1.1 液晶基础知识

1.1.1 液晶的发现

众所周知，物质有三种存在状态：固体、液体和气体。通常，固体加热至熔点就转变成液体，然而，某些有机材料不是直接从固体转变为液体的，而是先经过中间状态，然后才转变为液体，如图1-1-1所示，这种中间状态一般被称为第四态，其外观是流动性的混浊液体，也就是下面所要介绍的液晶。

图1-1-1 液晶性物质随温度变化而发生变化的状态

液晶的组成物质是一种有机化合物。液晶是奥地利植物学家莱尼兹在1888年发现的一种特殊的混合物，它在浑浊状态下处于固态和液态之间，即具有固态物质和液态物质的双重特性，因此称为Liquid Crystal（液态的晶体）。液晶的组成物质是一种以碳为主要组成部分的化合物。1963年，美国RC公司的威廉发现液晶受到电场的影响会产生偏转的现象，同时也发现光线射入到液晶中会产生折射现象。1968年，也就是威廉发现光会因液晶产生折射现象后的5年， RCA的Heil震荡器开发部门开发出了全球首台利用液晶特性形成画面的显示屏。在莱尼兹发现液晶物质整整80年后，“液晶”和“显示器”两个专有名词才连接在一起，“液晶显示器（LCD）”才成为行业的专业名词。1968年，液晶显示器首次亮相，此时的显示器工作不稳定，与日常生活的实际应用还有一段距离。直到1973年，英国大学教授葛雷先生发现了可以利用联苯来制作液晶显示器，这才使液晶显示器的产品正式批量生产，并为日本SHARP公司的EL-8025电子计算机提供了屏幕。自此以后，液晶多方面的应用正式开启，LCD产业也逐渐兴起。目前，无论是液晶显示技术，还是液晶产业化程度，日本均处于垄断地位，没有任何一个国家可与之抗衡。

早期的LCD，由于其对比度较差、亮度低及视角窄等原因，仅用于一些显示内容少且要求不高的场合，如计数器、电子表、寻呼机等。同时，它们必须在明亮处才能显示，这是因为液晶本身并不发光，属于被动显示器件的缘故。

液晶显示技术真正得到长足发展并大量应用于计算机系统中，得益于以笔记本式计算机为代表的便携式计算机的研制成功。1985年，日本东芝公司首家推出的世界上第一台笔记本式计算机，就是采用了大规模集成电路与LCD相结合的产物。从此LCD迅速成为各种便携式显示设备的主流，并迅速完成了从单色到彩色、从低分辨率到高分辨率、从无源点阵型到有源点阵型的转换。目前，LCD品种繁多，技术已日趋成熟，性能直追CRT显示器，而且，大屏幕彩色LCD也已经出现。可以相信，随着技术的进一步发展，LCD最终将取代CRT在显示器领域中的主导地位。

我国对LCD技术的研究始于20世纪70年代末。20世纪80年代我国开始引进液晶显示器件生产线，进入20世纪90年代，我国液晶显示技术获得了快速发展，并迅速完成了产业化过程。目前，我国已经成为世界上仅次于日本的LCD生产大国。

液晶（Liquid Crystal），简称“LC”，是液晶显示器件的核心。不同的器件使用不同的液晶，而不同的液晶有各自的温度上的结晶点和清亮点。因此各种液晶显示器件都必须在规定的温度范围内使用。否则，若温度低于结晶点，液晶将会变为固体状态；若温度超过清亮点，液晶将变成各向同性的液体。所以，液晶显示器件必须存储和工作在一定温度范围内，若超出这一范围，将导致液晶显示器件失去液晶态，轻则使器件暂时不能工作，重则使器件完全报废。