2.1.2 DS液晶显示模式

1968年，美国RCA公司的Heilmeier等人第一次利用DS液晶显示模式制作了人类历史上第一个可以工作的液晶显示器，同时该公司还合成了西夫碱类液晶材料，混合后的液晶材料可以实现室温下的显示，因此DS液晶显示器件是第一代液晶显示器件。

DS液晶显示模式的电光特性属于电流效应，并且不需要偏光片结构。DS液晶显示器件是由两片带有透明导电电极图形的玻璃基板构成的，液晶盒中的液晶材料电阻率不是很高，具有一定的导电性能，同时液晶材料的介电各向异性为负。如图2-5（a）所示，由于液晶基板经过取向处理，液晶分子沿着基板面排列，在上下透明电极不加电的情况下，液晶盒是透明的。在施加一定频率的交流电的情况下，随着电压的升高，液晶层中通过的电流会引起液晶分子向电流方向排列，同时介电各向异性为负的特性使液晶保持平行基板的排列，结果在液晶层内会形成一种与液晶盒厚相同间隔的周期性静态条纹图案，如图2-5（b）所示，称为威廉斯畴。进一步升高电压，电流和电场效应更加强烈，液晶分子的排列变化更加混乱，就会形成如图2-5（c）所示的紊流，使液晶层对光产生强烈的光散射作用，呈现出乳白色的状态，这种散射现象称为动态散射。DS液晶显示器件也是唯一的电流型液晶显示器件。

图2-5 DS液晶显示器件的工作原理

DS液晶显示器件的驱动电压由液晶的电导率及液晶本身的各向介电常数决定，其阈值电压的计算公式为

式中，f为驱动频率；τ为介电弛豫时间；g为海尔夫利希参数。

DS液晶显示器件的动态散射效应只有在一定频率条件下才会发生，其临界频率f_c为

DS液晶显示模式使用的电流较大，容易造成液晶材料发生电化学反应，从而降低液晶显示器的可靠性，寿命缩短。同时由于其对比度不高的特性，DS液晶显示模式在几年后出现了纯电场驱动的TN液晶显示模式（彻底解决了寿命短和显示稳定性差的问题）后，就被淘汰了。但是，动态散射效应还是可以用于无损探测绝缘膜上的缺陷的。