11
电子产品故障检修 （2）液晶的电气性质
液晶的电气性质如图所示。在上下电极板之间加一电场 时，电极板之间的液晶分子长轴就会沿着电场方向排列。这 一电气性质是实现液晶显示的基础。
12
电子产品故障检修
（3）液晶的旋光性质 液晶的旋光性质如图所示。若上、下玻璃基板取向
膜沟槽相差某一角度，则在玻璃基板中同一平面上的液 晶分子取向虽然一致，但相邻平面液晶分子的取向逐渐 旋转扭曲。当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间 的旋转螺距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而 跟着旋转，在出射时，光矢量转过的角度与液晶分子旋 转扭曲角相同。
LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)显示技
术之后，从八十年代末起，日本掌握了STN-
LCD的大规模生产技术，使LCD产业获得飞速发
展。
16
电子产品故障检修
2-1 液晶显示器发展概况
1993年，在日本掌握TFT-LCD的生产技术后， 液晶显示器开始朝两个方向发展：一个是朝价格低、 成本低的STN-LCD显示器方向发展，随后出现了 DSTN-LCD（双层超扭曲阵列）；而另一个却朝高 质量的薄膜式电晶体TFT-LCD发展。日本在1997年 开发了一批以550×679mm为代表的大基板尺寸第 三代TFT-LCD生产线，并使1998年大尺寸的LCD显 示屏价格下降了一半。1996年以后，韩国和中国台 湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线，准备在 1999年以后与日本竞争。
物理学家Lehmann的共同努
力下，认为胆甾醇苯甲酸酯
在固态和液态之间呈现出的
是一种新的物质相态，将其
命名为液晶，这标志着液晶
科学的诞生。
4
电子产品故障检修
1-3 液晶分子结构
• 液晶是一种介于固体与液体之间、具有规则性分子 排列的有机化合物，一般最常用的液晶为向列相 (nematic)液晶，分子形状为细长棒形，长约为1nm， 宽约为10 nm。在不同电流电场作用下，液晶分子会做 规则旋转90o排列。
3
电子产品故障检修
1
1-2 液晶的历史
液晶之父莱尼茨尔(Reinitzer)和莱曼 (Lehmann)
1888年，奥地利植物学
家Reinitzer发现胆甾醇苯甲
酸酯在145.5℃熔化时，形成
了雾浊的液体，并出现蓝紫
色的双折射现象，直至
178.5℃时才形成各向同性的
液体。其后在Reinitzer和德国
13
1-6 液晶显示原理
在两片玻璃基板上装有取向膜 ，所以液晶会沿着沟槽取向，由 于上下玻璃基板取向膜沟槽偏离 90o，所以液晶分子成为扭转型， 当玻璃基板没有加入电场时，光 线透过偏光板跟着液晶做90o扭转 ，通过下方偏光板，液晶面板显 示白色。当在基板上加电场时， 液晶分子产生取向变化，光线通 过液晶分子空隙维持原方向，被 下方偏光板遮蔽，光线被吸收无 法透出，液晶面板显示黑色。
2．向列相液晶
向列相液晶分子排列
8
电子产品故障检修
由于此种液晶最早是从胆甾醇类物质中发现的， 故称之为胆甾相。胆甾相液晶由多层向列型液晶堆积 而成，其分子排列特点是：在某一平面内分子长轴的 指向是一致的，与这一平面平行的另一平面内分子长 轴的指向却一致地朝着另一个方向，两相邻平面分子 的指向稍有不同，分子的指向矢（液晶分子的平均指 向）在空间成一螺旋。
电子产品故障检修
14
电子产品故发展概况 2-2 液晶显示器件结构 2-3 液晶显示器的特点 2-4 TN型液晶显示原理 2-5 STN型液晶显示原理 2-6 TFT型液晶显示原理
15
电子产品故障检修
2-1 液晶显示器发展概况
1968年，美国发明了液晶显示器件，随后
3．胆甾相液晶
胆甾相液晶分子排列 9
电子产品故障检修 向列相、胆甾相和近晶相液晶分子结构差异
10
电子产品故障检修
1-5 液晶的性质
（1）液晶的边界取向性质 当无外场存在时，液晶分子在边界上的取向很复杂，在最 简单的自由边界上，液晶分子的取向会随液晶材料的不同而 不同，可以垂直、平行可倾斜于边界，如图中的上方所示。
LCD液晶显示器件就正式面世了。然而从第一台
LCD显示屏的诞生以来的30多年中，液晶显示技
术得到了飞速的发展。七十年代初，日本开始生
产TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列
LCD)，并推广应用。八十年代初，TN-LCD产品
在计算器得到广泛应用。1984年，欧美国家提出
TFT-LCD(Thin Film Transisto-LCD)和STN-
电子产品故障检修
液晶显示器认知 主要内容
一、液晶基础知识 二、液晶显示器件结构与原理 三、TFT液晶屏驱动
1
电子产品故障检修
一、液晶基础知识
1.液晶及其分子结松构 2.液晶种类 3.液晶基本性质 4.液晶显示原理
2
电子产品故障检修
1-1 什么是液晶?
在物理学上把物质分为三态，即固态、 液态和气态。在自然界中，大部分材料随温 度的变化只呈现固态、液态和气态三种状态。 液晶(Liquid Crystal)是不同于通常的固态、 液态和气态的一种新的物质状态，它是能在 某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的 物质状态，也叫做液晶相或中介相，故又称 为物质的第四态。
(a)晶体
（b）液晶
（c）液体
5
电子产品故障检修
1-4 液晶有哪些种类 • 液晶种类很多，主要有近晶型、胆
甾型和向列型。目前用在显示技术上最 重要的原材料就是向列型液晶。
6
电子产品故障检修
smectic由希腊语而来，是肥皂状的意思，因这种 类型的液晶在浓肥皂中，都显示特有的偏光显微镜像， 因而命名为皂相。近晶相液晶分子分层排列，有同一的 方向，比较接近晶体，故译为近晶相。此类液晶的粘滞 系数很大，分子可以左右、前后滑动，但不能在上下层 间移动，应答速度慢，多用于光记忆材料的发展上。
1．近晶相液
近晶相液晶分子排列
7
电子产品故障检修
nematic也是由希腊语而来，是丝状之意，因这 种液晶的薄层在偏光显微镜下观察时，呈现丝状结 构，故称之为丝相。向列相液晶分子位置杂乱，没 有层状结构，但方向大致一致，故译为向列相。此 类液晶的粘度小，分子容易顺着长轴方向自由移动。 向列相液晶是光电子技术和显示上最为广泛应用的 液晶.