第1章 液晶彩電基礎知識

1.1 液晶基礎知識

1.1.1 液晶的概念

液晶（Liquid Crystal，LC）是一種在一定溫度范圍內呈現既不同于固態、液態，又不同于氣態的特殊物質態，既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動性。

我們知道，對于水而言，固態的冰受熱時，當溫度超過熔點便會熔解變成液體。而液晶則不一樣，當其固態受熱后，并不會直接變成液態，而是先熔解成液晶態，當持續加熱時，才會再熔解成液態，這就是所謂的“二次熔解”現象。當超出一定溫度范圍，液晶就不再呈現液晶態，溫度低了，出現結晶現象；溫度高了，就變成液體。液晶顯示器件所標注的存儲溫度就是液晶呈現液晶態的溫度范圍。

1.1.2 液晶的發現與研究

液晶的發現可追溯到19世紀，1888年，奧地利植物學家賴尼澤爾（F．Reinitzer）在做膽甾醇苯酸酶加熱實驗時發現，當加熱到145.5℃時，發現晶體熔融成一片混濁的液體，繼續加熱到178.5℃時，混濁的液體又變得清澈透明。把液體冷卻，液體又從紫、橙到綠各色變化。開始時，他認為這種物質具有兩個熔點，并懷疑是由某種不純因素造成的。同年，他把這一現象告訴了德國卡斯魯爾大學物理學家勒曼（D．Lehmann）。勒曼在偏光顯微鏡下發現，這種奇異的液體具有與晶體類似的雙折射性質，并首次把這種狀態的液體命名為“液晶”，從此，科學家們開始了對液晶的深入研究。

1968年，在美國RCA公司（收音機與電視的發明公司）的沙諾夫研發中心，工程師們發現液晶分子會因受到電壓的影響而改變其分子的排列狀態，并且可以讓射入的光線產生偏轉。利用此原理，RCA公司發明了世界上第一塊使用液晶的顯示屏。此后，液晶顯示技術被廣泛應用在普通電子產品中，如計算器、電子表、手機、醫療儀器、數碼相機等。

1.1.3 液晶的特性

液晶一般具有以下幾個特性：

（1）最常用的液晶形態為向列型液晶，由細長的棒狀分子（長寬在納米數量級）組成，各棒狀分子長軸平行，指向某一方向，或分子長軸方向不完全相同，但宏觀上有某一平均方向。液晶分子有指向性排列這一特點，使其物理參數在分子長軸方向及其垂直方向取不同值。液晶分子的排列結構不像晶體結構那樣堅固，在電場、磁場、溫度、應力等外部條件的影響下，很容易發生再排列，使液晶的各種光學性質隨之發生變化。液晶這種各向異性及其分子排列易受外加電場、磁場的控制的特性，正是液晶能應用于顯示器件的物理基礎。

（2）液晶分子長軸方向的介電常數與短軸方向的介電常數是不一樣的，在外加電場作用下，液晶分子的排列狀態會發生變化。這種由于外加電場的作用使液晶分子排列變化而引起液晶光學性質（透光度）改變的現象，稱為液晶的“電光效應”。利用液晶的“電光效應”，可控制顯示屏上每個像素的光強而形成所需要的圖像或文字，從而制成液晶顯示器件。

（3）液晶本身不發光，需另外設光源，可以是陽光，也可以是裝在顯示屏背面的熒光燈背光源。