液晶技术与制备1-1课件

液晶的制备与应用沈冬1第一章液晶的概况2我是奥地利植物学家埃尼采儿1888年的一天，我在实验室做实验……加热到145.5度时，该晶体熔融成混浊液体，继续加热到178.5度时，混浊液体变成了清亮的液体……胆甾醇苯酸脂（C6H5CO2C27H45）

1.1前言3在熔点到清亮点的范围内，这些物质的机械性能与各向同性液体相似；但是它们的光学性质却和晶体相似，是各向异性的雷曼指出：

也就是说：物质在中介相具有强烈的各向异性物理特征同时又象普通流体那样具有流动性。这种中介相被称为液晶相(介晶相）。5固态液态气态

液晶态（物质的第四态）液晶特性:各向异性，流动性。

熔点熔点沸点清亮点晶体：长程完全有序。液晶：短程部分有序。液体：完全无序。6液晶的发现虽然已经有一百多年的历史，但在没找到实际用途之前，只是长期地停留在实验室。自上世纪七十年代开始，由于液晶在显示邻域的应用及其优越的性能，使其得到飞速发展。三十年代中期科学家对液晶的合成以及液晶的重要物理特性才累积到一定的系统知识。五十年代末期科学家建立了关于液晶的比较正确的理论。人们了解到一些关于液晶材料在物体热图象方面的应用价值，于是激发起了进一步探索液晶在技术方面用途的兴趣。1888发现液晶79有关液晶学的会议、文献、书籍（参考资料）：国际液晶大会，2年一次；国际铁电液晶大会，2年一次；欧洲液晶会议；德国弗赖堡液晶会议，每年一次；中国液晶会议；中国平板显示会议。LiquidCrystals;J.Mater.Chem.;Adv.Mater.;Chem.Comm.;J.Ameri.Chem.Soc.;液晶与显示（液晶通信），长春。现代显示。液晶物理学，谢旈章。液晶化学，王良御，廖松生；超分子液晶，晏华。液晶器件手册，黄锡珉，黄辉光，李之路。101.2液晶的分类1。根据化合物类型：小（低）分子液晶；高分子液晶。

2。根据诱导条件：

热致液晶（液晶相形成仅与温度有关）。

溶致液晶（液晶相形成与溶剂和温度有关）。

压致液晶（液晶相形成与压力有关）。

电致液晶（液晶相形成与电场有关）。

光致液晶（液晶相形成与光照有关）。

11液晶的分类液晶热致液晶溶致液晶近晶相液晶向列相液晶胆甾相液晶柱相液晶立方相液晶层相液晶柱相液晶13

自从液晶被发现以来，是否存在着介晶相的问题是有争论的。如塔曼以及能斯脱等著名化学家曾指出：液晶可能是由许多极小的晶体分散在各向同性液体中而形成的胶态体系；或者是由不纯物质生成的一种乳浊液体。但结晶-液晶、液晶-各向同性液体的相变温度可以分别重复出现，并且在高倍显微镜下观察液晶时，看不见任何颗粒，所以关于液晶的二相说很快就被完全否定了。

1.3热致液晶14由温度变化而形成。最先发现，研究较详细深入。主要有棒状分子，盘状分子，剑状分子等。形成胆甾相，向列相，近晶相，柱相。相性质热致液晶——15互变相变型：晶体液晶相各项同性液体

单变相变型：晶体各项同性液体液晶相T1T2T1T217重入液晶：晶体近晶A相向列相近晶A相向列相各项同性液体940C96.40C138.90C2470C2830C18液晶的检测有很多种方法：一、毛细管法把形成液晶物质的结晶放入玻璃毛细管中加热,晶体就将在非常明确的温度下熔解.若呈现为粘稠而浑浊的不透明液体并附着在玻璃壁上,这种状态称之为近晶相

若为半透明的液体并形成弯月面的状态,则为向列相若熔融状呈现上述两态的中间状态,且相变时伴有多种颜色的出现,则是胆甾相对上述三种液晶相再进一步加热,则在另一个明确的温度下,转变成各向同性的透明液体.1.4液晶的检测19二、偏光显微镜法Polarizingfiltersinanisotropicmedium(suchasair).Thesystem'sopticalthroughputdependsontherelativeorientationofthepolarizerandanalyzer.

21观察液晶，若有带偏振片的测定微量物质熔点的装置，则能较方便的测定相变.观察时，通常把样品作成薄层，即夹在载玻片之间，把它放在偏光显微镜的载物台上（通常两偏光镜正交），加热成各向同性液体，然后边冷却边观察。开始看到的是暗视野，不久温度下降到出现液晶时，便可观察到发光的粒子和某种纹理,这种纹理称之为织构。不种类型的液晶，其纹理结构的特点各不相同22向列相的纹理结构近晶C相的纹理结构胆甾相的纹理结构柱相的纹理结构23近晶相A和C的纹理结构变换

近晶相B和C的纹理结构变换近晶相E的马赛克纹理结构近晶相G的马赛克纹理结构25三、混融实验

把两种液晶加热,使其混浊,再把它们掺混到一起,然后根据混合的情况,判别这两种液晶是相同的还是不相同的.在混融实验中,如果两种液晶以任何比例都能相互混融,并形成均相状态,则可确认它们属于同一种液晶.

除了以上的观测方法,还常用差热分析装置和量热计（DSC）等进行热分析、X光衍射、介电各向异性和磁各向异性等电和磁性质的测定.26T/oCHeatingCoolingHeatflow/mWCr.Cr.SmCSmCIso.Iso.DSC27溶致型液晶的发现可以追溯到19世纪中期.1854年:维尔肖把脑组织的酒精浸取液与水接触膨胀,便可形成髓磷脂形.1858年马坦海默观察到这种髓磷脂形具有光学各向异性,说明它为有序结构.1866年纽鲍尔曾记述,油酸和氨水接触时也可形成髓磷脂形.1895年,莱曼发现油酸铵的水溶液能形成液晶,从此,溶致型液晶才引起了人们极大的兴趣.29油酸铵是一种肥皂,1923年麦克伦南最早发现肥皂浓溶液能形成液晶.后来,1925年麦克贝恩和兰登详细分析了肥皂的生产过程,发现较稀的肥皂水溶液为各向同性液体,而在浓溶液里则存在两个光学各向异性的相,浓度稍低的为中间皂相,浓度较高的为纯皂相.虽然这两个相都为溶液状态,但均缺乏流动性.纯皂相较软,呈半固体状态,中间皂相虽比纯皂相多两倍水,但粘滞度还是比纯皂相大.两个相都属于近晶相液晶,用偏光显微镜观察其宏观结构时,则两个相都具有明显不同的纹理织构.30后来,在合成界面活性剂的浓溶液中,也发现了同样的液晶,并用X射线衍射详细研究了它的结构.有机体中也能形成溶致型液晶.后来人们发现高分子溶液中也能形成溶致