lcd基本知识简介及制造流程介绍
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➢光学异向性 (Optical anisotropy) ➢介电异向性 (Dielectric anisotropy)
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光学异向性:
▪ 光学异向性是常发生于晶体物质的特性，
较具体的表现就是双折射(Birefringence)特 性。
▪ 双折射顾名思义也就是说光线在物质内部
传播时有两种不同的折射率n。
一、液晶
目录
二、LCD的分类
三、LCD的显示原理
四、LCD的主要技术指标
五、LCD制造流程
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1
一.液晶
1.1 什么是液晶
众所周知物质有的固态、液态和固态，但有些物质、 它们在从固态转变成液态的过程中，不是直接从固态变为 液态，而是给一种中间状态。处于中间状态的物质外观上 看似浑浊的液体。但是它的光学性质和某此电学性质又和 晶体相似。是各项异性，如有双折射特性等。如温度升高 时，各种浑浊的物质随着温度的升高会变成澄清、同性的 液体。反过来这类物质从液体转变成固体时，也要经过中 间状态。各种能在一定的温度范围内兼有液体和晶体，二 者特性的物质叫做液晶（Liquid Crystal） 也叫做液晶相、 中间相或中介相等，又称为物质的第四态。
❖一般物质
固态
液态
❖液晶物質
气态
固态
液晶态 液态
氣态
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2
1.2 液晶的发现及命名
1888年奥地利植物学家 F.Reinitzer 在加热胆甾醇 苯甲酸酯结晶试验时发现：
结晶 酯
加热 乳白色 加热 冷却 浑浊液体 冷却
透明 液体
德国物理学家 O.Lehmann 将其称为：Fliessende 英文为：Liquid Crystal 中文即：液晶
b. 负性显示（Negative）
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2.5 各种LCD的优缺点及应用对比
类别
TN
1.价格便宜
2.应用范围广
优点 3.容易生产
4.黑白显示效果 最好
1.视角范围较窄
缺点
适用 范围
2.显示模式单一
3.只适用于低路 数驱动,高驱动 对比度差 计算器/电子表/电 话机/游戏机等较 低档的家用电子 产品
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LCD的分类
LCD 按显示方式可分为 半透射 反射 全透 显示器
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17
2.4 LCD主要产品特征
类型
扭曲角
显示模式
TN Twist 90° HTN Twist 100°-180° STN Twist 180°-270° FSTN Twist 180°-270°
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
Krystalle(德语)
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3
晶体
向列相液晶
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各向同性相
4
1.3 液晶分子的结构
化学家的观点
物理学家的观点
• 形状各向异性, 长度 > 4倍宽度 • 分子长轴有一定刚性 • 分子末端含有极性或可极化的基团
CH3 - (CH2)4
CN
上述分子(5CB) 是 ~2 nm × 0.5 nm
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13
2.1 LCD的优点
信息显示技术随着信息社会化的发展显得越来越重要， 液晶显示器与其它显示器相比其有很多优点。
▪ 平面型显示、体积小、重量轻、便于携带； ▪ 功耗低、驱动电压低； ▪ 寿命长，一般在5万小时以上； ▪ 不含有害射线，对人体无害； ▪ 被动显示，不易被强光冲刷； ▪ 易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动； ▪ 结构简单，没有复杂的机械部分； ▪ 造价成本低。
根据液晶分子扭曲程度，LCD可分为 下列几类：
▪ TN：扭曲向列型（Twist nematic）液晶显示器。 ▪ HTN：高扭曲向列型（High Twist nematic）液晶显 示器。 ▪ STN ：超扭曲向列型（Super Twist nematic）液晶显示器。 ▪ FSTN ：补偿膜超扭曲向列型(Film Super Twist)液晶显示器. ▪ TFT ： 薄膜晶体管（Thin-film transistor）液晶显示器。
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5
1.4液晶的种类 ▪ 向列液晶：分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布
▪ 胆甾相液晶：分子在空间形成连续的螺旋结构，在
垂直于螺旋轴的平面内分子排列类似向列相
▪ 层列相液晶：分子沿某一择优方向取向，分子重心有序分
布
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•向列相&胆甾相
向列型液晶
层列型液晶
胆甾型液晶
1.5 液晶的特性:
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2.2 LCD的缺点与限制性
随着液晶显示器的广泛应用，人们也可 以发现其有些缺点：
▪ 由于它是被动元件，本身不发光，在暗处
需借助其它的光源才具有可视性；
▪ 有视角之限； ▪ 响应速度（30ms-120ms）与其他元件相比
尚嫌差些；
▪ 有操作温度的限制
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2.3 LCD的分类
于这种类型)
▪ ne < no : negative birefringent
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1.6 介电异向性:
▪ 右图中液晶分子主轴与电
场平行及垂直时，产生两
个不等的介电常数:ε⊥与
ε//
图。
▪ 定义: △ε ≡ ε// - ε⊥。 △ε
>0的液晶当电场加入时，
以右图的B态最稳定。 △ε A 态
B态
<0则以A态最稳定。
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介电异向性应用示例:
➢△ε >0
➢△ε <0
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二. 液晶显示器 （Liquid Crystal Display）
▪ 液晶具有固定的偶极矩，介电各向异性。
所以施加电场可使 液晶分子轴发生移动， 于是液晶分子的排列发生改变。从而改变 其光学性质来达到其显示的效果。这是液 晶做为显示器的基本原理
▪ ne : (extraordinary refractive index)入射光与 晶体光轴方向平行时的折射率。
▪ no : (ordinary refractive index)入射光与晶体光 轴方向垂直时的折射率。 。
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双折射定义:
△n = ne – no
▪ ne > no : positive birefringent (大部份液晶属
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
Positive :黄绿底黑字(Y-G mode) 灰底蓝紫字(Gray mode) Negative:蓝底白字(Blue mode)
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
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LCD的显示模式
a. 正性显示（Positive）
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光学异向性:
▪ 光学异向性是常发生于晶体物质的特性，
较具体的表现就是双折射(Birefringence)特 性。
▪ 双折射顾名思义也就是说光线在物质内部
传播时有两种不同的折射率n。
一、液晶
目录
二、LCD的分类
三、LCD的显示原理
四、LCD的主要技术指标
五、LCD制造流程
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1
一.液晶
1.1 什么是液晶
众所周知物质有的固态、液态和固态，但有些物质、 它们在从固态转变成液态的过程中，不是直接从固态变为 液态，而是给一种中间状态。处于中间状态的物质外观上 看似浑浊的液体。但是它的光学性质和某此电学性质又和 晶体相似。是各项异性，如有双折射特性等。如温度升高 时，各种浑浊的物质随着温度的升高会变成澄清、同性的 液体。反过来这类物质从液体转变成固体时，也要经过中 间状态。各种能在一定的温度范围内兼有液体和晶体，二 者特性的物质叫做液晶（Liquid Crystal） 也叫做液晶相、 中间相或中介相等，又称为物质的第四态。
❖一般物质
固态
液态
❖液晶物質
气态
固态
液晶态 液态
氣态
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1.2 液晶的发现及命名
1888年奥地利植物学家 F.Reinitzer 在加热胆甾醇 苯甲酸酯结晶试验时发现：
结晶 酯
加热 乳白色 加热 冷却 浑浊液体 冷却
透明 液体
德国物理学家 O.Lehmann 将其称为：Fliessende 英文为：Liquid Crystal 中文即：液晶
b. 负性显示（Negative）
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2.5 各种LCD的优缺点及应用对比
类别
TN
1.价格便宜
2.应用范围广
优点 3.容易生产
4.黑白显示效果 最好
1.视角范围较窄
缺点
适用 范围
2.显示模式单一
3.只适用于低路 数驱动,高驱动 对比度差 计算器/电子表/电 话机/游戏机等较 低档的家用电子 产品
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LCD的分类
LCD 按显示方式可分为 半透射 反射 全透 显示器
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2.4 LCD主要产品特征
类型
扭曲角
显示模式
TN Twist 90° HTN Twist 100°-180° STN Twist 180°-270° FSTN Twist 180°-270°
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
Krystalle(德语)
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晶体
向列相液晶
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各向同性相
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1.3 液晶分子的结构
化学家的观点
物理学家的观点
• 形状各向异性, 长度 > 4倍宽度 • 分子长轴有一定刚性 • 分子末端含有极性或可极化的基团
CH3 - (CH2)4
CN
上述分子(5CB) 是 ~2 nm × 0.5 nm
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13
2.1 LCD的优点
信息显示技术随着信息社会化的发展显得越来越重要， 液晶显示器与其它显示器相比其有很多优点。
▪ 平面型显示、体积小、重量轻、便于携带； ▪ 功耗低、驱动电压低； ▪ 寿命长，一般在5万小时以上； ▪ 不含有害射线，对人体无害； ▪ 被动显示，不易被强光冲刷； ▪ 易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动； ▪ 结构简单，没有复杂的机械部分； ▪ 造价成本低。
根据液晶分子扭曲程度，LCD可分为 下列几类：
▪ TN：扭曲向列型（Twist nematic）液晶显示器。 ▪ HTN：高扭曲向列型（High Twist nematic）液晶显 示器。 ▪ STN ：超扭曲向列型（Super Twist nematic）液晶显示器。 ▪ FSTN ：补偿膜超扭曲向列型(Film Super Twist)液晶显示器. ▪ TFT ： 薄膜晶体管（Thin-film transistor）液晶显示器。
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1.4液晶的种类 ▪ 向列液晶：分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布
▪ 胆甾相液晶：分子在空间形成连续的螺旋结构，在
垂直于螺旋轴的平面内分子排列类似向列相
▪ 层列相液晶：分子沿某一择优方向取向，分子重心有序分
布
编辑课件ppt
6
•向列相&胆甾相
向列型液晶
层列型液晶
胆甾型液晶
1.5 液晶的特性:
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2.2 LCD的缺点与限制性
随着液晶显示器的广泛应用，人们也可 以发现其有些缺点：
▪ 由于它是被动元件，本身不发光，在暗处
需借助其它的光源才具有可视性；
▪ 有视角之限； ▪ 响应速度（30ms-120ms）与其他元件相比
尚嫌差些；
▪ 有操作温度的限制
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2.3 LCD的分类
于这种类型)
▪ ne < no : negative birefringent
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1.6 介电异向性:
▪ 右图中液晶分子主轴与电
场平行及垂直时，产生两
个不等的介电常数:ε⊥与
ε//
图。
▪ 定义: △ε ≡ ε// - ε⊥。 △ε
>0的液晶当电场加入时，
以右图的B态最稳定。 △ε A 态
B态
<0则以A态最稳定。
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介电异向性应用示例:
➢△ε >0
➢△ε <0
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二. 液晶显示器 （Liquid Crystal Display）
▪ 液晶具有固定的偶极矩，介电各向异性。
所以施加电场可使 液晶分子轴发生移动， 于是液晶分子的排列发生改变。从而改变 其光学性质来达到其显示的效果。这是液 晶做为显示器的基本原理
▪ ne : (extraordinary refractive index)入射光与 晶体光轴方向平行时的折射率。
▪ no : (ordinary refractive index)入射光与晶体光 轴方向垂直时的折射率。 。
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双折射定义:
△n = ne – no
▪ ne > no : positive birefringent (大部份液晶属
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
Positive :黄绿底黑字(Y-G mode) 灰底蓝紫字(Gray mode) Negative:蓝底白字(Blue mode)
Positive :白底黑字 Negative:黑底白字
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LCD的显示模式
a. 正性显示（Positive）