什么是液晶旋转器?
人们熟悉的物质状态(也称为相)是气体、液体和固体,而不熟悉的是等离子体和液晶(LC)。液晶相只有具有特殊形状的分子组合才能产生。它们可以流动并具有结晶的光学性质。液晶的定义现在已经放宽到包括在一定温度范围内可以是液晶相,在较低温度下可以正常结晶的物质。液晶的成分是有机化合物,即以碳为中心的化合物。同时具有两种物质的液晶通过分子间力结合。它们特殊的光学性质和对电磁场的敏感性具有很大的实用价值。
1888年,一位名叫Leinitzel的奥地利科学家合成了一种奇怪的有机化合物,有两个熔点。当它的固体晶体加热到145℃时,熔化成液体,这种液体只是混浊的,而所有纯物质熔化时都是透明的。如果加热到175℃,似乎又融化了,变成清澈透明的液体。后来,德国物理学家李曼把这种混浊的液体称为“中间带”晶体。它像一头既不像马也不像驴的骡子,所以有人称之为有机骡子。自从液晶被发现后,人们直到1968才知道它的用途。
液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板。他们为什么显示数字?原来这种液晶光电显示材料是利用液晶[1]的电光效应,将电信号转化为文字、图像等可视信号。正常情况下,液晶的分子排列非常有序,显得清晰透明。一旦施加DC电场,分子排列被打乱,一些液晶变得不透明,颜色加深,从而可以显示数字和图像。
液晶的电光效应是指其受电场调制的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等光学现象。
一些有机化合物和聚合物,在一定温度或浓度的溶液中,既具有液体流动性,又具有晶体各向异性,称为液晶。光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶;溶致液晶受浓度条件控制。用于显示的液晶通常是低分子热致液晶。
根据液晶的颜色变化,人们用它来指示温度,报警毒气等。比如液晶可以随着温度的变化从红色变成绿色和蓝色。这可以指示实验中的温度。液晶遇到氯化氢、氢氰酸等有毒气体会变色。在化工厂,人们把液晶片挂在墙上。一旦有微量有毒气体逸出,液晶变色,就提醒人们迅速检查并填补漏洞。
液晶有很多种,通常根据液晶的中心桥键和环的特性来分类。目前已经合成了10000多种液晶材料,其中常用的液晶显示材料有上千种,主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶和酯类液晶。液晶显示材料具有明显的优势:驱动电压低,功耗小,可靠性高,显示信息量大,彩色显示,无闪烁,对人体无害,生产过程自动化,成本低,可制成各种规格型号的液晶显示器,携带方便。由于这些优点。用液晶材料制成的电脑终端和电视机可以大大缩小尺寸。液晶显示技术对显示成像产品的结构产生了深远的影响,并推动了微电子和光电信息技术的发展。
[编辑本段]液晶显示器的历史
晶状液晶-液晶早在1850,普鲁士医生鲁道夫?Virchow和其他人发现神经纤维的提取物中含有一种不寻常的物质。1877,德国物理学家奥托?奥托·雷曼第一次用偏光显微镜观察到液晶现象,但他不知道这种现象的原因。
奥地利布拉格德意志大学植物生理学家弗雷德里克?Friedrich Reinitzer通过加热苯甲酸胆甾醇酯来研究胆固醇在植物中的作用,并在3月1883+04日观察到苯甲酸胆甾醇酯在热熔化过程中的异常行为。它在145.5℃熔化,产生有光泽的混浊物质。当温度升至178.5℃时,光泽消失,液体透明。澄清后的液体稍微冷却,再次出现浑浊,瞬间呈现蓝色,就在结晶开始前颜色为蓝紫色。
在反复确认自己的发现后,列宁向德国物理学家雷曼寻求建议。当时,Lehman建造了具有加热功能的显微镜来讨论液晶的冷却和结晶过程,后来它又配备了偏振镜,这是最深入研究Lenezer化合物的仪器。此后,雷曼的精力完全集中在这类物质上。起初,他称之为软晶体,然后改名为结晶液体。最后,他确信偏振光是晶体所特有的,弗利森德·克里斯塔勒的名字是正确的。名字离液晶只有一步之遥(流畅ge水晶)。列宁泽和雷曼后来被称为液晶之父。
由L. gattermann和A Ristschke合成的氧偶氮醚也被Lehman鉴定为液晶。但在20世纪,G. tammann等著名科学家认为,雷曼的观测只是极其精细的晶体悬浮在体内形成胶体的现象。W. Nernst认为液晶只是化合物互变异构体的混合物。但是化学家D. Vorlander的努力使他能够通过聚集经验预测出哪种化合物最有可能表现出液晶特性,然后合成得到这些化合物,于是理论得到了证明。
液晶的物理特性
通电后打开,排列变得有序,光线容易通过;没有电的时候,排列混乱,阻碍光线通过。让液晶阻挡或者让光像闸门一样通过。从技术上来说,液晶面板包含两块相当精致的无钠玻璃材料,称为基板,中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会成排站立或不规则扭曲,从而阻挡或使光束顺利通过。大部分液晶属于有机化合物,由长棒状分子组成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。把液晶倒进一个加工好的凹槽平面,液晶分子会沿着凹槽排列,所以如果那些凹槽非常平行,那么分子也是完全平行的。
[编辑本段]液晶的分类
向列相
近晶相
胆甾相
盘状的
热致液晶
再现液晶
【编辑此段】如何使用LCD?
液晶使用前应充分搅拌。含固体手性剂的液晶应加热至60摄氏度,然后迅速冷却至室温并充分搅拌。此外,在使用过程中不应该放置太久。尤其是低阈值电压液晶,因为低阈值电压液晶具有这些不同的特性,所以在使用这些液晶时要注意以下几个方面:
液晶在使用前应充分搅拌,配制好的液晶应立即投入生产,尽可能缩短静置存放时间,避免出现色谱现象。
配好的液晶要用阴凉盖好存放,尽量在一个班次(八小时)内用完。未使用的液晶在重新测试前需要回收和搅拌。一般来说,随着时间的推移,驱动电压会增加。
液晶从原瓶中取出后,应及时将原瓶密封保存,减少暴露在空气中的时间,这样会增加液晶的漏电流。
从PI固化到液晶填充,最好填充低阈值电压的LCD空盒,生产时间小于24小时。一般灌装液体时灌装速度比较慢。
低阈值电压液晶在密封时必须用合适的遮光罩遮盖,除了密封胶的固化期外,在整个液晶填充期都要尽可能远离紫外光源。否则,在紫外光附近将出现错误的方向和阈值电压的增加。
液晶是一种有机聚合物,易溶于各种溶剂或与其他化学物质反应。液晶本身也是一种很好的溶剂,所以在使用和储存过程中要尽量远离其他化学物质。
1922年,法国人G. Friedel仔细分析了当时已知的液晶,将其分为向列型、近晶型和胆甾型三类。名字的来源,前两个分别取自希腊语thread和detergent(肥皂);胆固醇类型的名称具有历史意义。比如按照现代分类,它们属于手性类型。事实上,弗里德不同意液晶这个词,他认为“中间相”是最恰当的表达。
仅在1970年代发现的盘状液晶是由高度对称的未扰动分子组成的向列或柱状系统。除了类型分类之外,由于条件(状况)的不同,液晶还可以分为热致液晶和溶致液晶,热致液晶分别通过加热和加入溶剂形成。
溶致液晶形成的一个例子是肥皂水。在高浓度下,肥皂分子是层状的,水分子在它们之间。浓度略低,组合不一样。
事实上,一种物质可以有多种液晶相。还发现,在加热两种液晶的混合物以获得各向同性液体,然后冷却之后,可以观察到二级是向列和向列液晶。这种相变物质被称为近相变液晶。液晶的分子结构。
稳定的液晶相是分子间的范德瓦力相。由于分子聚集密度较高,排斥各向异性影响较大,但吸引好处是维持高密度,因此平衡集体的强度、听觉和吸引力以达到液晶态非常重要。另一个例子是,当分子有极性基团时,偶极相互作用成为重要的吸引力。
【编辑本段】液晶的用途。
液晶分子排列的结果之一是选择性光散射。因为这种排列会受到外力的影响,所以液晶材料在制造器件方面有很大的潜力。两块玻璃板之间的手性向列相液晶经过一定的程序可以形成不同的织构。
类固醇型液晶由于其螺旋结构而选择性地反射光。最简单的温度计(鱼缸中常见的温度计)是利用白光中的圆偏振,根据颜色变化的原理制成的。在医疗上,也可以通过在可疑部位涂上类固醇液晶,然后与正常肤色对比(因为癌细胞比普通细胞代谢快,所以温度会比普通细胞高)来检测皮肤癌和乳腺癌。
电场和磁场对液晶有很大的影响,向列相液晶相的介电行为是各种光电应用的基础(外电场液晶材料制成的显示器自1970年代以来发展迅速)。因为它们有很多优点,比如体积小,功耗低,工作电压低,易于设计多色面板。但因为不是发光显示器,所以在黑暗中的清晰度、可视角度、环境温度极限都不理想。不管怎么说,电视和电脑屏幕都是液晶材质的,非常有利。以前的大屏幕受限于高电压的需求,变压器的体积和重量都是无法形容的。事实上,彩色投影电系统还可以利用手性向列相液晶制造偏振片、滤光片和光电调节器。
[编辑本段]液晶面板
液晶面板与LCD有着密切的关系,液晶面板的产量、优劣等诸多因素都与LCD本身的质量、价格、市场走势有关。其中液晶面板关系到玩家最看重的响应时间、色彩、视角、对比度等参数。从液晶面板可以看出这款液晶的性能和质量。小林在网上找液晶面板的资料。只要是针对目前主流的液晶面板,让大家在选购液晶显示器的时候心里有底。
VA型:VA型液晶面板广泛应用于目前的显示产品中。用于高端产品时,16.7M色彩(8bit面板)和大视角是其最明显的技术特点。目前VA型面板分为MVA和PVA两种。
MVA型:全称(多域垂直对齐),是一种多象限垂直对齐技术。它利用突起使液晶以一定的角度静止,而不是传统的垂直。当施加电压使液晶分子变为水平状态让背光通过时,速度更快,可以大大缩短显示时间,而且由于突起改变了液晶分子的取向,视角更宽。视角增加可达160度以上,反应时间可缩短至20 ms以下。
PVA型:是三星推出的面板型,是一种图像垂直调整技术。这项技术直接改变了液晶盒的结构,大大提高了显示效率,获得了比MVA更好的亮度输出和对比度。此外,在这两种类型的基础上,开发了S-PVA和P-MVA两种改进型面板。在技术发展上,可视角度可以达到170度,响应时间可以控制在20ms以内(通过Overdrive加速到8ms GTG),对比度可以轻松超过700:1的高水平。三星自主品牌的大部分产品都是PVA液晶面板。
IPS型:IPS型液晶面板具有视角大、色彩细腻等优点,看起来通透,也是识别IPS型液晶面板的一种方式。飞利浦许多液晶显示器使用IPS型面板。S-IPS是第二代IPS技术,它引入了一些新的技术来改善IPS模式在某些特定角度的灰度反转现象。LG和飞利浦的独立面板厂商也是以ips为技术特色的液晶面板。
TN型:这种类型的液晶面板用在入门级和中档产品中,价格实惠,价格便宜,很多厂家都选择。技术上,相比前两类液晶面板,在技术性能上略逊一筹。无法展现16.7M的绚丽色彩,只能达到16.7M的色彩(6bit面板),但响应时间很容易提升。视角也有限制,视角不会超过160度。目前市场上响应时间小于8ms的产品多采用TN液晶面板。
[编辑本段]液晶显示器
液晶显示器(Liquid crystal display),简称LCD(Liquid Crystal Display),是一种超薄的平板显示器件,由一定数量的彩色或黑白像素组成,置于光源或反光板前。液晶显示器功耗低,因此受到工程师的青睐,适用于使用电池的电子设备。
每个像素由以下部分组成:一排液晶分子悬浮在两个透明电极(氧化铟锡)之间,两个偏振方向相互垂直的偏振滤光片。如果电极之间没有液晶,通过一个滤光片的光必然会被另一个滤光片阻挡,通过一个滤光片的光的偏振方向会被液晶旋转,从而可以通过另一个滤光片。
液晶分子本身是带电的。如果在每个像素或子像素的透明电极上加入少量电荷,液晶分子就会受到静电力的旋转,同时通过的光也会发生旋转,改变一定的角度,从而可以通过偏振滤光片。
在电荷施加到透明电极之前,液晶分子处于不受约束的状态,分子上的电荷使这些分子形成螺旋形或环形(晶体形状)。在一些液晶显示器中,电极的化学表面可以作为晶种,因此分子以所需的角度结晶,通过一个滤光片的光在通过液体芯片后旋转,这样光可以通过另一个偏振片,一小部分光可以被偏振片吸收,但其他器件是透明的。
电荷施加到透明电极后,液晶分子会沿着电场方向排列,从而限制透射光偏振方向的旋转。如果液晶分子完全分散,透射光的偏振方向将完全垂直于第二偏振片,因此它将被光完全阻挡。此时,像素将不会发光。通过控制每个像素中液晶的旋转方向,我们可以或多或少地控制照亮像素的光。
很多液晶在交流电的作用下会变黑,破坏了液晶的螺旋效果,而当电流关闭时,液晶会变亮或透明。
为了省电,液晶显示器采用多路复用方式。在复用模式下,一端的电极成组连接,每组电极连接到一个电源,另一端的电极也成组连接,每组连接到电源的另一端。分组设计保证每个像素由独立的电源控制,电子设备或驱动电子设备的软件通过控制电源的通断顺序来控制像素的显示。
测试LCD显示器的指标包括以下几个重要方面:显示器尺寸、响应时间(同步速率)、阵列类型(有源和无源)、可视角度、支持的颜色、亮度和对比度、分辨率和屏幕纵横比、输入接口(如可视接口和视频显示阵列)。
简史
第一个可操作的LCD是基于动态散射模式(DSM),而乔治?海尔曼领导的团队开发了这种液晶显示器。海尔曼创立了Optel公司,该公司基于这一技术开发了一系列液晶显示器。1970 12,液晶的旋转向列场效应被瑞士赫尔弗里奇的Santer和Hoffman-lerouke中央实验室注册为专利。1969,詹姆斯?弗格森在俄亥俄大学发现了液晶的旋转向列场效应,并于1971年2月在美国注册了同样的专利。1971年,他所在的公司(ILIXCO)基于这一特性生产出了第一款LCD,迅速取代了性能不佳的DSM LCD。
显示原理
利用液晶的基本特性实现显示。自然光通过偏振器后被“过滤”成线偏振光。由于盒内液晶分子的扭曲螺距远大于可见光的波长,当液晶分子沿取向膜表面排列方向相同或正交的线偏振光入射时,其偏振方向在穿过整个液晶层后会扭曲90度从另一侧射出,正交偏振片起到透光的作用。如果给液晶盒施加一定的电压,液晶的长轴开始沿着电场方向倾斜。当电压达到阈值电压的2倍左右时,液晶盒中两个电极之间的液晶分子除了电极表面的液晶分子外,全部沿电场方向重排。此时90°旋光度的功能消失,正交板的振动板之间的旋光度丧失,使器件无法透光。如果使用平行偏振器,情况正好相反。
液晶盒就是这样通电或断电,使光改变其透射屏蔽状态,从而实现显示。当上偏振器和下偏振器正交或平行时,显示器显示常白或常黑模式。
透射和反射显示器
LCD可以通过透射或反射来显示,这取决于其光源的位置。透射式LCD由一个屏幕后面的光源照明,而观看是在屏幕的另一侧(前面)。这种类型的LCD主要用于需要高亮度显示的应用,如计算机显示器、PDA和移动电话。用于照明LCD的照明设备的功耗往往高于LCD本身的功耗。
反射式液晶显示器,常用于电子钟和电脑,(有时)通过背面的散射反射面将外部光线反射回来照亮屏幕。这种液晶的对比度很高,因为光线要穿过液晶两次,所以要切割两次。不使用照明设备显著降低了功耗,因此使用电池的设备使用时间更长。由于小型反射式液晶显示器的功耗很低,光伏电池足以为其供电,因此经常用于袖珍计算器中。
透反射式LCD可以用作透射式和反射式。当外界光线充足时,LCD作为反射型工作,当外界光线不足时,它可以作为透射型工作。
彩色显示器
在彩色LCD中,每个像素被分成三个单元,或称子像素,附加的滤色器分别标有红色、绿色和蓝色。三个子像素可以独立控制,对应的像素产生几千甚至几百万种颜色。旧的阴极射线管使用同样的方法来显示颜色。根据需要,颜色分量按照不同的像素几何原理排列。
常见LCD点间距
常见LCD点距离表:
12.1英寸(800×600)-0.308毫米
12.1英寸(1024×768)-0.240毫米
14.1英寸(1024×768)-0.279毫米。
14.1英寸(1400×1050)-0.204毫米。
15英寸(1024×768)-0.297毫米。
15英寸(1400×1050)-0.218毫米。
15英寸(1600×1200)-0.190毫米
16英寸(1280×1024)-0.248毫米。
17英寸(1280×1024)-0.264毫米。
17英寸宽屏(1280×768)-0.2895毫米。
17.4英寸(1280×1024)-0.27毫米。
18英寸(1280×1024)-0.285438+0毫米。
19英寸(1280×1024)-0.294毫米。
19英寸(1600×1200)-0.242毫米。
19英寸宽屏(1440×900)-0.283毫米。
19英寸宽屏(1680× 1050)-0.243mm。
20寸宽屏(1680× 1050)-0.258mm。
20.1英寸(1200×1024)-0.312毫米。
20.1英寸(1600×1200)-0.255毫米。
20.1英寸(2560×2048)-0.156毫米
20.8英寸(2048×1536)-0.207毫米
21.3英寸(1600×1200)-0.27毫米。
21.3英寸(2048×1536)-0.21毫米
22英寸宽屏(1600×1024)-0.294毫米
22.2英寸(3840×2400)-0.1245毫米
23寸宽屏(1920× 1200)-0.258mm。
23.1英寸(1600×1200)-0.294毫米。
24寸宽屏(1920× 1200)-0.27mm。
26寸宽屏(1920× 1200)-0.287mm。
不仅是20寸的平板液晶,17寸、23寸、24寸的宽屏液晶显示器基本都存在文字太小的问题。适合上网和文字处理的显示器包括15英寸、19英寸、19英寸宽屏、22英寸宽屏和26英寸宽屏。它们的点间距较大,文本显示尺寸合适。
[编辑本段]液晶屏的优点
1.与传统的CRT相比,LCD最大的优势是功耗和体积。对于传统的17寸CRT来说,其功耗几乎都在80W以上,而17寸液晶的功耗大多在40W左右。这样看来,LCD在节能方面优势明显。
2.与传统的CRT相比,液晶在环保方面也有所表现。这是因为液晶显示器中没有像CRT那样的高压元件,所以高压引起的X射线不会超标,所以它的辐射指数一般低于CRT。
3.由于CRT显示器是通过偏转线圈产生的电磁场来控制电子束的,又由于电子束不能绝对定位在屏幕上,所以CRT显示器往往存在不同程度的几何失真和线性失真。而液晶显示器(LCD)不会因为原理问题出现任何几何失真和线性失真,这也是一大优势。
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