液晶基礎(chǔ)知識介紹
1、今天我們將要討論的是關(guān)于液晶的基礎(chǔ)知識。2、我們先大致了解一下液晶分子,然后仔細(xì)研究一下使液晶工作的電特性和光特性:先講電介質(zhì)的各向異性;再談液晶對電場的響應(yīng);之后是液晶分子的雙折射光學(xué)特性; ..
由此可知,如果我們想辦法將光波在液晶層旋轉(zhuǎn)的角度調(diào)制為90°,那么光波將會在第二片偏光片處被完全吸收,從外面看起來就是暗場。如果完全不旋轉(zhuǎn)光波的偏振面,那它會完全透過第二個偏光片,從外面看起來就是亮場?刂破衩嫘D(zhuǎn)角度的就是具有雙折射性質(zhì)的液晶層,是液晶層相對光波傳播方向的排列方式。
21、現(xiàn)在讓我們看一看如何構(gòu)造一個液晶顯示系統(tǒng)。在這副圖中是液晶層的表面,這里具有液晶的取向結(jié)構(gòu)。這個取向?qū)邮窃谝粚佑袡C(jī)高分子薄膜(聚酰亞胺)上,用絨布類材料高速摩擦得到的。可以將它想象為一些槽,這些槽有的很寬,并不起作用,但有些槽的寬度與液晶的寬度是相近的,這樣就可以起到將液晶分子固定取向的作用。之后就是制造一層液晶,將液晶灌注到取向?qū)拥谋砻妫壕У拈L軸會自然的對準(zhǔn)取向?qū)由夏Σ脸鰜淼姆较。這個將液晶分子固定取向的過程是制造液晶顯示器的第一步。現(xiàn)在,這個附加層固定在表面后,向列型液晶層就建立起來了。下一層液晶分子將要鋪在這層液晶上面。就像這樣,第一層液晶分子以固定的取向鋪在取向?qū)由,第二層液晶分子鋪在第一層上,逐步積累,形成一個立體的液晶層,形成了這種向列型規(guī)則。 22、現(xiàn)在來看一看扭曲向列型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。在底部將液晶分子對準(zhǔn)取向?qū)拥谋砻,分子的長軸的方向是垂直于紙面的。而在頂部液晶分子有了90°的扭曲,它的長軸方向是平行于紙面的。這里我們不過多的討論這個90°的扭曲。這個扭曲屬于力學(xué)的扭曲,不是偏光面的旋轉(zhuǎn)。 從這幅圖中可以看出,可以將這個空間劃分出不同的區(qū)域,可以用電場控制每一個區(qū)域,這些不同的區(qū)域稱之為象素或者叫子象素。可以將彩色濾光片放在每個子象素的后面,當(dāng)光透過時,可以得到不同的顏色。當(dāng)放上紅、綠、藍(lán)三種顏色的濾光片后,就可以組成全彩色的顯示器了。 23、從這副圖可以看到液晶分子對準(zhǔn)取向?qū),并沒有扭曲。但是你可以想象到經(jīng)過摩擦的取向?qū)邮挂壕幽軌蝽樦∠虿叟帕。兩個表面有45°的交叉,所以偏振角度與液晶分子的夾角是45°。所以光波射入液晶層后,由于順著長軸振動的分量和順著短軸振動的分量的不同,使得偏振面旋轉(zhuǎn)了90°。當(dāng)光波通過底部透過液晶層后,隨著偏光片方向的不同,光波要么透過要么停止。由于我們讓上、下兩個偏光片的方向相互垂直,當(dāng)光波通過液晶層被旋轉(zhuǎn)了90°后,通過了第二個偏光片,這種模式成為常亮模式。這種模式下,在未加電場的情況下,液晶分子處于穩(wěn)態(tài)位置,它將光波旋轉(zhuǎn)了90°,讓光波通過。 24、在另外一種狀態(tài)下,當(dāng)我在兩層偏光片之間加上電場之后,就可以使液晶分子豎直起來,垂直于偏光片。這樣,就不會發(fā)生雙折射,進(jìn)入液晶層的光波就不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于光波的偏振面沒有發(fā)生旋轉(zhuǎn),所以光波在通過液晶層到達(dá)第二個偏光片后就會被完全吸收,這樣從外面看來就是暗場。所以我們就得到了兩種情況,第一種情況下,光波透過,是亮場;第二種情況下,光波被吸收,是暗場。由此我們就可以做成一個顯示器件了,可以對顯示器上的某個區(qū)域進(jìn)行控制,讓它透過或吸收,讓它變成亮場或暗場。通過R、G、B濾色片,我們就可以通過吸收不同波長的光波,來顯示出不同色彩,讓液晶顯示器不僅能夠顯示黑和白,還能夠顯示出不同的顏色。另外當(dāng)我們可以尋找到一些中間點(diǎn),可以是一部分光波被旋轉(zhuǎn)而另一部分不旋轉(zhuǎn),就可以作出有不同灰階的顯示器。 25、現(xiàn)在讓我們回頭仔細(xì)看一下扭曲向列型液晶。如前所述,將取向?qū)幽Σ梁,靠近它的液晶就會順著它排列。在另外一端,將摩擦的方向垂直于前一層,靠近這一層的液晶會順著這個方向排列。而液晶分子就會在兩層之間自動的旋轉(zhuǎn)90°。 另外要做的一件事就是要在取向?qū)由显O(shè)置一定的預(yù)傾角;仡檮偛胖v的分子的轉(zhuǎn)動狀況,為了讓沿著長軸和短軸的分量的合力能夠使分子轉(zhuǎn)動,需要使分子的初始角度與電場間的角度不是零。這個預(yù)傾角不僅起這個作用,還可以使液晶分子能夠更快的對電場響應(yīng)。 26、扭曲向列型液晶是顯示器件的一個創(chuàng)新,但它并不完美,它的視角并不好,如果能夠使它的視角有所改善,它將會有更多的應(yīng)用。但是這正是扭曲向列型相對于非扭曲向列型的功能差別所在,它產(chǎn)生了寬視角。如果我們將視角看為一種功能。 |
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