液晶基础知识学习资料

第1章 液晶的基本性质
第1节 液晶的基本概念 1.1 液晶的发现
1888年：奥地利植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）在做加热 胆甾醇苯甲酸酯实验时，意外发现“液晶现象” 。
固体：<145.5°C ，白色 液态物质：
145°C ，蓝紫色（Blue-Violet） 浑浊的液体（Cloudy Liquid）
179°C ，蓝色 透明液体（Clear Liquid）
双熔点？ 一般物质仅具单一熔点
百度文库
“液晶”名称的由来：
德国物理学家莱曼（O.Lehmann ）： Fliessende Krystalle
德语，意思为液态晶体 英文译为Liquid Crystal，简称为
“LC” 中文译为“液晶”。
Reinitzer与Lehmann讨论所写 的信件，公认为液晶的首度发现。 Reinitzer和Lehmann被誉为 “液晶之父”。
由上述可知，这些中间相的分子形狀是決定其物理性质的重要因素。 在此仅对与本课程相关的液晶作进一步介绍。
低于温度Tm，就变成固体（晶体），称Tm为液晶的熔点， 高于温度TC就变成清澈透明各向同性的液态，称TC为液晶的清亮点。 LCD能工作的极限温度范围基本上由Tm和TC确定。
用于显示的都是可工作于室温的热致液晶，由于热致各向异性的液晶物质的特殊稳定
1973年，英国哈尔大学的格雷教授(G.W. Gray)发现了稳定的液晶材料（联 苯系），解決了以往液晶材料不稳定的问题 。这在液晶显示器的发展历程 中具有里程碑式的意义。
1976年，由SHARP公司在世界上首次，将联苯系液晶材料应用于计算器 （EL-8025）的显示屏中，此材料目前已成为LCD材料的基础。
1979年，Le Comber于英国提出α-Si TFT主动矩阵，属于非晶硅-薄膜晶 体管类型的三端有源矩阵液晶显示器件。它工艺简单，玻璃基板成本低， 导通比大，可靠性高，容易大面积化。
1980年N.Clark等提出铁电液晶模式（FLC）。 1983年，开发出poly-Si TFT的液晶显示器。 1984年，日本将超扭曲向列模式实用化，1985年将其用于文字处理机和
显示中。
Williams畴
DSM工作原理
1968年，G.H.Heilmeir等人利用液晶的动态散射的电光效应制成世界上第 一个实用化液晶显示器（DSM-LCD），开创了液晶显示的时代。 Heilmeir等人还发现了可用于液晶显示的宾主效应、相变两种电光效应。
1970-1972年，M.F.Schiekel提出电控双折射（ECB）模式。 Martin Schardt等人发表了TN模式，出现了第一个基于扭曲效应的扭曲向 列液晶显示器（TN-LCD）。S.Kobayashi等人制成TN-LCD，并迅速工业 化，被广泛应用于计算器、手表、测试设备及汽车显示等，取得了巨大成功。 RCA的Lecher等人提出有源矩阵LCD方案。
目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶，而生物系统中则存在大量溶致液晶。
热致液晶,既能由固态晶体加热得到，也能从液体冷却 得到，称此为相变。
平板显示技术
授课教师：柴宝玉 办公地点：3＃524
光电子技术系 光电信息工程专业
上课教材：讲义
参考资料：
1.《液晶器件工艺基础》范志新 北京邮电大学出版社 2.《液晶显示原理》黄子强 国防工业出版社 3.《液晶物理学》谢毓章 科学出版社 4.《平板显示技术》 应根裕 人民邮电出版社
考核方式：平时到课率+作业+期末卷面成绩
中间相大致可被区分成两大类别： (1)Disordered Crystal Mesophases: 一般称之为「塑性晶体」 (Plastic
Crystals)。其分子形状常为圆球状，易形成分子位置有次序性，但方向 无次序性的相。因其分子位置仍保留三维晶格排列，故不具流动性。 (2)Ordered Fluid Mesophases: 通常称之为「液态晶体」，简称液晶。由于 此相常由长条状或圆盘状的分子所组成。故易形成一分子重心位置无次 序性，但方向有次序性的相。由于此相分子重心位置不受限于晶格[位置 无序]，故具有一定程度的流动性。
2004, Philips demonstrated a 20″ 3-D LCD at CeBIT in Hannover。 2005, Samsung Developed World‘s Largest (82“) Full HDTV TFT-
LCD。
1.3 中间相
对于一般常见的物质由结晶状的固体相变为各向同性的 液体，通常是经由单一过程的相变。但有很多有机物由结晶 固体到各向同性液体间却需要经过多个步骤的相变。因此必 定存在一个或多个介于结晶固体与各向同性液体间的中间相。 所以这些相的力学、光学、电学等性质也介于晶体与液体之间。
1963年，RCA公司的R.Williams发现液晶第一个电光效应——Williams畴。 1964年，G.H.Heilmeir与R.Williams发表动态散射效应（Dynamic
Scattering Mode, DSM）的液晶显示模式，开启了液晶在显示方面的应用。 1965年，第一个室温液晶MBBA被开发出来，并立即应用到动态散射型液晶
个人计算机，实现了产品化。同年，液晶彩色电视实用化。 1990年，夏普因为14寸彩色液晶TFT显示器的研发成就，获得德国AV最
高荣誉的Eduard Rhein Award (E.R大奖)。14寸彩色液晶显示器的研发 成功，从某种意义上来说，是液晶显示器实用化的开端。SHARP公司被 人们称为液晶显示器之父。 1993年，日本开始建立大尺寸TFT-LCD生产线，TFT-LCD的大量生产迎 来了此后的全盛期。
的温度范围应在室温以上，只有这类液晶才能作为显示器件的材料。
1.4 液晶的分类
液晶的分类方法 1.按照液晶的形成条件分类 2.按照分子排列的形式和有序性分类
1.按照液晶的形成条件分类
热致液晶
溶致液晶
把某些有机物加热 融解，由于加热破坏 结晶晶格而形成的液晶。
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。