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液晶的结构类型是怎样的

来源:深圳市迈晶电子有限公司         添加时间:2018-12-04

神奇的液晶内部结构是怎么样的???

液晶化合物分子中由于含有极性基团,分子间互相吸引并按照一定的规律有序的排列,这也是液晶为什么具有晶体各向异性牲的原因。按液晶分子排列不同,可将液晶分成以下三种类型:

⑴近晶型(或称近晶相)棒状分子按分子的长轴方向互相平行或接近平行分层排列(图1-2A)。分子只能在层内转动或滑动,不能在层间移动。分子运动受到的约束较大,因而粘度较大。

⑵向列型(或称向列相)棒状分子按分子的长轴方向互相平行或接近平行交错排列(图1-2B)。分子除了可以转动,来回滑动外,还可以上下滑动。显然,与近晶型比,向列型液晶的粘度较低,流动性较好。它是目前显示应用的主要类型。

⑶胆甾型(或称胆甾相)胆型液晶分子也作层状排列,但与近晶型液晶的层状排列不同,层内分子的排列方式与向列型液晶类似,但分子的长轴与层的平面平行,而且层与层间分子取向不同,相互偏转B一定角度(图1-2C),旋转360°的层间距离称为胆甾型液晶的螺距。

胆甾型液晶有一个有趣的特性,这就是在白光照射下,它的反向光波长与液晶分子的螺距有关:入=PN,式中入——反射光波长,P——胆型液晶分子的螺距,N——液晶的折射率。由于螺距对外界因素,如电压、压力、温度等的影响非常敏感,这些因素稍有变化就会引起螺距的变化。当螺距改变时,反射光的波长也随之变化,从而显示的颜色也发生变化,这就是本文开始所述F。Reinitzer在加热和冷却过程中,观察到液态胆甾醇苯甲酸酯颜色变化的原因。利用胆型液晶的这种特性,做成薄膜温度计,根据所显示的不同颜色确定被测物体的温度变化。

通常向列型液晶随温度变化遵从如下规律:

TsnTc

固态——近晶型——向列型——各向同性液体

温度

低高

Tsn是从近晶型转变为向列型的相变点温度;Tc是从液晶态转变为各向同性液体的温度,此时液体从浑浊不透明状态变为清澈透明,故Tc称为清亮点。(Tsn,Tc)作为显示应用,当然希望材料的液晶态温度范围宽且具有阀值电压低、响应快、高的多路传输能力等特性,但一般单质液晶无法满足这些要求。显示器实际使用的液晶材料都是多种单质液晶的混合系。1971年开发的第一个扭曲向列型液晶显示器(TN-LCD)产品,所用液晶材料就是由分子结构几乎相同的二种西佛碱类单质液晶组成,而今天用于彩色电视机的薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器(TFT-LCD)和用于计算机终端的超扭曲向列型液晶显示器(STN-LCD)的最新液晶材料通常由20种以上的单质成分组成,其大部分单质成分都是最近几年新开发的。

在选择显示器的液晶材料时,应保证:

显示器储存温度下限>Tsn

显示器储存温度上限<Tc

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