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具結晶性的液體 ——液晶早在1850年，普魯士醫生魯道夫‧菲爾紹（Rudolf Virchow）等人就發現神經纖維的萃取物中含有一種不尋常的物質。1877年，德國物理學家奧托‧雷曼（Otto Lehmann）運用偏光顯微鏡首次觀察到了液晶化的現象，但他對此一現象的成因並不瞭解。
奧地利布拉格德國大學的植物生理學家斐德烈‧萊尼澤（Friedrich Reinitzer）在加熱安息香酸膽固醇脂（Cholesteryl Benzoate）研究膽固醇在植物內之角色，於1883年3月14日觀察到膽固醇苯甲酸酯在熱熔時的異常表現。它在145.5℃時熔化，産生了帶有光彩的混濁物，溫度升到178.5℃後，光彩消失，液體透明。此澄清液體稍微冷卻，混濁又復出現，瞬間呈現藍色，又在結晶開始的前一刻，顔色是藍紫的。
萊尼澤反復確定他的發現後，嚮德國物理學家雷曼請教。當時雷曼建造了一座具有加熱功能的顯微鏡去探討液晶降溫結晶之過程，後來更加上了偏光鏡，正是深入研究萊涅澤的化合物之最儀器。而從那時開始，雷曼的精力完全集中在該物類物質。他初時之為軟晶體，然後改稱晶態流體，最後深信偏振光性質是結晶特有，流動晶體（Fliessende kristalle）的名字纔算正確。此名與液晶（Flussige kristalle）的差別就衹有一步之遙了。萊尼澤和雷曼後來被譽為液晶之父。
由嘉德曼（L. gattermann）、利區剋（A Ristschke）合成的氧偶氮醚，也是被雷曼鑒定為液晶的。但在20世紀，有名的科學家如坦曼（G. tammann）都以為雷曼等的觀察，衹是極微細晶體懸浮在意體形成膠體之現象。涅斯特（W. Nernst）則認為液晶衹是化合物的互變異構物之混合物。不過，化學家伏蘭德（D. Vorlander）的努力由聚集經驗使他能預測哪一類的化合物最可能呈現液晶特性，然後合成取得該等化合物質，理論於是被證明。
液晶的物理特性
當通電時導通，排列變的有秩序，使光綫容易通過；不通電時排列混亂，阻止光綫通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光綫穿透。從技術上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當精緻的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾着一層液晶。當光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉呈不規則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數液晶都屬於有機復合物，由長棒狀的分子構成。在自然狀態下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經精良加工的開槽平面，液晶分子會順着槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。 |
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嚮列相（nematic）
近晶相（smectic）
膽甾相（cholesteric）
碟型（discotic）
熱緻液晶（thermotropic LC）
重現性液晶（recentrant LC） |
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液晶在使用前要充分攪拌後才能灌註使用，添加固體手性劑的液晶，要加熱到攝氏六十度，再快速冷卻到室溫並充分攪拌。而且在使用過程中不能靜置時間過長。特別是低閥值電壓液晶，由於低閾值電壓液晶具有這些不同的特性，因此在使用這些液晶時應該註意以下方面：
液晶在使用前應充分攪拌，調配好的液晶應立即投入生産使用，盡量縮短靜置存放時間，避免層析現象産生。
調配好的液晶要加蓋遮光存入，並且盡量在一個班次（八小時）內使用完，用不完的液晶需要回收攪拌後重測電壓再用。一般隨着時間延長，驅動電壓會增加。
液晶從原廠瓶取用後，原廠瓶要及時封蓋遮光保存，減少敞開暴露在空氣中的時間一般暴露在空氣中的時間過長，會增大液晶的漏電流。
灌低閾值電壓的液晶顯示片空盒最好是從PI固烤到灌液晶工序間，流存生産時間在二十四小時之內的空盒，灌液作業時一般使用比較低的灌註速度。
低閾值電壓液晶在封口時一定要加蓋合適的遮光罩，並且在整個灌液晶期間除了封口膠固化期間外，要盡量遠離紫外綫源。否則會在靠近紫外綫的地方出現錯嚮和閥值電壓增大的現象。
液晶是有機高分子物質，很容易在各種溶劑中溶解或與其它化學品産生反應，液晶本身也是一種很好的溶劑，所以在使用和存放過程中要盡量遠離其它化學品。
1922年，法國人弗裏德（G. Friedel）仔細分析當時已知的液晶，把他們分為三類：嚮列型（nematic）、層列型（smectic）、膽固醇型（cholesteric）。名字的來源，前兩者分別取自希臘文綫狀和清潔劑（肥皂）；膽固醇型的名字有歷史意義，如以近代分類法，它們屬於手嚮列型。其實弗裏德對液晶一詞不贊同，他認為「中間相」纔是最合適的表達。
1970年代纔發現的碟型（discotic）液晶，是具有高對稱性原狀分子重疊組成之嚮列型或柱行係統。除了型態分類外，液晶因産生之條件（狀況）不同而被分為熱緻液晶（thermotropic LC）和溶緻液晶（lypotropic LC），分別由加熱、加入溶劑形成液晶熱相緻液晶相産生兩種情形。
溶緻性液晶生成的例子，是肥皂水。在高濃度時，肥皂分子呈層列性，層間是水分子。濃度稍低，組合又不同。
其實一種物質可以具有多種液晶相。又有人發現，把兩種液晶混合物加熱，得到等嚮性液體後再冷卻，可以觀察到次第為嚮列型、層列型液晶。這種相變化的物質，稱為重現性液晶（recentrant LC）。 液晶分子結構。
穩定液晶相是分子間的範德法力。因分子集結密度高，斥力異嚮性影響較大，但吸引力則是維持高密度，使集體達到液晶狀態之力量，斥力和吸引力相互製衡十分重要。又如分子有極性基團時，偶極相互作用成為重要吸引力。 |
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液晶分子的排列，後果之一是呈現有選擇性的光散射。因排列可以受外力影響，液晶材料製造器件潛力很大。範圍於兩片玻璃板之間的手性嚮列型液晶，經過一定手續處理，就可形成不同的紋理。
類固醇型液晶，因蠃旋結構而對光有選擇性反射，利用白光中的圓偏光，最簡單的是根據變色原理製成的溫度計（魚缸中常看到的溫度計）。在醫療上，皮膚癌和乳癌之偵測也可在可疑部位塗上類固醇液晶，然後與正常皮膚顯色比對（因為癌細胞代謝速度比一般細胞快，所以溫度會比一般細胞高些）。
電場與磁場對液晶有巨大的影響力，嚮列型液晶相的介電性行為是各類光電應用的基礎（用液晶材料製造以外加電場超作之顯示器，在1970年代以後發展很快。因為它們有小容積、微量耗電、低操作電壓、易設計多色面版等多項優點。不過因為它們不是發光型顯示器，在暗處的清晰度、視角和環境溫度限製，都不理想。無論如何，電視和電腦的屏幕以液晶材質製造，十分有利。大型屏幕在以往受製於高電壓的需求，變壓器的體積與重量不可言喻。其實，彩色投影電式係統，亦可利用手性嚮列型液晶去製造如偏光面版、濾片、光電調整器。 |
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液晶面板與液晶顯示器有相當密切的關係，液晶面板的産量、優劣等多種因素都連係着液晶顯示器自身的質量、價格和市場走嚮。其中液晶面板關係着玩傢最看重的響應時間、色彩、可視角度、對比度等參數。從液晶面板可以看出這款液晶顯示器的性能、質量如何？小林在網上找了一下液晶面板的資料，衹要是針對目前主流的液晶面板，讓大傢在購買液晶顯示器時心裏有一個底。
VA型：VA型液晶面板在目前的顯示器産品中應用較為廣泛的，使用在高端産品中，16.7M色彩（8bit面板）和大可視角度是它最為明顯的技術特點，目前VA型面板分為兩種：MVA、PVA。
MVA型：全稱為（Multi-domain Vertical Alignment），是一種多象限垂直配嚮技術。它是利用突出物使液晶靜止時並非傳統的直立式，而是偏嚮某一個角度靜止；當施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速，這樣便可以大幅度縮短顯示時間，也因為突出物改變液晶分子配嚮，讓視野角度更為寬廣。在視角的增加上可達160度以上，反應時間縮短至20ms以內。
PVA型：是三星推出的一種面板類型，是一種圖像垂直調整技術，該技術直接改變液晶單元結構，讓顯示效能大幅提升可以獲得優於MVA的亮度輸出和對比度。此外在這兩種類型基礎上又延出改進型S-PVA和P-MVA兩種面板類型，在技術發展上更趨嚮上，可視角度可達170度，響應時間被控製在20毫秒以內（采用Overdrive加速達到8ms GTG），而對比度可輕易超過700:1的高水準，三星自産品牌的大部份産品都為PVA液晶面板。
IPS型：IPS型液晶面板具有可視角度大、顔色細膩等優點，看上去比較通透，這也是鑒別IPS型液晶面板的一個方法，PHILIPS不少液晶顯示器使用的都是IPS型的面板。而S-IPS則為第二代IPS技術，它又引入了一些新的技術，以改善IPS模式在某些特定角度的灰階逆轉現象。 LG和飛利浦自主的面板製造商也是以IPS為技術特點推出的液晶面板。
TN型：這種類型的液晶面板應用於入門級和中端的産品中，價格實惠、低廉，被衆多廠商選用。在技術上，與前兩種類型的液晶面板相比在技術性能上略為遜色，它不能表現出16.7M豔麗色彩，衹能達到16.7M色彩（6bit面板）但響應時間容易提高。可視角度也受到了一定的限製，可視角度不會超過160度。現在市場上一般在8ms響應時間以內的産品大多都采用的是TN液晶面板。 |
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液晶顯示器，或稱LCD(Liquid Crystal Display)，為平面超薄的顯示設備，它由一定數量的彩色或黑白畫素組成，放置於光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用於使用電池的電子設備。
每個畫素由以下幾個部分構成：懸浮於兩個透明電極(氧化銦錫)間的一列液晶分子，兩個偏振方向互相垂直的偏振過濾片，如果沒有電極間的液晶，光通過其中一個過濾片勢必被另一個阻擋，通過一個過濾片的光綫偏振方向被液晶旋轉，從而能夠通過另一個。
液晶分子本身帶有電荷，將少量的電荷加到每個畫素或者子畫素的透明電極，則液晶的分子將被靜電力旋轉，通過的光綫同時也被旋轉，改變一定的角度，從而能夠通過偏振過濾片。
在將電荷加到透明電極之前，液晶分子處於無約束狀態，分子上的電荷使得這些分子組成了蠃旋形或者環形（晶體狀）， 在有些LCD中，電極的化學物質表面可作為晶體的晶種，因此分子按照需要的角度結晶，通過一個過濾片的光綫在通過液芯片後偏振防綫發生旋轉，從而使光綫能夠通過另一個偏振片，一小部分光綫被偏振片吸收，但其餘的設備都是透明的。
將電荷加到透明電極上後，液晶分子將順着電場方向排列，因此限製了透過光綫偏振方向的旋轉，假如液晶分子被完全打散，通過的光綫其偏振方向將和第二個偏振片完全垂直，因此被光綫完全阻擋了，此時畫素不發光，通過控製每個畫素中液晶的旋轉方向，我們可以控製照亮畫素的光綫，可多可少。
許多LCD在交流電作用下變黑，交流電破壞了液晶的蠃旋效應，而關閉電流後，LCD會變亮或者透明。
為了省電，LCD顯示采用復用的方法，在復用模式下，一端的電極分組連接在一起，每一組電極連接到一個電源，另一端的電極也分組連接，每一組連接到電源另一端，分組設計保證每個畫素由一個獨立的電源控製，電子設備或者驅動電子設備的軟件通過控製電源的開/關序列，從而控製畫素的顯示。
檢驗LCD顯示器的指標包括以下幾個重要方面：顯示大小，反應時間(同步速率)，陣列類型（主動和被動），視角，所支持的顔色，亮度和對比度，分辨率和屏幕高寬比，以及輸入接口（例如視覺接口和視頻顯示陣列）。
簡史
第一臺可操作的LCD基於動態散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，RCA公司喬治•海爾曼帶領的小組開發了這種LCD。海爾曼創建了奧普泰公司，這個公司開發了一係列基於這種技術的的LCD。 1970年12月，液晶的旋轉嚮列場效應在瑞士被仙特和赫爾弗裏希霍夫曼-勒羅剋中央實驗室註册為專利。 1969年，詹姆士•福格森在美國俄亥俄州肯特州立大學（Ohio University）發現了液晶的旋轉嚮列場效應並於1971年2月在美國註册了相同的專利。1971年他的公司（ILIXCO）生産了第一臺基於這種特性的LCD，很快取代了性能較差的DSM型LCD。
顯示原理
利用液晶的基本性質實現顯示。自然光經過一偏振片後“過濾”為綫性偏振光，由於液晶分子在盒子中的扭麯蠃距遠比可見光波長大得多，所以當沿取嚮膜表面的液晶分子排列方向一致或正交的綫性偏振光入射後，其偏光方向在經過整個液晶層後會扭麯90°由另一側射出，正交偏振片起到透光的作用；如果在液晶盒上施加一定值的電壓，液晶長軸開始沿電場方向傾斜，當電壓達到約2倍閾值電壓後，除電極表面的液晶分子外，所有液晶盒內兩電極之間的液晶分子都變成沿電場方向的再排列，這時90°旋光的功能消失，在正交片振片間失去了旋光作用，使器件不能透光。如果使用平行偏振片則相反。
正是這樣利用給液晶盒通電或斷電的辦法使光改變其透－遮住狀態，從而實現顯示。上下偏振片為正交或平行方向時顯示表現為常白或常黑模式。
透射和反射顯示
LCD可透射顯示，也可反射顯示，决定於它的光源放哪裏。透射型LCD由一個屏幕背後的光源照亮，而觀看則在屏幕另一邊(前面)。這種類型的LCD多用在需高亮度顯示的應用中，例如電腦顯示器、PDA和手機中。用於照亮LCD的照明設備的功耗往往高於LCD本身。
反射型LCD，常見於電子鐘錶和計算機中，（有時候）由後面的散射的反射面將外部的光反射回來照亮屏幕。這種類型的LCD具有較高的對比度，因為光綫要經過液晶兩次，所以被削減了兩次。不使用照明設備明顯降低了功耗，因此使用電池的設備電池使用更久。因為小型的反射型LCD功耗非常低，以至於光電池就足以給它供電，因此常用於袖珍型計算器。
半穿透反射式LCD既可以當作透射型使用，也可當作反射型使用。當外部光綫很足的時候，該LCD按照反射型工作，而當外部光綫不足的時候，它又能當作透射型使用。
彩色顯示
彩色LCD中，每個畫素分成三個單元，或稱子畫素，附加的濾光片分別標記紅色，緑色和藍色。三個子畫素可獨立進行控製，對應的畫素便産生了成千上萬甚至上百萬種顔色。老式的CRT采用同樣的方法顯示顔色。根據需要，顔色組件按照不同的畫素幾何原理進行排列。
常見的液晶顯示器點距
常見液晶顯示器點距表：
12.1英寸 (800×600) - 0.308 毫米
12.1英寸 (1024×768) - 0.240 毫米
14.1英寸 (1024×768) - 0.279 毫米
14.1英寸 (1400×1050) - 0.204 毫米
15英寸 (1024×768) - 0.297 毫米
15英寸 (1400×1050) - 0.218 毫米
15英寸 (1600×1200) - 0.190 毫米
16英寸 (1280×1024) - 0.248 毫米
17英寸 (1280×1024) - 0.264 毫米
17英寸寬屏 (1280×768) - 0.2895 毫米
17.4英寸 (1280×1024) - 0.27 毫米
18英寸 (1280×1024) - 0.281 毫米
19英寸 (1280×1024) - 0.294 毫米
19英寸 (1600×1200) - 0.242 毫米
19英寸寬屏 (1440×900) - 0.283 毫米
19英寸寬屏 (1680×1050) - 0.243 毫米
20英寸寬屏 (1680×1050) - 0.258 毫米
20.1英寸 (1200×1024) - 0.312 毫米
20.1英寸 (1600×1200) - 0.255 毫米
20.1英寸 (2560×2048) - 0.156 毫米
20.8英寸 (2048×1536) - 0.207 毫米
21.3英寸 (1600×1200) - 0.27 毫米
21.3英寸 (2048×1536) - 0.21 毫米
22英寸寬屏 (1600×1024) - 0.294 毫米
22.2英寸 (3840×2400) - 0.1245 毫米
23英寸寬屏 (1920×1200) - 0.258 毫米
23.1英寸 (1600×1200) - 0.294 毫米
24英寸寬屏 (1920×1200) - 0.27 毫米
26英寸寬屏 (1920×1200) - 0.287 毫米
不光是20寸普屏液晶，17寸、23寸寬屏、24寸寬屏的液晶顯示器基本都有文字過小的毛病。合適上網和文字處理的顯示器包括15寸、19寸、19寸寬屏、22寸寬屏和26寸寬屏這五種規格，他們的點距都較大，文字顯示大小合適。 |
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1.液晶顯示器與傳統CRT相比最大的優點還是在於耗電量和體積，對於傳統17寸CRT來講，其功耗幾乎都在80W以上，而17寸液晶的功耗大多數都再40W上下，這樣算下來，液晶在節能方面可謂優勢明顯。
2.與傳統CRT相比液晶在環保方面也表現的表現，這是因為液晶顯示器內部不存在象CRT那樣的高壓元器件，所以其不至於出現由於高壓導致的x射綫超標的情況，所以其輻射指標普遍比CRT要低一些。
3.由於CRT顯示器是靠偏轉綫圈産生的電磁場來控製電子束的，而由於電子束在屏幕上又不可能絶對定位，所以CRT顯示器往往會存在不同程度的幾何失真，綫性失真情況。而液晶顯示器由於其原理問題不會出現任何的幾何失真，綫性失真，這也是一大優點。 |
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yejing
液晶
liquid crystal
也稱介晶態,是一類長形分子結構的有機化合物,在一定溫度範圍或不同濃度下呈現出介於固態與液態之間的有序流體。它既具有液體的流動性，又具有晶體的光學各嚮異性。1888年，奧地利植物學家F.賴尼茨爾在合成苯甲酸膽甾醇酯時，觀察到這個特徵。1889年，德國物理學家O.勒曼也看到了同樣的現象，並取名為液晶。1967年，美國無綫電公司發表動態散射專利，從此液晶在電子工業中獲得應用。中國從1970年起開始合成並應用液晶材料。
分類 一般分為熱緻液晶和溶緻液晶兩大類。
熱緻液晶 加熱到溫度□□（熔點）時熔化，繼續加熱到□□(澄清點)纔為透明的各嚮同性流體,在□□到□□這個溫度範圍稱為液晶相。在正交尼科爾棱鏡的偏光顯微鏡下觀察到各種紋理結構，根據分子排列的不同而産生的不同結構，可分為近晶相、嚮列相和膽甾相三種。
① 近晶相液晶 分子呈棒狀，長軸相互平行排列成層（圖1近晶相液晶(S.)）。除分子重心成層外,層內分子取嚮有序。層間可以相互滑動和上下流動，近晶相粘度高於嚮列相。
② 嚮列相液晶 分子也呈棒狀，長軸也相互平行但不成層（圖2嚮列相液晶(N.)）,可以上下左右前後滑動。
近晶相和嚮列相液晶分子可用通式表示：
□式中R、R□為烷基、烷氧基、酰氧基、氰基等，A為中央基團。目前，常用的液晶中（見表幾種常見液晶的結構、命名和相變溫度）薛夫鹼類的化學穩定性和熱穩定性較差；氧化偶氮苯類較為穩定，並有較寬的液晶相溫度範圍,但其本身帶黃色,限製了它的用途；羧酸酯類易於提純，無色，化學穩定性和熱穩定性均較好，衹是熔點較高；聯苯類和苯基環己烷類的化學和光學穩定性相似，後者粘度較小，是目前國際上最常用的顯示液晶材料之一。
③ 膽甾相液晶 為旋光性物質。這類液晶大部分是膽甾醇的衍生物,它的分子象嚮列相液晶那樣排列,包含許多層，在層中分子長軸彼此平行，當許多層重疊時，各層中由於分子結構的非對稱性，使排列方向發生一定的偏轉（約15□）,致使分子排列的方向與層面的法綫形成蠃旋（圖3膽甾相液晶(Ch.)）。分子排列方向相同的兩層之間的距離即為蠃旋的蠃距□，也可看作□為無窮大時的嚮列相，所以有扭麯嚮列相之稱。這類液晶大都是膽甾醇的羧酸酯和鹵素衍生物，如壬酸膽甾醇酯：
□它易受外力影響，特別對溫度敏感，呈現不同顔色。
還有用旋光性物質合成的手性液晶，如對（2-甲基丁基）對'氰基聯苯：
□
溶緻液晶 是由符合一定結構要求的化合物與不同量溶劑所組成。最普通的溶緻液晶是由雙親性分子構成，即分子中有親水基和憎水基，如肥皂、洗滌劑、多肽、脂肪酸或磷酸酯等與水混合製成。溶緻液晶在不同濃度下，由濃至稀呈現層狀、圓柱狀、矩狀、球狀等。又如聚氨基酸酯的氯仿溶液，經蒸發得到反射藍色圓偏振光的固體膜。某種甲蟲類的前翅有同類反射現象，現已能製成這樣性質的人工膜。
不斷發現生物膜與溶緻液晶的關係，這對仿生學和生命過程的學說起着非常重要的作用。生物液晶的研究引起了廣泛的興趣。近年發展起來的高分子溶緻液晶，如聚對苯二甲酰對苯二胺、聚對氨基苯甲酰胺等芳香族聚酰胺，還可製成高強度、高模量的特種纖維（見芳香族聚酰胺纖維）。
應用 液晶廣泛用作電子工業用試劑。液晶在應用中要求具有化學性質穩定、耐熱、耐光、無色、相變溫度範圍寬、高純度（一般電阻率達 10□～10□Ω□cm）和優良的物性參數。特別是介電各嚮異性，它决定液晶分子在電場中的行為。由於使用中要求液晶相範圍為－10～＋60°C或更寬 |
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- n.: liquid crystal
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