הבית > תערוכה > תוכן

הקדמה קצרה של גביש נוזלי

Jun 29, 2018

הקדמה קצרה של גביש נוזלי


גביש נוזלי וחומרי גביש נוזליים

העיקרון של חומר גביש נוזלי תצוגת גביש נוזלי

גילוי הגביש הנוזלי
סיווג גבישים נוזליים
אפקט פוטואלקטרי של גביש נוזלי
העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

גילוי הגביש הנוזלי

  ב- 1888 מצא לני פם, בוטנאי מאוסטריה, כי בעת החימום התגבשות הכולסטרול בנזואט, נמצא כי ב -145.5 מעלות צלזיוס התרכב הגביש לתוך נוזל מעונן וצמיג ויצר נוזל שקוף כאשר מחומם ל- 178.5 מעלות צלזיוס.

כאשר הפיזיקאי הגרמני, להמן, הבחין בחריפות החומר בעזרת מיקרוסקופ מקוטב, הוא הבהיר את התופעה והציע את שפת הגביש הנוזלי.

חומר גביש נוזלי

גילוי של גבישים נוזליים יש היסטוריה של יותר מ -100 שנים, אבל זה כבר בפיתוח במהירות ב -20 השנים האחרונות. הסיבה לכך היא אפקט הפוטואלקטרי של חומרי גביש נוזלי מתגלה. אז זה מוחל על מתח נמוך אור ורכיבי תצוגה קצרים.

כיום, חומרים גביש נוזלי כבר בשימוש נרחב מציג המחשב, שעונים אלקטרוניים, טלפונים ניידים, מחשבונים ומוצרים אלקטרוניים אחרים. זה הפך חומר חיוני לתערוכה של התעשייה.

גביש נוזלי להציג חומרים בחיים

2.png

שיטת סיווג של גביש נוזלי

  1. סיווג בהתאם לתנאי גיבוש של גביש נוזלי

  2. על פי צורת סידור מולקולרי וסיווג אורדה

סיווג בהתאם לתנאי גיבוש של גבישים נוזליים

גופרית נוזלית תרמוטרופית שיטת הקירור משמשת לקירור הנוזל המותך. כאשר הטמפרטורה יורדת במידה מסוימת, אוריינטציה של מולקולות הוא הורה, ואת מצב גביש נוזלי מתקבל.

גביש נוזלי מומס מולקולות אורגניות מומסות בממיסים, אשר מגבירים את ריכוז המומס בתמיסה, מפחיתים את ריכוז הממיסים ומסדרים את סדר המולקולות האורגניות על מנת להשיג גבישים נוזליים.

יחידות מבניות היוצרות מצב גבישי נוזלי

1. מוט
2. דיסקויד
3. פולימר שרשרת גמישה ארוכה המורכבת שרשרת ארוכה או מולקולות דיסקואידים.
4. קרום שנוצר על ידי הרכבה עצמית של מולקולת האב

שלושה סוגים של מבנה של גביש נוזלי

נמטית:
המולקולות נוטות להיות מסודרות בכיוון מסוים ויש להן טווח ארוך של סדר מרובע. ההתפלגות של עמדת centroid של המולקולה היא הפרעה, ואין סדר מיקום לטווח ארוך. זה מראה את המאפיינים של נוזלים הוא נזילות.

3.png

שלושה סוגים של מבנה של גביש נוזלי

  סוג סטרואידים:
ב cholesteric, מולקולות ארוכות שטוחים תלויים האינטראקציה של קבוצות הסיום. הציר של צירם הארוך מתפתל באופן קבוע במישור, וכיוון הציר הארוך של שתי השכבות הסמוכות הוא ספירלי.

4.png

שלושה סוגים של מבנה של גביש נוזלי:

   סוג קריסטל:
המוט כמו המולקולות מסודרות במבנה שכבות מקבילות זו לזו, והציר הארוך של המולקולה ניצב לשכבה. בשכבה, הסדר של המולקולות יש שני מימדי סדר, את המיקום של עמדת centroid של המולקולה הוא הפרעה, ואת המולקולות יכול רק לנוע בשכבה זו.

5.png

אפקט פוטואלקטרי של מולקולות גביש נוזלי
כמויות פיזיות חשובות המתארות את האפקט הפוטואלקטרי של מולקולות גביש נוזלי:
1. מקדם דיאלקטרי
2. מדד השבירה

המאפיינים הפוטואלקטריים של מולקולות גביש נוזלי

רוב המולקולות של הגביש הנוזלי נוצרות על ידי מוט או כמו צלחת כמו מולקולות, כך שהמאפיינים הפיזיים של הכיוון המקבילי או האנכי של הציר הארוך המולקולרי שונים, המהווים את הריבוע השונה של המבנה המולקולרי של הגביש הנוזלי.
בגלל המבנה האניסוטרופי של מולקולות גביש נוזלי, מולקולות הגביש הנוזלי יש תכונות heteroscedastic במונחים של קבוע דיאלקטרי מקדם הפוטואלקטרי.

יסודות תצוגת גביש נוזלי (LCD) תצוגת גביש נוזלי

עקרון 1.Light transmittance של מקטב
אפקט אפנון 2.The של גביש נוזלי על האור
3.Three קריסטל נוזלי משותף מציג

העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

אור transmittance העיקרון של מקטב:
מקטב מאפשר רק את הקיטוב לכיוון לעבור את הקיטוב לכיוון מקבילה לכיוון הקיטוב שלה. אם כיוון הקיטוב של שני מקוטבים הוא ניצב זה לזה, האור לא יכול לעבור דרך קיטוב השני כי כיוון הקיטוב של האור הנפלט הראשון הוא ניצב לכיוון הקיטוב של מקטבים השני.

 

6.png

העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

הגביש הנוזלי ממוקם בין שני מקטבים. בגביש הנוזל הנמטית, סידור המוט כמו מולקולות מקביל זה לזה. אם מוטות הזכוכית העליונים והתחתונים מאונכים זה לזה, מולקולות הגביש הנוזלי יהיו מעוותות לתוך ספירלה במעבר הדרגתי.

7.png

העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

אם האור נכנס ועובר דרך מקטב הראשון, מולקולות הגביש הנוזלי יהיה בהדרגה לשנות את כיוון הקיטוב. ככל שהאור עובר בכיוון ההסדר המולקולרי, האור ייפול בסופו של דבר מהקצה השני.

8.png

אם מתח נוסף בין שתי צלחות הזכוכית, כיוון היישור המולקולרי יהיה מקביל לכיוון השדה החשמלי. האור לא יעבור דרך הצלחות השני כי זה לא יכול להיות הפוך.

9.png

העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

תצוגת גביש נוזלי הוא השימוש בתכונה זו, אשר מלא גבישים נוזליים בין שני התחתון והתחתון שתי שורות קיטוב אנכי, ומשתמשת בשדה חשמלי כדי לשלוט על סיבוב של הגביש הנוזלי. גודלי שדה חשמליים שונים ייווצרו בהיקות בקנה מידה אפור.

10.png

מבנה תצוגת גביש נוזלי

11.png

תצוגת גביש נוזלי הוא תיבת גביש נוזלי עשוי זכוכית מוליך חשמל. הקופסה מלאה בגביש נוזלי. הקופסה אטומה בחומר איטום סביב הקופסה, ושני צדי הקופסה מחוברים לפולרואיד.

שלוש תצוגות גביש נוזלי נפוצות

  TN-LCD (תצוגת גביש נוזלית מעוותת):
TwistedNematic-LCD הוא משמש לעתים קרובות שעונים אלקטרוניים, מחשבונים.

12.png

שלוש תצוגות גביש נוזלי נפוצות.

  STN-LCD (אולטרה מעוותת תצוגת גביש נוזלי נמטית)
סופר TwistedNematic-LCD
משמש בתצוגת הטלפון הנייד, מסך המשחק

13.png

שלוש תצוגות גביש נוזלי נפוצות

  TFT-LCD (סוג הסרט גביש נוזלי תצוגה):
טרנזיסטור סרט דק - LCD
משמש צג גביש נוזלי המסך, מצלמה דיגיטלית

14.png

המבנה של TN ו STN

שני הצדדים החיצוניים של משטח הזכוכית בקופסת הגבישים הנוזליים מכילים חלקים מקוטבים, והצירים המקיפים של שני הקיטובים מקבילים זה לזה (שחור לבן שחור בתווים לעתים קרובות שחור) או אורתוגונלי (צ 'אנג Baixing של מילים שחורות בתחתית לבן) , מקביל או מאונך לכיוון הכיוון של משטח הגביש נוזלי. הסרט מקטב הוא בדרך כלל עשוי פולימר סרט פלסטי בתנאים טכנולוגיים מסוימים.

15.png

TN סוג גביש נוזלי

    הגביש הנומי הנמטית דחוקה באמצע שני הכוסות. פני השטח של הזכוכית מצופה בסרט מוליך שקוף איטו (אינדיום פח תחמוצת) עבור האלקטרודה, ולאחר מכן מצופה בשכבת האוריינטציה של PI (polyimide) על הזכוכית עם האלקטרודה הסרט לארגן את הגביש הנוזלי לאורך מסוים כיוון מקביל למשטח הזכוכית. במצב הטבעי של הגביש הנוזלי יש עיוות של 90 מעלות. השימוש בשדה החשמלי עלול להפוך את מולקולות הגביש הנוזלי לסחרור. Birefringence של הגביש הנוזלי משתנה עם כיוון הגביש הנוזלי, ואת הקיטוב לכיוון של האור מקוטב הופך לאחר סוג TN גביש נוזלי.

TN סוג גביש נוזלי

כל עוד העובי הנכון נבחר כדי להפוך את הקיטוב לכיוון של אור מקוטב לשנות רק 90 מעלות, שני מקטבים מקבילים ניתן להשתמש כדי להפוך את האור לחלוטין לא מסוגל לעבור. מתח גדול מספיק יכול גם להפוך את הכיוון של הגביש הנוזלי מקביל לכיוון השדה החשמלי, כך כי הקיטוב לכיוון האור לא ישתנה, והאור יכול לעבור דרך מקטב השני .

                      

16.png


STN סוג גביש נוזלי

  עקרון התצוגה של STN דומה לזה של TN. זה שונה כי מולקולות הגביש הנוזלי עם אפקט TN torsional שדה כיוון לסובב 90 מעלות של אור האירוע, בעוד STN סופר אפקט שדה שדה כיווני מסובב את 180 ~ 270 מעלות אור האירוע.

17.png

STN סוג גביש נוזלי

פשוט להציג TN LCD עצמו הוא רק שחור ולבן שני מקרים, ו STN תצוגת גביש נוזלי כרוך הקשר של חומר גביש נוזלי, ואת ההתערבות של האור, ולכן הצבע הוא בעיקר אור ירוק וכתום צבע. אם מסנן צבע נוסף לתצוגת גביש נוזלי חד-כיווני, הפיקסלים לתצוגה מונוכרומטית מחולקים לשלוש פיקסלים, והצבעים של אדום, ירוק וכחול מוצגים בהתאמה באמצעות מסנן הצבע ולאחר מכן צבע הצבע המלא מצב יכול גם להיות מוצג על ידי הרמוניזציה של שלושת הצבעים העיקריים.

גביש נוזלי מסוג TFT

 

18.png

גביש נוזלי מסוג TFT

   שכבת סיליקון מופקדת על מצע הזכוכית ומערך טרנזיסטור נעשה על ידי הדפסה ליתוגרפיה ותהליכים אחרים. לכל פיקסל יש מתג מוליכים למחצה, הדומה למעגל משולב בקנה מידה גדול. ואז הגביש הנוזל הוא perfused בין שתי חתיכות של זכוכית. מאז כל פיקסל ניתן לשלוט ישירות על ידי נקודת הדופק, כל הצומת הוא עצמאי יחסית וניתן לשליטה ברציפות. עיצוב זה לא רק משפר את מהירות התגובה של מסך התצוגה, אלא גם שולט במדויק את רמת אפור התצוגה, כך צבע של גביש נוזלי TFT הוא מציאותי יותר, זה נקרא את הצבע האמיתי.

גביש נוזלי מסוג TFT

עבור מסנן צבע TFT-LCD הוא מאוד חשוב, באמצעות אדום, ירוק, כחול שלושה צבעים עיקריים, ניתן לערבב מתוך מגוון של צבעים, תצוגה שטוחה רבים היא להשתמש בעיקרון זה כדי להציג צבע, שלושה צבעים מחולקים לשלושה נפרדים נקודות, לכל אחד מהם יש שינויים בקנה מידה אפור שונים, ולאחר מכן את שלוש RGB הסמוך להציג נקודות כאשר הנקודה. לעשות פיקסל

19.png