液晶材料及应用ppt课件
温度时,S≈0.8
S值不受一般的强电场或强磁场的影响
②清亮点和熔点
清亮点:液晶材料由液晶态变为各向同性液态的过程中,
呈透明时的温度,标记为Tc 熔点:液晶材料由晶体态变为液晶态的相变温度,标记
为Tm
晶体
TCN 液晶相 TNI 液体 Tm 熔点 Tc 清亮点 clear point
温度
③液晶的工作温度和存储温度 液晶的工作温度 高温工作温度:TN低于清亮点10℃ STN低于清亮点25~30℃ 低温工作温度:必须高于凝固点20℃以上 液晶的存储温度 高温存储温度:不超过清亮点 低温存储温度:参照液晶规格书中低温存储测试数据 不低于最低低温存储测试温度
液晶的电阻特性是材料本身决定的,它和介电常数、
阈值电压有一定联系 一般认为,液晶的阻性电流是杂质的带入而引起的
2.3 、Δ n参数
液晶具有双折射这一晶体特性
no为寻常光折射率,其偏振方向 与分子长轴垂直;ne则与分子长轴方
法线 O E
入射光
入射面
向行;
光学各向异性定义为△n=ne-no 这一参数在STN设计中是极为关的; ne no
液晶低温 Cells 存储测试 (LTS) -40℃ -30℃ -20℃ 250hrs 500hrs 1000hrs passed passed passed
2.2 、电阻率ρ
液晶是高阻材料,单位:欧姆厘米
液晶的电阻率非常高,一般都在1010欧姆厘米以上, TFT用液晶电阻率在1013欧姆厘米以上。
求也较为严格
高频
λ (n m )
低频
n
1 .8
1 .8
2.4 、Δε参数
介电特性 液晶是一种电介质 液晶的介电特性具有方向性——介电各向异性, ε⊥ 它与分子极性相关。△ε=ε∥-ε⊥ Δε>0的液晶是正性液晶,加电时液晶分子延电场 方向排列;Δε<0的液晶是负性液晶,加电时液晶分 子垂直电场方向排列 介电特性是液晶的本质特征,是所有其他性能的 基础 介电特性为驱动提供了原动力 两体系混合后介电常数可线性叠加
向列相(Nematic) 分子排列不分层 分子指向矢大体一致
胆甾相(Cholesteric) 分子排列分层 层内分子互相平行
不同层分子指向矢逞螺旋 结构
热致液晶举例 近晶相液晶:例如铁电液晶 向列相液晶:例如普通TN、HTN、STN用液晶 胆甾相液晶:例如多稳态液晶
目前液晶显示器中使用的均为热致液晶
折射率的温度依赖性
折射率随温度的升高而降低
折射率各向异性也随温度上 升而降低温度接近清亮点时,
各向异性急剧下降
温度高于清亮点时,各向异 性消失 这一因素对高温工作的液晶 器件有着非常大的影响
折射率的频率依赖性
随着测试光源的频率的变化,
液晶的折射率也发生变化 频率升高,折射率增大
n
1 .9
液晶材料及应 用
目录
一.液晶的定义和基本分类 二.液晶材料性能参数 三.手性剂介绍 四.液晶的选择 五.液晶调配和使用注意事项
一、液晶的定义和基本分类
1.1 、液晶的由来 液晶的由来: 1888年由奥地利的植物学家莱尼茨尔在 测定物质溶点时发现某些物质溶化后会经过一个不透明 呈白色浑浊并且发出多彩而美丽的光泽,继续加热会变成
二、液晶材料性能参数
2.1 、液晶的相变 ①有序参数(S): 液晶分子排列的有序程度 S=1/2<3cos2θ-1> 0.3~0.8 ; θ 指单个液晶分子长轴方向偏离指向矢的角度
各向同性液体,分子长轴方向完全紊乱,S=0
当液晶分子全部处于平行排列时,S=1 一般向列相液晶在N I相变点附近S≈0.3,在非常低
折 射 率 随 频 率 的 变化
1 .9
1 .7
在可见光波段内,折射率的
变化足以影响显示器件的色度 在C-STN中,不但需要补偿
ne
1 .7
1 .6
1 .6
1 .5
1 .5
no
1 .4 1 .4 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
膜,而且对液晶的这一性能要
ε∥
低电压
Δ ε >0 高电压
介电的温度依赖性
随着温度的上升,介电各向异
性减小 在远离清亮点的温度下,介电
各向异性随温度升高缓慢变小
温度升至清亮点以上时,介电 各向异性消失
宽温产品应考虑此因素
介电的频率依赖性 介电各向异性随测试频率的 上升而降低 介电各向异性,当测试频率 足够高时,介电各向异性消失 高DUTY驱动时需考虑此因 素
清亮的液体,1889年德国物理学家莱曼通过偏光显微镜
观察这些脂类化合物,发现这些白色浑蚀的物质象液晶, 而且具有双折射性,于是就命名它为”液态晶体”。
1960’S 被应用于DS液晶显示器
1970’S 发明TN液晶显示器 1980’S 发明STN液晶显示器
1.2 、液晶的定义 物质的第四态——液晶( liquid crystals) 普通物质有三态:固态、液态和气态 有些有机物质在固态与液态之间存在第四态——液晶态
△n与介电常数、清亮点、有序程
度等参数相关
常用向列相液晶属于正性晶体,ne>no, Δ n>0 胆甾相液晶属于负性晶体,ne<no,Δ n<0 Δ n要和液晶盒d相匹配,需要符合 Δ nd≥λ /2
Δ n小,液晶显示器视角相应会大
Dispersion= Δ n(450nm)/Δ n(589nm),DIC 1.09 ,HCCH&SLC 1.1~1.2
液晶态物质既具有液体的流动性和连续性,又保留了晶
体的有序排列性, 物理上呈现各向异性。 液晶这种中间态的物质外观是流动性的混浊液体,同时
又有光、电学各向异性和双折射特性。
1.3 、液晶基本分类 1)根据成分和出现液晶相的物理条件,可分为:热致液晶
和溶致液晶两大类 。
A. 热致液晶: 把某些有机物加热溶解,由于加热破坏结晶晶
格而形成的液晶,就是由于温度变化而出现的液晶相。
目前显示方面的都为此种液晶。 B. 溶致液晶: 把某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破 坏结晶晶格而形成的液晶,就是由于溶液浓度发生变化 而出现的液晶相,最常见的有肥皂水等。
2)热致液晶根据液晶分子的排列不同,可以分为近晶相、向列
相、胆甾相三类。
近晶相(Sematic) 分子排列分层 层内分子互相平行