LCD液晶显示器的原理及生产流程与工艺

1-1什么是液晶

物质有三态：固态、液态和气态。这三种状态也可称为固相、液相、气相。在自然界中大多的物质随温度的变化而呈现固态、液态和气态。象水、盐以及由元素周期表中每一种元素组成的物质。其组成单元，如水分子或硅原子等，基本上象一个个小球。随着温度的降低或温度的升高，组成单元的排列由后来的无序排列转变成整整齐齐的的有序排列。即从液相转为气相或固相。在晶体中，组成单元的有序排列，表示每个组成单元都处在一定的位置，不易流动而且有规律的排列，只要人们知道它的排列规则，就可以从一个组成单元出发，按照规律找到另一单元，即严格的空间有序。

除了我们知道的固态、液态和固态，有些物质、它们在从固态转变成液态的过程中，不是直接从固态变为液态，而是给一种中间状态。处于中间状态的物质外观上看似浑浊的液体。但是它的光学性质和某此电学性质又和晶体相似。是各项异性，如有双折射特性等。如温度升高时，各种浑浊的物质随着温度的升高会变成澄清、同性的液体。反过来这类物质从液体转变成固体时，也要经过中间状态。各种能在一定的温度范围内兼有液体和晶体，二者特性的物质叫做液晶（LiquidCrystal）也叫做液晶相、中间相或中介相等，又称为物质的第四态。

1-2液晶的由来

液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）于1888年发现的。它在测定某些物质的溶点时，发现某些物质（脂甾醇的苯甲酸脂和酯酸脂）溶化后会经过一个不透明呈白色浑浊液体状态并发出多彩而美丽的光泽，只要继续加热才会变成清亮的液体。1889年，德国物理学家莱曼（O.Lehmann）用由他设计，在当时作为最新式的附有加热装置的偏光显微镜对这些脂类化合物进行观察。他发现这类白色浑浊物质外观上虽然象液体。但呈各向异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将它命名为“液态晶体”。这就是液晶的由来。

1-3液晶的种类：

随着科学的发展，人们认识的提高，发现液晶物质基本上都是有机化合物。现有的有机化合物中每200种中就有一种呈液晶相。从成分和出现液晶相物理条件来看，液晶可分为热致液晶和溶致液晶两大类。在某些有机物加热溶解，由于加热破坏结晶晶格而形成液晶称为热致液晶，就是前面几个说的由于加热有些物质出现液晶相。同样把某些有机物质放在一定的溶剂中，由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶称之为溶质液晶。它是由于溶液浓度的变化而呈现的液晶相。最常见的有肥皂水等。目前用于显示材料基本上都属于热致液晶。至今，已发现的液晶已有两万多种。

在众多的液晶中，被研究最多的在显示技术中，应用最广液的是由简单的杆形有机分子组成的单元液晶，各类分子通常具有的结构：该分子的刚性的核心是由两个苯环以及中间的一个官能团构成的，在核心的两头比较柔软的烷基或其它比较柔软的有机分子链.一个熔链中有一个环氧树脂结构,使分子变为手性分子。

根据液晶分子的不同排列方式，可分为三大类：即向列液晶、胆甾相液晶和层列相液晶三大类。

LCD的结构

①偏光片；②基板玻璃；③SIO2隔阻层；④电极；⑤定向膜；⑥封接框；⑦过渡电极；⑧液晶；⑨反射片；⑩封口胶

LCD的工作原理：

要了解LCD的工作原理，我们首先须了解光。这是一种电磁波。即电磁场以波动的形式传播的。人眼可见的光的波长范围大致在380纳米至780纳米之间。通常光是沿直线方式传播的，光波的振动方向垂直于光的传播方向。对自然光（如太阳光）来说在垂直光传播方向的各平面内，光波的振动方向随机均匀分布的。如果光波振动的方向是沿一个方向，这样的光线称为偏振光，这个振动方向称为偏振方向。偏振方向与光波的传播方向形成的平面称为振动面。