液晶材料相變溫度TCN,TNI多路驅(qū)動能力響應(yīng)速度驅(qū)動電壓對比度視角工作溫度區(qū)間彈性系數(shù)粘度螺距螺距有序參數(shù)物理參數(shù)的調(diào)節(jié)介電各向異性光學(xué)各向異性n液晶材料相73基本組份40~50%低粘度組份30~40%高溫組份20~30%基本組份40~50%低粘度組份30~40%高溫組744.3膽甾液晶的熱色效應(yīng)液晶薄膜溫度計紫藍綠黃橙紅4.3膽甾液晶的熱色效應(yīng)液晶薄膜溫度計紫75紅橙黃綠藍紫紅橙黃綠藍紫76液晶混配微囊化印刷覆膜液晶混配774.4液晶的顯示方式一般使用的液晶顯示器件,有段型顯示和矩陣型顯示兩種.段型顯示器件結(jié)構(gòu)簡單,容易組裝.組裝時是將安有段電極基片和安有公共電極的電極基片相向放置,兩極之間的距離為幾至10μm,四周密封,只留一個液晶注入孔,組裝成空的盒狀容器,然后從液晶孔向空盒中注入液晶材料,再把液晶孔密封.矩陣型顯示器件則在任何一個電極基片上都安裝復(fù)數(shù)的帶狀電極,雙方的帶狀電極要垂直相交.除了上述的液晶顯示器件,還有其他一些類型的液晶顯示器件.例如光尋址型液晶顯示器件、熱尋址型液晶顯示器件.4.4液晶的顯示方式一般使用的液晶顯示器件,有段784.4.1段型顯示及其驅(qū)動方式段型顯示適用于限定數(shù)目的符號和數(shù)字等反復(fù)顯示的場合.它廣泛應(yīng)用于電子計算器、鐘表、競賽電子計時器、計價儀器等顯示裝置.段型顯示的驅(qū)動方法有兩種方式,顯示的文字?jǐn)?shù)目比較少的用靜態(tài)驅(qū)動,顯示的文字?jǐn)?shù)目很多時,應(yīng)用多路傳輸驅(qū)動.4.4.1段型顯示及其驅(qū)動方式段型顯示適用于限定79靜態(tài)驅(qū)動方式靜態(tài)驅(qū)動上段顯示的最基本的驅(qū)動方式.這是把所有的段電極逐個分別驅(qū)動的方式.所有段電極和公共電極之間,僅在要顯示的時間內(nèi)才施加電壓.液晶顯示器件如用直流電驅(qū)動,在液晶盒里誘發(fā)的電化學(xué)反應(yīng)就會顯著縮短顯示器件的壽命.因此,一般在段電極和公共電極間波峰值為V0時,施加相位差僅為π/2的方波電壓.因為液晶沒有極性,所以液晶就被施加波峰值為2V0的電壓.在這種條件下,施加給液晶的平均電壓就成為零了,因此可以防止液晶的