液晶材料简介与几种胆甾型液晶材料的合成.pdfVIP

长春理工大学

科研训练报告

材料科学与工程学院0806211班

姓名刘春雨

时间第19,20周

地点西区实验楼114

指导教师宋静

目的：

通过科研训练，使大三本科生初步接触科研工作，做好从学习到科研的衔

接过程，按照“分配科研训练题目→题目初步了解→广泛搜索文献资料→文献

综述→拟定实验思路→进行简单实验→撰写科研训练报告，谈体会和心得”的

过程，培养学生科学地分析问题和设计合理实验方案的能力，规范的实验操作

以及发现问题和解决问题的能力。

主要内容：

液晶材料简介与几种胆甾型液晶材料的合成

一液晶的简介和分类

随着人们对液晶的逐渐了解,发现液晶物质基本上都是有机化合物,现有的

有机化合物中每200种中就有一种具有液晶相。

显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的,现已发展成很多种类,

例如各种联苯腈、酯类、环己基(联)苯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙

炔类、乙基桥键类和烯端基类以及各种含氟苯环类等。人们通常根据液晶形成

的条件,将液晶分为溶致液晶(Lyotropicliquidcrystals)和热致液晶(Thermot

ropicliquidcrystals)两大类。

1.1溶致液晶

将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶,被

称为溶致液晶。比如:简单的脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂等。溶致

液晶广泛存在于自然界、生物体中,与生命息息相关,但在显示中尚无应用。

1.2热致液晶

热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体结构,高温时则

变为液体,这里的温度用熔点(Tm)和清亮点(Tc)来标示。液晶单分子都有各自

的熔点和清亮点,在中间温度则以液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本

上都是热致液晶。在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相

(Smectic)、向列相(Nematic)和胆甾相(Cholesteric)。

1.2.1胆甾相液晶

这类液晶大都是胆甾醇的衍生物。胆甾醇本身不具有液晶性质,其中只有当

OH基团被置换,形成胆甾醇的酯化物、卤化物及碳酸酯,才成为胆甾相液晶。并

且随着相变而显示出特有颜色的液晶相。胆甾相液晶在显示技术中很有用,TN、

STN等显示都是在向列相液晶中加入不同比例的胆甾相液晶而获得的。另外,

温度计也应用于此液晶。

1.2.2近晶相液晶

虽然目前液晶显示技术中主要应用的是向列相液晶,而近晶相液晶黏度大,

分子不易转动,即响应速度慢,被认为不宜作显示器件。但是向列相液晶显示模式

几乎已接近极限,从TN到STN直至FSTN(FormulatedSuperTwistedNematic)

格式化超级扭曲向列,对其应用没有新的理论模式。因而,人们将目光重新转移到

了近晶相液晶上,目前各近晶相中的手性近晶C相,即铁电相引起人们广泛兴趣。

铁电液晶具备向列相液晶所不具备的高速度(微秒级)和记忆性的优异特征,它

们在最近几年得到大量研究。

1.2.3向列相液晶

向列相液晶又称丝状液晶。在应用上,与近晶相液晶相比,向列相液晶各个分

子容易顺着长轴方向自由移动,因而黏度小,富于流动性。向列相液晶分子的排列

和运动比较自由,对外界作用相当敏感,因而应用广泛。向列相液晶与胆甾相液晶

可以互相转换,在向列相液晶中加入旋光材料,会形成胆甾相,在胆甾相液晶中加

入消旋光向列相材料,能将胆甾相转变成向列相。

2液晶显示中所用液晶材料的主要分类

液晶材料介于晶体与液体之间性质,兼有液体与晶体的特性,一方面,液晶具

有流体的流动特性;另一方面,液晶又呈现出晶体的空间各向异性,包括介电特性、

磁极化、光折射率等空间各向异性。液晶分子的部分有序