第2章液晶材料

nullnull2章 液晶 重点 液晶分子的构成 各种显示模式中 所使用的液晶材料null结论： 1、光的横波、正弦波，A=A0cos(0+wt) 2、 偏振片 3、自然光 4、线偏振光 5、部分偏振光 6、圆偏振光 7、椭圆偏振光 8、菲涅尔反射定律。n1sini1=n2sini2 9、正入射时的反射率和透射率 10、干涉的必要条件（1）频率相同 （2）存在相互平行的振动分量。 （3）位相差 （P）稳定 11、交流电正负之间变化的正弦波。 12、交流场中液晶分子的转动null液晶分子的诱导偶极矩P=qd 在电场中所受力矩 力矩方向垂直于液晶分子与电场所在平面nullnull液晶的分子构造原子们拉起手来构成棒状或园盘状液晶分子原来液晶分子 几乎都是棒状 和盘状的啊！null坚硬部 柔软部分 缝隙部末端部刚性部缝隙部末端部null液晶的混合技术 得到单质液晶中得不到的功能与性 质，如加宽液晶的温度带、降低黏 度使响应速度加快、获得合适的光 学各向异性等。 通过混合多种单质材料， 可以 null2.2 显示和液晶材料TN显示模式任何显示模式都离不开加电压使 液晶分子的排列发生变化，从而 产生明暗变化这个共通原理。1章介绍的扭曲90度的显示模式 称为（Twisted Nematic）TN模式null给液晶施加电压时诱导偶极子电压on 电压off null计算器中的液晶分子多用正性液晶、 介电各向异性大的液晶。 加电压时，分子长轴方向上的 介电常数大于短轴方向上的介电常 数，这种液晶称为正性液晶。反之 为负性液晶。 介电各向异性越大、所需驱动 电压越低。null计算器中的液晶分子R=C5H11 英国 Gray发明的5CB 具有氰基的液晶化合物（箭头代电偶极子） null 显示用液晶材 料通常由10种 左右的分子组成null2.3 STN液晶材料通过对TN液晶的改善获得的 STN液晶材料，具有陡峻的 透过率 — 电压特性，和大的 弹性系数比 K33/K11。null弹性常数通常弹性常数是物体形变时 描述物体坚韧程度的尺度。向列相液晶 位置无序， 无压缩性弹 性。但方向 有序，与分 子方位变形 相关的弹性 存在。展曲（splay）形变 扭曲(twist)形变 三种形变一致排列弯曲(bend)形变null展曲弹性常数：K11 扭曲弹性常数：K22 弯曲弹性常数：K331985年 提出适 于TN显 示的材 料具有 较大的 K33/K11 (L/D)具有较大K33/K11的烯属化合物TN材料null光学特性烯属化合物具有双折射强的特性，即折射 率的各向异性大。光学各向 异性介质 中，光的 行进方向 不同行进 速度也不 同。折射率大的 方向光速慢折射率小的 方向光速快null2.4 TFT液晶材料液晶与薄膜晶体管TFT(Thin Film Transistor) 组成的有源矩阵方式已成为液晶显示的主流。nullnullTFT液晶材料高电阻率 对紫外光的高稳定性（无分解）如果电阻率不高盒内电压降减小 电压保持率（液晶上实际电压的维持效果）劣化 null材料在紫外光下的分解会产生离子， 也会使实效电压下降。null折射率差值折射率差值过大，大视角处会出现色反转； 折射率差值过小，对比度低下。 一般0.08为宜。 介电常数的各向异性大， 驱动电压低。null含氟化合物为满足上述条件，氰基化合物已不使用， 而广泛使用含氟化合物null含氟化合物：高电阻率、低黏度 介电各向异性大、 响应速度快 F 的电负性强，吸引电子云， 在分子内部形成的电偶极子 比氰基 CN 化合物的大。向列相液晶的 分子偶极以正、 负相同的几率 在排列中出现抵消 状态null2.5 手性分子左右对称左手与右手镜面对称null手性分子非手性对称手性对称null胆甾相 由手性分子构成的向列相液晶 Cholesteric Liquid Crystal 特性： 旋光性 选择反射螺旋轴null选择反射波长为1m的光沿螺旋轴入射、通过 旋转螺距为1m的右旋扭曲排列液晶 时，50%的光透过，剩下50%的光被 反射。透过光为左园偏振光，反射光 为右园偏振光。沿螺旋轴入射的、波长与螺距相同的光 将以与螺旋轴相同旋转方向的园偏振光 形式被反射。null选择反射的利用—温度传感器使旋转螺距为可见光波长范围400~700nm, 反射光的颜色即可用肉眼观察。 一般螺距随温度变化，根据反射的颜色可 判定温度。 null2.6 铁电与反铁电液晶材料 FLC:Ferroelectric Liquid Crystal手性近晶相 铁电性近晶C相 分子长轴与层 法线夹一定角度null 铁电性近晶C相分子结构 特点： 有这样的手性碳 C* 存在，它的4只 手（键）连接着 4 个不同的原子团。 分子偶极子方向与分子长轴垂直。 分子偶极矩远比向列相分子的大。null电偶极子与极化外加电场时，分子的电偶极子转向电场 方向，产生电偶极子与分子的连动，同 时产生极化。 偶极子与 分子连动 啊！null铁电液晶显示的原理极化强度PS分子层倾角=22.5null铁电液晶显示的特点： 获得亮态的方法是利用双折射效果， 使线偏振光变为椭圆偏振光。 向列相液晶显示： 将线偏振光旋光出射获得亮态。null铁电液晶的记忆效应暗、亮两排列状态为双稳态， 即使切断电源最终状态仍被保持， 此现象称为记忆效应。 记忆效应可用于象计算机上的静态 画面储存，具有节能作用。null反铁电液晶：每层极化方向相反的 去极化状态反铁电液晶 的三稳态电场中的 三稳态null反铁电液晶的优点： 在铁电液晶中保持某一状态时， 由于长期处于一种极化状态使 液晶内部的离子定向偏移。即 使电压改变方向，也不能消除 此影响。这个现象称为烧焦现象。 反铁电液晶可用交流电驱动， 其暗态又是去极化状态，不会 产生烧焦问题。null铁电与反铁电液晶由手性分子组成。 能在电场中构成多种平面排列状态。手性分子香蕉形 分子也能构成 铁电与反 铁电液晶null2.7 其它液晶材料IPS模式的液晶材料 In Plane Switch视角特性优良、电压保持特性好的显示模式。 由于保持特性差而在TFT模式中不能 使用的氰基化合物在此模式中可使用。nullVA模式的液晶材料加电场时液晶分子为平行基板面的排列。 分子长轴方向的介电率小于分子短轴方向的。null温度传感器材料和鱼油鱼的内脏中可提取胆甾相液晶温度传感器： 胆甾相液晶 的选择性 反射。 null使用液晶的强力纤维液晶不仅可用于显示，还可用于制作 超高强度纤维。其方法是将液晶态的 高分子纤维原料在细孔中高速拉出。 由于液晶很容易形成分子平行排列， 小孔中拉出的纤维具有长分子的顺排 结构，这是其高强度的秘密所在。此 过程称为液晶纺丝法（纤维本身并不 是液晶态）。 液晶纺丝制成的纤维可做防弹衣（美国）。 抗冲击、耐热、不燃烧、不导电、轻质。