Применение жидких кристаллов

Содержание

Введение        3

1. История открытия жидких кристаллов        5

2.Группы жидких кристаллов        8

2.1. Лиотропные жидкие кристаллы        8

2.2 Термотропные жидкие кристаллы        9

2.2.1 Смектические жидкие кристаллы (смектики S).        9

2.2.2 Нематические жидкие кристаллы (нематики N)        10

2.2.3 Холестерические жидкие кристаллы (холестерики Сhоl)        11

3. Свойства жидких кристаллов        13

4. Применение жидких кристаллов        14

4.1 Применение жидких кристаллов в медицине        14

4.2 Применение жидких кристаллов на производстве        14

4.3 Применение жидких кристаллов в интегральных схемах        14

4.4 Мониторы на жидких кристаллах        15

4.4.1 Мониторы с активной матрицей        19

4.4.2.Сегнетоэлектрические дисплеи        21

5.  О будущих применениях жидких кристаллов…………………………...22

Заключение        22

Литература         24

Приложение 1        26

Приложение 2        27

Введение

Жидкие кристаллы прочно заняли свое место в современной жизни:  в дисплеях компьютеров, телевизионных экранах, телефонах и калькуляторах, настольных часах, фотокамерах и различных приборных панелях. Также они присутствуют  в проекторах, пространственных модуляторах света, датчиках температуры и даже в микролазерах. Во всех этих технических новинках, появившихся при жизни всего лишь одного поколения, жидкие кристаллы играют ключевую роль. Происходит это потому, что жидкие кристаллы почти не потребляют энергии при их переключении из одного состояния в другое под действием внешних факторов, таких как температура, электрическое поле, свет определенного диапазона или механическое напряжение.

Жидкие кристаллы представляют собой системы, в которых уникальным образом сочетаются свойства жидкостей (текучесть) и кристаллов (анизотропия). Эти жидкости сохраняют ориентацию молекул и являются анизотропными по своим оптическим свойствам. В то же время они чрезвычайно чувствительны к внешним воздействиям. В частности, очень слабые электрические и магнитные поля способны изменить ориентацию системы и её оптические свойства. То же можно сказать и о реакции жидких кристаллов на малые изменения температурного поля. Электрооптические эффекты используются в ставших широко известными системах отображения информации. Термооптические эффекты широко используются в медицине и при производстве микросхем для определения локальных областей с повышенной температурой.

На пути к практическому применению этих эффектов встает большое количество физических задач, которые требуют своего решения. К ним относятся построения моделей жидких кристаллов, исследование поведения жидких кристаллов во внешних полях, вблизи порогов неустойчивости, задачи распространения линейных и нелинейных волн, многочисленные задачи гидродинамики анизотропных жидкостей, описание фазовых переходов между жидкими кристаллами с различной симметрией.

I. История открытия жидких кристаллов

История жидких кристаллов берет начало от проф. Фридрих Рейницера (Пражский Университет), обнаружившего в 1888 г. странную фазу, промежуточную между жидким расплавом и кристаллической фазой при нагревании и охлаждении холестерил-бензоата При температуре плавления Тпл 145 °С, кристаллическое вещество превращалось в мутную, сильно рассеивающую свет жидкость, которая при 179 °С становилась прозрачной. В отличие от точки плавления температуру, при которой происходило просветление образца, Рейницер назвал точкой просветления Тпр [24]. Пораженный этим необычным явлением, свидетельствующим как будто о двойном плавлении, Рейницер отправил свои образцы для дальнейшего изучения проф. Отто Лейману, известному специалисту в области поляризационной микроскопии (Университет Карлсруэ). Исследуя их при помощи поляризационного микроскопа, Леман установил, что мутная фаза, наблюдаемая Рейнитером, является анизотропной. Поскольку свойство анизотропии присуще твердому кристаллу, а вещество в мутной фазе было жидким, Леман назвал его жидким кристаллом.