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液晶的結(jié)構(gòu)類型是怎樣的?

發(fā)布時間:2015-07-02

神奇的液晶內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么樣的???

     液晶化合物分子中由于含有極性基團(tuán),分子間互相吸引并按照一定的規(guī)律有序的排列,這也是液晶為什么具有晶體各向異性牲的原因。按液晶分子排列不同,可將液晶分成以下三種類型:

⑴ 近晶型(或稱近晶相)    棒狀分子按分子的長軸方向互相平行或接近平行分層排列(1-2A)。分子只能在層內(nèi)轉(zhuǎn)動或滑動,不能在層間移動。分子運(yùn)動受到的約束較大,因而粘度較大。

⑵ 向列型(或稱向列相)    棒狀分子按分子的長軸方向互相平行或接近平行交錯排列(1-2B)。分子除了可以轉(zhuǎn)動,來回滑動外,還可以上下滑動。顯然,與近晶型比,向列型液晶的粘度較低,流動性較好。它是目前顯示應(yīng)用的主要類型。

⑶ 膽甾型(或稱膽甾相)    膽型液晶分子也作層狀排列,但與近晶型液晶的層狀排列不同,層內(nèi)分子的排列方式與向列型液晶類似,但分子的長軸與層的平面平行,而且層與層間分子取向不同,相互偏轉(zhuǎn)一定角度(圖1-2C),旋轉(zhuǎn)360°的層間距離稱為膽甾型液晶的螺距。

    膽甾型液晶有一個有趣的特性,這就是在白光照射下,它的反向光波長與液晶分子的螺距有關(guān):入=PN,式中入——反射光波長,P——膽型液晶分子的螺距,N——液晶的折射率。由于螺距對外界因素,如電壓、壓力、溫度等的影響非常敏感,這些因素稍有變化就會引起螺距的變化。當(dāng)螺距改變時,反射光的波長也隨之變化,從而顯示的顏色也發(fā)生變化,這就是本文開始所述FReinitzer在加熱和冷卻過程中,觀察到液態(tài)膽甾醇苯甲酸酯顏色變化的原因。利用膽型液晶的這種特性,做成薄膜溫度計(jì),根據(jù)所顯示的不同顏色確定被測物體的溫度變化。

通常向列型液晶隨溫度變化遵從如下規(guī)律:

                     Tsn            Tc

固態(tài)——近晶型——向列型——各向同性液體

  

              

Tsn是從近晶型轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄行偷南嘧凕c(diǎn)溫度;Tc是從液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲砸后w的溫度,此時液體從渾濁不透明狀態(tài)變?yōu)榍宄和该?,?span lang="EN-US">Tc稱為清亮點(diǎn)。(Tsn,Tc)作為顯示應(yīng)用,當(dāng)然希望材料的液晶態(tài)溫度范圍寬且具有閥值電壓低、響應(yīng)快、高的多路傳輸能力等特性,但一般單質(zhì)液晶無法滿足這些要求。顯示器實(shí)際使用的液晶材料都是多種單質(zhì)液晶的混合系。1971年開發(fā)的第一個扭曲向列型液晶顯示器(TN-LCD)產(chǎn)品,所用液晶材料就是由分子結(jié)構(gòu)幾乎相同的二種西佛堿類單質(zhì)液晶組成,而今天用于彩色電視機(jī)的薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器TFT-LCD)和用于計(jì)算機(jī)終端的超扭曲向列型液晶顯示器STN-LCD)的最新液晶材料通常由20種以上的單質(zhì)成分組成,其大部分單質(zhì)成分都是最近幾年新開發(fā)的。

在選擇顯示器的液晶材料時,應(yīng)保證:

顯示器儲存溫度下限> Tsn 

顯示器儲存溫度上限< Tc

 

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