谁发明了液晶显示屏?
液晶是一种高分子材料。由于其特殊的物理、化学和光学特性,自20世纪中期以来,在轻薄显示技术中得到了广泛应用。
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。2.为什么叫液晶?晶状液晶-液晶早在1850,普鲁士医生鲁道夫?6?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?6?奥托·雷曼第一次用偏光显微镜观察到液体结晶的现象,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?6?4 Friedrich Reinitzer通过加热苯甲酸胆甾醇酯研究了胆固醇在植物中的作用,并于03月1883+04日观察到苯甲酸胆甾醇酯在热熔化过程中的异常表现。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,著名科学家G. tammann等认为,雷曼的观测只是极细微的晶体悬浮在液体中形成胶体的现象。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。还有什么是液晶做的?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。以前大屏幕受制于高电压的需求,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。4.电脑中的液晶屏是怎么用的,是谁发明的?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)。
发明人:第一个可操作的LCD是基于动态散射模式(DSM),而乔治?6?1 Hailmann领导的团队开发了这款LCD。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?6?1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。
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