液晶山東大學(xué)鄧振全

神奇的高分子材料——LC液晶姓名學(xué)院人們熟悉的物質(zhì)狀態(tài)（又稱(chēng)相）為氣、液、固，較為生疏的是電漿和液晶。

1888年，奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer，1857－1927）在加熱膽甾醇苯甲酸酯試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱使溫度升到一定程度（大約145℃時(shí)）后固體結(jié)晶開(kāi)始溶解，成為呈混濁態(tài)的粘稠液體；如果繼續(xù)加熱到179℃時(shí)，它似乎再次熔化，變成清澈透明的液體。后來(lái)，德國(guó)物理學(xué)家萊曼（O.Lehmann，1855－1922）又通過(guò)偏光顯微鏡發(fā)現(xiàn)這種材料具有雙折射現(xiàn)象，他闡釋了這一現(xiàn)象，并提出“液晶”（即液態(tài)晶體，LiquidCrystal，LC）這一學(xué)術(shù)用語(yǔ)。之后，人們便公認(rèn)這萊尼茨爾和萊曼是液晶的發(fā)現(xiàn)者與創(chuàng)始人。

萊尼茨爾好比是既不象馬，又不象驢的騾子,所以有人稱(chēng)它為有機(jī)界的騾子.“有機(jī)界的騾子”——液晶液晶的特性與效應(yīng)液晶是介于液體與晶體之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。它既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的取向特性。目前液晶材料都是長(zhǎng)型分子或盤(pán)型分子的有機(jī)化合物，是一種非線(xiàn)性的光學(xué)材料。當(dāng)液晶分子有序排列時(shí)表現(xiàn)出光學(xué)各向異性，光通過(guò)液晶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生偏振面旋轉(zhuǎn)，雙折射等效應(yīng)。液晶分子是含有極性基團(tuán)的極性分子，在電場(chǎng)作用下，偶極子會(huì)按電場(chǎng)方向取向，導(dǎo)致分子原有的排列方式發(fā)生變化，從而液晶的光學(xué)性質(zhì)也隨之發(fā)生改變，這種因外電場(chǎng)引起的液晶光學(xué)性質(zhì)的改變稱(chēng)為液晶的電光效應(yīng)。

當(dāng)讓光線(xiàn)穿過(guò)兩塊不同的偏振片時(shí)，通常第二塊偏振片上不會(huì)有光亮出現(xiàn)，即呈暗色，因?yàn)榇┻^(guò)第一塊偏振片的偏振光將被第二塊偏振片完全吸收。如果在兩正交偏振片之間放入一般液體，什么變化也沒(méi)有，因?yàn)橐话阋后w不影響光的偏振，所以穿過(guò)第一塊偏振片的偏振光仍被第二塊偏振片吸收。液晶的雙折射性但由于液晶長(zhǎng)形分子的緣故，光沿與長(zhǎng)形分子平行方向和沿長(zhǎng)形分子垂直方向通過(guò)時(shí)的速度并不同。即如果在上述情況下放入液晶，就會(huì)有亮光出現(xiàn)，也就是說(shuō)，放入液晶后，偏振光的偏振方向發(fā)生了某種旋轉(zhuǎn)，因而能夠從第二塊偏振片上射出。因此說(shuō)液晶有雙折射性（refringent）。換句話(huà)說(shuō)，就是要用兩個(gè)折射率來(lái)描述這種異常行為。也正是有了液晶的這一特性，使得在光學(xué)顯微鏡的正反偏振片下精確地研究液晶成為可能。這一特性，也是大多數(shù)液晶應(yīng)用的基礎(chǔ)。把液晶物質(zhì)置于兩塊偏振片之間，其雙折射性就可以清楚地展現(xiàn)出來(lái)。.從技術(shù)上簡(jiǎn)單地說(shuō)，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無(wú)鈉玻璃素材，稱(chēng)為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)通電時(shí)該回路導(dǎo)通，液晶分子排列變得有秩序，使光線(xiàn)容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線(xiàn)通過(guò)。這樣就得以讓液晶實(shí)現(xiàn)如閘門(mén)般地阻隔或讓光線(xiàn)穿透的效果。再經(jīng)過(guò)顏色疊加和拼湊，就可以使液晶顯示器展現(xiàn)出絢麗的顏色。液晶顯示材料具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電壓低、功耗微小、可靠性高、顯示信息量大、彩色顯示、無(wú)閃爍、對(duì)人體無(wú)危害、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、成本低廉、可以制成各種規(guī)格和類(lèi)型的液晶顯示器，便于攜帶等。由于這些優(yōu)點(diǎn)。用液晶材料制成的計(jì)算機(jī)終端和電視可以大幅度減小體積等。知道了液晶的這些效應(yīng)，又該將其如何應(yīng)用于實(shí)際你呢？當(dāng)今科技時(shí)代，液晶顯示技術(shù)已對(duì)顯示顯像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，大大促進(jìn)了微電子技術(shù)和光電信息技術(shù)發(fā)展，液晶顯示裝置也已成為傳遞信息的壓倒一切的工具。每個(gè)人在其生活中都會(huì)與相關(guān)的液晶裝置打交道，你的手表、袖珍計(jì)算器、音響設(shè)備、你汽車(chē)上的車(chē)速表或鐘表，很可能你家中的電器都帶有液晶顯示。