液晶的电阻率ρ的 数量级为 108 ~ 1012 cm ，近乎半导 体和绝缘体的边界。ρ作为液晶纯度的表征量， ρ小→ 直流分量大 → 电化学分解 → LCD的寿命降低 ρ大 → 质量好，但ρ太大，则难以制备（产率太低） 电极效应 直流电 → 电极处发生电化学反应 → 液晶材料发生 分解 → LCD损坏 防止办法：利用低频交变电场驱动
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 C N
上述分子(5CB) 是 ~2 nm × 0.5 nm
三、液晶的定义

通常物质有三态：固体 液体 气体 液晶是物质的第四态——介乎于各向同性液体 和晶体之间的中间相（mesophase）
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 冷却
乳白色 浑浊液体
加热 冷却
透明 液体
Krystalle(德语)
德国物理学家 O.Lehmann 将其称为：Fliessende 英文为：Liquid Crystal 中文即：液晶
二、液晶分子的结构
螺距
P
手性向列相
通常向列相
向列相 胆甾相
位置无序 位置无序
指向有序 指向有序 图3
指向矢倾向沿某一方向 指向矢排列呈螺旋状
六、液晶的物理性质
1.指向矢
n
(1)定义
图4
在宏观上把液晶当作连续体来处理的理论中，常引用一个平滑 的矢量场来描述液晶分子的排列状态。更确切地说，即在一个无限 小的体积内将大量分子的长轴方向的平均取向作为一个择优取向， n 这个择优取向常常用单位矢量 来表示,它被称为指向矢 (director)。
液晶屏剖面图
驱动结构图
TFT-LCD阵列基板的整体基本布局
d e c h c e h
d
b
h a
f
g b h i
a 像素显示区 b 扫描电极外引线（栅线外引线） c 信 号电极外引线 d 短路环 e 转印电极和对盒标记 f 对版标记（套刻 标记）
相变模式
无源方式
铁电液晶
ECB STN TN pin
晶体 液晶 （各向同性）液体 气体


具有液晶相的物质都是有机化合物
四、液晶的特点
表1
(各向同性)液体 液晶 晶体
宏观
流动性、各向同性
流动性、各向异性
有一定形状、各向异性
微观
位置短程序
位置短程序、方向序
位置长程序
液 晶 相
晶体
向列相液晶
各向同性相
温
图度 1
五、液晶的分类
1922年法国G.Friedel将液晶分成三大类
光学状态发生变化
撤除电场
产生对比度→显示
三、液晶显示的模式Fra bibliotek电流效应型 动态散射型（DS）
扭曲向列型（TN） 超扭曲向列型（STN）
显示模式
介电各向异性型
电控双折射型（ECB） 宾主型（GH）
电场效应型 铁电型（FLC） 反铁电型（AFLC） 胆甾型（CH）
相变型（PC）
( 二)
什么是液晶
一、液晶的发现及命名
液晶显示器的原理和制造
2016年2月
( 一)
序言
一、对显示器的要求
1.性能好且稳定（高亮度、高对比度、 宽视角、快速响应等） 2.高密度信息量 3.可擦除 4.使用方便、安全、可靠 5.寿命长 6.适宜的价格（低成本）
二、液晶显示的原理
基片的表面处理
液晶分子呈有序排列 有一定的光学状态
加电场
液晶分子排列 发生变化
2
（2 ）
（2）式中第一项与取向无关，第二项对取向非常重要
2 当Δ>0时，若 n // E ，则 (n E ) 为最大，W为最小；
即分子倾向沿电场排列
2 当Δ <0时，若 n E，则 (n E ) 0 ， W为最小；
即分子倾向垂直电场排列
图5
3.电阻率与电极效应
( 三)
液晶显示器的结构
第一节 液晶显示器件的基本结构
7 1 2
21 22
3
4 5 6 4 8 9 10 2 1 15 14 13 12 11
20
17
18 16 19
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
D E (n E )n
（1 ）
定义
// 为液晶的介电各向异性。
分子具有与其长轴平行的永久偶极距 分子具有与其长轴垂直的永久偶极距

>0 <0
由于介电各向异性，导致向列相分子被电场强迫取向：
2 E (n E ) W D dE 2 2
向列相液晶分子在不同强度向错线周围排列的情况
s=1/2
s=-1/2
s=-1
s=3/2
s=+1 s=+1
s=+1
s=+2
向列相中向错线的显微照片
2.介电各向异性
在向列相中分别沿与液晶指向矢平行和垂直的方向进 行测量，可以得到两个不等的介电常数 // 和 。 对液晶沿某一方向加电场E，相应的电位移矢量D为：
向列相 胆甾相 分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布 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 近晶相 层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子 重心无序分布（A、C、C*…）或有序分布（B、G、F、 G…）
近晶C相
近晶A相
图2
向列相
•向列相&胆甾相
指向矢
n
液晶显示 器
二端子器 件
BTB DR MSI MIM Te TFT p-Si
有源方 式
三端子器 件
MOS FET
a-Si CdSe
(2)指向矢的性质
• n 满足：n n 1 • n= -n
即n 是一个无量纲的单位矢量
• 多畴 —— 整个液晶层有多个n方向 • 单畴 —— 整个液晶层只有一个 n 方向 n • 奇点 —— 空间中某些点或线上 可以有 多个方向（或 n 不确定） 缺陷（向错点、向错线）