液晶分子的4个组成部分各有各的用处在线视频

那么我们刚才大概讲了讲

液晶显示器的基本的原理

下边就讲一下关于

一个液晶显示器

核心它是液晶在里边

起了一定的作用

到底液晶

它在液晶显示器里边

起什么作用

为什么光线

通过液晶分子以后

就会出来我们所需要的

各种不同的颜色

就讲这个

为了讲清楚这个问题

必须弄清楚液晶分子

它用的是什么液晶分子

液晶分子它是由

哪几个基本部分所组成的

它到底在电场之下

它是怎么起作用的

先弄清楚这个问题

当然液晶1888年

发现了液晶

就发现了液晶有两种状态

有两种特性

一种特性它有液体的特性

所谓有液体的特性它能流动

那么第二个特性

它可以像晶体那样

呈规则的排列

液晶分子可以向晶体那样

呈规则的排列

把这个叫做液晶

液晶我们刚才讲了

发明是1888年

Reinizer发明的

或者是叫做发现的

液晶当然有其它的一些用途了

比方说液晶高分子什么这些

作为有机材料

它是有其它的用途

但是我们现在液晶显示器里边

用的液晶分子

看看它是哪类型的液晶分子

它有什么特点

我们说液晶分子

我们看它的组成部分

它是由四部分所组成的

哪四部分所组成的

一个是由于刚硬的部分

第二部分是柔软的部分

第三部分是起连接作用的部分

第四部分它有个极性基

所以液晶分子

从图上

它由四部分所组成的

一部分是刚硬的部分

一部分是柔软的部分

柔软的部分跟刚硬的部分

由连接部分所组成的

连接部分它富于弹性

除了刚硬部分 柔软部分

和富于弹性的连接部分之外

液晶分子还有一个

液晶显示器里边

液晶分子还有一个

不可缺少的部分就是极性基

极性基在电场作用之下

决定分子的取向

注意 它都有这个特点

那我们看看刚硬的部分

刚硬的部分它是苯环己烷系

苯环己烷系 这是联苯系

注意 苯环己烷系

这个部分它是刚硬的

它为什么是刚硬的

因为它有苯环 它有己烷

苯环 己烷

那么像人一样

人有个胸脯 一人一个胸脯

这个胸脯 注意

从有机分子上来讲

我们可以这样看

它是这个方向是σ键

那么在两侧它有π键

由于它两侧有π键

π键跟π键之间

它会有交互作用

交互作用的结果是什么

就是两个液晶分子

愿意苯环平行于苯环

在这个方向排列

也就是说液晶分子

愿意一个贴着一个排列

为什么贴着一个排列

愿意两个苯环平行排列

为什么要平行排列

因为它有π键相互作用

愿意平行排列

那么这是刚硬的部分

它要平衡排列 注意

柔软的部分它一般是个烷基

甲乙丙丁戊己 己烷

也有戊烷 也有己烷

反正都是单键

单键作为液晶分子来讲

它是个柔软部分

柔软部分相当于尾巴

相当于一个尾巴

它这是单键 它活动能力很强

它这相当于尾巴

刚硬的部分相当于我们胸脯

柔软的部分相当于尾巴

在尾巴跟胸脯之间

有一个连接部分它赋予弹性

这个赋予弹性

起连接作用的是什么

这个是烷叉基

叫烷叉基

好 与此同时

它有一个极性基

极性基怎么来的

极性基的来源在于

它两个分子之间

电负性是不一样的

那么电负性不一样

什么叫电负性

一个分子 一个原子得到电子

形成负离子的能力叫做电负性

那么显然有的电负性很强

它把电子从那个原子周围拉过来

变成自己的

它变成自己它就带负电荷

那个就带正电荷

那么由于两个原子的

电负性不一样

那么它就会形成极性基

极性基就是说一个带正电荷

一个带负电荷了

但是碳氢之间它情况特殊一点

为什么特殊一点

因为碳周围几个氢

碳氢本来它是个极性基

但是如果碳周围

几个氢对称排列

它的极性基就没有了

比方说在液晶分子里边

碳跟氮 碳跟氟

这会都形成极性基

它形成极性基以后

局部它就带电

它这一要带电

在电场的作用之下它就要受力

一受力

因为液晶是个小分子

那么它就会发生旋转

那么这里边我要问同学们一下

什么叫做小分子

什么叫大分子

什么叫小分子 什么叫大分子

小分子一般定义

相对分子质量

相对分子质量大于一万的

就叫高分子 大分子

小于五千的叫什么

叫小分子 或者低分子

小分子 低分子

那五千到一万之间

那就看情况了

就看情况了 看学科了

有的说它把它归为大分子

有的把它归为小分子

这都可以的 这都无所谓

这是关于液晶分子的

四个组成部分

我再重复一遍

刚硬的部分 柔软的部分

连接部分 极性基

根据液晶分子的结构不一样

液晶材料分成三大类

当然所有的液晶分子

都是棒状的

所有的液晶分子都是棒状的

一轴比较长

另外两轴比较短

都是棒状的

那么根据它的分子结构不同

这些棒状分子

取三种不同的排列方式

一种叫做向列型的

一种叫做层列型的

一种叫做胆甾相型的

向列型的是怎么个意思

向列型的就是

第一个是向列型的

向列型的就像那些

海里边那个鱼群一样

这些鱼一个跟着一个

那么它的取向是相同的

但是这些分子之间

没有固定的关系

把这种液晶叫做向列型的液晶

那向列型的液晶

它的特点是什么

就是说它愿意定向排列

就是说一个苯环一个苯环

这么贴着

但是它这之间的作用力

不是很大

它只这样定向排列

这是向列型的

第二类是层列型的

层列型的液晶是怎么意思

就是说它们

就是苯环周围作用力很强

它除了保持定向排列以外

它还一层一层的 注意

这一层的液晶分子平行排列

它排成一层

下边又排成一层

那么这种叫做层列形的

显然层列形的液晶

比向列形的液晶

有序度要高得多

那么第三类是什么

第三类是胆甾相型的

胆甾相型的液晶

它的特点是什么

就是说它是

它是每一层当中是有序的

甚至它排成层列的

除了它每一层有序以外

它从宏观上看

它还要什么

它这些液晶分子

是不断的转一个角度

这个转一个角度

这个转到这个

转的结果是什么

转的结果是按照螺旋形式

如果有一条有一个轴

按一个轴来看

相对于某一个轴

垂直于晶体排列平面的

有一个轴

相对于轴来讲

这些液晶分子的取向

按照螺旋形式的排列

往前排列

那么当然有左旋有右旋

把这种叫做胆甾相型的液晶

液晶分子的排列方向取向

按照螺旋形式的排列

它这是主层以螺旋方式堆叠

不仅是圆板形

棒状分子也可以按

螺旋逐层堆叠

那么可能同学们要问

为什么会出现了

这种螺旋式的排列 为什么

我们知道自然界有很多东西

左手形的 右手形的

那么这是为什么

就关键在液晶分子里边

出现了一个叫做非对称碳

非对称碳它是怎么意思

我们看着眼于碳原子

碳原子它出来四根键

这根键连的这部分

跟这部分不相同

碳这边连着是一个氢

这边连着是什么 CH3 甲基

这边是个甲基 这边是个氢

这边是个长链 这边是个短链

那么它是四方都不一样了

为它形成左旋和右旋

创造了条件

聚丙烯 甲乙丙 聚丙烯

那么它就实际上有这种

螺旋的结构

注意 我再说一遍

看它这个碳是叫做不对称碳

为什么叫不对称碳

就是碳原子这四根键出来

这边比较短 这边很长

这边是个甲基 这边是个氢

它出来四根键都不一样

这都不一样

当然相对于这个轴来讲

那么甲基跟氢

它的排列方式

就有不同的方式

两边是对称

甲基都完全在一边

或者是交叉的

或者是排成螺旋的

这都是有机分子的排列的情况

总而言之那么这个就是胆甾相

注意胆甾相

它的有序度

比那个层状更要强

那么液晶分子它是构成液晶

这种液晶分子

按照什么样的规律进行排列

它是完全由分子的结构所决定的

当然跟温度也是有关系的

跟它有关系

但是我们液晶显示器里边

所用的液晶到目前为止

全部都是向列液晶

向列液晶黏度比较小

响应速度比较快等等

全部都是向列液晶的

那么下边我们就看看

液晶显示器

它到底是怎么工作的

液晶显示器怎么工作的

实际上就是利用了液晶分子

在液晶显示器里边

它不同的排列状态

不同的取向

那么取向

是由什么所决定

是由加电压的时候

或者不加电压的时候

它的取向不同

介电各向异性

与液晶分子的取向 注意

那么比方说有机分子

在不加电压的时候

它是这种状态

它看极性基

关键是看极性基

极性基它是处在这种状态

如果一加上电压

在电压作用下

分子按照箭头所指的方向旋转

它这一加电压

那么这边是负的电位

这边是正的电位

那么正的电位

液晶分子的负极

它就会朝这边转

那么正极朝着这边转

分别受极性相反的电机吸引

好 那么加电压的时候

它是这种状态

不加电压的时候这种状态

两种状态就有了

由于产生了这两种状态

那么为我们后边的显示

就创造了很好的条件

在电压作用下

分子按箭头所指的方向旋转

这种是介电各向异性为正的情况

什么叫做

介电各向异性为正的情况

它是由这种状态

变到这种状态

回头我们再讲

什么叫正 什么叫负

我们再看看

介电各向异性为负的情况

那么它的原始状态

假设它在这么个状态

液晶分子

在这么个状态

在这样一个状态

极性基在这 在侧面

这个极性基在顶部

这个在侧面

注意它不加电压的时候

这个状态肯定是我们要先控制它

那么在一加上电压以后

同样这边是正电位

这边是负电位

那么极性基

受到引力的作用

那么正的这部分受它的吸引

负的这部分受它的吸引

所以一加电场

液晶分子的排列方式

就从这种状态变到这种状态

你们看也是两个状态

一加电压的时候

跟不加电压的时候

它状态发生了变化

这就有戏

这就为液晶显示器

提供了非常好的条件

如果它发木 它不动

加上电压它不动

那就做不了液晶显示器

那我们现在看

什么叫介电常数为负

什么叫介电各向异性为正

可以这么理解

就是说它极性基

跟它是平行的

这个极性基跟它是垂直的

跟它长轴方向是垂直的

可以暂时这么理解