固体液晶液体T1T2
低于温度T1，就变成固体（晶体），称T1为液晶的熔点，高于温度T2
就变成清澈透明各向同性的液态，称T2为液晶的清亮点。LCD能工作的极限温度范围基本上由T1和T2确定。
液晶分子的形状呈棒状，似“雪茄烟”，宽约十分之几纳米，长约数纳米，长度约为宽度的4—8倍。 2. 热致液晶液晶的分类
近晶相(Smectic Liquid Crystals)液晶分子呈二维有序性，分子排列成层，层内分子长轴相互平行，排列整齐，重心位于同一平面内，其方向可以垂直层面，或与层面成倾斜排列，层的厚度等于分子的长度，各层之间的距离可以变动，分子只能在层内做前后、左右滑动,但不能在上下层之间移动。近晶相液晶的粘度与表面张力都比较大，对外界电、磁、温度等的变化不敏感。
向列相(Nematic Liquid Crystals)液晶分子只有一维有序，分子长轴互相平行，但不排列成层，它能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近于平行，分子间短程相互作用微弱，向列相液晶分子的排列和运动比较自由，对外界电、磁场、温度、应力都比较敏感，目前是显示器件的主要材料。
胆甾相（Cholesteric Liquid Crystals）液晶是由胆甾醇衍生出来
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的液晶，分子排列成层，层内分子相互平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子的分子长轴方向稍有变化，相邻两层分子，其长轴彼此有一轻微的扭角（约为15分），多层扭转成螺旋形，旋转360o的层间距离称螺距，螺距大致与可见光波长相当。胆甾相实际上是向列相的一种畸变状态，因为胆甾相层内的分子长轴也是彼此平行取向，仅仅是从这一层到另一层时均一择优取向旋转一个固定角度，层层叠起来，就形成螺旋排列的结构，所以在胆甾相中加消旋向列相液晶或将适当比例的左旋、右旋胆甾相混合，可将胆甾相转变为向列相。一定强度的电场、磁场也可使胆甾相液晶转变为向列相液晶。胆甾相易受外力的影响，特别对温度敏感，温度能引起螺距改变，而它的反射光波长与螺距有关，因此，胆甾相液晶随冷热而改变颜色。
3. 液晶的光电特性
利用传统的晶体光学理论可以描述光在液晶中的传播。 （1）电场中液晶分子的取向
液晶分子长轴排列平均取向的单位矢量n称为指向矢量，设?//和??分
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别为当电场与指向矢平行和垂直时测得的液晶介电常数。
定义介电各向异性△ε：
????//???
△ε＞0的液晶称为P型液晶 △ ε＜0的液晶称为N型液晶
在外电场作用下——P型液晶分子长轴方向平行于外电场方向
N型液晶分子长轴方向垂直于外电场方向
目前的液晶显示器件主要使用P型液晶。 （2）线偏振光在向列液晶中的传播
空气X液晶入射光线θ OnZ0YZ
折射率的各向异性△n为：?n?n//?n??ne?no
Ey?Eocos?cos(?t?k//z)?acos(?t?k//z) Ey?Eosin?cos(?t?k?z)?bcos(?t?k?z)
两光场位相差记为?：??合成光场矢端方程为：
?zc?n??n//?
2cos??Ex??Ey?2??2ExEy?sin? ??????ab?a??a?2当θ=0（或?时），Ey=0（或Ex=0），即偏振光的振动方向和状态没有
2改变，仍以线偏振光和原方向前进。
当θ=?时：
4
8
2EoE?E?2ExEycos??sin?
22x2y随着光线沿着z方向前进，偏振光相继成为椭圆、圆和线偏振光，同时改变了线偏振方向。最后，这束光将以位相差?所决定的偏振状态，进入空气中。
（3）线偏振光在扭曲向列相液晶中的传播
把液晶盒的两个内表面作沿面排列处理并使盒表面上的向列相液晶分子方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃之间呈90o扭曲，即构成扭曲向列液晶，光波波长λ< 当线偏振光垂直入射时，若偏振方向与上表面分子取向相同，则线偏振光偏振方向将随着分子轴旋转，并以平行于出口处分子轴的偏振方向射出；若入射偏振光的偏振方向与上表面分子取向垂直，则以垂直于出口处分子轴的偏振方向射出，当以其它方向的线偏振光入射时，则根据平行分量和垂直分量的位相差?的值，以椭圆、圆或直线等某种偏振光形式射出。 入射光偏振化方向p>>λ偏振化方向 二、扭曲向列型液晶显示（TN-LCD） 9 1. 工作原理 白底黑字显示——正显示 黑底白字显示——负显示 扭曲向列液晶产生旋光特性必须满足以下条件： d??n???/2 其中△n是液晶材料的折射率各向异性，d是液晶盒的间距，λ为入射光波长，一般的TN-LCD液晶盒取d=10μm。 2. TN-LCD的电光特性 阈值电压Vth——透射率为器件最大透射率的90%（常白型）或10%（常黑型）所对应的电压有效值，Vth是和液晶材料有关的参数，对于TN-LCD，大约在1—2V之间。 饱和电压Vsat——透射率为器件最大透射率的10%（常白型）或90%（常黑型）所对应的电压有效值。 10
第6章 显示技术
