1、第三组；陈双南，邵小媛，施映霞，关宇，陈心，黄伟炎，俞叶铭第三组；陈双南，邵小媛，施映霞，关宇，陈心，黄伟炎，俞叶铭 液晶是液态晶体的简称,它是介于结晶态与液态之间的一种物质态。它既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性，从而表现出许多重要的光学特性。液晶的分类与结构 根据形成的条件和组成的不同，液晶可分为热致液晶和溶致液晶。根据分子排列方式的不同，热致液晶可分为近晶相、向列相和胆甾相。溶致液晶可分为层状相、立方相、六方相等。热热致致液液晶晶的的分分子子排排列列液晶的偏振片特性偏振光经过偏振片时可全部通过或部分通过或完全不能通过，视偏振光的方向和偏振片的偏振化方向而定。不同的液晶排列对光的偏振
2、化有不同的影响。液晶的双折射现象 液晶具有晶体的各向异性，当光线射入液晶后也会产生双折射现象。液晶的双折射现象表示在液晶中各个方向上的介电常数以及折射率是不同的，通常用符号和 分别表示沿液晶分子长轴方向上的介电常数。我们把 的液晶称为正性液晶或P型液晶；而把 的液晶称为负性液晶或N型液晶。在液晶中，当光沿着液晶的光轴方向传播时，不发生双折射。多数液晶只有一个光轴方向，一般向列相液晶和近晶相液晶的光轴沿分子长轴方向，胆甾相液晶的光轴垂直于层面。如下图所示：胆甾相液晶的选择反射 胆甾相液晶在白光照射下呈现美丽的色彩，这是它选择反射某些波长的光的结果。实验表明，其反射光的波长满足晶体衍射的布拉格公式
3、，即 =2npsin?。式中n是平均折射率，p是胆甾相液晶的螺距，?是入射光与液晶表面间的夹角。沿不同的角度可以观察到不同颜色的光。在电场作用下，液晶的光学特性发生变化，称为电光效应。1、电控双折射效应 在玻璃表面涂上二氧化锡（SnO2）等透明导电薄膜就形成了透明电极。将液晶注入透明电极之间，形成厚度约为10um的薄膜，称为液晶盒。液晶分子长轴液晶盒方向与电极表面垂直时称为垂面排列，平行时称为沿面排列。将垂面排列的液晶盒放在两正交的偏振片之间，如下图所示：未加电场时，通过偏振片P1的光在液晶内沿光轴方向传播不发生双折射，由于两偏振片正交，所以装置不透明。加电场并超出某一数值（阈值）时，电场使液
4、晶分子轴方向倾斜，使在液晶中传播的光发生双折射，装置由不透明变得透明。光轴的倾斜随电场的变化而变化，因而两双折射光束间的相位差也随之变化。当入射光为复色光时，出射光的颜色也随之变化。2、动态散射 把向列相液晶注入带有透明电极的液晶盒内，未加电场时，液晶盒透明；加电场并超出某一数值（阈值）时，液晶盒由透明变为不透明，这种现象称为动态散射。这是因为盒内离子和液晶分子在电场作用下互相碰撞，使液晶分子产生紊乱运动，使折射率随时发生变化，因而使光发生强烈散射的结果。去掉电场后，则恢复透明状态。但是如果在向列相液晶中混以适当的胆甾相液晶，则散射现象可以保持一些时间，这种情况称为存储的动态衍射。在镀有透明电
5、极的两片玻璃之间夹一层沿面排列的向列相或近晶相液晶，在强光照射下，电极间会出现电动势，这种现象称为液晶的光生伏特效应。光生伏特效应在生物液晶中有非常重要的意义。人眼视网膜中的视色素分子正好处于液晶态，当光刺激眼睛时，由于液晶的光生伏特效应，视色素分子产生了“早期感受器电位”，经视神经传入视觉中枢，才使我们感知了光信号。1、胆甾相液晶的选择反射特性被广泛应用于液晶温度计和各种测量温度变化的显示装置上。2、液晶的动态散射广泛应用于液晶显示技术中。3、在医学中通过使癌细胞的生物膜恢复液晶相以治疗癌症也是一个很有意义的研究课题。本世纪七 十年代以来，液晶已被广泛应用于许多尖端新技术领域中。例如：电子工
6、业的显示装置、化工的公害测定、高分子反应中的定向聚合、仪器分析、航空机械及冶金产品的无损探伤和微波测定等。TN-LCD液晶显示器，它的驱动电压因液晶化合物的改进而变得较低，功耗很小，显示对比度也高，现广泛用于数字手表、计算器等产品。在癌细胞的生物膜变研究中发现细胞癌变的物理机制与生物膜从液晶态转变为液态密切相关。正常细胞膜处于液晶态，癌细胞的生物膜发生了从液晶向各向同性的相变从而使膜分子的排列无序化，从而破坏了细胞间接触抑制的调节机能。因此，使癌细胞的生物膜恢复液晶相以治疗癌症也将成为可能。另外，液晶具有作薄型电视接收显示 材 料的良好性能。由于它是液态的，大小 可以随便定，因此用液晶来做显示器是再合适不过了。
