第三章-液晶顯示課件

第三章液晶顯示液晶顯示的發(fā)展與特點(diǎn)液晶的物理特性液晶的光學(xué)特性液晶分子的沿面排列常見的液晶顯示器件液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)技術(shù)有源矩陣液晶顯示器件液晶顯示器的主要材料及制造工藝液晶技術(shù)的新進(jìn)展3.1液晶顯示的發(fā)展與特點(diǎn)一、液晶顯示的發(fā)展過程★

1888年奧地利的植物學(xué)家F·Reinitzer在做加熱膽甾醇的苯甲酸脂實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，這類物質(zhì)在加熱溶化后不是透明的液體，而是一種呈渾濁態(tài)的粘稠液體，當(dāng)進(jìn)一步升溫，才變成透明的液體。他把這種粘稠而渾濁的液體放到偏光顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)這種液體具有雙折射性。★

1961年，美國無線電公司（RCA）普林斯頓研究所的一位年輕工作者海麥爾將電子學(xué)知識(shí)用于液晶的光學(xué)特性研究，取得了很大進(jìn)展?！?/p>

1968年，海麥爾及其研究小組制成了世界上第一臺(tái)液晶平板顯示器，從此開始了液晶顯示的新紀(jì)元。★1889年，德國物理學(xué)家D·Leimann也發(fā)現(xiàn)了這種粘稠液體，將其命名為“液晶”，簡稱為“LC”。三、液晶的分類1、液晶實(shí)際上是物質(zhì)的一種形態(tài)，也有人稱其為物質(zhì)的第四態(tài)。液晶即具有液體一樣的流動(dòng)性和連續(xù)性，又具有晶體一樣的各向異性。溶致液晶：某些有機(jī)物溶解在水或有機(jī)溶劑中顯示出液晶態(tài)，熱致液晶：某些有機(jī)物要在一定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出液晶狀態(tài)?；プ兿嘧儯赡嫦嘧儯?、溶致液晶和熱致液晶單變相變：熱致液晶分類：⑴近晶相液晶（Smectic）又稱層狀液晶棒狀或條狀分子按層狀排列，二維有序，層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可垂直于層面或與層面傾斜。層與層之間的作用力較弱，易滑動(dòng)，具有二維的流動(dòng)性。近晶相液晶的粘度與表面張力較大，用手摸有似肥皂的滑澀感，對外界的電、磁、溫度變化都不敏感。光學(xué)上顯示正雙折射性。⑵向列相液晶（Nematic）又稱絲狀液晶由長徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平行的排列狀態(tài)。分子的重心雜亂無序，并容易順著長軸方向自由移動(dòng)，像液體一樣富于流動(dòng)性。光學(xué)特性像單軸晶體，呈正的雙折射性。對外界的電、磁、溫度、應(yīng)力都比較敏感，是顯示器件上廣泛使用的材料。二、液晶的各向異性液晶分子是極性的棒狀分子，導(dǎo)致了液晶的宏觀物理性質(zhì)在長軸有序方向和短軸有序方向上不同，一般稱沿分子長軸平均方向?yàn)槠叫蟹较颍?/），沿分子短軸平均方向?yàn)榇怪狈较颍ā停?。液晶短軸方向ε⊥液晶短軸方向ε∥液晶分子的電偶極矩為，若長軸方向的單位矢量為，與的夾角為θ。θ≈0，正性液晶，NPθ≈π/2，負(fù)性液晶，Nn1、介電各向異性2、電導(dǎo)各向異性液晶的電阻率ρ的數(shù)量級(jí)在，接近絕緣體。電阻率越高，液晶材料的穩(wěn)定性越好，功耗電流越低。電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，電導(dǎo)率越大導(dǎo)電性越好，同時(shí)液晶的電導(dǎo)還與它的純度有關(guān)，純度越高導(dǎo)電性越差。液晶的電導(dǎo)率各向異性用平行于長軸方向的電導(dǎo)率與垂直于電導(dǎo)方向的電導(dǎo)率的比值來表示。3、折射率各向異性Δn>0，其光學(xué)各向異性等同于正單軸晶體Δn<0，其光學(xué)各向異性等同于負(fù)單軸晶體

Δn與偏振、旋光、折射及干涉所引起的電光效應(yīng)有直接關(guān)系，特別對彩色顯示液晶來說，顯示各種波長的強(qiáng)度與Δn有關(guān)。液晶顯示器的光透過率與液晶折射率各向異性和液晶盒厚度的關(guān)系：4、彈性系數(shù)描述液晶分子彈性形變的物理量。在不同方向有不同形式的形變和彈性系數(shù)。5、粘滯系數(shù)主要影響液晶顯示器件的響應(yīng)速度和多路驅(qū)動(dòng)能力。粘滯系數(shù)小則液體易流動(dòng)，分子排列易改變。液晶沿不同方向流動(dòng)粘滯性不同，粘滯系數(shù)影響顯示器件的響應(yīng)速度。光的偏振、晶體光學(xué)一、光的偏振Maxwell方程組：介質(zhì)的折射率：在光波中每一點(diǎn)都有一個(gè)振動(dòng)的電場強(qiáng)度矢量和一個(gè)振動(dòng)的磁場強(qiáng)度矢量，和互相垂直，且都與光速的方向垂直。電磁波的傳播速度：與的關(guān)系：稱為光矢量。★★★⑶部分偏振光：光波中雖然包括一切方向的振動(dòng)，但不同方向上的振幅不等，某些方向振動(dòng)強(qiáng)，某些方向振動(dòng)弱。⑷橢圓偏振光可由兩列頻率相同，振動(dòng)方向互相垂直，且沿同一方向傳播的線偏振光疊加得到。出射光入射光y′θx′AoAeπ＞δ＞0y′出射光入射光θx′AoAe-π＜δ＜02、偏振度——描述光線偏振化程度的物理量自然光：P=0

線偏振光：P=1部分偏振光：0<P<13、馬呂斯定律：光強(qiáng)為I0的線偏振光入射到起偏振器，若振動(dòng)方向與起偏器的偏振方向間的夾角是，透射光的光強(qiáng)I為：二、晶體光學(xué)1、晶體的雙折射現(xiàn)像o光e光

入射光經(jīng)各向異性介質(zhì)（如石英晶體，方解石晶體等）折射后分成兩束的現(xiàn)象。尋常光：折射光線遵守折射定律，折射率為常數(shù)，其折射光線總在入射面內(nèi)，簡稱o

光（ordinary）；非尋常光：折射光線不遵守折射定律，折射率不為常數(shù)，其折射線不一定在入射面內(nèi)，簡稱e光（extrordinary）

。主平面：光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。主截面：晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面。主平面光軸光線主截面光軸光線法線晶體有一個(gè)（或多個(gè)）方向，沿該方向?qū)こ９馀c非尋常光傳播速度相等，此方向稱為晶體的光軸。晶體按光軸數(shù)量分可分為單軸晶體和雙軸晶體。2、單軸晶體光學(xué)特性的幾何表示單軸晶體的折射率橢球方程：設(shè)vO為o光傳播速度，ve為e光在垂直于光軸方向上的傳播速度，則vevO光軸vevO光軸正晶體負(fù)晶體三、偏振光的干涉d晶片C

單色自然光偏振片P1偏振化方向光軸方向AeAO光軸方向偏振片P2

單色自然光經(jīng)P1后成為線偏振光，通過晶片C后，又成為兩束不相干的線偏振光，再經(jīng)P2

后，就成為頻率相同，振動(dòng)方向相同而相位差恒定的相干光，從而產(chǎn)生偏振光干涉。兩束光在晶片C中產(chǎn)生的相位差若A1O與A2e方向相反，產(chǎn)生附加相位差兩束光疊加后總光強(qiáng)：在偏振光干涉中：（1）對一定波長的入射光來說，屏幕上的明暗由晶體厚度d

決定；（2）用白光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)在晶體中厚度均勻的情況下，屏上出現(xiàn)一定色彩合成的混合色。向列液晶和近晶液晶有，所以Δn>0，即向列液晶和近晶液晶一般都呈現(xiàn)正單軸晶體的光學(xué)性質(zhì)。3.3液晶的光學(xué)特性折射率各向異性：對于向列液晶和近晶液晶，分子長軸的指向矢的方向就是單軸晶體的光軸，用n⊥表示no，n∥表示ne。光軸n膽甾型液晶具有負(fù)單軸晶體的光學(xué)性質(zhì)，這是因?yàn)椋汗廨S螺旋軸無論是光學(xué)正液晶還是光學(xué)負(fù)液晶，都滿足：由于液晶具有單軸晶體的光學(xué)各向異性，所以具有以下光學(xué)特性：⑴能使入射光的前進(jìn)方向向液晶分子長軸的方向偏轉(zhuǎn)；當(dāng)入射光線與液晶分子長軸夾角為θ時(shí)，將進(jìn)入液晶的光沿平行長軸和垂直長軸的方向分解：由于，液晶中光速合成方向與長軸夾角變小，即向長軸方向靠攏。⑵使入射光的偏振狀態(tài)，及偏振方向發(fā)生變化；xyznθθ=0θ=π/4θ=π/2液晶偏光方向θ入射直線偏光將入射光的電場矢量沿平行長軸和垂直長軸的方向分解為和，由于，經(jīng)過液晶后和產(chǎn)生的相位滯后不同，疊加后偏振狀態(tài)或偏振方向發(fā)生變化。

當(dāng)線偏振光入射到指向矢有扭曲的液晶（如手征絲狀相液晶）上時(shí)的情況：12xy當(dāng)時(shí)，通過手征絲狀相液晶傳播的光仍為線偏光，且偏振方向跟隨指向矢轉(zhuǎn)動(dòng)，被稱為沿螺旋軸傳播的波導(dǎo)區(qū)域。⑶使入射的左旋及右旋偏振光產(chǎn)生對應(yīng)的透過或反射。某些光軸垂直于表面切取的晶體，當(dāng)入射線偏振光在晶體內(nèi)沿著光軸傳播時(shí)，光矢量振動(dòng)方向隨傳播距離逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象為旋光現(xiàn)象。旋光現(xiàn)象除了與晶體有關(guān)外還與入射光的波長有關(guān)（可由菲涅爾理論推導(dǎo)），旋光現(xiàn)象有左旋和右旋之分。當(dāng)螺距和波長相當(dāng)時(shí)，若入射的偏振光的旋光方向與液晶的旋光方向相同，則入射光將被反射，若入射的偏振光的旋光方向 與液晶的旋光方向不同，則入射光將透過液晶層。3.4液晶分子的沿面排列和主要參量一、液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)（TN－LCD）兩塊導(dǎo)電玻璃夾持一個(gè)液晶層，封接成一個(gè)扁平盒，再帖一對正交的偏振片。圖1液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)（TN）玻璃基片涂導(dǎo)電層光刻電極表面定向?qū)臃饨诱婵兆⒁杭悠衿瑴y試圖2制作過程二、液晶分子的排列液晶器件的基本工作原理：液晶分子在電場作用下改變其分子排列狀態(tài)，從而使液晶分子的光學(xué)特性發(fā)生變化。故均勻、穩(wěn)定的液晶分子排列是液晶顯示器件的工作基礎(chǔ)。液晶盒內(nèi)分子排列種類：（1）垂直分子排列，⊥/⊥（2）沿面分子排列，∥/∥（3）混合分子排列，⊥/∥（4）扭曲分子排列，∥/＝通過玻璃基片上的定向?qū)觼砜刂埔壕Х肿拥呐帕腥∠?，即邊界對液晶分子的錨定。1、垂直取向處理定向處理的方式：2、平行取向處理3、傾斜取向處理定向?qū)佑袃蓪樱謩e與液晶層的上下表面接觸，這兩層可相同，可不同，即可以實(shí)現(xiàn)不同取向的組合，得到不同排列類型的LCD。根據(jù)定向?qū)又谱鞴に嚮蛐纬煞椒ǖ牟煌?，取向處理分為三種：1、直接取向處理將取向劑利用噴涂或等離子放電聚合的方法直接在玻璃基片上做出定向?qū)?。如圖為偶聯(lián)劑在基片表面脫水形成膜層。2、間接取向處理將取向劑溶解在液晶中，注入到液晶盒中后，取向劑從液晶中析出而吸附在基片表面上。3、表面變形取向處理若液晶分子與基片傾斜取向可通過傾斜蒸鍍法蒸鍍SiO在玻璃基片上，形成一層折皺狀的膜層，利用膜層與液晶分子的彈性相互作用達(dá)到取向的目的。若液晶分子沿面排列可用摩擦法。三、液晶顯示器的主要性能參量1、電光特性：透光強(qiáng)度與外加電壓的關(guān)系正型：不加外電壓時(shí)透光率最大，加外電壓后透光率隨電壓的升高而降低。負(fù)型：不加外電壓時(shí)透光率最小，加外電壓后透光率隨電壓的升高而升高。⑴閾值電壓Vth引起最大透光強(qiáng)度的10%（負(fù)型）或90%（正型）的外電壓值。⑵飽和電壓Vs最大透光率90%(負(fù)型)或最小透光率10%(正型)處對應(yīng)的外電壓值。閾值電壓Vth和飽和電壓Vs之間，是液晶工作的區(qū)間。⑶對比度⑷陡度β和比陡度ΔVS越接近Vth，電光曲線越“陡”，β趨于1，可以實(shí)現(xiàn)多路驅(qū)動(dòng)，顯示的灰度級(jí)越多。一般TN＝1.4～1.6，只能實(shí)現(xiàn)8～16路驅(qū)動(dòng)，STN＝1.02～1.2，可以實(shí)現(xiàn)128～240路驅(qū)動(dòng)。⑸電光響應(yīng)時(shí)間tVt電光響應(yīng)曲線⑹對比度與視角液晶的閾值電壓Vth及響應(yīng)時(shí)間隨溫度而變化，溫度越高，Vth越低，響應(yīng)時(shí)間越快。2、溫度特性液晶材料在熔點(diǎn)Tf和清亮點(diǎn)Tc之間才是液晶態(tài)，故液晶顯示器件有一定的工作溫度范圍。3、伏安特性（頻率特性）液晶顯示器件幾乎是電場效應(yīng)器件，是典型的微功耗器件。LC器件是容抗性的，交流驅(qū)動(dòng)時(shí)，頻率對驅(qū)動(dòng)電流影響很大，如驅(qū)動(dòng)頻率由32Hz提高到200Hz時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流會(huì)增加5～10倍，故驅(qū)動(dòng)頻率控制在不發(fā)生閃爍的最低臨界值上。3.5常見的液晶顯示器件

電光效應(yīng)：指在外電場作用下液晶分子的排列狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起液晶的光學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化的一種電光調(diào)制現(xiàn)象。液晶顯示器可依靠液晶的電光效應(yīng)和熱光效應(yīng)工作。熱光效應(yīng)：指通過改變溫度使液晶的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。電場效應(yīng)：利用介電常數(shù)的各向異性。電流效應(yīng)：利用介電常數(shù)和電導(dǎo)率的各向異性。熱光效應(yīng)寫入型：利用激光加熱液晶工作。電熱效應(yīng)：利用電極加熱改變液晶狀態(tài)，有存儲(chǔ)性。動(dòng)態(tài)散射型液晶顯示器（DS-LCD）扭曲向列型液晶顯示器(TN-LCD)電控雙折射液晶顯示器（ECB－LCD）賓主效應(yīng)液晶顯示器件(GH－LCD)相變液晶顯示器件（PC－LCD）

超扭曲向列液晶顯示器件（STN－LCD）鐵電液晶顯示器件（FLCD）

除動(dòng)態(tài)散射型是利用液晶的電流效應(yīng)外，其余都是利用電場效應(yīng)。常見的液晶顯示器件：一、液晶顯示的三種方式⑴反射式TN液晶器件一般工作在反射式。在液晶下基板的外表面加反光板，將外界進(jìn)入液晶層的光線反射出，通過對入射光和反射光的調(diào)制進(jìn)行顯示。⑶投影式⑵透射式用電光效應(yīng)調(diào)制透射光進(jìn)行顯示。兩偏振片可平行放置，也可正交放置。二、動(dòng)態(tài)散射型液晶顯示器（DS-LCD，dynamicscatter）世界上第一個(gè)液晶顯示器就是動(dòng)態(tài)散射型的，它是將離子型有機(jī)導(dǎo)電材料摻入液晶材料中，并將液晶分子沿面排列，制成液晶盒。能產(chǎn)生動(dòng)態(tài)散射效應(yīng)的液晶必須滿足：⑴液晶層必須足夠厚，否則散射不明顯。⑵液晶材料的電阻率要低。⑶液晶材料必須是負(fù)介電各向異性。由于其驅(qū)動(dòng)電流大，對比度差，用于圖像顯示時(shí)清晰度不高；液晶中加入電解質(zhì)雜質(zhì)，使液晶的穩(wěn)定性變差，縮短了工作壽命，故很快就被淘汰了。三、扭曲向列型液晶顯示器(TN-LCD,twistednematic)Np型液晶分子沿面排列，分子長軸在上下基板之間連續(xù)扭曲90o，夾入兩電極基板之間，制成液晶盒，上下表面的偏振片可以垂直也可以平行。扭曲效應(yīng)的閾值電壓為：式中，為展曲彈性系數(shù)；為扭曲彈性系數(shù)；為彎曲彈性系數(shù)，由式可知越大，越小，一般為2～3V，有的可達(dá)1.0V左右。常黑模式下波長555nm的黃綠光透過率與Δnd之間的關(guān)系：TN盒關(guān)態(tài)特性：當(dāng)Δnd＝0.48，1.05，1.64…時(shí)，T＝0。TN－LCD滯后效應(yīng)：TN－LCD的多路驅(qū)動(dòng)能力：⑴它的電光特性不“陡”，在點(diǎn)陣顯示方式下交叉效應(yīng)嚴(yán)重，目前最好的TN液晶器件也只能實(shí)現(xiàn)8～16路驅(qū)動(dòng)顯示。由于以上缺點(diǎn)，TN－LCD一般只能用于液晶手表、計(jì)算器、電子鐘、數(shù)字儀表等低檔電子產(chǎn)品中。扭曲向列液晶顯示器件的缺點(diǎn)：⑵TN－LCD的透光和不透光都不徹底，它的顯示只能得到灰底黑字而得不到白底黑字。⑶響應(yīng)速度慢，視角窄。四、電控雙折射液晶顯示器（ECB－LCD,electricallycontrolledbirefringence）由于液晶存在介電各向異性，給液晶盒施加電壓，液晶分子的排列發(fā)生變化，液晶的雙折射率發(fā)生變化，若將液晶盒置于兩偏振片之間，雙折射率的變化就表現(xiàn)為光透過率及顏色的變化，這就稱作ECB效應(yīng)。根據(jù)液晶盒中液晶分子排列方式不同，可分為垂直排列相畸變、沿面排列和混合排列三種。1、垂直排列相畸變（DAP）將△ε<0的Nn向列液晶注入液晶盒，液晶分子垂直排列。入射白光入射白光透過光（白色）透過光（著色）偏光片偏光片直線偏振光直線偏振光直線偏振光橢圓偏振光透過第二個(gè)偏振片的光強(qiáng)I：I0為入射光強(qiáng)，θ為液晶分子指向矢與偏振面的夾角，d為液晶盒的厚度，φ（V）為液晶分子的傾角。DAP－LCD的色調(diào)隨溫度及視角變化大，不宜用于單色及彩色顯示。指向矢傾角的改變存在閾值電壓：與盒厚無關(guān)。2、沿面排列方式將△ε＞0的Np向列液晶注入液晶盒，液晶分子沿面排列。（1）隨著外加電壓的增加，所產(chǎn)生的干涉色調(diào)變化的順序，剛好與DAP方式相反。（2）與Nn型液晶相比，Np型液晶的介電常數(shù)各向異性比較大，此種方式閾值電壓低。（3）沿面排列分子預(yù)傾角易保持恒定，所以色純比DAP方式好。（4）視角范圍窄。特點(diǎn)：3、混合排列（HAN）采用Np或Nn型液晶，液晶層上表面的分子長軸垂直于玻璃基片表面，下表面的液晶分子長軸平行于玻璃基片。特點(diǎn)：彩色峰值分的較開，透光較DAP好，工作電壓低，彩色較均勻，但無明顯的閾值，不能用無源驅(qū)動(dòng)。五、賓主效應(yīng)液晶顯示器（GH-LCD,guesthostLCD）在向列相液晶中加入吸收系數(shù)各向異性的二色性染料，做成的液晶顯示器件。在電場作用下，染料分子隨液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。P型染料：吸收與分子軸平行的偏振分量。入射光原理如圖，液晶盒中為Np型液晶，并摻有P型二色性染料。染料分子大小與形狀與液晶分子相似，故染料分子也具有取向有序性，其有序參量用S表示。染料分子的吸收各向異性與S有關(guān)。以P型染料分子為例：設(shè)在透射狀態(tài)光的透過率為0.5，即：SCr0.11.260.58.00.71280.844401∞表1有序度與對比度的關(guān)系負(fù)性DGH－LCD染料分子液晶分子六、相變液晶顯示器件（PC－LCD，phasechanged）采用膽甾型液晶，利用外加電場使液晶從膽甾型轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄行?，撤掉電場后，又轉(zhuǎn)變?yōu)槟戠扌?，這種效應(yīng)稱為相變效應(yīng)。在膽甾型液晶中摻入向列型液晶，使膽甾型液晶螺旋結(jié)構(gòu)的螺距加長，即得到具有相變效應(yīng)的液晶。相變液晶可分為正型和負(fù)型兩種：正型（Chp）：△ε＞0負(fù)型（Chn）：△ε＜0PC－LCD無需偏振片，顯示亮度高，視角寬，但對溫度敏感，且只能用于黑白顯示。七、超扭曲向列液晶顯示器件（STN－LCD）在向列相液晶中加入旋光材料，使液晶盒內(nèi)的液晶分子扭曲180o～360o就可以制成超扭曲液晶顯示器件。目前使用的最多的STN－LCD扭曲角為2700。不同扭轉(zhuǎn)角條件下電壓對中心液晶分子傾角的作用超扭曲液晶顯示器件的電光特性非常陡峭，這大大提高了它的多路驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)扭曲角β＝270o時(shí)，曲線的陡度趨于無限大，理論上可以驅(qū)動(dòng)無數(shù)路。STN－LCD這種優(yōu)良的特性大大擴(kuò)展了液晶顯示器件的應(yīng)用領(lǐng)域。⑴TN盒液晶分子扭曲90o，STN扭曲180o～270o；⑵TN盒中，偏振片的偏光軸與上、下基板表面液晶分子長軸平行；STN盒中，上下偏光軸與上下基板液晶分子長軸成一個(gè)夾角，一般為30o；⑶TN盒是利用液晶分子的旋光性而工作的，STN盒是利用液晶的雙折射特性工作的；

⑷TN盒工作于黑白模式，STN盒工作于有色模式。特點(diǎn)：八、鐵電液晶顯示器件（FLCD，ferroelectric）在沒有外電場作用下，介質(zhì)的正負(fù)電荷重心不重合而呈現(xiàn)電偶極矩，即自發(fā)極化，加外電場后自發(fā)極化的方向發(fā)生改變，這種電介質(zhì)就稱為鐵電體。手性近晶C相液晶即為鐵電液晶（S*c）。1、非存儲(chǔ)型鐵電液晶上、下基片進(jìn)行平行取向處理，近晶C相液晶的層面與基片表面垂直，液晶的厚度比手性液晶螺距大得多。在液晶盒上加直流電場，自發(fā)極化強(qiáng)度與電場作用，使液晶分子自極化方向指向電場，使螺距變長，當(dāng)電場超過臨界值Ec時(shí)，螺旋結(jié)構(gòu)消失。電場反向時(shí)，分子極化方向也反向，液晶分子在基片面內(nèi)變化2θ角度。ppEE圖1關(guān)態(tài)圖2開態(tài)2、表面穩(wěn)定鐵電液晶顯示器件將非存儲(chǔ)型鐵電液晶盒厚度d變薄，即d<p。盒的邊界條件使得基片表面的分子平面取向，加上鐵電液晶分子斜錐的約束，使層內(nèi)分子取向處于均勻的扭曲狀態(tài)。在施加電場時(shí)，可能在極化矢量向上和向下兩個(gè)狀態(tài)之間切換。如果所有分子都已切換，則器件是雙穩(wěn)態(tài)，分子可以從一個(gè)方向切換到另一個(gè)方向，并保持此方向。厚度為1-2μm的液晶盒可通過施加低電壓，以幾微秒的速度切換“開”和“關(guān)”狀態(tài)。鐵電液晶的最大優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，可達(dá)微秒級(jí)，可用它實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，鐵電液晶最大的困難是如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的分子取向技術(shù)。透光強(qiáng)度：當(dāng)液晶的錐角θ＝22.5o時(shí)，光的透過率最大，其次為得到最好的顯示特性，o光和e光在液晶層中的有效光程差應(yīng)滿足：九、固態(tài)液晶膜顯示器件（PDLCD，polymerdispersed）將液晶與環(huán)氧樹脂混合后再固化，形成一層極薄的固化液晶膜，在膜內(nèi)液晶分子像聚合物一樣呈現(xiàn)微粒狀分布，將其夾在兩層鍍有ITO的透明塑料膜之間，未加電壓時(shí)呈乳白色，不透明，加電壓后則呈透明狀，可用于分辨率要求不高的大面積顯示。十、多穩(wěn)態(tài)液晶顯示器件（MLCD，multi）液晶在外電場作用下，分子指向矢會(huì)沿著與電場方向平行排列，所加電場大小不同，液晶分子排列狀態(tài)不同，若電場撤去后液晶排列狀態(tài)保持下來，則液晶有無限多種穩(wěn)態(tài)，這就是多穩(wěn)態(tài)液晶顯示。類型原理液晶材料偏振片Uth分子排列變化顯示狀態(tài)顯示特性DS紊流散射Nn+離子無5－10沿面或垂直→疇透明→白濁，單色TN旋光Np21－3沿面扭曲→垂直可彩色化、無存儲(chǔ)ECB偏振光干涉Nn,Np21－5沿面→垂直、垂直→沿面、混合→垂直（沿面）多干涉色顯示GH二色性染料Np+D1、無1－6沿面→垂直、垂直→沿面單色或多色PC光散射Chp無3－10沿面（垂直）→焦錐透明→白濁，有存儲(chǔ)性STN偏振光干涉Np+旋光材料21－3沿面扭曲→垂直黃藍(lán)或黑白，多路性好FLC偏振光干涉S*c2、1、無1－10螺旋→±θ沿面白濁→顏色明暗變化，響應(yīng)快，有存儲(chǔ)PDLC光散射Np+聚合