本實驗使用熱致液晶。 3. 液晶的應用 液晶顯示技術(高分辨率、快速響應、彩色顯示) 3. 液晶的應用 液晶顯示原理圖 3. 液晶的應用 液晶光學元件:快門、光圈、透鏡、偏光片、光存儲液晶傳感器:溫度、電壓、流量、加速度、壓力傳感器、空氣污染監測液晶熱圖像:液晶聚合物應用于醫療和生物領域、新型功能材料(存儲元件、光學元件); 紡織品、變色纖維; 微膠囊技術、印刷油墨 2. 熱致液晶的結構與分類 熱致液晶按分子排列狀態可分為: 向列液晶( ),又稱絲狀液晶。 向列液晶由具有大縱橫比的棒狀分子組成,其保持軸向方向。 平行排列。 由于分子重心無序,易于沿長軸自由移動,因此具有像液體一樣的流動性。 正是由于向列液晶分子的這種一致排列,其光學性質與單軸晶體非常相似,表現出正雙折射。 它對外界電、磁、溫度和應力敏感,是顯示器件中廣泛使用的材料。 近晶液晶()也稱為層狀液晶。 近晶型液晶呈層狀排列偏光顯微鏡研究聚合物的晶態結構偏光顯微鏡研究聚合物的晶態結構,由棒狀或條狀分子按二維順序排列組成。 層內分子的長軸相互平行,其方向可以垂直于層,也可以傾斜于層排列。 層間相互作用弱,易滑動,因而具有二維流動特性。 近晶液晶的粘度和表面張力都很大,用手觸摸時感覺像肥皂一樣滑溜溜的。 它們對外部電、磁和溫度變化不敏感。
這種液晶在光學上表現出正雙折射。 膽甾型液晶(),又稱為螺旋液晶,因為膽甾型液晶分子排列的旋轉方向可以是左旋或右旋。 當螺距接近某一波長時,會引起該波長光的布拉格散射。 以某種顏色。 膽甾型液晶具有負雙折射特性。 一定強度的電場或磁場也可使膽甾型液晶轉變為向列型液晶。 膽甾型液晶容易受外力影響,對溫度特別敏感。 由于溫度主要引起間距的變化,因此膽甾型液晶會隨著溫度而改變顏色。 3. 熱致液晶相變 1. 互變相變(可逆相變) 2. 單變相變 4. 液晶的光學特性 1. 液晶的各向異性 P型液晶(Δε>0) 正介電各向異性液體晶體N型液晶(Δε0,即向列型液晶一般表現出正單軸晶體的光學性質。膽甾型液晶則具有負單軸晶體的光學性質。這是因為:因為液晶具有單軸晶體的光學各向異性因此,它具有以下光學性質:它可以使入射光沿液晶分子偶極矩的方向偏轉;它可以改變入射偏振態和偏振軸的方向;它可以使入射光發生偏轉。左旋和右旋偏振光產生相應的透射或反射,液晶器件基本上就是根據這三種光學特性來設計和制造的。 5、本實驗的內容和要求偏光顯微鏡的調節和校正; 了解和觀察液晶的光學特性——雙折射效應決定單軸液晶的光軸取向和光學符號; 觀察和研究液晶的相變過程。
本次實驗是兩周內完成的綜合性實驗。 具體內容及要求請參閱教材; 液晶的相關特性及應用請參考相關資料。 實驗儀器 實驗儀器* * 1. 向列相、近晶相、膽甾相的發現 向列液晶在偏光顯微鏡下的圖像。 隧道顯微鏡下的近晶相層狀液晶。 膽甾型液晶具有與近晶型液晶相同的層狀結構,但層內的分子排列與向列型液晶相似。 分子的長軸是各層相互平行的,在垂直平面內,每層中的分子以一定角度旋轉。 整個液晶具有螺旋結構。 節距的長度約為可見光的波長。 液晶長軸ε∥ 液晶短軸ε⊥