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Kurze Einführung in Flüssigkristall
Jun 29, 2018

Kurze Einführung in Flüssigkristall


Materialien für Flüssigkristall- und Flüssigkristallanzeigen

Das Prinzip von Flüssigkristallmaterial und Flüssigkristallanzeige

Die Entdeckung des Flüssigkristalls
Klassifizierung von Flüssigkristallen
Photoelektrischer Effekt von Flüssigkristall
Das Grundprinzip der Flüssigkristallanzeige

Die Entdeckung des Flüssigkristalls

  Im Jahre 1888 stellte Leni FM, ein österreichischer Botaniker, fest, dass zum Zeitpunkt des Erhitzens der Kristallisation von Cholesterinbenzoat bei 145,5 ° C festgestellt wurde, dass der Kristall zu einer trüben, viskosen Flüssigkeit kondensierte und beim Erhitzen auf 178,5 eine transparente Flüssigkeit bildete Grad Celsius.

Als Lehmann, ein deutscher Physiker, die Doppelbrechung des Materials mit einem Polarisationsmikroskop beobachtete, klärte er das Phänomen auf und schlug die "Flüssigkristall" -Sprache vor.

Flüssigkristallmaterial

Die Entdeckung von Flüssigkristallen hat eine über 100-jährige Geschichte, die sich in den letzten 20 Jahren jedoch rasant entwickelt hat. Dies liegt daran, dass der photoelektrische Effekt von Flüssigkristallmaterialien entdeckt wird. Es wird also auf Niederspannungs- und Lichtkomponenten sowie kurze Anzeigekomponenten angewendet.

Gegenwärtig sind Flüssigkristallmaterialien in Computeranzeigen, elektronischen Uhren, Mobiltelefonen, Taschenrechnern und anderen elektronischen Produkten weit verbreitet. Es ist zu einem unverzichtbaren Material für die Präsentation der Industrie geworden.

Flüssigkristallanzeigenmaterialien im Leben

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Die Klassifizierungsmethode für Flüssigkristalle

  1. Klassifizierung gemäß den Bildungsbedingungen von Flüssigkristall

  2. entsprechend der Form der molekularen Anordnung und der Klassifizierung von Orde

Einstufung nach den Umformbedingungen von Flüssigkristallen

Thermotroper Flüssigkristall Das Abkühlverfahren wird zum Kühlen der geschmolzenen Flüssigkeit verwendet. Wenn die Temperatur bis zu einem bestimmten Grad abfällt, ist die Orientierung der Moleküle geordnet und der Flüssigkristallzustand wird erhalten.

Geschmolzene Flüssigkristalle Organische Moleküle werden in Lösungsmitteln gelöst, die die Konzentration des gelösten Stoffes in Lösung erhöhen, die Konzentration der Lösungsmittel verringern und die Reihenfolge der organischen Moleküle anordnen, um Flüssigkristalle zu erhalten.

Struktureinheiten bilden einen flüssigkristallinen Zustand

1. Stange
2. discoid
3. flexibles langkettiges Polymer, bestehend aus langkettigen oder discoiden Molekülen.
4. eine Membran, die durch Selbstorganisation eines Stammmoleküls gebildet wird

Drei Arten von Flüssigkristallstrukturen

Nematisch:
Die Moleküle neigen dazu, in einer bestimmten Richtung angeordnet zu sein und haben einen großen Bereich der quadratischen Ordnung. Die Verteilung der Schwerpunktposition des Moleküls ist ungeordnet, und es gibt keine weitreichende Positionsordnung. Es zeigt die Eigenschaften von Flüssigkeit und ist fließfähig.

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Drei Arten von Flüssigkristallstrukturen

  Steroidtyp:
Im cholesterischen Bereich sind lange Moleküle flach und hängen von der Interaktion der Endgruppen ab. Die Achse ihrer langen Achse ist in der Ebene regelmäßig miteinander verdreht, und die Richtung der langen Achse der beiden benachbarten Schichten ist spiralförmig.

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Drei Arten von Strukturen für Flüssigkristalle:

   In der Nähe des Kristalltyps:
Die stabförmigen Moleküle sind in einer Schichtstruktur parallel zueinander angeordnet, und die Längsachse des Moleküls ist senkrecht zur Schicht. In der Schicht hat die Anordnung der Moleküle eine zweidimensionale Ordnung, die Position der Schwerpunktposition des Moleküls ist ungeordnet, und die Moleküle können sich nur in dieser Schicht bewegen.

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Photoelektrischer Effekt von Flüssigkristallmolekülen
Wichtige physikalische Größen, die den photoelektrischen Effekt von Flüssigkristallmolekülen beschreiben:
1. dielektrischer Koeffizient
2. Brechungsindex

Die photoelektrischen Eigenschaften von Flüssigkristallmolekülen

Die meisten Flüssigkristallmoleküle werden durch stabartige oder schalenartige Moleküle gebildet, daher sind die physikalischen Eigenschaften der parallelen oder vertikalen Richtung der molekularen Längsachse unterschiedlich, dh das unterschiedliche Quadrat der Molekülstruktur des Flüssigkristalls.
Aufgrund der anisotropen Struktur von Flüssigkristallmolekülen haben die Flüssigkristallmoleküle hinsichtlich der Dielektrizitätskonstante und des photoelektrischen Koeffizienten heteroskedastische Eigenschaften.

Die Grundlagen der Flüssigkristallanzeige (LCD)

1. Lichtdurchlässigkeitsprinzip des Polarisators
Effekt der Modulation 2.The des Flüssigkristalls auf Licht
3.Drei gemeinsame Flüssigkristallanzeigen

Das Grundprinzip der Flüssigkristallanzeige

Lichtdurchlässigkeitsprinzip des Polarisators:
Der Polarisator lässt nur zu, dass die Polarisationsrichtung parallel zu seiner Polarisationsrichtung durch die Polarisationsrichtung verläuft. Wenn die Polarisationsrichtung der beiden Polarisatoren senkrecht zueinander ist, kann das Licht keine zweiten Polarisationen durchlaufen, da die Polarisationsrichtung des ersten emittierten Lichts senkrecht zur Richtung der Polarisation der zweiten Polarisatoren ist.

 

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Das Grundprinzip der Flüssigkristallanzeige

Der Flüssigkristall befindet sich zwischen zwei Polarisatoren. Im nematischen Flüssigkristall ist die Anordnung der stabförmigen Moleküle parallel zueinander. Wenn die oberen und unteren beiden Glasstäbe senkrecht zueinander stehen, werden die Flüssigkristallmoleküle in einem allmählichen Übergang zu einer Spirale verdreht.

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Das Grundprinzip der Flüssigkristallanzeige

Wenn Licht in den ersten Polarisator eintritt und diesen durchläuft, ändern die Flüssigkristallmoleküle allmählich die Polarisationsrichtung. Wenn sich das Licht entlang der Richtung der molekularen Anordnung bewegt, wird das Licht schließlich am anderen Ende emittiert.

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Wenn die Spannung zwischen den beiden Glasplatten hinzugefügt wird, verläuft die Richtung der molekularen Ausrichtung parallel zur Richtung des elektrischen Feldes. Das Licht geht nicht durch die zweiten Platten, da es nicht umgekehrt werden kann.

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Das Grundprinzip der Flüssigkristallanzeige

Die Flüssigkristallanzeige ist die Verwendung dieses Merkmals, das mit Flüssigkristallen zwischen den oberen und unteren zwei vertikalen Zaun-Polarisationsplatten gefüllt ist und das elektrische Feld verwendet, um die Rotation des Flüssigkristalls zu steuern. Unterschiedliche elektrische Feldgrößen bilden eine unterschiedliche Graustufenluminanz.

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Struktur der Flüssigkristallanzeige

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Die Flüssigkristallanzeige ist eine Flüssigkristallbox aus zwei elektrisch leitfähigen Gläsern. Die Box ist mit Flüssigkristall gefüllt. Die Box ist mit einem Dichtungsmaterial um die Box herum versiegelt und die beiden Außenseiten der Box sind am Polaroid befestigt.

Drei gängige Flüssigkristallanzeigen

  TN-LCD (verdrillte nematische Flüssigkristallanzeige):
TwistedNematic-LCD Wird häufig in elektronischen Uhren und Taschenrechnern verwendet.

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Drei gängige Flüssigkristallanzeigen.

  STN-LCD (ultra-twisted nematic liquid crystal display)
Super TwistedNematic-LCD
Verwendet in Handy-Display, Spielbildschirm

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Drei gängige Flüssigkristallanzeigen

  TFT-LCD (Film-Flüssigkristallanzeige):
Dünnschichttransistor-LCD
Verwendet in Flüssigkristallbildschirm, Digitalkamera

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Die Struktur von TN und STN

Die beiden Außenseiten der Glasscheibe in der Flüssigkristallbox haben polarisierende Teile, und die Polarisationsachsen der beiden Polarisatoren sind parallel zueinander (schwarze untere weiße Zeichen sind häufig schwarz) oder orthogonal (die Chang-Baixing der weißen unteren schwarzen Wörter). parallel oder senkrecht zur Orientierungsrichtung der Oberfläche der Flüssigkristallbox. Unter bestimmten technologischen Bedingungen wird ein Polarisationsfilm normalerweise aus einem Polymer-Kunststofffilm hergestellt.

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TN-Flüssigkristall

    Der nematische Flüssigkristall befindet sich in der Mitte der beiden Gläser. Die Oberfläche des Glases wird mit einem transparenten leitfähigen Film ITO (Indiumzinnoxid) für die Elektrode beschichtet und dann mit der Orientierungsschicht aus PI (Polyimid) auf dem Glas mit der Filmelektrode beschichtet, um den Flüssigkristall entlang eines bestimmten Bereichs anzuordnen parallel zur Glasoberfläche. Der natürliche Zustand des Flüssigkristalls hat eine Verzerrung von 90 Grad. Die Verwendung des elektrischen Feldes kann die Flüssigkristallmoleküle zum Drehen bringen. Die Doppelbrechung des Flüssigkristalls ändert sich mit der Richtung des Flüssigkristalls, und die Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts ändert sich nach dem Flüssigkristall vom TN-Typ.

TN-Flüssigkristall

Solange die richtige Dicke gewählt wird, um die Polarisationsrichtung von polarisiertem Licht nur um 90 Grad zu verändern, können zwei parallele Polarisatoren verwendet werden, um das Licht vollständig durchzulassen. Eine ausreichend große Spannung kann auch die Richtung des Flüssigkristalls parallel zur Richtung des elektrischen Feldes machen, so dass sich die Polarisationsrichtung des Lichts nicht ändert und das Licht zweite Polarisatoren passieren kann .

                      

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Flüssigkristall vom STN-Typ

  Das Anzeigeprinzip von STN ähnelt dem von TN. Es ist anders, dass die Flüssigkristallmoleküle mit TN-Torsionsrichtungsfeldeffekt um 90 Grad des einfallenden Lichts drehen, während der STN-Super-Tortoral-Richtungsfeldeffekt den 180 bis 270 Grad des einfallenden Lichts dreht.

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Flüssigkristall vom STN-Typ

Die einfache TN-LCD-Anzeige selbst besteht nur aus zwei Fällen in Schwarzweiß, und die STN-Flüssigkristallanzeige umfasst die Beziehung zwischen Flüssigkristallmaterial und der Interferenz von Licht, so dass die Farbe hauptsächlich hellgrün und orange ist. Wenn ein Farbfilter zu der monochromen STN-Flüssigkristallanzeige hinzugefügt wird, werden die monochromatischen Anzeigepixel in drei Unterpixel unterteilt, und die Farben Rot, Grün und Blau werden jeweils durch den Farbfilter und dann die Farbe der Vollfarbe angezeigt Modus kann auch durch die Harmonisierung der drei Grundfarben angezeigt werden.

Flüssigkristall vom TFT-Typ

 

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Flüssigkristall vom TFT-Typ

   Eine Schicht aus Silizium wird auf dem Glassubstrat abgeschieden und eine Transistoranordnung wird durch Drucken von Lithographie und anderen Prozessen hergestellt. Jedes Pixel hat einen Halbleiterschalter, der einer großen integrierten Schaltung ähnlich ist. Dann wird der Flüssigkristall zwischen zwei Glasscheiben durchströmt. Da jedes Pixel direkt durch einen Punktimpuls gesteuert werden kann, ist jeder Knoten relativ unabhängig und kann kontinuierlich gesteuert werden. Dieses Design verbessert nicht nur die Reaktionsgeschwindigkeit des Anzeigebildschirms, sondern steuert auch die Graustufe der Anzeige genau, sodass die Farbe des TFT-Flüssigkristalls realistischer ist. Sie wird als echte Farbe bezeichnet.

Flüssigkristall vom TFT-Typ

Für TFT-LCD-Farbfilter ist es sehr wichtig, mit Rot, Grün, Blau drei Primärfarben zu mischen, die aus einer Vielzahl von Farben gemischt werden können. Viele Flachbildschirme verwenden dieses Prinzip, um Farben darzustellen. Die drei Farben sind in drei separate Farben unterteilt Punkte, jeder hat unterschiedliche Graustufenänderungen und dann die drei benachbarten RGB-Anzeigepunkte, wenn der Punkt angezeigt wird. Machen Sie ein Pixel

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