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液晶

液晶

液晶可分为热致液晶、溶致液晶。热致液晶是指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。典型的长棒形热致液晶的分子量一般在200~500g/mol左右。溶致液晶:是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。是在溶液中溶质分子浓度处于一定范围内时出现液晶相。它的溶剂主要是水或其它极性分子液剂。这种液晶中引起分子排列长程有序的主要原因是溶质与溶剂分子之间的相互作用,而溶质分子之间的相互作用是次要的。溶致液晶是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。有许多不同类型的液晶相,这可以通过其不同的光学性质(如双折射现象)来区分。当使用偏振光光源,在显微镜下观察时,不同的液晶相将出现具有不同的纹理。在纹理对比区域不同的纹理对应于不同的液晶分子。然而,所述分子是具有较好的取向有序的。而液晶材料可能不总是在液晶相(正如水可变成冰或水蒸汽)。

中文名液晶

外文名liquid crystal

形    态可以流动,拥有结晶的光学性质

应用领域信息输出设备

发现者莱尼茨尔

发现时间1850年

    基本介绍

    液晶 液晶,即液态晶体(Liquid Crystal,LC),是相态的一种,因为具有特殊的理化与光电特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。

    人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固,较为生疏的是等离子和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合才会产生,它们可以流动,又拥有结晶的光学性质。

    液晶的定义,以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相,在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物,也就是以碳为中心所构成的化合物。同时具有两种物质的液晶,是以分子间力量组合的,它们的特殊光学性质,又对电磁场敏感,极有实用价值。

    结构

    液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态。它除了兼有液体和晶体的某些性质(如流动性、各向异性等)外,还有其独特的性质。对液晶的研究现已发展成为一个引人注目的学科。

    液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等有机物。液晶也存在于生物结构中,日常适当浓度的肥皂水溶液就是一种液晶。由有机物合成的液晶材料已有几千种之多。由于生成的环境条件不同,液晶可分为两大类:只存在于某一温度范围内的液晶相称为热致液晶;某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关,研究液晶和活细胞的关系,是现今生物物理研究的内容之一。

    光子-内部结构模型图 液晶的分子有盘状、碗状等形状,但多为细长棒状。根据分子排列的方式,液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种,其中向列相和胆甾相应用最多。

    优点

    液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点,用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术光电信息技术的发展。

    用途

    电子-内部结构模型图 液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象。

    液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象

    根据液晶会变色的特点,人们利用它来指示温度、报警毒气等。例如,液晶能随着温度的变化,使颜色从红变绿、蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢氢氰酸之类的有毒气体,也会变色。

    研究方法

    液晶 偏光显微镜

    利用液晶态的光学双折射现象,在带有控温热台的偏光显微镜下,可以观察液晶物质的织构,测定转变温度。所谓织构,一般指液晶薄膜(厚度约10-100微米)在光学显微镜,特别是正交偏光显微镜下用平行光系统所观察到的图像,包括消光点或者其他形式的消光结构乃至颜色的差异等。

    热分析

    热分析研究液晶态的原来在于用DSC或者DTA直接测定液晶相变时的热效应及其转变温度。缺点是不能直接观察液晶形态,并且少量杂质也会出现吸热峰或者放热峰,影响液晶态的准确判断。  除此之外还有,X射线衍射电子衍射,核磁共振,电子自旋共振流变学和流变光学等手段。,人们把液晶片挂在墙上,一旦有微量毒气逸出,液晶变色了,就提醒人们赶紧去检查、补漏。

    物理特性

    当通电时导通,排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说,液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材,称为Substrates,中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状,因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面,液晶分子会顺着槽排列,所以假如那些槽非常平行,则各分子也是完全平行的。液晶是一种介于晶体状态和液态状态之间的中间物质。它兼有液体和晶体的某些特点,表现出一些独特的性质。

    发展历史

    参考资料

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