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1、惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY 材 料 化 学 论 文（设 计）中文题目：液晶材料在显示领域的应用研究英文题目： Applied research in the field of display of the liquid crystal material姓 名 李海珊 李开漫 练丽红 苏健枢 文丽丽 杨静波 曾翠珍 张耀 郑润熙学 号 100604111 100604113 100604114 100604122 100604128 100604130 100604133 100604138 100604140专业班级 10应用化学1班指导教师 叶晓萍提交日期 2012年11月
2、30日液晶材料在显示领域的应用研究 摘要 随着技术的发展和人们要求的不断提高, 消费者对原来传统的阴极射线管(CR T )显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中, 人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下, 液晶平板显示器首先应运而生。由于液晶显示器LCD (Liquid Crystal Display )具有轻薄短小、低耗电量、无辐射, 平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势, 在近年来技术驱动及价格不断下跌的吸引下, 占领了相当大的市场, CRT 已逐渐被取代。本文着重介绍液晶的发现过程, 以及液晶及其显
3、示器件(LCD ) 的特性、原理与发展方向。关键词：液晶, 显示, TN-LCD, STN-LCD, TFT-LED, IPSApplied research in the field of display of the liquid crystal materialSummary With the development of technology and the continuous improvement of peoples requirements, consumers are increasingly dissatisfied with the shortcoming of ori
4、ginal traditional cathode ray tube (CRT) monitor such as the large size and weight and high power consumption.Especially in the applications of the portable, the miniaturization and low power consumption, the people expect that the flat-panel display with small size, light weight and low power consu
5、mption appears. LCD flat panel displays first emerged in the promotion of this demand. In recent years, driven by technology and falling prices , LCD occupied a considerable market and gradually displaced CRT for the reason that LCD (Liquid Crystal Display) has a advantage of low-power consumption,
6、high-resolution support, no radiation and steady image display. This paper focuses on the discovery process of the LCD, as well as the characteristics of the liquid crystal and its display devices (LCD), principles and development direction.Keywords : A liquid crystal display TN-LCD STN-LCD TFT-LED
7、IPS目录1背景.1 1.1液晶的发现.1 1.2液晶理论发展回顾.1 1.3 液晶材料与LCD产业的发展.12 液晶的分类.1 2.1溶致型液晶.1 2.2热致型液晶.1 2.2.1近晶型液晶.1 2.2.2向列型液晶.1 2.2.3胆甾型液晶.1 2.3 聚合物液晶.1 2.3.1主链型液晶高分子.1 2.3.2侧链型液晶高分子.1 2.3.3复合型液晶高分子.13 液晶材料在显示领域中的应用 .1 31 TN-LCD液晶显示材料.1 3.1.1 TN-LCD(A类）液晶显示材料的合成及性能.1 3.1.2TN-LCD液晶显示材料的显示原理.1 32 STN-LCD液晶显示材料.1 3.2
8、.1 STN-LCD（B类）液晶显示材料的合成及性能. 3.2.2 STN-LCD显示原理.1 33 TFT-LCD液晶显示材料.1 3.3.1 TFT-LCD（C类）液晶显示材料的合成及性能.1 3.3.1TFT型的液晶材料的显示原理.1 3. 4 IPS液晶显示材料.1 3.4.1 IPS-LCD(D类）型液晶显示材料的合成及性能. 3.4.1 IPS 型的液晶材料的显示原理.1 4 发展趋势.15 致谢.11背景1.1液晶的发现 液晶(1iquid crystal)的发现可以追溯到1888年，奥地利植物学家Reinitzer F注意到，把胆甾醇苯酸(cholesteryl benzoat
9、e)晶体加热到1455会熔融成为混浊的液体，1455就是该物质的熔点。继续加热到1785，混浊的液体会突然变成清亮的液体，而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。ReinitzerF把所观察到的现象告诉了德国物理学家Lehmann O。Lehmann O经过系统地研究指出，在一定的温度范围内，有些物质的机械性能与各向同性液体相似，但是它们的光学性质却和晶体相似，是各向异性的。因此，这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相。 在不同的温度和压强下物体可以处于气相、液相和固相。在适当外加条件下处于某一相的物体可以变换到另一种不同的相，即发生相变。一般液体的物理性质是各向同性的，没有方向上的差别。固体则不
10、然，它具有固定的形状构成固体的分子或原于在固体中具有规则排列的特征，形成所谓的晶体点阵。整块晶体可以由晶体点阵沿空间3个不同方向重复堆积而成。因此组成晶体的分子和原子具有位置长程有序。显然，各向同性液相的对称性要高于各向异性的同相。物体的液相总是处在高于固相的温度范围，只有在物体的熔点温度，固相和液相才能共存。显然这里所说的物体不包括玻璃、石蜡和沥青之类的非晶态物质，非晶态物质不存在固定的熔点，随着温度的上升越来越多的物质形成具有流动性的液体。如果构成物体的分于的几何形状具有明显的各向异性，例如长棒状或扁平的盘状，那么除去分子的位置外，分子相互之问的排列方向也将会影响到物体的物理性质。这是因为
11、固体中分子之间的距离比较近，一般只有分子采取相同的排列取向时，才能使系统的势能处于最低值。把处于固相的这类物质逐渐加热，当到晶体液晶各向同性液体达一定温度时如果物体失去位置有序形成液体，但仍保留着取向有序，那么这时的物质是各向异性的液体，也就是所谓的液晶。当温度继续升高，进一步破坏取向有序，那么就形成各向同性的液体。以长棒状分子为例，图1给出了晶体(a)、液晶(b)和各向同性流体中(c)分子排列的大致情形。 图1晶体、藏晶和各向同性液体中分子的排列示意圈1.2液晶理论发展回顾 液晶发现兴起的研究热潮并没有持续很久，由于缺乏应用前景，以后 液晶沉寂了近半个世纪，一直到20世纪60年代末，1963年Williams发现了第一个液晶光效应Williams畴。1968年Heilmeier续而发现了动态散射效应，从此诞生了液晶显示。次年，第一个温室液晶MBBA由于具有负介电各向异性特点，立即应用到动态散射型液晶显示中。在20世纪60年代出现的MOS-TFT和CMOS集成电路、透明导电薄膜、纽扣电池等，使得袖珍型的电子
