第1章 液晶彩电基础知识

1.1 液晶基础知识

1.1.1 液晶的概念

液晶（Liquid Crystal，LC）是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态，又不同于气态的特殊物质态，既具有各向异性的晶体所特有的双折射性，又具有液体的流动性。

我们知道，对于水而言，固态的冰受热时，当温度超过熔点便会熔解变成液体。而液晶则不一样，当其固态受热后，并不会直接变成液态，而是先熔解成液晶态，当持续加热时，才会再熔解成液态，这就是所谓的“二次熔解”现象。当超出一定温度范围，液晶就不再呈现液晶态，温度低了，出现结晶现象；温度高了，就变成液体。液晶显示器件所标注的存储温度就是液晶呈现液晶态的温度范围。

1.1.2 液晶的发现与研究

液晶的发现可追溯到19世纪，1888年，奥地利植物学家赖尼泽尔（F．Reinitzer）在做胆甾醇苯酸酶加热实验时发现，当加热到145.5℃时，发现晶体熔融成一片混浊的液体，继续加热到178.5℃时，混浊的液体又变得清澈透明。把液体冷却，液体又从紫、橙到绿各色变化。开始时，他认为这种物质具有两个熔点，并怀疑是由某种不纯因素造成的。同年，他把这一现象告诉了德国卡斯鲁尔大学物理学家勒曼（D．Lehmann）。勒曼在偏光显微镜下发现，这种奇异的液体具有与晶体类似的双折射性质，并首次把这种状态的液体命名为“液晶”，从此，科学家们开始了对液晶的深入研究。

1968年，在美国RCA公司（收音机与电视的发明公司）的沙诺夫研发中心，工程师们发现液晶分子会因受到电压的影响而改变其分子的排列状态，并且可以让射入的光线产生偏转。利用此原理，RCA公司发明了世界上第一块使用液晶的显示屏。此后，液晶显示技术被广泛应用在普通电子产品中，如计算器、电子表、手机、医疗仪器、数码相机等。

1.1.3 液晶的特性

液晶一般具有以下几个特性：

（1）最常用的液晶形态为向列型液晶，由细长的棒状分子（长宽在纳米数量级）组成，各棒状分子长轴平行，指向某一方向，或分子长轴方向不完全相同，但宏观上有某一平均方向。液晶分子有指向性排列这一特点，使其物理参数在分子长轴方向及其垂直方向取不同值。液晶分子的排列结构不像晶体结构那样坚固，在电场、磁场、温度、应力等外部条件的影响下，很容易发生再排列，使液晶的各种光学性质随之发生变化。液晶这种各向异性及其分子排列易受外加电场、磁场的控制的特性，正是液晶能应用于显示器件的物理基础。

（2）液晶分子长轴方向的介电常数与短轴方向的介电常数是不一样的，在外加电场作用下，液晶分子的排列状态会发生变化。这种由于外加电场的作用使液晶分子排列变化而引起液晶光学性质（透光度）改变的现象，称为液晶的“电光效应”。利用液晶的“电光效应”，可控制显示屏上每个像素的光强而形成所需要的图像或文字，从而制成液晶显示器件。

（3）液晶本身不发光，需另外设光源，可以是阳光，也可以是装在显示屏背面的荧光灯背光源。