Dom > Izložba > Sadržaj

Kratko uvođenje tekućeg kristala

Jun 29, 2018

Kratko uvođenje tekućeg kristala


Tekući kristali i tekući kristali

Princip tekućeg kristala i tekućeg kristala

Otkriće tekućeg kristala
Razvrstavanje tekućih kristala
Fotoelektrični učinak tekućeg kristala
Osnovno načelo prikaza tekućeg kristala

Otkriće tekućeg kristala

  Godine 1888. Leni FM, australski botaničar, otkrio je da je u vrijeme zagrijavanja kristalizacije kolesterol benzoata utvrđeno da se na 145.5 stupnjeva Celzijusa kondenzira u mutnu, viskoznu tekućinu i formira prozirnu tekućinu kada se zagrije na 178.5 stupnjeva Celzijusa.

Kada je Lehmann, njemački fizičar, promatrao birefringence materijala polarizacijskim mikroskopom, pojasnio je fenomen i predložio jezik "tekućeg kristala".

Tekući kristalni materijal

Otkriće tekućih kristala ima više od 100 godina, ali se u posljednjih 20 godina brzo razvija. To je zato što je otkriven fotoelektrični učinak tekućih kristala. Tako se primjenjuje na niskonaponske i lagane i kratke dijelove zaslona.

Trenutačno se tekući kristalni materijali široko koriste u računalnim zaslonima, elektronskim satovima, mobilnim telefonima, kalkulatorima i drugim elektroničkim proizvodima. Postao je neophodan materijal za prikaz industrije.

Tekući kristali prikazuju materijale u životu

2.png

Metoda klasifikacije tekućeg kristala

  1. razvrstavanje prema uvjetima oblikovanja tekućeg kristala

  2. prema obliku molekularnog rasporeda i klasifikaciji orde

Razvrstavanje prema uvjetima oblikovanja tekućih kristala

Termotropni tekući kristal Način hlađenja se koristi za hlađenje rastopljene tekućine. Kad temperatura padne do određenog stupnja, usmjerava se orijentacija molekula i dobiva se stanje tekućeg kristala.

Tekućinski kristali rastopljeni Organske molekule se otopi u otapalima, čime se povećava koncentracija otopljene tvari u otopini, smanjuje koncentraciju otapala i organizira redoslijed organskih molekula kako bi se dobili tekući kristali.

Strukturne jedinice koje tvore tekuće kristalno stanje

1. štap
2. discoid
3. fleksibilan dugolančani polimer sastavljen od dugolančanih ili diskoidnih molekula.
4. membranu koja nastaje samonastavljanjem matične molekule

Tri tipa strukture tekućeg kristala

nematik:
Molekule imaju tendenciju da budu raspoređene u određenom smjeru i imaju dugi raspon kvadratnog poretka. Raspodjela središnjeg položaja molekule je neuobičajena, i ne postoji redoslijed položaja dugog raspona. Prikazuje svojstva tekućine i fluidnost.

3.png

Tri tipa strukture tekućeg kristala

  Steroidni tip:
U kolesterivnim, duge molekule su ravne i ovise o interakciji krajnjih skupina. Os njihova duge osi redovito se uvlače u ravninu, a smjer duge osi dva susjedna sloja je spiralno.

4.png

Tri tipa strukture tekućeg kristala:

   U blizini tipa kristala:
Šipke poput molekula su raspoređene u slojevitu strukturu paralelnom jedna s drugom, a duga osi molekule su okomita na sloj. U sloju, raspored molekula ima dvodimenzionalni red, položaj središnjeg položaja molekule je poremećen, a molekule se mogu pomicati samo u ovom sloju.

5.png

Fotoelektrični učinak molekula tekućih kristala
Važne fizikalne veličine koje opisuju fotoelektrični učinak molekula tekućih kristala:
1. dielektrični koeficijent
2. indeks refrakcije

Fotoelektrična svojstva molekula tekućih kristala

Većina molekula tekućih kristala nastaju štapićima ili molekulama poput zdjelica, tako da su fizičke karakteristike paralelnog ili vertikalnog smjera molekularne duge osi različite, što je različit kvadrat molekularne strukture tekućeg kristala.
Zbog anizotropne strukture molekula tekućih kristala, molekule tekućih kristala imaju heteroskedastična svojstva u smislu dielektrične konstante i fotoelektričnog koeficijenta.

Osnove tekućeg kristalnog zaslona (LCD) tekućeg kristala

1. Princip za prijenos svjetlosti polarizatora
2. Modulacijski učinak tekućeg kristala na svjetlo
3. Tri zajednička tekućeg kristala

Osnovno načelo prikaza tekućeg kristala

Princip načela prijenosa svjetlosti polarizatora:
Polarizator dopušta samo smjer polarizacije koji prolazi kroz smjer polarizacije paralelan smjeru polarizacije. Ako je smjer polarizacije dvaju polarizatora međusobno okomit, svjetlo ne može proći kroz druge polarizacije jer je smjer polarizacije prve emitirane svjetlosti okomita na smjer polarizacije drugog polarizatora.

 

6.png

Osnovno načelo prikaza tekućeg kristala

Tekući kristal je smješten između dva polarizirajuća sredstva. U nematičnom tekućem kristalu, raspored štapnih molekula je paralelan jedan s drugim. Ako su gornje i donje dvije staklene šipke okomite jedna na drugu, molekule tekućih kristala bit će uvrnute u spiralu u postupnom prijelazu.

7.png

Osnovno načelo prikaza tekućeg kristala

Ako svjetlost ulazi i prolazi kroz prvi polarizator, molekule tekućih kristala će postupno mijenjati smjer polarizacije. Kako svjetlost putuje duž smjera molekularnog rasporeda, na kraju će se svjetlost emitirati s drugog kraja.

8.png

Ako se između dvije staklene ploče dodaje napon, smjer molekularnog poravnanja bit će paralelan smjeru električnog polja. Svjetlost neće proći kroz druge ploče jer se ne može preokrenuti.

9.png

Osnovno načelo prikaza tekućeg kristala

Zaslon tekućeg kristala je uporaba ove osobine koja se napuni tekućim kristalima između gornjih i donjih ograda vertikalnih polarizacijskih ploča i koristi električno polje za kontrolu rotacije tekućeg kristala. Različite veličine električnog polja stvaraju različitu svjetlinu sive boje.

10.png

Struktura zaslona tekućeg kristala

11.png

Zaslon s tekućim kristalima je tekući kristalni okvir načinjen od dva električno vodljiva stakla. Kutija je napunjena tekućim kristalima. Kutija je zapečaćena brtvenim materijalom oko kutije, a dvije vanjske strane kutije pričvršćene su na polaroid.

Tri zajednička tekućeg kristala

  TN-LCD (uvrtani nematski zaslon s tekućim kristalima):
TwistedNematic-LCD Često se koristi u elektroničkim satovima, kalkulatorima.

12.png

Tri zajednička tekućeg kristala.

  STN-LCD (ultrazvučni prikaz nematičnog tekućeg kristala)
Super TwistedNematic-LCD
Koristi se na zaslonu mobilnog telefona, zaslonu igre

13.png

Tri zajednička tekućeg kristala

  TFT-LCD (zaslon tekućeg kristala s filmskim tipom):
Thin Film Transistor-LCD
Koristi se u zaslonu s tekućim kristalima, digitalnom kamerom

14.png

Struktura TN i STN

Dvije vanjske strane staklene ploče u kutiji s tekućim kristalima imaju polarizacijske komade, a polarizacijske osi dvaju polarizatora međusobno su paralelne (crni dno bijeli likovi često su crni) ili ortogonalni (Chang Baixing crnih riječi bijelog dna) , paralelno ili okomito na smjer usmjeravanja površine kutije tekućeg kristala. Polarizacijski film se obično izrađuje od polimernog plastičnog filma pod određenim tehnološkim uvjetima.

15.png

TN tip tekućeg kristala

    Nematski tekući kristal je umetnut u sredinu dvije stakla. Površina stakla obložena je prozirnim vodljivim filmom ITO (indij-oksid) za elektrodu, a zatim obložena s orijentacijskim slojem PI (poliimid) na staklu s filmskom elektrodom kako bi se uredio tekući kristal duž određene i paralelan smjer prema staklenoj površini. Prirodno stanje tekućeg kristala ima izobličenje od 90 stupnjeva. Korištenje električnog polja može potaknuti molekule tekućih kristala. Bijeljina tekućeg kristala mijenja se s smjerom tekućeg kristala, a smjer polarizacije polarizirane svjetlosti se preokrene nakon tekućeg kristala TN tipa.

TN tip tekućeg kristala

Sve dok se odabere pravilna debljina kako bi polarizacija smjera polarizirane svjetlosti mijenjala samo 90 stupnjeva, mogu se upotrijebiti dva paralelna polarizata kako bi svjetlo potpuno nesposobno proći. Dovoljno dovoljno napona može također napraviti smjer tekućeg kristala paralelnom smjeru električnog polja, tako da smjer polarizacije svjetlosti neće promijeniti, a svjetlost može proći kroz druge polarizacije .

                      

16.png


STN tip tekućeg kristala

  Načelo prikaza STN-a je slično onom TN. Razlikuje se da molekule tekućih kristala s TN torsionalnim smjerom polja usmjeravaju 90 stupnjeva incidentne svjetlosti, dok STN super torpersko usmjereno polje rotira 180-270 stupnjeva incidentne svjetlosti.

17.png

STN tip tekućeg kristala

Jednostavni TN LCD zaslon je samo crno-bijeli, dva slučaja, a STN zaslon tekućeg kristala uključuje odnos tekućeg kristala i smetnje svjetla, tako da je boja uglavnom svjetlo zelena i narančasta. Ako se na zaslon monokromatskog STN tekućeg kristala dodaju filteri boja, pikseli monokromatskog zaslona dijele se na tri podpiksela, a boja crvene, zelene i plave boje prikazuju se, odnosno, kroz filtar boja, a zatim boja pune boje može se prikazati usklađivanjem tri osnovne boje.

TFT tip tekućeg kristala

 

18.png

TFT tip tekućeg kristala

   Na staklenu podlogu nanosi se sloj silicija, a niz tranzistora izrađuje se tiskanjem litografije i ostalim postupcima. Svaki piksel ima poluvodičku sklopku, koja je slična integriranom krugu velikih razmjera. Zatim se tekući kristal perfundira između dva komada stakla. Budući da se svaki piksel može izravno kontrolirati točkastim impulsom, svaki čvor relativno je neovisan i kontinuirano se može kontrolirati. Ovaj dizajn ne samo da poboljšava brzinu odziva zaslona, već i točno kontrolira razinu sivog zaslona, tako da je boja kristala tekućeg TFT-a realnija, zove se prava boja.

TFT tip tekućeg kristala

Za TFT-LCD filtar boja je vrlo važan, koristeći crvene, zelene, plave tri osnovne boje, može se miješati iz raznih boja, mnogo flat display je koristiti ovaj princip za prikaz boja, tri boje su podijeljeni u zasebne tri bodova, svaka ima različite promjene u sivoj skali, a zatim se susjedna tri RGB zaslona pokažu kada je točka. Napravite piksel

19.png