一．液晶的发现
贴片变压器
液晶的发现可回溯到1888年，当时奥地利植物学者Reinitzer在加热安息香酸胆石醇时，意外发现异常的融解现象。因为此物质虽在145℃
融解，却呈现混浊的糊状，达179℃ 时突然成为透明的潺潺液体;若从高温往下降温的过程观察，在179℃
突然成为糊状液体，超过145℃
时成为固体的结晶。其后由德国物理学者Lehmann[1]利用偏光显微镜观察此安息香酸胆石醇的混浊状态
，证实是一种「具有组织方位性的液体」(crystalline liquid)，至此才正式确认液晶的存在， 并开始了液晶的研究。
二．液晶的分类
液晶以凝集构造的不同可分成三种：
向列型(nematic)液晶
液晶分子大致以长轴方向平行配到，因此具有一度空间的规则性排列。此类型液晶的黏度小，应答速度快，是最早被应用的液晶，普遍的使用于液晶电视、膝上型计算机以及各类型显示组件上。 层列型(smectic)液晶
具有二度空间的层状规则性排列，各层间则有一度的顺向排列。一般而言，此类分子的黏
度大，印加电场的应答速度慢，比较少应用于显示器上，多用于光记忆材料的发展上。 胆固醇型(cholesteric)液晶
此类型液晶是由多层向列型液晶堆积所形成，为nematic液晶的一种，也可以称为
旋旋光性的nematic液晶(chiralnematic;n*)，因分子具有非对称碳中心，所以分子的排
列呈螺旋平面状的排列，面与面之间为互相平行，而分子在各个平面上为nematic。液晶的排列方式，但是各个面上的分子长轴方向不同，即两个平面上的分子长轴方向夹着一个角
度；当两个平面上的分子长轴方向相同时，这两平面之间的距离称为一个pitchcholesteric液晶pitch的长度会随着温度的不同而改变，因此会产生不同波长的选择性反射，产生不同的颜变化，故常应用于温度感测器。
EMSKD
三．液晶的应用和发展
美国R.C.A于1968年5月28日发表以液晶为材料的新型表装置，不仅开启液晶在商业实用上
的先例，当时其发表声明更震惊社会；「这完全是革命性的产物，固然可用作电子表、汽车仪表板显示屏，不久也可制造袖珍型电视机，将使电子产业变成全新的型态。」事实上，由于液晶具有诱电与光学的异方性，同时具备良好的分子配向与流动特性，当受到光、热、电场、磁场等外界刺激时，分子的配列容易发生变化，造成液晶材料明暗对比的改变或显现出其它特殊的电气光学效果，若作成显示器，将拥有质量轻容易携带、体积小不占空间等优势，而且消耗的能量也比较低。因此，近几年来，液晶材料俨然成为各种便携式电子及信息产品中不可或缺的显示媒体，不只广泛应用于电子表、计算器及汽车仪表板的显示器上，更被使用于超薄型电视机的显示材料，如TN(twinstednematic)及STN(super twinsted nematic)型液晶显示器。其它如便携式个人计算机、投影机旳光闸组件、复印机的存储元件，甚或用作纤维补强材料作成工程塑料．．．等等，在在显示了液晶材料应用上的普遍与重要性。
四．强诱电性液晶的化学结构
何谓强诱电性液晶？具有自发分极，且由于外部电场之外加，自发分极之指向会跟随反转者，液晶材料中具有上述的特性者，我们称之为强诱电性液晶(FerroelectricLiquid Crystal；FLC)。液晶要具有强诱电性的必要条件如下：
．有倾斜角(tilt)之层列(smectic)液晶相。
．液晶分子的末端基含有不对称碳中心之光学活性(chiral)分子，但此分子不可生成外消旋体。
．液晶分子在垂直于分子长轴方向上具有偶极矩。
当含有旋光(chiral)基团的液晶分子在形成倾斜的层列相时，其单一分子层内的分子排列属于单斜的结构(monoclinic)时，各液晶分子偶极在对称性较低时，极化方向不可抵消，偶极压花辊
均指向同一方向，产生一强烈的自发极化值；所以强诱电性液晶也称为具有旋旋光性的smecticC液晶(Chiral SmecticC；SmC*)。强诱电性液晶的化学结构与一般液晶分子的不同点，在于强诱电性液晶的末端官能基具有不对称碳中心(chiralcenter)，因此强诱电性液晶具有旋旋光性与自发分极。末端基若具有不对称碳中心，液晶将成为强诱电型液晶，不对称碳中心将会加快应答时间，而不对称碳中心的极性(polarization)，旋转黏度(rotationviscosity)和印加电场的强度，是影响强诱电型液晶的应答速度的重要因子。Ps值与分子构造之相关性：
．在不对称碳中心，或其周边位置，使垂直于分子长轴方向上具有大的偶极矩时， 则Ps值亦会增大。（例A®B，D® E，H，I，G）。
．使偶极矩接近不对称碳中心位置，并使偶极矩支配向秩序度提高，则Ps值亦会增 大（例A®C，D， F）。
．使不对称碳中心极偶极矩接近中央基，则可使偶极矩之配向秩序度提高，并使Ps值增大（例G，H，I）。
．比不对称碳中心至中央基更远之末端部位具长链时，则Ps值将会增大（例F，G）。
真空度传感器
．不对称碳中心周围具有复数个偶极矩时，若当配置使此复数个偶极矩可互相加成时，则Ps值会增大（例F® G，D）。
强诱电性液晶的分子排列是呈螺旋的层状排列，当两层分子呈现相同的倾斜排列方式时，他们之间的距离称为一个pitch。但是当强诱电性液晶夹在两片间隙小于一个pitch的导电性玻璃之间时，因为分子的排列受到限制而无法形成螺旋的层状排列，而且当去掉外加电场，分子下会回复外加电场之前的排列状态。也就是说强诱电性液晶会保持外加电场时的分子排列方式，当强诱电性液晶具有此种特性时，我们称其为表面双强诱电性液晶(
计量罐Surface Stabilized Ferroelectric LiquidCrystal;SSFLC)。这种表面双强诱电性液晶的结构是由Clark和Lagerlwall在1980年所提出的[3]，大大的提升低分子强诱电性液晶的应用价值，成为新一代的显示器光闸组件材料的新宠，是目前研究的焦点。尽管强诱电性液晶贝有高应答速度、高分辨率以及大视角等优点，但仍有其缺点，即低分子液晶在应用时必须充填在只有数微米间隙的导电性玻璃内，制作程序复杂且无法大面积化，是目前极需突破的问题。而侧链高分子液晶同时具有低分子液晶的电气光学效果以及高分子易加工成型的特性，可弯曲而不失显示功能，足以作为大面积显示器及光内存材料。但是高分子的黏
度大、不易趋动、应答速度慢等却是亟需克服的难题。因此如何提高侧链高分子液晶的应答速度成为目前研究的主流。
五．液晶组件及制造流程
液晶显示器组件分解如下
图一
图二
图三
液晶的制造流程简述如下：
六．液晶显示器的分类
高压电线杆
液晶特有的光电特性，可用来做为显示用途，而目前市面上量产的平面液晶显示器主要可分成三种，即ＴＮ型、ＳＴＮ型及ＴＦＴ型三种，以下分别加以说明：
一．ＴＮ型(Twisted Nematic)：
TN型液晶显示器的基本构造为上下两片导电玻璃基板，其间注入向列型(Nematic)的液晶，上下基板外侧各加上一片偏光板，另外并在导电膜上涂布一层摩擦过形成极细沟纹的配向膜，由于液晶分子拥有液体的流动特性，很容易顺着沟纹方向排列，当液晶填入上下基板沟纹方向，以90度垂直配置的内部，接近基板沟纹的束缚力较大，液晶分子会沿着上下基板沟纹方向排列，中间部份的液晶分子束缚力较小，会形成扭转排列，因为使用的液晶是向列型的液晶，且液晶分子扭转90度，故称为TN型。
若不施加电压，则进入液晶组件的光会随着液晶分子扭转方向前进，因上下两片偏光板和配向膜同向，故光可通过形成亮的状态；相反地，若施加电压时，液晶分子朝施加电场方式排列，垂直于配向膜配列(homogeneous)，则光无法通过第第二片偏光板，形成暗的状态(如图)，以此种亮暗交替的方式可做为显示用途。
二．ＳＴＮ型(Super Twisted Nematic)：
ＴＮ型液晶显示器在早期电子表上使用甚多，但其最大缺点为光应答速度较慢，容易形成残影，因此后期发展出新一代的液晶显示器--ＳＴＮ型。
所谓ＳＴＮ显示组件，其基本工作原理和ＴＮ型的工作原理大致相同，不同的是在液晶分子的配向处理和扭曲角度。ＳＴＮ显示组件必须预做配向处理，使液晶分子与基板表面的初期倾斜角(Pretiltangle)增加，此外，ＳＴＮ显示组件所使用的nematic液晶中加入微量胆石醇（cholesteric）液晶使向列型液晶可以旋转角度为80~270度，约为TN的2~3倍，故称为super twisted nematic型，TN与STN的比较如附图一及附图二。
附图一
附图二
ＳＴＮ型液晶由于应答速度较快，且可加上滤光片等方式使显示器除了明暗变化以外，亦有颜变化，形成彩显示器，其应用如早期笔记形计算机或现在的ＰＤＡ及电子辞典等。
三．ＴＦＴ型(Thin Film Transistor)：
ＴＦＴ型液晶显示器与前两种显示器在基本组件及原理上皆类似，最大的不同点为驱动方式的不同，ＴＮ型和ＳＴＮ型皆采用单纯矩阵式电路驱动，而ＴＦＴ型则采用精密矩阵式电路驱动。
n-type TFT-LCD常使用之晶体管模式
图四
图五
(1)gate施加电压后将电子吸附至gate oxide下方。
(2)加在汲极的固定"源/汲极"电压，此时就可导通至源极。
(3)此接地动作一般为测试时，实际工作时是将源极接上其它组件(device)，达到
TFT驱动的效果。
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