液晶材料及应用ppt课件
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液晶材料及应用
1 .9
液晶的折射率也发生变化
1 .8
1 .8
频率升高，折射率增大
1 .7
在可见光波段内，折射率的变化
ne
1 .7
足以影响显示器件的色度
1 .6
1 .6
在C-STN中，不但需要补偿膜，1.5 而且对液晶的这一性能要求也 1.4
1 .5
no
1 .4
较为严格
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
第十页，共44页。
2.2 、电阻率ρ 液晶是高阻材料，单位：欧姆厘米 液晶的电阻率非常高，一般都在1010欧姆厘米以上， TFT用液晶电阻率在1013欧姆厘米以上。 液晶的电阻特性是材料本身决定的，它和介电常数、阈 值电压有一定联系
一般认为，液晶的阻性电流是杂质的带入而引起的
第十一页，共44页。
2.3 、Δn参数
液晶材料及应用
第一页，共44页。
目录
一．液晶的定义和基本分类 二．液晶材料性能参数 三．手性剂介绍 四．液晶的选择 五．液晶调配和使用注意事项
第二页，共44页。
一、液晶的定义和基本分类
1.1 、液晶的由来
液晶的由来: 1888年由奥地利的植物学家莱尼茨尔在测定物
质溶点时发现某些物质溶化后会经过一个不透明呈白色浑浊并且
弹性常数同液晶分子的结构、形状及温度有关
第二十五页，共44页。
三、手性剂介绍
3.1 、概念和特性
手性物质：含有一个或多个手性C（不对称C）的物质， 这个C周围的四个基团是两两不同的。 旋光性
偏振光通过手性物质时，其电矢量会出现一定程度的 偏转。 手性剂分类
左旋手性剂：例如S-811
右旋手性剂: 例如CB15,R-811
液晶高分子ppt课件
结论与展望
03
总结研究成果，指出研究局限性和未来研究方向，展望液晶高
分子领域的发展前景。
05
液晶高分子材料性能及应 用研究
材料性能评价
01
液晶性
液晶高分子具有独特的液晶性，即在一定温度范围内呈现出液晶态。这
种液晶态具有光学各向异性、高粘度、低流动性等特点，使得液晶高分
子在显示、光学、电子等领域具有广泛应用。
光学性质
具有优异的光学性能，如 高透明度、低双折射等。
液晶态特性
取向有序性
液晶分子在某一特定方向排列有序， 形成各向异性。
流动性
连续性与流动性
液晶分子的排列并不像晶体那样完美 ，而是存在一定的缺陷和位错，这些 缺陷和位错使得液晶具有流动性和连 续性。
与晶体不同，液晶具有流动性，其分 子排列不像晶体那样牢固。
01
02
03
主链型液晶高分子
分子主链具有刚性，能形 成液晶态的聚合物。
侧链型液晶高分子
液晶基元作为侧基连接在 柔性主链上，侧基具有足 够大或刚性。
组合型液晶高分子
主链和侧链上同时含有液 晶基元的聚合物。
物理性质
热学性质
具有较宽的液晶相温度范 围，较高的热稳定性和热 氧化稳定性。
力学性质
具有高强度、高模量、低 收缩等优异的力学性能。
电子领域
液晶高分子在电子领域的应用主要包括电子封装材料、电子绝缘材料等。利用液晶高分子 的耐高温、耐化学腐蚀等特性，可以提高电子产品的可靠性和稳定性。
挑战与机遇并存
挑战
液晶高分子的研究和发展面临着一些挑战，如合成难度大、成本高、应用领域受限等。此外，随着科技的不断发 展，新型显示技术不断涌现，对液晶高分子的需求也在不断变化，这对液晶高分子的研究和发展提出了更高的要 求。
第二讲液晶显示器件基础ppt课件
同，有不同的折射率）的合二为一的物质。
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
21
PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
11
有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
21
PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
11
有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
液晶材料的种类特性及其应用
參考資料 :http://www.digital.idv.tw/DIGITAL/Classroom/MROH-CLASS/oh62/index-oh62.htm 第9页，本讲稿共54页
9-2.1 液晶材料的發展歷程
*1854~1889年代，德國生理學家R.C.Virchow發現自然界的Myelin 物質，此是一種溶致型液晶，在適當的水份混合後，會呈現光學 異方向性之有機分子集合體。
於 其發展落後 CRT 甚多。比較重要的是 1922 年 Oseen 和 Zöcher 這兩位科學家為液晶 確立狀態變化之方程式。一直到了 1968年美國RCA公司工程師們利用液晶分子受到電壓的影響
而改變其分子的排列狀態，並且可以讓入射光線產生偏轉的現象之原理，製造了世界第一臺使用
液晶顯示的螢幕。由此開始，加上了1970年代日本 SONY 與 Sharp 兩家公司對液晶顯示 技術全面開發與應用，讓液晶顯示器成功的融入現代的電子產品之中。
9-2.1 液晶材料的發展歷程 *動態散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)示意圖
第12页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類
*液晶是同時具有液體的流動性和結晶的異方向性之物質狀態
*液晶材料有各種不同的種類，其配列構造之位置秩序來分類
則有一因次液晶、二因次液晶、三因次液晶
1.一因次液晶有碟盤狀液晶相 2.二因次液晶具有層狀結構之層列型或距列型液晶相
3.三因次液晶為具有方向秩序之棒狀向列型液晶相
和圓盤狀碟形向列型液晶
第13页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類 *液晶依規則位置而有不同的分類示意圖
第14页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類
*液晶化合物分子構造的基本條件而言，事實上它的幾何學上 是非對稱性的。 *液晶平面顯示器最初實用化的是1973年使用動態散射模式的 電算機。具有大容量功能的超向列扭曲模式(STN Mode)，則是 使用有較大彈性係烯烴(Alkenyl)系化合物的液晶材料，此一類 的材料廣泛使用於超向列扭曲模式液晶材料，現還有向列扭曲 模式和超向列扭曲模式的液晶常用材料，為1977年後發現的 基環已烷系(Phenyl-Cyclo hexane)為材料 *因應畫質和表示容量的發展，在1985年成功製做出主動矩陣 驅動式薄膜電晶體的小型電視，進而發展到筆記型電腦的應用
9-2.1 液晶材料的發展歷程
*1854~1889年代，德國生理學家R.C.Virchow發現自然界的Myelin 物質，此是一種溶致型液晶，在適當的水份混合後，會呈現光學 異方向性之有機分子集合體。
於 其發展落後 CRT 甚多。比較重要的是 1922 年 Oseen 和 Zöcher 這兩位科學家為液晶 確立狀態變化之方程式。一直到了 1968年美國RCA公司工程師們利用液晶分子受到電壓的影響
而改變其分子的排列狀態，並且可以讓入射光線產生偏轉的現象之原理，製造了世界第一臺使用
液晶顯示的螢幕。由此開始，加上了1970年代日本 SONY 與 Sharp 兩家公司對液晶顯示 技術全面開發與應用，讓液晶顯示器成功的融入現代的電子產品之中。
9-2.1 液晶材料的發展歷程 *動態散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)示意圖
第12页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類
*液晶是同時具有液體的流動性和結晶的異方向性之物質狀態
*液晶材料有各種不同的種類，其配列構造之位置秩序來分類
則有一因次液晶、二因次液晶、三因次液晶
1.一因次液晶有碟盤狀液晶相 2.二因次液晶具有層狀結構之層列型或距列型液晶相
3.三因次液晶為具有方向秩序之棒狀向列型液晶相
和圓盤狀碟形向列型液晶
第13页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類 *液晶依規則位置而有不同的分類示意圖
第14页，本讲稿共54页
9-2.2 液晶材料的種類
*液晶化合物分子構造的基本條件而言，事實上它的幾何學上 是非對稱性的。 *液晶平面顯示器最初實用化的是1973年使用動態散射模式的 電算機。具有大容量功能的超向列扭曲模式(STN Mode)，則是 使用有較大彈性係烯烴(Alkenyl)系化合物的液晶材料，此一類 的材料廣泛使用於超向列扭曲模式液晶材料，現還有向列扭曲 模式和超向列扭曲模式的液晶常用材料，為1977年後發現的 基環已烷系(Phenyl-Cyclo hexane)為材料 *因應畫質和表示容量的發展，在1985年成功製做出主動矩陣 驅動式薄膜電晶體的小型電視，進而發展到筆記型電腦的應用
《高分子液晶》课件
3
形成条件
高分子长链的规整排列和有序堆砌。
高分子液晶的特性
流动性
液晶态的高分子材料具有流动性，可以流动和变形。
光学各向异性
高分子液晶具有光学各向异性，表现为双折射现象。
电学和磁学响应性
部分高分子液晶具有电学和磁学响应性，能够在外加 电场或磁场的作用下改变其性质。
高分子液晶的应用领域
显示技术
利用高分子液晶的电学响应性 和光学各向异性，用于制造平 板显示器、电子书等显示设备
柔性链状高分子液
晶
由柔性链状分子组成，具有较低 的粘度和弹性，主要应用于纤维 、塑料等领域。
侧链型高分子液晶
由侧链含有刚性基团的高分子组 成，具有较好的机械性能和热稳 定性，主要应用于工程材料等领 域。
高分子液晶的结构
层状结构
高分子液晶分子在平面内排列成层状结构，层内分 子相互平行且取向一致，层间分子取向不同。
。
生物医学
高分子液晶材料可应用于药物 载体、组织工程和生物医学成 像等领域。
传感器和驱动器
利用高分子液晶的电学和磁学 响应性，开发传感器和驱动器 等器件。
先进材料
高分子液晶作为新型功能材料 ，在能源、环保等领域具有广
泛的应用前景。
02 高分子液晶的分类与结构
高分子液晶的分类
刚性棒状高分子液
晶
由刚性棒状分子组成，具有较高 的热稳定性，主要应用于光电子 器件等领域。
等，发掘更多潜在应用价值。
电场取向效应
在外加电场的作用下，高分子液晶的 分子能够沿着电场方向取向排列，产 生明显的电场取向效应。
机械性能
韧性
高分子液晶具有较好的韧性，不易脆断。
硬度与耐磨性
液晶材料及应用课件
液晶在传感器中的应用案例分析
案例目的
案例原理
通过案例了解液晶在传感器中的应用和技 术，掌握液晶传感器的基本原理和特点。
介绍液晶传感器的结构、分类、工作原理 及应用，重点讲解液晶传感器的工作特点 。
案例实施
案例结果与讨论
详细描述实施过程，包括敏感材料选择、 信号处理技术、接口设计等。
对案例结果进行分析，探讨液晶传感器的 性能与应用场景之间的关系，加深对液晶 传感器的理解。
传感器应用
光电传感器
01
液晶材料可以作为光电传感器中的光敏元件，将光信号转换为
电信号，实现光强度的检测和控制。
温度传感器
02
利用液晶材料的热敏特性，可以制作温度传感器，实现温度的
检测和控制。
化学传感器
03
液晶材料还可以作为化学传感器的敏感元件，通过检测特定气
体或液体来实现化学参数的监测和控制。
热致变色应用
新世纪应用
进入21世纪，液晶材料的 应用领域不断扩大，包括 生物医学、光电子、新能 源等领域。
02
液晶材料的物理性质
电学性质
响应时间
液晶材料具有较低的响应时间， 可以在毫秒级别内响应电场变化 ，这一特性使得液晶材料在电视 、计算机显示器等领域具有广泛
应用。
电压稳定性
液晶材料的电学性质具有很好的 电压稳定性，即在施加电压时， 液晶分子会迅速响应并趋于稳定
广告牌和透明显示
液晶材料可以用于制作广告牌和透明显示器，提供高清晰度、高亮度和 低能耗的显示效果。
光调制器应用
投影仪
液晶光调制器被广泛应用于投影仪中，通过调制光线实现高清晰 度的图像投影。
太阳镜和阅读镜
利用液晶的光调制特性，可以制作出具有自动调节亮度和色温的太 阳镜和阅读镜。
液晶材料及应用教学课件
03
液晶显示原理与技术
液晶显示原理简述
液晶态
物质介于晶体与液体之间的状态，具有各向异性和流动性。
液晶分子排列
在外加电场作用下，液晶分子发生有序排列，改变光的传播方向， 实现图像显示。
偏光片与彩色滤光片
偏光片用于控制光的偏振方向，彩色滤光片用于实现彩色显示。
TFT-LCD显示技术解析
TFT（Thin-Film Transistor） 结构：采用薄膜晶体管作为像素 开关，实现对液晶分子的精确控
手机屏幕
液晶手机屏幕具有高清晰 度、低能耗和轻薄等特点 ，满足消费者对高质量显 示的需求。
有机发光二极管（OLED）应用案例
电视
OLED电视采用自发光原理，实现 高对比度、鲜艳色彩和快速响应 速度，提升观看体验。
虚拟现实设备
OLED的高对比度和快速响应速度 使其成为虚拟现实设备的理想选择 ，提高沉浸感和真实感。
柔性液晶显示技术需要具备可弯曲、可折叠等特点，以满足不同 应用场景需求。
技术挑战
柔性液晶材料的制备、稳定性、可靠性等方面面临诸多技术挑战 。
低功耗环保型产品要求
低功耗需求
随着节能环保意识的提高，消费者对显示设备的功耗性能提出更高 要求。
环保型产品要求
液晶显示产业需要不断降低生产过程中对环境的影响，提高产品的 环保性能。
常数等电学性能。
化学稳定性评估手段
耐溶剂性测试
将液晶材料浸泡在不同溶剂中， 观察其是否发生溶解、变色等现
象，以评估其耐溶剂性能。
耐氧化性测试
通过加速老化实验等方法，研究 液晶材料在氧化环境中的稳定性
。
耐酸碱性测试
将液晶材料分别置于酸性和碱性 环境中，观察其性能变化，以评
功能高分子第五章高分子液晶材料ppt课件
5.2 高分子液晶的性能分析与合成方法
共聚
采用多环芳烃替代苯以增大单体的横向尺寸；
或者在苯环的侧面引入大取代基
Vectra
Tm < 260 oC
n
m
* OC
CO *
O
n
O * Tm < 340 oC
m
Vectra的合成
• Example: poly(p-oxybenzoate/2,6-oxynaphthoate)
二、高分子液晶的分子结构与特征
影响高分子液晶形态和性能的因素
内在因素:分子结构、分子组成和分子间力。 外部因素:主要包括环境温度、溶剂等。
5.1 高分子液晶概述
（内因）分子结构
刚性的致晶单元
有利于在固相中形成结晶。 在转变成液相时也有利于保持晶体的有序度。 规整性越好，越容易使其排列整齐，使得分子间力增
二、高分子液晶的分子结构与特征
（外因）环境温度
对热致型高分子液晶来说，最重要的影响因素是温度。 足够高的温度能够给高分子提供足够的热动能，是使相 转变过程发生的必要条件。因此，控制温度是形成高分 子液晶和确定晶相结构的主要手段。除此之外，施加一 定电场或磁场力有时对液晶的形成也是必要的。
5.1 高分子液晶概述
构效关系
5.1 高分子液晶概述
二、高分子液晶的分子结构与特征
致晶单元结构
R
X
R1
亚氨基 (-C=N-) 刚性连接单元 反式偶氮基 (-N=N-) （阻止两个苯环旋转）氧化偶氮基 (-NO=N-)
酯基 (-COO-) 反式乙烯基 (-C=C-)
将两个环状刚性体（苯环或脂 肪环、芳香杂环）通过一个刚 性连接单元（X）连接而成的刚 性结构部分，称为致晶单元。
2024版《液晶高分子》ppt课件
《液晶高分子》ppt课件
目录
• 液晶高分子概述 • 液晶高分子结构与性质 • 液晶高分子合成与制备方法 • 液晶高分子表征与测试技术 • 液晶高分子材料应用实例 • 液晶高分子发展趋势与挑战
01
液晶高分子概述
液晶高分子定义与特点
定义
液晶高分子是一类具有液晶性质的 高分子材料，其分子结构介于晶体 和液体之间，表现出独特的物理和 化学性质。
特点
液晶高分子具有高弹性、高韧性、 高强度、高耐热性、高耐化学腐蚀 性以及优异的电学、光学和磁学性 能。
液晶高分子发展历程
早期研究
20世纪60年代，人们开始研究液晶高分子的合成 和性质。
理论发展
70年代，随着液晶理论的不断完善，液晶高分子 的研究逐渐深入。
应用拓展
80年代以来，液晶高分子在显示技术、光电子器 件、生物医学等领域的应用不断拓展。
功能化液晶高分子
研究具有光、电、磁等特殊功能 的液晶高分子材料，拓展其在光 电显示、传感器等领域的应用。
生物相容性液晶高分子
开发具有良好生物相容性和生物 活性的液晶高分子材料，应用于 生物医学领域，如组织工程、药 物载体等。
现有材料性能提升策略
分子结构设计
通过改变液晶高分子的分子结构，如引入刚性基团、增加 分子链长度等，提高其力学性能和热稳定性。
共混改性
将液晶高分子与其他高分子材料进行共混，实现性能互补 和优化，提高综合性能。
纳米复合
利用纳米技术将液晶高分子与无机纳米粒子进行复合，制 备出具有优异性能的纳米复合材料。
面临挑战及解决思路
加工成型困难
液晶高分子通常具有较高的熔点和粘度，加工 成型困难。可通过改进加工工艺、采用高温高 压成型等方法解决。
目录
• 液晶高分子概述 • 液晶高分子结构与性质 • 液晶高分子合成与制备方法 • 液晶高分子表征与测试技术 • 液晶高分子材料应用实例 • 液晶高分子发展趋势与挑战
01
液晶高分子概述
液晶高分子定义与特点
定义
液晶高分子是一类具有液晶性质的 高分子材料，其分子结构介于晶体 和液体之间，表现出独特的物理和 化学性质。
特点
液晶高分子具有高弹性、高韧性、 高强度、高耐热性、高耐化学腐蚀 性以及优异的电学、光学和磁学性 能。
液晶高分子发展历程
早期研究
20世纪60年代，人们开始研究液晶高分子的合成 和性质。
理论发展
70年代，随着液晶理论的不断完善，液晶高分子 的研究逐渐深入。
应用拓展
80年代以来，液晶高分子在显示技术、光电子器 件、生物医学等领域的应用不断拓展。
功能化液晶高分子
研究具有光、电、磁等特殊功能 的液晶高分子材料，拓展其在光 电显示、传感器等领域的应用。
生物相容性液晶高分子
开发具有良好生物相容性和生物 活性的液晶高分子材料，应用于 生物医学领域，如组织工程、药 物载体等。
现有材料性能提升策略
分子结构设计
通过改变液晶高分子的分子结构，如引入刚性基团、增加 分子链长度等，提高其力学性能和热稳定性。
共混改性
将液晶高分子与其他高分子材料进行共混，实现性能互补 和优化，提高综合性能。
纳米复合
利用纳米技术将液晶高分子与无机纳米粒子进行复合，制 备出具有优异性能的纳米复合材料。
面临挑战及解决思路
加工成型困难
液晶高分子通常具有较高的熔点和粘度，加工 成型困难。可通过改进加工工艺、采用高温高 压成型等方法解决。
《液晶显示技术》课件
提高分辨率和增加视角范围
总结词
高分辨率和大视角范围是液晶显示技术的重要发展方向，将有助于提升显示效果和用户 体验。
详细描述
目前，液晶显示技术已经可以实现高分辨率显示，但仍需进一步优化像素结构和排列方 式，以提高显示清晰度和细腻度。同时，通过采用特殊的视角控制技术，如广角补偿膜 和多层扩散器等，可以扩大液晶显示器的视角范围，使观众在不同角度都能获得良好的
环保
液晶显示器不含汞等有害物质，对环 境友好，符合绿色环保的要求。
缺点
视角有限
响应速度
液晶显示器的视角相对较小，超过一定角 度观看时，图像可能会出现失真或颜色失 真。
液晶显示器的响应速度相对较慢，对于高 速动态图像可能会出现模糊或拖尾现象。
价格较高
不适合阳光下使用
液晶显示器相比一些传统的CRT显示器，价 格较高，可能会增加采购成本。
1990年代至今
液晶显示技术不断创新发展， 分辨率、色彩表现、视角等技 术指标不断提升，应用领域不
断扩大。
液晶显示技术的应用领域
电子产品
液晶电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑 、手机等。
医疗设备
血压计、血糖仪、监护仪等医疗设备的显示 屏。
工业控制
各种仪表盘、显示屏等。
安防监控
监控显示屏、摄像机取景器等。
《液晶显示技术》 ppt课件
contents
目录
• 液晶显示技术概述 • 液晶显示技术原理 • 液晶显示技术的主要类型 • 液晶显示技术的优缺点 • 液晶显示技术的发展趋势和未来展望 • 液晶显示技术的应用实例
01
CATALOGUE
液晶显示技术概述
液晶显示技术的定义
01
液晶显示技术是一种利用液晶材 料特性实现信息显示的平板显示 技术。
液晶材料PPT课件
15
液晶材料的研究现状
16
个人观点供参考，欢迎讨论！
6
液晶材料的化学成分
TN-LCD用液晶材料 TN-LCD用液晶材料品种较多，各个品种的性能参数
差别很大，根据不同的驱动电压、液晶盒厚、响应速 度、工作温度和占空比等要求，需要不同性能的混合 液晶相适应，主要包括介电各向异性、折射率各向 异 性、粘度、清亮点和光电曲线的陡度等，其常用的液 晶单体如下：
7
8
下列几种类型的液晶化合物可用来调制STN显示液晶； 含有两个或3个环的苯基环己烷类、乙烷类 和酯类圆 液晶，如：
9
烯链基类液晶，该类液晶的末端基团中含有碳碳 双键，当双键位置处于奇数原子时，彤墨。较大； 当双 键位置处于偶数碳原子时，蹦五。较小。当这 类化合 物分子中含有一F取代基时，材料的性能优越， 可用于大信息量的STN显示，也可以用于TFT显示，表 2列出了这些材料的特性参数。
3
一、线状液晶(Nematic)
线状液晶是由棒状分子组成的，分子质心没有长 程有序性，具有类似于普通流体的流动性，分子不排 列成层，能上、下、左、右、前、后滑动，只在分子 长轴方向(指向矢)上保持相互平行或近于平行，分子 间短程相互作用微弱。
4
二、层状液晶(Sematic)
其结构是由液晶棒状分子聚集一起，形成一层一 层的结 构，其每一层的分子的长轴方向相互平行，且此长轴 的方向对于每一层平面是垂直或有一倾斜角。由于其 结构非常近似于晶体，所以又称作近晶相。
简介
1
主要内容
1、液晶材料的种类 2、液晶材料的化学成分 3、液晶材料的使用 4、液晶材料的研究现状
2
液晶材料的种类
液晶有固态的晶格，液态的流动性。当液晶刚发 现时，因为种类很多，所以不同研究领域对液晶会有 不同的分类方法。在1922年由G．Friedel利用偏光显微 镜所观察到的结果，将液晶大致分为Nematic， Smectic及Cholesteric【l】。
液晶材料的研究现状
16
个人观点供参考，欢迎讨论！
6
液晶材料的化学成分
TN-LCD用液晶材料 TN-LCD用液晶材料品种较多，各个品种的性能参数
差别很大，根据不同的驱动电压、液晶盒厚、响应速 度、工作温度和占空比等要求，需要不同性能的混合 液晶相适应，主要包括介电各向异性、折射率各向 异 性、粘度、清亮点和光电曲线的陡度等，其常用的液 晶单体如下：
7
8
下列几种类型的液晶化合物可用来调制STN显示液晶； 含有两个或3个环的苯基环己烷类、乙烷类 和酯类圆 液晶，如：
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烯链基类液晶，该类液晶的末端基团中含有碳碳 双键，当双键位置处于奇数原子时，彤墨。较大； 当双 键位置处于偶数碳原子时，蹦五。较小。当这 类化合 物分子中含有一F取代基时，材料的性能优越， 可用于大信息量的STN显示，也可以用于TFT显示，表 2列出了这些材料的特性参数。
3
一、线状液晶(Nematic)
线状液晶是由棒状分子组成的，分子质心没有长 程有序性，具有类似于普通流体的流动性，分子不排 列成层，能上、下、左、右、前、后滑动，只在分子 长轴方向(指向矢)上保持相互平行或近于平行，分子 间短程相互作用微弱。
4
二、层状液晶(Sematic)
其结构是由液晶棒状分子聚集一起，形成一层一 层的结 构，其每一层的分子的长轴方向相互平行，且此长轴 的方向对于每一层平面是垂直或有一倾斜角。由于其 结构非常近似于晶体，所以又称作近晶相。
简介
1
主要内容
1、液晶材料的种类 2、液晶材料的化学成分 3、液晶材料的使用 4、液晶材料的研究现状
2
液晶材料的种类
液晶有固态的晶格，液态的流动性。当液晶刚发 现时，因为种类很多，所以不同研究领域对液晶会有 不同的分类方法。在1922年由G．Friedel利用偏光显微 镜所观察到的结果，将液晶大致分为Nematic， Smectic及Cholesteric【l】。
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温度时，S≈0.8
S值不受一般的强电场或强磁场的影响
②清亮点和熔点
清亮点：液晶材料由液晶态变为各向同性液态的过程中，
呈透明时的温度，标记为Tc 熔点：液晶材料由晶体态变为液晶态的相变温度，标记
为Tm
晶体
TCN 液晶相 TNI 液体 Tm 熔点 Tc 清亮点 clear point
温度
③液晶的工作温度和存储温度 液晶的工作温度 高温工作温度：TN低于清亮点10℃ STN低于清亮点25～30℃ 低温工作温度：必须高于凝固点20℃以上 液晶的存储温度 高温存储温度：不超过清亮点 低温存储温度：参照液晶规格书中低温存储测试数据 不低于最低低温存储测试温度
液晶的电阻特性是材料本身决定的，它和介电常数、
阈值电压有一定联系 一般认为，液晶的阻性电流是杂质的带入而引起的
2.3 、Δ n参数
液晶具有双折射这一晶体特性
no为寻常光折射率，其偏振方向 与分子长轴垂直;ne则与分子长轴方
法线 O E
入射光
入射面
向行；
光学各向异性定义为△n=ne-no 这一参数在STN设计中是极为关的； ne no
液晶低温 Cells 存储测试 （LTS） -40℃ -30℃ -20℃ 250hrs 500hrs 1000hrs passed passed passed
2.2 、电阻率ρ
液晶是高阻材料，单位：欧姆厘米
液晶的电阻率非常高，一般都在1010欧姆厘米以上， TFT用液晶电阻率在1013欧姆厘米以上。
求也较为严格
高频
λ （n m ）
低频
n
1 .8
1 .8
2.4 、Δε参数
介电特性 液晶是一种电介质 液晶的介电特性具有方向性——介电各向异性， ε⊥ 它与分子极性相关。△ε=ε∥-ε⊥ Δε>0的液晶是正性液晶，加电时液晶分子延电场 方向排列；Δε<0的液晶是负性液晶，加电时液晶分 子垂直电场方向排列 介电特性是液晶的本质特征，是所有其他性能的 基础 介电特性为驱动提供了原动力 两体系混合后介电常数可线性叠加
向列相（Nematic） 分子排列不分层 分子指向矢大体一致
胆甾相（Cholesteric） 分子排列分层 层内分子互相平行
不同层分子指向矢逞螺旋 结构
热致液晶举例 近晶相液晶：例如铁电液晶 向列相液晶：例如普通TN、HTN、STN用液晶 胆甾相液晶：例如多稳态液晶
目前液晶显示器中使用的均为热致液晶
折射率的温度依赖性
折射率随温度的升高而降低
折射率各向异性也随温度上 升而降低温度接近清亮点时，
各向异性急剧下降
温度高于清亮点时，各向异 性消失 这一因素对高温工作的液晶 器件有着非常大的影响
折射率的频率依赖性
随着测试光源的频率的变化，
液晶的折射率也发生变化 频率升高，折射率增大
n
1 .9
液晶材料及应 用
目录
一．液晶的定义和基本分类 二．液晶材料性能参数 三．手性剂介绍 四．液晶的选择 五．液晶调配和使用注意事项
一、液晶的定义和基本分类
1.1 、液晶的由来 液晶的由来: 1888年由奥地利的植物学家莱尼茨尔在 测定物质溶点时发现某些物质溶化后会经过一个不透明 呈白色浑浊并且发出多彩而美丽的光泽,继续加热会变成
二、液晶材料性能参数
2.1 、液晶的相变 ①有序参数(S): 液晶分子排列的有序程度 S=1/2<3cos2θ-1> 0.3~0.8 ; θ 指单个液晶分子长轴方向偏离指向矢的角度
各向同性液体，分子长轴方向完全紊乱，S=0
当液晶分子全部处于平行排列时，S=1 一般向列相液晶在N I相变点附近S≈0.3，在非常低
折 射 率 随 频 率 的 变化
1 .9
1 .7
在可见光波段内，折射率的
变化足以影响显示器件的色度 在C-STN中，不但需要补偿
ne
1 .7
1 .6
1 .6
1 .5
1 .5
no
1 .4 1 .4 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
膜，而且对液晶的这一性能要
ε∥
低电压
Δ ε >0 高电压
介电的温度依赖性
随着温度的上升，介电各向异
性减小 在远离清亮点的温度下，介电
各向异性随温度升高缓慢变小
温度升至清亮点以上时，介电 各向异性消失
宽温产品应考虑此因素
介电的频率依赖性 介电各向异性随测试频率的 上升而降低 介电各向异性，当测试频率 足够高时，介电各向异性消失 高DUTY驱动时需考虑此因 素
清亮的液体,1889年德国物理学家莱曼通过偏光显微镜
观察这些脂类化合物,发现这些白色浑蚀的物质象液晶, 而且具有双折射性,于是就命名它为”液态晶体”。
1960’S 被应用于DS液晶显示器
1970’S 发明TN液晶显示器 1980’S 发明STN液晶显示器
1.2 、液晶的定义 物质的第四态——液晶（ liquid crystals） 普通物质有三态：固态、液态和气态 有些有机物质在固态与液态之间存在第四态——液晶态
△n与介电常数、清亮点、有序程
度等参数相关
常用向列相液晶属于正性晶体，ne>no， Δ n>0 胆甾相液晶属于负性晶体，ne<no,Δ n<0 Δ n要和液晶盒d相匹配，需要符合 Δ nd≥λ /2
Δ n小，液晶显示器视角相应会大
Dispersion= Δ n(450nm)/Δ n(589nm),DIC 1.09 ,HCCH&SLC 1.1～1.2
液晶态物质既具有液体的流动性和连续性，又保留了晶
体的有序排列性， 物理上呈现各向异性。 液晶这种中间态的物质外观是流动性的混浊液体，同时
又有光、电学各向异性和双折射特性。
1.3 、液晶基本分类 1）根据成分和出现液晶相的物理条件，可分为：热致液晶
和溶致液晶两大类 。
A. 热致液晶: 把某些有机物加热溶解，由于加热破坏结晶晶
格而形成的液晶，就是由于温度变化而出现的液晶相。
目前显示方面的都为此种液晶。 B. 溶致液晶: 把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，就是由于溶液浓度发生变化 而出现的液晶相，最常见的有肥皂水等。
2）热致液晶根据液晶分子的排列不同，可以分为近晶相、向列
相、胆甾相三类。
近晶相（Sematic） 分子排列分层 层内分子互相平行