Устройство индикации на основе жидких кристаллов

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

Факультет Информационных Технологий и Робототехники

Кафедра «РТС»

Реферат по теме «Устройство индикации на основе жидких кристаллов»

Выпонила: Жос О.А.

Проверил: Домаренко А,Н,

Минск 2010

Введение:

Жидкокристаллические индикаторы появились недавно (70-е годы) и стали широко применяться в качестве СОИ. Индикаторы на жидких кристаллах в последние годы все чаще применяются в разнообразной электронной аппаратуре. Эти индикаторы отличаются малыми габаритами, потребляют незначительную мощность (не более 100 мкВт) от низковольтных источников питания, обеспечивают высокую контрастность изображения даже при достаточно высоких уровнях засветки. ЖК-индикаторы - пассивные устройства. Они не генерируют свет и требуют дополнительной подсветки, сами же выполняют роль модулятора, работая в режиме пропускания или отражения света.

Жидкий кристалл:

Жидкий кристалл – это специфическое агрегатное состояние вещества, в котором оно проявляет одновременно свойства кристалла и жидкости. Сразу надо оговориться, что далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии. Большинство веществ может находиться только в трех, всем хорошо известных агрегатных состояниях: твердом или кристаллическом, жидком и газообразном. Оказывается, некоторые органические вещества, обладающие сложными молекулами, кроме трех названных состояний, могут образовывать четвертое агрегатное состояние — жидкокристаллическое. Это состояние осуществляется при плавлении кристаллов некоторых веществ. При их плавлении образуется жидкокристаллическая фаза, отличающаяся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале от температуры плавления кристалла до некоторой более высокой температуры, при нагреве до которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость. Чем же жидкий кристалл отличается от жидкости и обычного кристалла и чем похож на них? Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещен. Этим он отличается от известных всем кристаллов. Однако, несмотря на это свойство, объединяющее его с жидкостью, он обладает свойством, характерным для кристаллов. Это — упорядочение в пространстве молекул, образующих кристалл. Правда, это упорядочение не такое полное, как в обычных кристаллах, но, тем не менее, оно существенно влияет на свойства жидких кристаллов, чем и отличает их от обычных жидкостей. Неполное пространственное упорядочение молекул, образующих жидкий кристалл, проявляется в том, что в жидких кристаллах нет полного порядка в пространственном расположении центров тяжести молекул, хотя частичный порядок может быть. Это означает, что у них нет жесткой кристаллической решетки. Поэтому жидкие кристаллы, подобно обычным жидкостям, обладают свойством текучести.

Обязательным свойством жидких кристаллов, сближающим их с обычными кристаллами, является наличие порядка» пространственной ориентации молекул. Такой порядок в ориентации может проявляться, например, в том, что все длинные оси молекул в жидкокристаллическом образце ориентированы одинаково. Эти молекулы должны обладать вытянутой формой. Кроме простейшего названного упорядочения осей молекул, в жидком кристалле может осуществляться более сложный ориентационный порядок молекул.

В зависимости от вида упорядочения осей молекул жидкие кристаллы разделяются на три разновидности: нематические, смектические и холестерические.

В качестве жидких кристаллов могут выступать очень многие органические соединения (тысячи), наилучшие для технических применений результаты дают их смеси. «Классическими» нематическими смесами являются МББА (н-(п-метоксибензилиден) — п- (н-бутиланилин)) и ЭББА (н- (п-этоксибензилиден) — п- (н - бутиланилин)), обеспечивающие получение ΔТжк =Тж—Тк=15 ... 70°. Среди всех структурных разновидностей жидких

кристаллов нематические отличаются наименьшей вязкостью, что обеспечивает их наибольшее быстродействие, определяемое временем переориентации молекул ~10 -1 с (и до ІО-2 ... 10-3 с в специальных рабочих режимах). Удельное сопротивление нематических ЖК очень велико (~1017 Ом*см и для его некоторого уменьшения (что порой необходимо) в

жидкость вводятся органические примеси, при диссоциации которых возникают свободные ионы.

Жидкокристаллические индикаторы:

Жидкокристаллические индикаторы - новый вид индикаторных устройств, не излучающих собственный свет, а преломляющих падающий или проходящий сквозь них свет. Изображение образуется за счет контраста между участками с приложенным напряжением и теми, где оно отсутствует. Основой для создания таких индикаторов послужили так называемые жидкокристаллические вещества. Это некоторые классы химических веществ, которые в границах определенного температурного режима имеют физические свойства жидкости (текучесть, каплеобразование) и в то же время обладают свойствами правильной молекулярной структуры кристаллов, т.е. имеют правильную геометрическую структуру решетки молекулы. Короче, можно сказать, что они обладают текучестью воды и оптическими свойствами криста