當今社會，每個人都離不開各種電子設(shè)備，特別是手機和電腦，設(shè)備中各種視頻、圖案和文字等都是通過電子屏幕顯示出來，這些電子產(chǎn)品的顯示器材都是液晶。液晶是什么物質(zhì)？它是如何顯示數(shù)字或圖像呢？那么下面我們就來詳細了解屏幕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解其中的原理。

一.什么是液晶

我們從自然界中常見的的物質(zhì)三態(tài)——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)說起。在通常狀況下，物質(zhì)呈現(xiàn)三態(tài)的原因可以從微觀結(jié)構(gòu)去認識它，例如我們看到的固體如食鹽晶體等，有一定的形狀和體積。

因它的分子在特定方向按固有規(guī)則排列緊密而整齊，平衡位置相對固定，只能在小范圍內(nèi)振動，且各向異性；液體如水，其分子間距離較大，平衡位置隨時改變，活動范圍較廣，分子取向沒有規(guī)則，宏觀上表現(xiàn)為無一定形狀，但有一定體積，具有流動性；而氣體既無一定形狀，也無一定體積，其分子可自由運動。

物質(zhì)世界中還存在著介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)。它就是液晶。19世紀末奧地利植物學家賴尼策爾在研究一種叫做“膽甾醇苯甲酸酯”的有機物時，發(fā)現(xiàn)它被加熱到145.5℃時，熔化成一種渾濁的液體，在178.5℃突然全部變成透明液體。當冷卻時，呈現(xiàn)出藍紫色，不久后即自行消失，再次呈現(xiàn)混濁狀液體，繼續(xù)冷卻，再次出現(xiàn)藍紫色，然后固化成白色的晶體。面對這樣的現(xiàn)象賴尼策爾無法解釋，于是他將樣品及觀察記錄寄給德國物理學家勒曼。勒曼研究后認為這是流動的晶體，并給這種形態(tài)的物質(zhì)取名為“液晶”?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)幾千種有機化合物具有液晶態(tài)，它是介于固態(tài)與液態(tài)之間的中間態(tài)。與液體分子模型相比較，液晶分子沒有位置序，但有取向序即分子取向十分一致

綜合而言，所謂液晶，是指其形狀像液體，而其微觀結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)又完全類似于晶體的一類物質(zhì)。那么它又是如何在顯示器中發(fā)揮作用的呢？

我們先從簡單應(yīng)用的來了解

二.液晶的黑白態(tài)顯示原理

人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)液晶具有許多性質(zhì)和效應(yīng)，如電光效應(yīng)、熱光效應(yīng)、光電效應(yīng)、超聲效應(yīng)和理化效應(yīng)等液晶顯示主要利用液晶的電光效應(yīng)所謂“電光效應(yīng)”是指在電場的作用下，液晶光學性質(zhì)的變化。下面介紹液晶如何在顯示屏中發(fā)揮作用，首先，液晶必須裝在由玻璃構(gòu)成的液晶盒內(nèi)

兩塊標準的平面平行度極好的平板玻璃，稱為玻璃板。在上下玻璃板的外側(cè)裝有偏振膜，或稱偏振片，偏振片的作用就是讓與偏振片的方向平行的光波通過，只有光波振動方向與偏振片的縫一致的光才能通過，因此可以將具有光源中具有各個取向的光波過濾為單一取向的光波。由于上下兩個偏振光片相互垂直，通過第一片偏振片的光波想要通過第二片偏振片光波需要旋轉(zhuǎn)90?才行，于是就到了液晶發(fā)揮它的旋光作用，通過在液晶的上下兩邊加上不同的電場來改變內(nèi)部液晶的行為。為了給液晶加電場，要在玻璃板的內(nèi)表面裝上二氧化錫透明電極，電極的形狀可根據(jù)顯示的需要設(shè)計成各種形狀，為了使液晶分子能連續(xù)扭曲成90°，要對液晶盒內(nèi)表面做沿面排列處理，這樣一個液晶盒就完成了。最后在液晶盒內(nèi)填入添加了旋光物質(zhì)的液晶，四周再用膠框粘接，液晶盒就成為液晶顯示器了。由于內(nèi)部的液晶分子具有旋光性，可將通過偏振光的光波方向旋轉(zhuǎn)90?，再通過下部的偏振片，于是我們便看見了光亮的背景。當我們在液晶兩邊外加電場，在電場的作用下，液晶消除了原來的扭曲狀態(tài)，液晶分子有序排成一個平面，與上下電極面相互垂直。入射偏振光的振動方向在穿過液晶時保持原來的狀態(tài)不變，即入射光的振動方向與下偏振片的偏振化方向垂直，入射光將被吸收，因而沒有光被反射回來，也就看不到反射板，于是電極部位呈暗態(tài)，與不加電場的情景正好相反。