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第二章 液晶结构和性质的联系ppt

发布时间:2022-08-12 21:15:58 来源:华体会直播

  液晶发展史 1880’s:发现热致液晶 1920~1960: 液晶性质研讨 3. 1960~ 1980 : 运用研讨-DS、GH、ECB显现器材 TN显现形式的创建 –手表、计算器等 安稳的液晶资料的制备 1980’s: STN, FLC, AM(TFT)-LCD 1990’s: 安稳高成品率的生产线的树立- 手机、PC、 桌面电脑等 7. 2000’s: TV; 彩屏手机; 投影TV; 其它各种新的运用 液晶的概念 液晶—液体的活动性和晶体的各向异性。 常用的液晶-热致液晶;棒状分子 液晶的分类 液晶分子几许形状分类 棒状分子:现在实用化的液晶资料,有近10万种,本章评论的要点 碟状分子:现在有很多文章宣布,首要运用于显现和存储技能等 条状分子:短而粗的分子 液晶的分类 液晶分子的巨细分类 小分子液晶:分子量较小,首要运用于液晶显现,为本文的要点。 高分子液晶:分子量较大,相似一般的高分子,首要用于高强度资料。 液晶的分类 液晶态构成的办法分类 热致液晶:这种液晶在必定的温度规模内存在,在化合物熔点以上的温度下安稳存在的热致液晶称为互变液晶,在某些情况下,液晶态只在低于熔点的温度下安稳存在,并且只能跟着温度的下降才干得到液晶态,这种类型的热致液晶称为单变液晶。 溶致液晶:这种液晶是由极性(双亲)化合物和某些溶剂(例如水)的效果而构成的,它们存在于某必定的区域内(regions),并随浓度和温度的改变而改变。 两性液晶:在必定条件下,可构成溶致和热致液晶,如某些长链脂肪酸的碱金属盐类。 液晶的相态 向列相(nematic phase) 典型的棒状分子构成的向列相,在分子指向矢(director)方向上,分子简直彼此平行,这些分子相对于不同的轴又具有必定的自在运动。 向列相结构的特色:向列相是由棒状(条状、碟状)分子组成的,分子质心没有长程有序性,具有相似于一般流体的活动性,分子不摆放成层,能上、下、左、右、前、后滑动,只在分子长轴方向(指向矢)上坚持彼此平行或近于平行,分子间短程彼此效果弱小。 液晶的相态 近晶相 (smectic phase) 近晶相结构比向列相结构杂乱得多,一般可以分为SC、SA、SB、SI、SF、SL、SJ、、SG、SE、SK、SH等相态。 近晶相结构的特征:近晶相是由棒状(条状、碟状)分子组成的,分子可以摆放成层,层内分子长轴彼此平行,其方向可以笔直于层平面,也可以与层平面成歪斜摆放。由于分子摆放规整,其规整性挨近晶体,具有二维有序,分子质心方位在层内无序,可以自在平移,然后具有活动性,但粘度较大,分子在层内可以前、后、左、右滑动,但不能在上、下之间移动,因此具有高度的有序性。 液晶的相态 胆甾相(手性液晶) 在手性液晶化合物分子中有一个或一个以上的不对称碳原子,由于不对称碳原子(C?)的存在,使该类液晶的结构和性质与向列相和近晶相有着很大的不同。在手性液晶化合物中存在一些重要相态,并且恰当杂乱,例如,兰相、胆甾持平,在此不具体介绍。 由于分子手征性的存在,向列相改变到胆甾相(N?),胆甾相分子摆放成层,层内分子彼此平行,分子长轴平行于层平面,不同层内的分子长轴方向稍有改变,沿层的法线方向摆放成螺旋状结构。 液晶的化学结构与性质的联系 分子结构各向异性的化合物才或许发生液晶相态,现在显现用液晶资料首要是棒状分子 任何有机化合物的性质取决于其分子的结构 液晶分子结构的各向异性决议液晶性质各向异性 化合物分子构成液晶具备条件 分子形状各向异性,分子的长径比(L/D)

  4 分子长轴不易曲折,有刚性,且为线性结构 分子结尾含有极性或可以极化基团,经过分子间电性力、色散力等使分子坚持取向有序 分子结构影响液晶性质 相态 近晶相(S)或向列相(N),也有或许具有多种相态。 物理性质 熔点(m.p.)、相变温度(S-N, N-I, S-I等) 介电各向异性(Δε) 折射率各向异性(Δn) 粘度(η)等 相变温度 相变温度是指化合物各种相态之间的改变温度。 熔点(m.p):化合物从固态到液晶相态的改变温度 清亮点(c.p):化合物从液晶相态到各相同性的改变温度 表明办法: TN-I、 TS-N、 C28S35N78I 一般分子刚性强,分子之间结合严密,则液晶的热安稳性大,即清亮点高,液晶相(介晶相)的温度规模宽 介电各向异性 介电常数各向异性(Δε=ε∥-ε⊥) ε∥、ε⊥别离表明液晶分子长轴和纵轴的介电常数,从分子的极性的视点,表明液晶分子长轴和纵轴的极性巨细。 可以选用偶极分化的办法解说液晶分子的各个基团在分子长轴和纵轴的极性加和功能,然后判别其对分子Δε的影响 折光率各向异性 折光率各向异性(Δn=ne-no) ne和no别离表明液晶分子对非寻常光和寻常光的折射率。一般与液晶分子的极化度有关,极化度越大,共轭系统大,电子云密度大,离域电子多,液晶资料的Δn较大。 苯环系统的液晶与环己烷系统的液晶比较,前者具有较大的折光率各向异性。 液晶资料的no改变不大,一般在1.5左右,而分子结构对液晶资料的ne影响较大。 弹性常数 当系统的平衡构型遭到打乱时,液晶的弹性常数是使系统康复到平衡构型的康复力矩(rescoring torque)。在显现中,正是电场或磁场感应了内部的扰动,它是在确认液晶的静态畸变形式的弹性力和电场力或磁场力之间处于平衡情况 恣意的变型情况都可以设想成是三个根本动作的归纳效果,展曲(splay)、歪曲(twist)以及曲折(bend),别离表明为K11、K22、K33。 粘度 粘度是流体内部阻止其相对活动的一种特性。假设在活动的流体中,平行于活动方向将流体分红不同活动速度的各层,则在任何相邻两层的触摸面上就有与面平行而与活动方向相反的阻力,称为粘滞力或内摩擦力。 粘度可分为动力学粘度(Dynamic Viscosity,用?来表明)和运动粘度(Kinematic Viscosity,用?来表明)。二者之间的联系为:? ? ?/?(?为流体的密度)。 液晶分子的指向矢在电场或磁场中从头取向时,旋转粘滞系数(r)是一个非常重要的参数。在LCD中,呼应时刻(switching time )?是与r.d2成正比(d是液晶盒的厚度)。向列相液晶旋转粘度的巨细在0.02Pa.S ? 0.5 Pa.S之间。 与分子极化度、环的数目和分子宽度有关,粘度越小,显现器材的呼应速度越快。 结尾基团的效果 正烷基链(n-Alkyl Chains) 支链烷基 ( Branched Alkyl Chains) 手性支链烷基链(Chiral Branched Alkyl Chains) 烯链(alkenyl) 烷氧基链 (Alkoxy) 其他结尾基团 正烷基链(n-Alkyl Chains) 穿插效应(奇偶效应) 正烷基链(n-Alkyl Chains) 穿插效应存在的原因: 在奇数碳原子链中,结尾的CH3基团拉长了分子长轴,有用添加了分子的长宽比;而偶数碳原子链中,结尾的CH3基团倾向于使分子轴坚持必定的间隔,有利于添加分子的宽度,减小分子的长宽比,所以具有奇数碳原子数的烷基链液晶化合物具有较高的熔点和清亮点 正烷基链(n-Alkyl Chains) 烷基链的长度也影响到向列相的弹性常数 K33/K11的比率对TN-LCD的阈值锐度有很大的影响,抱负的K33/K11一般小于1,因此化合物应具有长的烷基链。 在STN-LCD中,要求K33/K11具有较大的值,烷基链要短一些。这也是STN-LCD混合液晶配方中较少运用长链烷基液晶化合物的原因之一。 正烷基链(n-Alkyl Chains) 烷基链较长的分子中,首要构成近晶相 化合物的两个结尾基团均为烷基链,则减小了分子之间的结尾引力,恰当添加了分子之间的侧向引力,有利于液晶分子分层严密堆积,更倾向于构成二维有序的近晶相态。 烷基链较长时,液晶资料的粘度较大 TFT-LCD混合液晶资猜中,较少运用5个碳以上的链长的液晶资料 支链烷基 支链烷基液晶的热安稳性 当烷基链引进支链时,有利于添加分子的宽度,下降了化合物的侧向引力,晦气于分子之间的严密摆放。 支链烷基 支链烷基链对液晶热安稳性的影响 支链离环骨架较近时,将大大地下降了相改变温度 粘度添加,所以在混合液晶中一般避免选用支链烷基液晶资料,不然下降混合液晶的作业温度规模,影响显现速度。 手性支链烷基链 当支链中心是手性时,化合物具有光活性,除了胆甾醇的衍生物外,液晶分子中的不对称基团可以经过手性醇或酸引进,如经过2-辛醇 、2-异丁醇或?-氯烷基羧酸(?-chloro alkyl carboxylic acid)引进。具有这种基团的液晶分子呈现胆甾相而不是一般的向列相。 在液晶显现中得到了广泛的运用,如在主体液晶中含有0.5wt%的CB15时,可以引进长螺距,可以避免反歪曲(reverse twist)的发生。 在STN显现中,运用这些资料来发生特定的歪曲视点。当运用浓度较小时,对液晶混合物的粘度并没有太大的影响,可是,它们可以影响阈值电压和陡度。当浓度为2?5wt%时,可以发生较大歪曲的手性向列相(N?),其螺距的典型值为几个微米(?m)。 烯链(alkenyl) 烯链(alkenyl) 烷氧基链 RO与芳环衔接时,由于氧原子的P轨迹和苯环的大π键堆叠,添加分子的共轭效应,构成更大的π键,然后添加刚性; 热安稳性增强,表现为液晶资料的熔点和清亮点升高; 一起由于π键离域电子更多,分子间的摩擦力增大,液晶资料的粘度增大。 部分极化结尾引力增强,可以紧缩液晶资料的S相,易构成N相。 规划液晶分子结构时,各个基团的衔接次序非常重要,只要满意衔接基团的极化一致性,方能得到高清亮点、恰当的相态和低粘度的液晶资料 其他结尾基团 评论氰基(CN)、NCS、F、Cl、Br、CF3、OCF3、OCHF2等基团对液晶资料功能的影响,首要考察它们下列三点功能: 结尾基团是否具有较大的吸电子才能:若结尾基团具有较大的吸电子才能将添加液晶资料的极性,添加液晶资料的介电各向异性(Δε); 结尾基团是否与苯环构成共轭效应:若结尾基团与苯环构成共轭效应,将构成更大的共轭系统,发生更多的离域电子,将添加液晶资料的刚性,熔点和清亮点添加,折射率各向异性(Δn)增大,一起粘度增大; 结尾基团是否添加分子长度:若结尾基团有用添加分子的长度,将进步液晶资料的熔点和清亮点。 结尾基团对液晶相变温度的影响 结尾基团对液晶向列相安稳性的影响的有用次序为: PH

  CN

  OMe

  Me

  H 结尾基团对液晶极性和粘度的影响 液晶分子的缔合 极性基团(如氰基)的情况下,瞬时二聚体或偶合体的长度是分子长度的1.4倍,并且偶合体是反平行摆放办法,反平行的程度是由分子结构决议的,并不能精确地猜测 侧向基团的效果 替代基的性质、极性和巨细影响液晶的性质,并且替代基团的方位也显着地影响液晶的性质。 任何一种侧向替代基将使分子变宽,影响分子的严密摆放,并下降了侧向吸引力,从下降了向列相和近晶相的热安稳性 2) 侧向基团的偶极可选用分化法判别分子极性的增减 3) 一般侧向基团的存在增大分子之间的摩擦力,然后添加液晶资料的粘度 替代基的性质包含:是否构成共轭效应、极性(吸电子或推电子基团)和 基团巨细(替代基体积的巨细) 侧向基团:CN F 液晶资料的侧向替代基首要是氰基和F原子,但最具实用价值是F原子 CN:强吸电子基团;易与苯环构成共轭效应,具有强的吸电子共轭效应;双原子基团,激烈添加分子宽度。 F:电负性大;原子小,分子宽度添加少;吸电子诱导效应;电子共轭效应,但不激烈。 侧向CN 相对于F原子对液晶功能,如热安稳性、分子极性和粘度的影响要激烈得多。 简略液晶分子结构的侧向替代基 跟着侧向替代基的体积的增大,液晶分子的宽度添加,分子的侧向引力减小,替代基显着打乱了严密堆积结构和层状结构液晶资料的清亮点逐步下降,近晶相显着被紧缩或消失。 在液晶资料的运用中,一般运用向列相(N)液晶资料,不期望选用的液晶资料具有较高的近晶相(S),由于近晶相溶解性和粘度等较差,对混合液晶的功能有晦气的影响。为了紧缩或消除近晶相,可选用在液晶分子中引进侧向基团的办法。 共轭系统中的侧向替代基 酯类系统侧向替代基-CN 添加了分子的宽度,大大下降了相变温度,一起粘度急剧增大 液晶的Δε的影响较大 液晶的粘度大,且电、光、化学等安稳性差,简直没有实用性 酯类系统侧向替代基-F 氟作为侧向替代基:粘度小、安稳性好 含有一个氟时,N-I相变温度下降比二个氟相变温度的下降要小得多 粘度与母体的粘度相差不大 ??

  -、COO

  CH2 CH2 中心桥键对粘度的影响 中心桥键对粘度的影响次序: OOC

  COO

  CH2O

  、-

  CH2 CH2 酯类液晶资料的粘度相对较大 COO的衔接方向不同,对液晶资料的粘度影响非常大。 COO的衔接方向对液晶资料的粘度影响 液晶分子中的电荷分布情况 : 电荷分布的会集与涣散 环系统 环系统组成液晶分子的骨架,坚持着液晶分子的刚性结构和结构各向异性; 任何环系统都应具有线-替代六元环。 液晶资料首要由1,4-替代的六元环组成: 苯环、嘧啶环、吡啶环、环己烷环、二氧六环等 环系统 的特色及对液晶功能的影响 不饱满环:苯环、嘧啶环、吡啶环 具有大π键,其共轭系统中有离域电子,液晶资料折射率各向异性和粘度较大; 饱满环:环己烷环、二氧六环 无共轭系统和离域电子,液晶资料折射率各向异性和粘度较小。 极性结尾基团(CN、F、OCF3等) 直接相连环系统,分子的刚性好,化合物的清亮点根本恰当。 不饱满环与苯氰组成大的共轭系统,具有较多的离域电子,粘度、Δn和Δε均较大。 饱满环与苯氰衔接,无共轭系统,粘度、Δn和Δε相对较小。 饱满环,如环己烷环、二氧六环替代苯环,K33/K11增大。 二氧六环和嘧啶环组成的液晶粘度较高 极性结尾基团和饱满环相连 易极化的不饱满环和不易极化的饱满环的替换呈现,即恰当于分子的极化中心的替换呈现,液晶资料的相变温度下降。 非极性结尾基团 简略构成S相 多环己烷系统,没有极化中心,液晶资料的折射率各向异性和粘度很小 若将其用于调制混合液晶时,可以下降混合液晶的折射率各向异性和粘度,它们在TFT-LCD用混合液晶中得到广泛的运用。 不同结尾基团双环己烷液晶的相变温度 不同结尾基团环己烷联苯液晶的相变温度 环数目对液晶性质的影响 环数目添加,增大分子的长宽比,液晶资料的熔点和清亮点进步 液晶分子的活动性变差,粘度增大 在混合液晶调制中,经过参加三环或四环系统的液晶,进步液晶的清亮点和作业温度规模,但参加太多,将进步混合液晶的熔点和粘度,对混合液晶的低温安稳性和呼应速度构成晦气的影响。 液晶的摆放 平行摆放与笔直摆放 有源矩阵显现(AMD) Active Matrix Display 歪曲向列相型(TN TFT-LCD) 共面转化技能型(IPS TFT-LCD) 笔直摆放型(MVA TFT-LCD) 歪曲向列相型(TN TFT-LCD):台式PC监视器、便携PC、掌上PC、移动通讯、车载设备、摄象机和数码相机监视器、PDA等,为TFT-LCD的首要产品。 共面转化技能型(IPS TFT-LCD):视角好,到达170° ,特别是生产工艺简略,,驱动电压低。可运用于各种设备,特别是投影机、电视机等各种终端显现器。 笔直摆放型(MVA TFT-LCD):视角好,到达170° ,特别是生产工艺简略,成品率高,液晶资料价格很高(10~12USD/g)。运用于各种设备,特别是电视机等各种终端显现器。 MVA(Multidomain Vertically Aligned) 混合液晶的功能参数与显现的联系 任何单体液晶只具有一方面或几方面的优秀功能,不能直接用于显现。 使用10~20种单体液晶调制混合液晶,以使归纳功能最佳,满意显现用液晶资料 的各项功能的要求 混合液晶的功能参数与显现的联系 LCD LC 快速呼应 极低的粘度 宽的作业温度规模 向列相温度规模宽 低作业电压 高极性 满意盒厚d的要求 Δn恰当 多路驱动 进步电光曲线陡度,ε/ε⊥大 高安稳性 高光、热、化学和紫外安稳性 宽的作业温度 熔点低,清亮点高 用处 温度规模(℃) 一般TN -30~60 宽温TN -40~90或100以上 一般STN -30~80以上 STN -40~95以上 TFT -40~70以上 ? 呼应速度快 粘度v尽量小 τ∝γ·d2 γ 旋转粘度 d 液晶盒盒厚 Δn与盒厚d·Δn匹配 Δn恰当,满意盒厚d·Δn的要求 TN: d·Δn ~1.05 STN: d·Δn ~0.85 TFT: d·Δn ~0.55 Δε适应于器材作业电压 Δε大,有利于下降液晶的阈值电压,但液晶的粘度较大和安稳性较差 K对阈值电压较小,但可优化 液晶极性大、Δε大、作业电压和功耗低 高安稳性 TN、 STN :含氰基液晶资料 TFT:含氟液晶资料 特色: 高安稳性、低粘度、低Δn、恰当的Δε和恰当的K值 TN和STN液晶资料 发展方向: 高极性,下降作业电压 进步电光曲线的陡度,增大驱动路数 下降粘度,进步呼应速度 高极性液晶资料 低粘度、低Δn液晶资料 大K33/K11 值液晶资料 进步电光曲线的陡度,增大驱动路数 改进低温安稳性 较小的旋转粘度,进步呼应时刻 TFT用液晶资料 含氟液晶资料 TN-TFT、IPS-TFT液晶资料 MVA液晶资料 一般TFT-LCD液晶资料 A: 一般TFT-LCD液晶资料 B: 一般TFT-LCD液晶资料 C: 一般TFT-LCD液晶资料 D: 高极性多氟单体液晶资料 E: 高极性多氟单体液晶资料 F: 高极性多氟单体液晶资料 高极性多氟单体液晶资料 H: 高极性多氟单体液晶资料 I: 高极性多氟单体液晶资料 J: 高极性多氟单体液晶资料 K: 负性多氟单体液晶资料(MVA) L: 负性多氟单体液晶资料 M: TN(Twisted Nematic)-TFT LCD 共面转化型(In-Plane Switching) V=0 Demo: IPS E 运用负性液晶资料 显现对液晶的功能要求 1. 安稳性: 光、热和化学安稳性高 2. 折射率各向异性: 3. 低粘度:快速呼应 4. 介电各向异性恰当: 操作电压: 5?3.3?2.5V 5. 高电阻率: TN ??

  1010W?cm;STN ??

  1011W?cm TFT ??

  90oc 0.05 0.10 0.15 0.20 r-lcd tft stn tn ch. lcd 液晶分子结构的组成 lc compound:past and present 显现技能 首要液晶资料 cutn cb: 酯类: brtn ? high mux tn ? low mux stn ? high mux stn ? tntft ? ipstft ? mvatft ? ? 相变温度℃ δε δn η 20 c64.4n(55.4) 26.5 0.1772 - 21 c25n27.8i 48.9 0.142 - 22 c45i - - - ? 相变温度℃ δε δn γ 5 s29i - ≤0.05 24 6 s92i - ≤0.05 39 7 s58i - ≤0.05 27 8 s71i - ≤0.05 28 9 c-9s52 n63.1i 0.3 0.054 - 10 c31n(-54)i - 0.04 44 r=链烯基 x、y=h、f 、甲基 ? 相变温度℃ δε δn k33/k11 11 c66.3n73i - - 2.4~2.5 12 c49.5n52.5i - - tft显现对液晶的功能要求 1. 安稳性: 光、热和化学安稳性高 2. 折射率各向异性: 3. 低粘度: ?1

  1013W?cm 6. 高电荷坚持率:

  98.5% 7. 宽的作业温度规模: -40~70oC以上 0.05 0.10 0.15 0.20 TFT 18 0.219 9.9 C50S134S167N190I OCF3 35 0.134 15.3 C106S(84)S131N168I OCF3 COO 16 0.104 7.2 C47S68N73.7I OCF3 CH2 CH2 16 0.140 8.9 C43S128N147.4I OCF3 - η(mm2/s) Δn Δε 相变温度(℃) Z X 103 0.116 158 OOC Pr 44.2 0.112 190 COO Pr 48 0.105 140 CH2O Pr 17 0.101 131 CH2 CH2 Pr 24 ---- 170 - Pr η(mm2/s) Δn N-I(℃) X R 1.4 47 8.0 13.3 0.09 52 56 d 1.2 55 8.0 19.7 0.18 52 71 c 1.6 21.5 5.3 9.7 0.1 55 31 b 1.3 26.3 6.6 11.5 0.18 35 22.5 a K33/K11 η(mm2/s) ε⊥ Δε Δn N-I(℃) C-N(℃) A 200 0.24 23.0 C100.5N231I 130 0.214 13.3 C87N222.1I 94 0.17 13.0 C53.8S60.3N234.4I 78 0.21 9.1 C96N222I C124S204.5N259.5I 90 0.356 13.5 C130N239I η (mm2/s) Δn Δε (℃) B A 129 50 129 46.7 -25 85 N-I(℃) 结构 C182N257.5I C95S197N236I C73S81N239I C133N230I C109.5N175I C112N175.5I C125.5N243I C110N165I C80N160I N-I(℃) K B A C221S228I C12 SE 47 SB 52I C34.6 SB 73I SB81.8I 相变温度(℃) C60S(43)S(52)N85I CN C12S29N37I OCH3 C-8S76I C2H5 相变温度(℃) X 90 17 C96N222I CN 70 - C80N165I OCH3 24 0.4 C29S160N170I C3H7 - - C98S123N178I CH3 η(mm2/s) Δε 相变温度(℃) X 94 0.182 12 C73S81N242.5I 3 90 0.21 17 C96N222I 2 21.5 0.119 12 C24N35.3I 1 η Δn Δε 相变温度(℃) 液晶的相态 ? 固体 ? 介晶相(液晶相)? 各向同性液体 ? 随温度的升高,有序参数的改变 Crystal: S=1; LC: S~0.6-0.8, Isotropic: S=0. n Crystal Nematic LC Isotropic T 液晶显现的运用 4. 20-40” LCD-TV 5. 60” HDTV 6. Digital Movie (42’x27’) 1. Handheld(0.5-4”) 2. Notebook(10-15”) 3. Desktop(15-21”) 移动通讯 4. Wearable computer 5. Wearable TV 6. Car Navigation 1. Palm Pilot 2. Handheld 3. Mobile Internet LC 的摆放 平行摆放(//) rubbed polyimide 笔直摆放 (?) surfactant or silane TN(Twisted Nematic) Liquid Crystal Displays TN LCD: Normally White (e-mode) P^A; PL1 TN LCD: Normally White (o-mode) P^A; P^L1 TN LCD: Normally Black (e-mode) PA; PL1 Addressing Methods Direct Drive Passive Matrix Active Matrix 例: 电光曲线不尖利,仅具有低的驱动路数 多路驱动 TN LCD Super-Twisted Nematic (STN) LCD 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1 2 3 4 5 D STN LCD T(%) V V TH 电光曲线o STN Von/Voff=2.15/2.0=1.075 N~200 Scan Line Source Drain Liquid Crystal 有源矩阵 每一个象素为独立寻址 +39.5 S-1011的对映体 R-1011 -39.5 C134I S-1011 +9.6 C4Ch(-30)I CB-15 -1.6 C154I C-15 +13.3 S-811的对映体 R-811 -13.3 C48I S-811 -4.4 C26Ch41I CN HTP*(μm-1) 相变温度 结构 1.23 92 57 0.88 58.3 33 1.38 97.1 45 0.93 71.3 41 K33/K11 N-I(℃) C-N(℃) 2.41 2.56 2.03 1.38 K33/K11 结构 73 75.5 78 25 35 24 η(mm2/s) N-I(℃) C-N(℃) C35S56N63I C2H5O C15.6S95.6I C3H7 η(mm2/s) 相变温度(℃) X 部分区域极化一般不添加液晶的热安稳性 C60S1(43)S2(52)N85I CN C-8S76I Et C12S29N37I O Me X 266 142 155 PH 176 ----- 106 CH3 212 ----- 122 OCH3 226 ----- 111 CN 156 ----- 92 F 114 ----- 87.5 H N-I(℃) S-N(℃) C-NorC-S(℃) X ----- ----- ----- C79S128.N211.5I OMe C3H7 22 0.111 0.2 C64.5S108N180I Me C5H11 16 0.088 9.2 C38S69N153.7I OCF3 C5H11 23 0.114 10.5 C51S69N172I OCHF2 C5H11 94 0.182 12 C73S81N242.5I CN C5H11 16 0.097 4 C54S96.6N155I F C5H11 η(mm2/s) Δn Δε 相变温度 X R 8 -0.5 OCH3 22 13 CN 12 11 NCS 9 11 CF3 4 7 OCF3 3 3 F 7 0.3 CH3 η(mm2/s) Δε X C-S, 67.5?C ; S-I,107?C C-SC,213?C;SC-N,243?C;N-I,272.5?C 反平行分子对的存在显着地下降了向列相的介电各向异性 57.0 ----- 51.2 NO2 79.5 43.1 62.8 CN 80.8 ----- 40.5 Br 86.5 ----- 55.5 Me 96.1 ----- 46.1 CL 142.8 79.2 61.0 F ----- 196.0 50.0 H N-I(℃) S-N(℃) C-NorC-S(℃) X 4 0.20 C94N71I 5 14 0.22 C66N77I 4 12 0.25 C60N111I 3 5 0.27 C96S134N157.6 2 --- 0.32 C105S245I 1 Δε Δn 相变温度 结构式 -20 148 138 CN CN O C4H9 -18 (101.6) 106 CN CN C5H11 200 -4 111 57 H CN C5H11 41 0.6 176 (80) 87 H H C5H11 粘度 Δε N-I S-N C-N Y X R 18 -4.6 63 51 F F 21 -1.9 59 49 F H 19 -1.2 86 57 H H 粘度 Δε N-I C-N Y X 7.5 35.7 28.2 143.9 85.2 CN H c 7.8 11.0 3.2 178.7 132.2 H CN b 4.7 19.0 14.3 225 111 H H a ?? ??? ?? N-I (?C) C-N (?C) Y X 1.71 1.41 1.52 K33/k11 0.142 ---- 0.15 Δn 48.9 9.8 19.9 Δε 27.8 53.8 57 C.P X1=H、X2=F X1=F、X2=H X1=X2=H 18 170 ---- 72 CN F 12 196 ---- 69 CN H 9 117 50 20 F F 6 134 83 45 F H Δε N-I S-N C-N Y X 65 61 16 80 61 7 132 60 2 172 88 1 211 126 0 N-I (?C) C-N (?C) n 硫代苯甲酸苯酯(phenyl thiobenzoate) 苯甲酸苯酯(phenyl benzoate ester) 氧化偶氮苯(azoxybenzene) 偶氮苯(azobenzene) 西佛碱(schiffs base) 二苯乙炔(tolane) 二苯乙烯(stilbene) 二苯基乙烷(diphenylethane) 联苯(biphenyl) - 液晶通称 衔接基团 51 55 -24 35 N-I(℃)n=1 N-I(℃)n=0 [70.5] 79.5 79 48 (55) 64 COO (49) 74 [-20] 49 CH2O 52 30 [-24] 62 CH2 CH2 N-I(℃) C-N(℃) N-I(℃) C-N(℃) A=CY A=PH X 36.6 ---- 22.8 COO 17.5 8.0 6.9 CH2O ---- 73 34.6 CH2 CH2 N-I(℃) S-N(℃) C-N/C-S(℃) X * 第一个液晶资料 差热扫描(Differential Scanning Calorimetry) DH Super Cooling 碟状分子: 条状分子: 还有碗状分子: 燕尾状分子: P N S Ch 液晶分子的结构可以用下列通式 X、Y为结尾基团:烷基(R)、烷氧基(RO)、氰基(CN)、NCS、F、Cl、Br、CF3、OCF3、OCHF2等; B为环系统:苯环、嘧啶环、吡啶环、环己烷环、二氧六环等 A为衔接基团(中心桥键):—、炔键( )烯键(C=C) 亚乙基(CH2CH2)、亚乙氧基(CH2O)、酯基(COO)等; Z为侧向基团:烷基(R)、烷氧基(RO)、氰基(CN)、 NCS、F、Cl、Br、CF3、OCF3、OCHF2等; 常用的液晶分子结构的组成 分子结构的各向异性是化合物具有液晶相态的必要条件, 但分子长轴不能曲折,且为具有刚性的线性结构 高分子一般长径比L/D

  4,但不具有液晶相,由于分子链的绕曲,不具有刚性和线性结构,不能构成有序摆放。 1,4-替代的环己烷反式结构可以构成液晶相,而顺式结构则不能构成液晶相 若分子的结尾引力

  侧向引力,易构成N相 若分子的侧向引力

  结尾引力,易构成S相 液体,没有液晶相态 C24N35I 相变温度(?C) 119.5 199 -CH2CH2CH2CHMe2 103 190 -CH2CH2CHMeCH2Me 112 190.5 -CH2CHMeCH2CH2Me ? 20 180 -CHMeCH2CH2CH2Me 136.5 204 -CH2CH2CH2CH2Me N-I(?C) SA-I(?C) R X=CN X=Ph *

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