LCD液晶顯示器的原理及生產(chǎn)流程與工藝
來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2020-09-30 點(diǎn)擊量:1826
1-1什么是液晶
物質(zhì)有三態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。這三種狀態(tài)也可稱(chēng)為固相、液相、氣相。在自然界中大多的物質(zhì)隨溫度的變化而呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。象水、鹽以及由元素周期表中每一種元素組成的物質(zhì)。其組成單元,如水分子或硅原子等,基本上象一個(gè)個(gè)小球。隨著溫度的降低或溫度的升高,組成單元的排列由后來(lái)的無(wú)序排列轉(zhuǎn)變成整整齊齊的的有序排列。即從液相轉(zhuǎn)為氣相或固相。在晶體中,組成單元的有序排列,表示每個(gè)組成單元都處在一定的位置,不易流動(dòng)而且有規(guī)律的排列,只要人們知道它的排列規(guī)則,就可以從一個(gè)組成單元出發(fā),按照規(guī)律找到另一單元,即嚴(yán)格的空間有序。
除了我們知道的固態(tài)、液態(tài)和固態(tài),有些物質(zhì)、它們?cè)趶墓虘B(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的過(guò)程中,不是直接從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),而是給一種中間狀態(tài)。處于中間狀態(tài)的物質(zhì)外觀上看似渾濁的液體。但是它的光學(xué)性質(zhì)和某此電學(xué)性質(zhì)又和晶體相似。是各項(xiàng)異性,如有雙折射特性等。如溫度升高時(shí),各種渾濁的物質(zhì)隨著溫度的升高會(huì)變成澄清、同性的液體。反過(guò)來(lái)這類(lèi)物質(zhì)從液體轉(zhuǎn)變成固體時(shí),也要經(jīng)過(guò)中間狀態(tài)。各種能在一定的溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體,二者特性的物質(zhì)叫做液晶(LiquidCrystal)也叫做液晶相、中間相或中介相等,又稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài)。
1-2液晶的由來(lái)
液晶最早是奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾(F.Reinitzer)于1888年發(fā)現(xiàn)的。它在測(cè)定某些物質(zhì)的溶點(diǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)(脂甾醇的苯甲酸脂和酯酸脂)溶化后會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)不透明呈白色渾濁液體狀態(tài)并發(fā)出多彩而美麗的光澤,只要繼續(xù)加熱才會(huì)變成清亮的液體。1889年,德國(guó)物理學(xué)家萊曼(O.Lehmann)用由他設(shè)計(jì),在當(dāng)時(shí)作為最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡對(duì)這些脂類(lèi)化合物進(jìn)行觀察。他發(fā)現(xiàn)這類(lèi)白色渾濁物質(zhì)外觀上雖然象液體。但呈各向異性晶體特有的雙折射性。于是萊曼將它命名為“液態(tài)晶體”。這就是液晶的由來(lái)。
1-3液晶的種類(lèi):
隨著科學(xué)的發(fā)展,人們認(rèn)識(shí)的提高,發(fā)現(xiàn)液晶物質(zhì)基本上都是有機(jī)化合物。現(xiàn)有的有機(jī)化合物中每200種中就有一種呈液晶相。從成分和出現(xiàn)液晶相物理?xiàng)l件來(lái)看,液晶可分為熱致液晶和溶致液晶兩大類(lèi)。在某些有機(jī)物加熱溶解,由于加熱破壞結(jié)晶晶格而形成液晶稱(chēng)為熱致液晶,就是前面幾個(gè)說(shuō)的由于加熱有些物質(zhì)出現(xiàn)液晶相。同樣把某些有機(jī)物質(zhì)放在一定的溶劑中,由于溶劑破壞結(jié)晶晶格而形成的液晶稱(chēng)之為溶質(zhì)液晶。它是由于溶液濃度的變化而呈現(xiàn)的液晶相。最常見(jiàn)的有肥皂水等。目前用于顯示材料基本上都屬于熱致液晶。至今,已發(fā)現(xiàn)的液晶已有兩萬(wàn)多種。
在眾多的液晶中,被研究最多的在顯示技術(shù)中,應(yīng)用最廣液的是由簡(jiǎn)單的桿形有機(jī)分子組成的單元液晶,各類(lèi)分子通常具有的結(jié)構(gòu):該分子的剛性的核心是由兩個(gè)苯環(huán)以及中間的一個(gè)官能團(tuán)構(gòu)成的,在核心的兩頭比較柔軟的烷基或其它比較柔軟的有機(jī)分子鏈.一個(gè)熔鏈中有一個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu),使分子變?yōu)槭中苑肿印?br />
根據(jù)液晶分子的不同排列方式,可分為三大類(lèi):即向列液晶、膽甾相液晶和層列相液晶三大類(lèi)。
LCD的結(jié)構(gòu)
①偏光片;②基板玻璃;③SIO2隔阻層;④電極;⑤定向膜;⑥封接框;⑦過(guò)渡電極;⑧液晶;⑨反射片;⑩封口膠
LCD的工作原理:
要了解LCD的工作原理,我們首先須了解光。這是一種電磁波。即電磁場(chǎng)以波動(dòng)的形式傳播的。人眼可見(jiàn)的光的波長(zhǎng)范圍大致在380納米至780納米之間。通常光是沿直線方式傳播的,光波的振動(dòng)方向垂直于光的傳播方向。對(duì)自然光(如太陽(yáng)光)來(lái)說(shuō)在垂直光傳播方向的各平面內(nèi),光波的振動(dòng)方向隨機(jī)均勻分布的。如果光波振動(dòng)的方向是沿一個(gè)方向,這樣的光線稱(chēng)為偏振光,這個(gè)振動(dòng)方向稱(chēng)為偏振方向。偏振方向與光波的傳播方向形成的平面稱(chēng)為振動(dòng)面。