液晶材料及應(yīng)用

1、液晶材料及應(yīng)用液晶材料及應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部 應(yīng)妙德應(yīng)妙德 2009-4-242009-4-24目錄目錄一液晶的定義和基本分類二液晶材料性能參數(shù)三手性劑介紹四液晶的選擇五液晶調(diào)配和使用注意事項(xiàng)一、液晶的定義和基本分類一、液晶的定義和基本分類1.1 1.1 、液晶的由來(lái)液晶的由來(lái) 液晶的由來(lái): 1888年由奧地利的植物學(xué)家萊尼茨爾在測(cè)定物質(zhì)溶點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)溶化后會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)不透明呈白色渾濁并且發(fā)出多彩而美麗的光澤,繼續(xù)加熱會(huì)變成清亮的液體,1889年德國(guó)物理學(xué)家萊曼通過(guò)偏光顯微鏡觀察這些脂類化合物,發(fā)現(xiàn)這些白色渾蝕的物質(zhì)象液晶,而且具有雙折射性,于是就命名它為”液態(tài)晶體”。1960S 被應(yīng)用

2、于DS液晶顯示器1970S 發(fā)明TN液晶顯示器1980S 發(fā)明STN液晶顯示器1.2 1.2 、液晶的定義液晶的定義 物質(zhì)的第四態(tài)液晶（ liquid crystals）普通物質(zhì)有三態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)有些有機(jī)物質(zhì)在固態(tài)與液態(tài)之間存在第四態(tài)液晶態(tài)液晶態(tài)物質(zhì)既具有液體的流動(dòng)性和連續(xù)性，又保留了晶體的有序排列性， 物理上呈現(xiàn)各向異性。液晶這種中間態(tài)的物質(zhì)外觀是流動(dòng)性的混濁液體，同時(shí)又有光、電學(xué)各向異性和雙折射特性。1）根據(jù)成分和出現(xiàn)液晶相的物理?xiàng)l件，可分為：熱致液晶和溶致液晶兩大類 。A.A. 熱致液晶熱致液晶: : 把某些有機(jī)物加熱溶解，由于加熱破壞結(jié)晶晶格而形成的液晶，就是由于溫度變化而出現(xiàn)的

3、液晶相。目前顯示方面的都為此種液晶。B.B. 溶致液晶溶致液晶: : 把某些有機(jī)物放在一定的溶劑中，由于溶劑破壞結(jié)晶晶格而形成的液晶，就是由于溶液濃度發(fā)生變化而出現(xiàn)的液晶相，最常見(jiàn)的有肥皂水等。 1.3 1.3 、液晶基本分類液晶基本分類2）熱致液晶根據(jù)液晶分子的排列不同，可以分為近晶相、向列相、膽甾相三類。 近晶相（Sematic）分子排列分層層內(nèi)分子互相平行 向列相（Nematic）分子排列不分層分子指向矢大體一致膽甾相（Cholesteric）分子排列分層層內(nèi)分子互相平行不同層分子指向矢逞螺旋結(jié)構(gòu)熱致液晶舉例熱致液晶舉例近晶相液晶：例如鐵電液晶向列相液晶：例如普通TN、HTN、STN用液

4、晶膽甾相液晶：例如多穩(wěn)態(tài)液晶u目前液晶顯示器中使用的均為熱致液晶目前液晶顯示器中使用的均為熱致液晶二、液晶材料性能參數(shù)二、液晶材料性能參數(shù)2.1 2.1 、液晶的相變液晶的相變 有序參數(shù)(S): 液晶分子排列的有序程度 S=1/2 0.30.8 ; 指單個(gè)液晶分子長(zhǎng)軸方向偏離指向矢的角度l 各向同性液體，分子長(zhǎng)軸方向完全紊亂，S=0l 當(dāng)液晶分子全部處于平行排列時(shí)，S=1l 一般向列相液晶在N I相變點(diǎn)附近S0.3，在非常低溫度時(shí)，S0.8l S值不受一般的強(qiáng)電場(chǎng)或強(qiáng)磁場(chǎng)的影響清亮點(diǎn)和熔點(diǎn)清亮點(diǎn)：液晶材料由液晶態(tài)變?yōu)楦飨蛲砸簯B(tài)的過(guò)程中，呈透明時(shí)的溫度，標(biāo)記為T(mén)c熔點(diǎn)：液晶材料由晶體態(tài)變?yōu)橐壕?/p>

5、態(tài)的相變溫度，標(biāo)記為T(mén)m 晶體晶體液晶相液晶相液體液體清亮點(diǎn)清亮點(diǎn)clear pointTNITcTCNTm溫度溫度熔點(diǎn)熔點(diǎn) 液晶的工作溫度和存儲(chǔ)溫度液晶的工作溫度 高溫工作溫度：TN低于清亮點(diǎn)10 STN低于清亮點(diǎn)2530 低溫工作溫度：必須高于凝固點(diǎn)20以上液晶的存儲(chǔ)溫度 高溫存儲(chǔ)溫度：不超過(guò)清亮點(diǎn) 低溫存儲(chǔ)溫度：參照液晶規(guī)格書(shū)中低溫存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù) 不低于最低低溫存儲(chǔ)測(cè)試溫度 液晶低溫存儲(chǔ)測(cè)試（LTS）Cells-40250hrspassed-30500hrspassed-201000hrspassed2.2 2.2 、電阻率電阻率液晶是高阻材料，單位：歐姆厘米l液晶的電阻率非常高，一般都在

6、1010歐姆厘米以上， TFT用液晶電阻率在1013歐姆厘米以上。l液晶的電阻特性是材料本身決定的，它和介電常數(shù)、閾值電壓有一定聯(lián)系l一般認(rèn)為，液晶的阻性電流是雜質(zhì)的帶入而引起的2.3 2.3 、n n參數(shù)參數(shù)液晶具有雙折射這一晶體特性lno為尋常光折射率，其偏振方向與分子長(zhǎng)軸垂直;ne則與分子長(zhǎng)軸方向平行；l光學(xué)各向異性定義為n=ne-nol這一參數(shù)在STN設(shè)計(jì)中是極為關(guān)的；ln與介電常數(shù)、清亮點(diǎn)、有序程度等參數(shù)相關(guān)nenoOE法線入射光入射面l 常用向列相液晶屬于正性晶體，neno，n0l 膽甾相液晶屬于負(fù)性晶體，neno,n0的液晶是正性液晶，加電時(shí)液晶分子延電場(chǎng)方向排列；VOFF ,V

7、90VON V90/V10VON/VOFF更小的陡度值，電光曲線越陡，可以驅(qū)動(dòng)更高的路數(shù)如果陡度值無(wú)法滿足驅(qū)動(dòng)路數(shù)的要求，很容易出現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象dutybiasdutybiasVopVoff2)2(1dutybiasdutybiasVopVon211,11dutybiasdutydutyVoffVonSteepnessCSTNCSTN不同不同n n下的對(duì)比度和下的對(duì)比度和NTSCNTSC設(shè)計(jì)條件：Cell gap:5.6um PI:PIA-2942 4% CF NTSC=63%換算成我司5.5um cell gap,n值為0.14864.3 4.3 、普通普通TNTN型型TFTTFT液晶顯示器液晶

8、顯示器l高電阻率，電阻率在1013歐姆厘米以上l工作溫度范圍高溫工作溫度低于清亮點(diǎn)10度，低溫工作溫度必須高于凝固點(diǎn)20度以上l響應(yīng)時(shí)間液晶旋轉(zhuǎn)黏度小、盒間距（d，35um之間）ln選擇采用第一極小設(shè)計(jì)，提高響應(yīng)速度， n在0.080.1之間5.1 5.1 液晶調(diào)配液晶調(diào)配l液晶調(diào)配的參數(shù)參數(shù)1 n(光學(xué)各向異性ne-no) 參數(shù)2 Vth(閾值電壓)參數(shù)3 手性劑添加量l液晶調(diào)配體系TN型LCD：?jiǎn)纹矿w系或多瓶體系STN型LCD:多瓶體系（通常四瓶體系）TN型TFT：?jiǎn)纹矿w系五、液晶調(diào)配和使用注意事項(xiàng)五、液晶調(diào)配和使用注意事項(xiàng)多瓶體系多瓶體系四瓶體系液晶n和Vth兩兩相同例如：MLC1400

9、0/141000-000/100閾值電壓：基本相同，基本相同n : 基本相同, 基本相同四瓶體系四瓶體系液晶型號(hào)nVth 比例（未知數(shù)）MLC14000-0000.12921.15aMLC14000-1000.17001.1bMLC14100-0000.12901.97cMLC14100-1000.16971.95d0.1292a+0.17b+0.129c+0.1697d=目標(biāo)n1.15a+1.1b+1.97c+1.95d=目標(biāo)Vtha+b+c+d=1四個(gè)未知數(shù)，四個(gè)未知數(shù)，三組方程，有三組方程，有無(wú)數(shù)組解無(wú)數(shù)組解1/2（0.1292+0.129）(a+c)+1/2(0.17+0.1697)(

10、b+d) =目標(biāo)n1/2(1.15+1.1)(a+b)+1/2(1.97+1.95)(c+d)=目標(biāo)Vtha+b+c+d=1Bndb1290. 01292. 01697. 017. 0211290. 01292. 021目標(biāo)Anca1290. 01292. 01697. 017. 0211290. 01292. 0211目標(biāo)Dthdc1 . 115. 195. 197. 1211 . 115. 121目標(biāo)Cthba1 . 115. 195. 197. 1211 . 115. 1211目標(biāo)DBdDAcCBbCAa目前我司四瓶調(diào)配詳解目前我司四瓶調(diào)配詳解5.2 5.2 液晶使用注意事項(xiàng)液晶使用注意

11、事項(xiàng)l液晶需要密閉、避光保存l液晶配制時(shí)，應(yīng)將所使用的容器及工具用丙酮清洗干凈l液晶混合時(shí)不需高溫（VON/VOFF B.V90/V10VON/VOFF C.V90/V10=VON/VOFF14.目前我司STN用液晶混合灌液通常采用的是幾瓶液晶？A.單瓶 B. 2瓶 C.4瓶 D. 6瓶15.對(duì)于液晶閾值電壓描述不當(dāng)?shù)氖茿.液晶閾值電壓同液晶介電各向異性相關(guān) B.液晶閾值電壓是透過(guò)率變化了10%的電壓 C.液晶閾值電壓同液晶彈性常數(shù)相關(guān) D.液晶閾值電壓是透過(guò)率變化了90%的電壓16.對(duì)于有序參數(shù)S，代表分子排列的有序程度的物理量，晶體的有序參數(shù)S為A. S=0 B. S=1 C. S=0.3 D. S=0.817.LCD的驅(qū)動(dòng)路數(shù)的多少同液晶哪項(xiàng)特性關(guān)系最為密切A. 陡度 B.黏度 C.n D.清亮點(diǎn)18.普通TN型TFT由于考慮到響應(yīng)時(shí)間，盒厚設(shè)計(jì)值在35um之間，其一般采用的是第幾極小設(shè)計(jì)？A. 一 B. 二 C. 三 D