Dom > Razstava > Vsebine

Kratka predstavitev tekočih kristalov

Jun 29, 2018

Kratka predstavitev tekočih kristalov


Materiali za prikaz tekočih kristalov in tekočih kristalov

Načelo tekočih kristalov in tekoče kristale

Odkritje tekočih kristalov
Razvrstitev tekočih kristalov
Fotoelektrični učinek tekočih kristalov
Osnovni princip zaslona s tekočimi kristali

Odkritje tekočih kristalov

  Leni FM, avstrijski botanik, je leta 1888 ugotovila, da je bilo v času ogrevanja kristalizacije holesterola benzoata ugotovljeno, da je kristal pri 145,5 stopinj Celzija kondenziran v motno, viskozno tekočino in se je segrel na 178,5 °. stopinj Celzija.

Ko je nemški fizik Lehmann opazil dvolomnost materiala s polarizacijskim mikroskopom, je pojasnil pojav in predlagal jezik "tekočih kristalov".

Material iz tekočih kristalov

Odkritje tekočih kristalov ima več kot 100-letno zgodovino, vendar se je v zadnjih 20 letih hitro razvijalo. To je zato, ker se odkrije fotoelektrični učinek materialov iz tekočih kristalov. Uporablja se za nizko napetostne in lahke komponente ter kratke prikazovalne elemente.

Trenutno se materiali iz tekočih kristalov pogosto uporabljajo v računalniških zaslonih, elektronskih ure, mobilnih telefonih, kalkulatorjih in drugih elektronskih izdelkih. Postal je nepogrešljiv material za prikaz industrije.

Materiali za prikaz na tekoče kristale v življenju

2.png

Metoda razvrščanja tekočih kristalov

  1. razvrstitev glede na pogoje oblikovanja tekočih kristalov

  2. glede na obliko molekularne ureditve in razvrstitev orde

Razvrstitev glede na pogoje tvorbe tekočih kristalov

Termotropni tekoči kristali Za hlajenje staljene tekočine se uporablja metoda hlajenja. Ko temperatura pade na določeno stopnjo, se uredi usmeritev molekul in dobi tekoče kristalno stanje.

Taljeni tekoči kristali Organske molekule se raztopijo v topilih, ki povečajo koncentracijo raztopine v raztopini, zmanjšajo koncentracijo topil in uredijo organske molekule, da dobijo tekoče kristale.

Strukturne enote, ki tvorijo tekoče kristalno stanje

1. palica
2. discoid
3. fleksibilen dolgo verižni polimer, sestavljen iz dolge verige ali diskoidnih molekul.
4. membrano, ki jo tvori samo-sestavljanje starševske molekule

Tri vrste strukture tekočih kristalov

Nematični:
Molekule so ponavadi razporejene v določeni smeri in imajo velik obseg kvadratnega reda. Porazdelitev centroidnega položaja molekule je neurejena in ne obstaja vrstni red dolgega dosega. Prikazuje značilnosti tekočine in je fluidnost.

3.png

Tri vrste strukture tekočih kristalov

  Steroidna vrsta:
V holesteričnih dolgih molekul so ravne in odvisne od interakcije končnih skupin. Os njihove dolge osi se redno zvija v ravnini, smer dolge osi obeh sosednjih plasti pa je spiralna.

4.png

Tri vrste strukture tekočih kristalov:

   Blizu kristalnega tipa:
Paličaste molekule so razporejene v večplastni strukturi vzporedno druga z drugo, dolga os molekule pa je pravokotna na plast. V plasti je razporeditev molekul dvodimenzionalna, položaj centroidnega položaja molekule je neurejen in molekule se lahko premikajo samo v tem sloju.

5.png

Fotoelektrični učinek molekul tekočih kristalov
Pomembne fizikalne veličine, ki opisujejo fotoelektrični učinek molekul tekočih kristalov:
1. dielektrični koeficient
2. lomni količnik

Fotoelektrične lastnosti molekul tekočih kristalov

Večino molekul tekočih kristalov tvorijo molekule, podobne paličicam ali jedem, zato so fizikalne značilnosti vzporedne ali vertikalne smeri dolge osi molekul različne, kar je različen kvadrat molekularne strukture tekočega kristala.
Zaradi anizotropne strukture molekul tekočih kristalov imajo molekule s tekočimi kristali heteroscedastične lastnosti v smislu dielektrične konstante in fotoelektričnega koeficienta.

Osnove prikazovalnika s tekočimi kristali (LCD)

1.Light princip prepustnosti polarizator
2. modulacijski učinek tekočih kristalov na svetlobo
3.Tri skupni zasloni s tekočimi kristali

Osnovni princip zaslona s tekočimi kristali

Princip prepustnosti svetlobe polarizatorja:
Polarizator omogoča le smer polarizacije, ki poteka skozi polarizacijsko smer vzporedno s polarizacijsko smerjo. Če je polarizacijska smer obeh polarizatorjev pravokotna drug na drugega, svetloba ne more iti skozi drugo polarizacijo, ker je smer polarizacije prve oddane svetlobe pravokotna na smer polarizacije drugih polarizatorjev.

 

6.png

Osnovni princip zaslona s tekočimi kristali

Tekoči kristal je nameščen med dvema polarizatorjema. V nematskem tekočem kristalu je razporeditev molekul kot palic vzporedna. Če sta zgornji in spodnji dve stekleni palici pravokotni drug na drugega, se molekule s tekočimi kristali zavijejo v spiralo v postopnem prehodu.

7.png

Osnovni princip zaslona s tekočimi kristali

Če svetloba vstopi in preide skozi prvi polarizator, bodo molekule tekočih kristalov postopoma spremenile smer polarizacije. Ko svetloba potuje vzdolž smeri molekularne ureditve, se svetloba sčasoma oddaja iz drugega konca.

8.png

Če se med dvema steklenima ploščama doda napetost, bo smer usmeritve molekul vzporedna smeri električnega polja. Svetloba ne bo šla skozi druge plošče, ker je ni mogoče obrniti.

9.png

Osnovni princip zaslona s tekočimi kristali

Zaslon s tekočimi kristali je uporaba te funkcije, ki je napolnjena s tekočimi kristali med zgornjo in spodnjo dvema vertikalnima polarizacijskima ploščama in uporablja električno polje za nadzor vrtenja tekočega kristala. Različne velikosti električnega polja tvorijo različno svetlost sive lestvice.

10.png

Struktura zaslona s tekočimi kristali

11.png

Zaslon s tekočimi kristali je škatla iz tekočih kristalov, izdelana iz dveh električno prevodnih stekel. Škatla je napolnjena s tekočimi kristali. Škatla je zapečatena s tesnilnim materialom okrog škatle, obe zunanji strani škatle pa sta pritrjeni na polaroid.

Trije zasloni s tekočimi kristali

  TN-LCD (zasukan nematski zaslon s tekočimi kristali):
TwistedNematic-LCD Pogosto se uporablja v elektronskih ure, kalkulatorjih.

12.png

Trije zasloni s tekočimi kristali.

  STN-LCD (ultra zviti nematski zaslon s tekočimi kristali)
Super TwistedNematic-LCD
Uporablja se na zaslonu mobilnega telefona, igralnem zaslonu

13.png

Trije zasloni s tekočimi kristali

  TFT-LCD (zaslon s tekočimi kristali):
Tankostranski tranzistor-LCD
Uporablja se v zaslonih s tekočimi kristali, digitalni fotoaparat

14.png

Struktura TN in STN

Dve zunanji strani steklene plošče v škatli s tekočimi kristali imata polarizacijske dele in polarizacijske osi dveh polarizatorjev so vzporedne druga z drugo (črni spodnji beli znaki so pogosto črni) ali ortogonalni (Chang Baixing belih spodnjih črnih besed) vzporedno ali pravokotno na smer usmeritve površine škatle s tekočimi kristali. Polarizacijski film je običajno narejen iz polimerne plastične folije pod določenimi tehnološkimi pogoji.

15.png

Tekoči kristali tipa TN

    Nematski tekoči kristal je stisnjen v sredini dveh stekel. Površina stekla je prevlečena s prosojnim prevodnim filmom ITO (indijev kositrov oksid) za elektrodo in nato prevlečena z orientacijsko plastjo PI (poliimida) na steklo s filmsko elektrodo, da se tekoči kristal uredi vzdolž posebne in vzporedno s stekleno površino. Naravno stanje tekočega kristala ima popačenje 90 stopinj. Uporaba električnega polja lahko povzroči vrtenje molekul tekočih kristalov. Dvolomnost tekočega kristala se spreminja s smerjo tekočega kristala in polarizacijska smer polarizirane svetlobe se spreminja po tekočem kristalu tipa TN.

Tekoči kristali tipa TN

Dokler je izbrana ustrezna debelina, da se polarizacijska smer polarizirane svetlobe spremeni le za 90 stopinj, se lahko uporabita dva vzporedna polarizatorja, da svetloba popolnoma ne more preiti. Tudi dovolj velika napetost lahko povzroči, da je smer tekočega kristala vzporedna smeri električnega polja, tako da se smer polarizacije svetlobe ne bo spremenila, svetloba pa bo lahko prešla skozi druge polarizatorje .

                      

16.png


Tekoči kristali tipa STN

  Načelo prikaza STN je podobno kot pri TN. Drugače je, da se molekule s tekočimi kristali z učinkom TN torzijske smeri vrtijo za 90 stopinj svetlobe, medtem ko smerni poljski učinek STN za vrtinčenje obrne 180 do 270 stopinj svetlobe.

17.png

Tekoči kristali tipa STN

Enostavno TN LCD zaslon sam je samo črno-bela dva primera, in STN tekoče kristale zaslon vključuje razmerje med tekočimi kristali materiala, in interferenco svetlobe, tako da je barva predvsem svetlo zelene in oranžne barve. Če se barvnemu filtru doda enobarvni zaslon s tekočimi kristali STN, so enobarvne slikovne pike razdeljene v tri pod-slikovne točke, barve rdeče, zelene in modre barve pa se prikažejo s pomočjo barvnega filtra in nato barve polne barve. Način se lahko prikaže tudi s harmonizacijo treh osnovnih barv.

TFT tekoči kristali

 

18.png

TFT tekoči kristali

   Na stekleno podlago se nanese sloj silicija, tranzistorsko polje pa s tiskanjem litografije in drugih procesov. Vsaka slikovna pika ima polprevodniško stikalo, ki je podobno velikemu integriranemu vezju. Nato se tekočina med dvema koščkoma stekel. Ker je lahko vsak piksel neposredno nadzorovan s točkovnim impulzom, je vsako vozlišče relativno neodvisno in ga je mogoče kontinuirano nadzorovati. Ta zasnova ne samo izboljša odzivno hitrost zaslona, temveč tudi natančno nadzoruje raven sivine zaslona, zato je barva tekočih kristalov TFT bolj realistična, imenuje se prava barva.

TFT tekoči kristali

Za TFT-LCD barvni filter je zelo pomembno, z uporabo rdeče, zelene, modre tri osnovne barve, se lahko mešajo iz različnih barv, veliko ploščati zaslon je, da uporabite to načelo za prikaz barve, tri barve so razdeljene v ločene tri. točke, vsaka ima različne spremembe sive lestvice, nato pa sosednje tri prikazne točke RGB, ko je točka. Naredite slikovno piko

19.png