液晶基礎知識介紹
1、今天我們將要討論的是關于液晶的基礎知識。2、我們先大致了解一下液晶分子,然后仔細研究一下使液晶工作的電特性和光特性:先講電介質(zhì)的各向異性;再談液晶對電場的響應;之后是液晶分子的雙折射光學特性; ..
首先,要依靠兩個介電常數(shù)的不同。如果兩個軸的介電常數(shù)是相同的,那就不會得到轉(zhuǎn)動效果,因為試圖從兩個方向拉它的力相同,而最后只能得到都拉不動的結(jié)果。
知道了這個結(jié)論后,就可以推出兩個方向的介電常數(shù)的差別越大,兩個方向的極化矢量差別就越大,在相同電場下得到的轉(zhuǎn)動就越多。這樣,我們可以通過擴大兩個介電常數(shù)的方法以低電壓驅(qū)動液晶。 插一句:液晶有溫度依賴性:當溫度升高后液晶分子的擺動會更多,順便提一下,當溫度升高過多,液晶會旋轉(zhuǎn)而變成液體,這個溫度稱為清亮點。在低于清亮點高于結(jié)晶溫度時,液晶是在一個中間狀態(tài),當溫度上升后它有了更多的擺動,致使有效介電常數(shù)ε下降。所以液晶有一定的溫度依賴性。同時我們可以從這個等式中看到它依賴于電場強度的平方。這是一個重要的結(jié)論。 它意味著液晶的極化不取決于電場的極性。因為轉(zhuǎn)動取決于電場的平方,所以無論電場的分布是從上到下還是從下到上,都會得到同樣的結(jié)果。 它說明我們可以將這些轉(zhuǎn)動都平均,我不仔細講這里了,但大體上我們可以認為液晶依賴于均方根值。它的轉(zhuǎn)動可以由施加的電場強度的均方根值得出。 因此,因為液晶感應電場,液晶分子的排列、轉(zhuǎn)動取決于施加電壓的平方或均方根值。這是一個重要的特性,因為我們可以通過對液晶施加正極性和負極性的電壓而得到相同的轉(zhuǎn)移特性。 下面我們將要細致的討論光學傳輸特性,但是它的響應不依賴于電壓的極性,我們能夠改變電壓的極性,這就意味著可以使施加于液晶電壓的直流分量為零。這就可以使懸浮在純凈液晶中微粒變純,但是通常會有一些離子的存在而不純。and that keeps particles that are suspended in this intended to be pure liquid crystal,這些離子是由于電離產(chǎn)生的。 電離的結(jié)果使會影響電光特性曲線,會產(chǎn)生稱之為“圖像暫留”或“圖像保持”的現(xiàn)象。最終我們看到的是角度關系而影響畫質(zhì)。 顯然,由于電場使得分子的角度轉(zhuǎn)動。特殊情況是,當分子順著電場時,不會發(fā)生轉(zhuǎn)動;而當它垂直于電場時也不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。所以,需要給分子一個預傾角,使得較大的極化矢量,那個長軸,當它加上電壓時具有產(chǎn)生一個強有力的轉(zhuǎn)動。 這些要素是理解液晶特性的重要要素。 12、現(xiàn)在,我描述了為了使液晶分子轉(zhuǎn)動需要什么:施加一個外部電場我們可以使液晶分子轉(zhuǎn)動。但什么可以使液晶恢復? 它是一個彈性系統(tǒng),分子有一個穩(wěn)態(tài)位置,必須增加一個轉(zhuǎn)動力矩使它偏離穩(wěn)態(tài)位置。向列型液晶在穩(wěn)態(tài)位置就像雪茄放在盒子里一樣,有三個彈性常量確保它固定在這個位置,液晶分子在電場作用下發(fā)生形變后,這三個彈性常量使液晶分子恢復到穩(wěn)態(tài)位置。 13、這三個彈力是:彎曲、扭曲、張力。由這張圖可以看到這三個彈力。 你可以想象一下,將一條液晶分子彎曲,它會像一條橡皮一樣彈回到原來的位置。 你同樣可以想象將它扭曲,也會彈回原來的位置。對于張力不容易想象,但如果你可以試著拉一條橡皮使它分離,這就是張力。這三個彈性常量是使被外部電場轉(zhuǎn)動的液晶分子恢復穩(wěn)態(tài)的恢復彈力。 由此我們可以很合理的理解一個液晶分子如何在外部電場作用下轉(zhuǎn)動,之后又在沒有外部電場的情況下恢復到它的初始位置的。 14、但是我們?nèi)绾问顾@示?現(xiàn)在我們就必須先將分子電特性模型放在一邊,來研究一下光學領域,即電光傳輸特性。 15、我們先回顧一下折射。當光線穿過一種材料,由于折射率的關系,它的傳播速率會變化。有傳播速率慢的材料也有傳播速率快的材料,這個原理在光學上用來改變光線傳播方向。 有一個界面,在界面一邊是低折射率的材料,如空氣;另一邊是高折射率的材料,如玻璃?梢宰尮饩從界面上穿過,一部分光線的速率不變,另外一部分光線的速率下降,并引起光線傳播方向的改變。但這并不是我們用在液晶上的,我們使用的是偏光面。首先我們先了解一下光通過一種材料時的它的波長變化。 |
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