学教科版选修33 3.3液晶 课件（5）（22张） (1).ppt

液晶 你所知道的液晶产品有哪些 互动 手表 时钟 计算器 仪器仪表 家电 医疗器械 车船仪表 声象设备 电脑 通讯设备视频图像显示和大画面显示 1854 1889年德国生理学家r c virchow发现会呈现光学异方向性之有机分子集合体 一种溶致型液晶 1888年 液晶的正式发现 奥地利植物学家莱尼茨尔在研究胆甾醇类化合物的植物生理作用中 发现液晶 1937年bawden和pirie在研究烟草花叶病病毒时 发现其悬浮液具有液晶的特性 这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性 液晶的发现 1950年 elliott与ambrose第一次合成了高分子液晶 溶致型液晶的研究工作至此展开 液晶是兼具液体及晶体的相 液体 可流动 构成之基本个体可自由活动 晶体 分子排列有序 构成之个体几乎无法自由活动 什么是液晶 液晶的定义 一些物质的结晶结构熔融或溶解之后虽然变为了具有流动性的液态物质 但结构上仍保存一维或二维有序排列 在物理性质上呈现各向异性 形成兼有部分晶体和液体性质的过渡状态 称为液晶态 而这种状态下的物质称为液晶 形成液晶的物质通常具有刚性分子结构 分子呈棒状 同时还具有在液态下维持分子的某种有序排列所必须的结构因素 棒状分子这种结构特征常与分子中含对位苯撑 强极性基团和高度可极化基团或氢键相联系 如4 4 二甲氧基氧化偶氮苯 液晶材料 液晶的结构特征 4 4 二甲氧基氧化偶氮苯 分子上两极性基团间相互作用有利于形成线性结构 从而有利于液晶有序态结构的稳定 由固态到液晶态和液晶态到液态的过程都是热力学一级转变过程 溶致液晶 lyotropicliquidcrystals 热致液晶 thermotropiciquidcrystals 液晶的分类 溶致液晶 将某些有机物放在一定的溶剂中 由于溶剂破坏晶晶格而形成的液晶 简单的脂肪酸盐 离子型和非离子型表面活性剂等 溶致液晶广泛存在于自然界 生物体中 与生命息息相关 但在显示中尚无应用 棒状分子互相平行排列为层状结构 长轴垂直于层平面 层间可相对滑动 而垂直层面方向的流动困难 这是最接近结晶结构的一类液晶 扁平的长形分子靠端基相互作用彼此平行排列为层状结构 长轴在平面内 相邻层间分子长轴取向由于伸出面外的光学活性基团相互作用 依次规则扭转一定角度 而成螺旋面结构 热致液晶 近晶型 向列型 胆甾型 棒状分子互相平行排列 但其重心排列是无序的 只保存一维有序性 分子易沿流动方向取向和互相穿越 向列型 nematic 层列型 smectic 胆固醇型 cholesteric 三种液晶分子排列示意图 目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶 液晶用于化学与生物传感器中 液晶用于制作温度计 液晶用于医疗器械 液晶的用途 液晶用于工业管道的检漏 液晶用于显示技术 液晶显示材料 tn扭曲向列型 tft薄膜晶体管显示型 stn超扭曲向列型 htn 高扭曲向列相 型 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 液态光电显示材料 利用液晶的电光效应把电信号转换成字符 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 lcd liquidcrystaldisplay 平面超薄的显示设备 它由一定数量的彩色或黑白画素组成 放置于光源或者反射面前方 液晶显示器功耗很低 因此倍受工程师青睐 适用于使用电池的电子设备 液晶显示器 彩色显示不理想 显示器视角狭窄 液晶显示屏 优点 缺点 低辐射 益健康 节约能源 不产生高温 机身薄 节省空间 造价过高 主流市