文档介绍：§3 液晶显示器件（LCD）
§3 液晶显示器件（LCD）
什么是液晶？
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液晶的发现
液晶的发现可追溯到19世纪末，1888年奥地利的植物学家F·Reinitzer在作加热胆甾醇的苯甲酸脂实验时发现，当但就其本质来讲都是液晶分子在电场作用下改变其分子排列或造成分子变形的结果。
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液晶的电光效应分类
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、动态散射（DS-LCD）型液晶显示器件（1968年～1972年）
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在不通电的情况下，液晶盒呈透明状态。
当通过低频交流电时，当电压超过阈值电压Uth时，在液晶层内形成一种因离子运动而产生的“威廉畴（Williams）”，继续增加电压，最终会使液晶层内形成紊流和扰动，并对光产生强烈的散射。
DS液晶显示器件是无偏振片结构，电流较大，一般在背面衬以黑色衬底。.
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、扭曲向列液晶显示器件（TN-LCD）（1971年～1984年）
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属第二代液晶显示器件。它是最常见的一种液晶显示器件。
将两块涂有导电透明电极氧化锢锡In2O3-SnO2（简称ITO）薄膜的玻璃板中间夹有介电各向异性为正的向列相液晶，厚度约为数微米。
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玻璃基板表面做平行取向处理，即涂敷一层聚酰亚胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面开成方向一致的微细沟糟。在保证两块基板上沟糟方向正交的前提下，形成一个间隙为几个微米的液晶盒。
由于内表面涂有定向层膜，在盒内液晶分子沿玻璃表面平行排列。但由于两片玻璃内表面定向层定向处理的方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃之间呈90°扭曲，这就是扭曲向列液晶器件名称的由来。
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当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。
在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态。
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这种黑色的显示称正显示。同样如果将偏振片平行放置，则可得到负显示。扭曲效应的阈值电压为
式中， 为弯曲弹性常数； 为扭曲弹性常数； 为展面弹性常为； 为上下玻璃基板平行处理后的扭曲角。由式可知 越大， 越小，有几种 很大的液晶，可使 。
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TN-LCD工作原理
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用TN-LCD制作的常用液晶显示器件
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1971年瑞士人发明了扭曲向列型(TN)液晶显示器,日本厂家使TN-LCD技术逐步成熟，又因制造成本和价格低廉，使其在七八十年代得以大量生产，从而成为主流产品。在1979 年～1984年间，其产量年均增长38%,成本年递减18%，销售额年增长12%，这使LCD在显示器件领域的地位仅次于CRT。LCD的高速发展引起了世界电子业界的极大关注,对LCD技术研究投入的力量和资金与日俱增。
TN-LCD的信息容量小，只能用于笔段式数字显示及低路数（16线以下）驱动的简单字符显示。
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、超扭曲向列液晶显示器件（STN-LCD）（1985～1990年）
第三代液晶显示器件。顾名思义，“超扭曲”即扭曲角大于90°。
TN型液晶显示器件缺点：
电光响应前沿不够陡峭，
反应速度慢，
阈值效应不明显。
使得大量显示和视频显示等受到了限制。
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TN-LCD响应速度
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80年代初，人们经过理论分析和实验发现，只要将分子的扭曲角增加到180°~270°时，就可大大提高电光特性的响应速度。
随着扭曲角的增大，曲线的斜率增加，当扭角达到270°时，斜率达到无究大。
曲线斜率的提高可以允许多路驱动，且可获得敏锐的锐度和宽的视角。
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STN-LCD中中间层分子的倾斜角与约化电压的关系
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1985年～1990年,LCD销售额年均增长率达32%。此阶段发展最快的是STN-LCD,它从发明到批量生产仅用了五年时间。
由于STN-LCD具有扫描线多、视角较宽、对比度好等特点 ,很快在大信息容量显示的膝上型、笔记本型、掌上型微机及中英文打字机、图形处理机、电子翻译机及其它办公和通信设备（手机）中获得广泛应用,并成为该时代的主流产品。
1990年销售额15亿美元,占整个LCD市场的83%。
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、有源矩阵液晶显示器件（AM-L