液晶高分子的教学ppt课件.ppt

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1、液液 晶晶高高分分 子子内内容容提提要要第一节第一节 液晶概述液晶概述 1 1学时学时第二节第二节 小分子液晶的化学结构小分子液晶的化学结构 1 1学时学时第三节第三节 小分子液晶的应用物性小分子液晶的应用物性 1 1学时学时第四节第四节 高分子液晶的化学结构高分子液晶的化学结构 及制备及制备 2 2学时学时第五节第五节 高分子液晶的物理性质及应用高分子液晶的物理性质及应用 1 1学时学时参参 考考 资资 料料1 1液晶液晶自自然界中的奇妙物象然界中的奇妙物象，彼得，彼得.J.J.柯林斯著，上柯林斯著，上海科技教育出版社，海科技教育出版社，20022002年年2 2液晶的最新技术液晶的最新技术

2、，松本正一等著，化学工业出版社，松本正一等著，化学工业出版社，19911991年年3 3聚合物液晶导论聚合物液晶导论，张其锦编著，中国科大出版社，张其锦编著，中国科大出版社，19941994年年4 4功能高分子材料化学功能高分子材料化学，赵文元编著，化学出版社，赵文元编著，化学出版社，20082008年年5 5功能高分子材料化学功能高分子材料化学，马建标主编，化学出版社，马建标主编，化学出版社，20002000年年6 6液晶高分子液晶高分子，周其凤编著，科学出版社，周其凤编著，科学出版社，19941994年年液液晶晶概概述述液晶-能形成能形成液晶态液晶态 的物质。的物质。什什 么么 是是 液液

3、 晶晶 态？态？晶态物质的两种有序性：平移有序性和分子取向有序性晶态物质的两种有序性：平移有序性和分子取向有序性v 液晶态液晶态 -指指物物质质介介于于晶晶态态和和液液态态间间的的一一种种介介稳稳态态，本本质质上上是是指指物物质质部部分分或或全全部部丧丧失失平平移有序性而保持取向有序性的状态。移有序性而保持取向有序性的状态。v 液晶态与晶态的区别：液晶态与晶态的区别：部分或全部丧失平移有序性部分或全部丧失平移有序性v 液晶态与液态的区别：液晶态与液态的区别：存在一定的取向有序性存在一定的取向有序性液 晶-能形成能形成液晶态液晶态 的物质。即一定的物质。即一定条件下形成兼具液体流动性与晶体条件下

4、形成兼具液体流动性与晶体各向异性双重特点的物质。各向异各向异性双重特点的物质。各向异性突出表现在双折射性。性突出表现在双折射性。液液 晶晶 的的 发发 现现 1850年，德国科学家年，德国科学家W.Heintz在研究在研究硬脂酸甘油硬脂酸甘油酯时发现酯时发现，加，加热热到到52C时，时，开始变软，混浊，在开始变软，混浊，在62.5C时变得很时变得很清亮，另外一个科学家清亮，另外一个科学家Duffy认为其存认为其存在两个熔点。在两个熔点。Friedrich Reinitzer (1857-1927)胆甾醇苯甲酸酯胆甾醇苯甲酸酯的化学结构的化学结构 Otto Lehmann(1855-1922)U

5、eber fliessende KrystalleCrystalline Fluids D.Vorlaender(1867-1941)首次合成了热致液晶，并认定首次合成了热致液晶，并认定液晶呈线型分子状态液晶呈线型分子状态G Freidel(1865-1933)1922年提出液晶的三种分类和向列型年提出液晶的三种分类和向列型(nematic)，近晶型，近晶型(smectic)，胆甾型，胆甾型(cholesteric)的命名的命名 Glenn H.Brown Glenn H.Brown Liquid Crystal Institute 19571957年发表了液晶方面的综述年发表了液晶方面的综述

6、 George W.Gray 1962年出版了年出版了 Molecular Structure and Properties of Liquid Crystals液液晶晶的的分分类类近晶型近晶型 (smectic)向列型向列型 (nematic)胆甾型胆甾型 (cholesteric)分分子子排排列列方方式式SmecticEfocalconicfantextureSmecticCtexture近晶型液晶（层状相）起源于希腊语（近晶型液晶（层状相）起源于希腊语（）焦锥扇形纹理焦锥扇形纹理LayeredstructureTiltedlayeredstructureinsmecticAphasein

7、smecticCphase棒棒状状分分子子成成层层状状构构造造。每每一一层层的的分分子子长长轴轴方方向向相相互互平平行行且且垂垂直直或或有有一一倾倾斜斜角角于于层层面面，结结构构非非常常近近似似于于晶晶体体，所所以以称称做做近近晶晶相相；其其秩秩序序参参数数(orderparameter)趋趋近近1；在在层层状状型型液液晶晶层层与与层层间间的的键键结结会会因因为为温温度度而而断断裂裂，所所以以层层与与层层间间较较易易滑滑动动，但但是是每每一一层层内内的的分分子子键键结结较较强强所所以以不不易易被被打打断断，因因此此就就单单层层来来看看，其其排排列列不不仅仅有有序序且且粘粘性性较大。较大。Mic

8、roscopictextureofnematicThe“Schliren”texture.phase向列型向列型(nematic)一词来源于希腊（一词来源于希腊（）丝状纹理丝状纹理Moleculesareorientedparallelinaveragetoanaxiscalleddirectorinnematicphase分子形状为细长棒形，长宽约分子形状为细长棒形，长宽约1nm10nm，棒状分子呈平行排列，棒状分子呈平行排列，也就是分子长轴方向相互平行，但不具有分层结构。其粘度较小，也就是分子长轴方向相互平行，但不具有分层结构。其粘度较小，较易流动较易流动(流动性来自于分子于长轴方向较易自

9、由运动流动性来自于分子于长轴方向较易自由运动)。与层状相。与层状相液晶比较其排列较无序，也就是其秩序参数较层列型液晶小。液晶比较其排列较无序，也就是其秩序参数较层列型液晶小。Cholesterictextures:Oilystreaks胆甾型液晶（胆甾型液晶（cholesteric）是以由胆甾醇衍生而）是以由胆甾醇衍生而来的化合物为基础的来的化合物为基础的。平行走向的消光条纹平行走向的消光条纹Molecularstructureincholestericphase具有如近晶型一样的层状结构，每一层内的分子排列的方式类具有如近晶型一样的层状结构，每一层内的分子排列的方式类似于向列型液晶。各层的分

10、子轴纷向与邻近层的分子轴方向有似于向列型液晶。各层的分子轴纷向与邻近层的分子轴方向有轻微的位移，其液晶分子轴的方向为螺旋构造。当分子轴方向轻微的位移，其液晶分子轴的方向为螺旋构造。当分子轴方向转了转了360360度度(即第一层分子轴方向与最后一层的分子轴同向即第一层分子轴方向与最后一层的分子轴同向)，这，这一段距离即称为此胆固醇液晶的螺距一段距离即称为此胆固醇液晶的螺距(pitch)(pitch)19771977年，年，S.ChandrasekharS.Chandrasekhar发现圆盘型（发现圆盘型（discoticdiscotic）液晶）液晶DisclikemoleculeMolecula

11、rarrangementindiscoticphase分子有对称性良好的非极性分子组成，分子有对称性良好的非极性分子组成，具有负的光学单轴性质，无旋光性具有负的光学单轴性质，无旋光性1975年发现某种双组分混合液晶的各向同性液体在冷却过程中，年发现某种双组分混合液晶的各向同性液体在冷却过程中，出现各向同性液体出现各向同性液体向列相向列相近晶相近晶相向列相的相变现象，命向列相的相变现象，命名为重入液晶（名为重入液晶（reentrant）Patricia Cladis重重 入入 现现 象象液液晶晶形形成成条条件件v 热致液晶热致液晶v 溶致液晶溶致液晶v 场致液晶（感应液晶）场致液晶（感应液晶）（

12、-压力，电场，磁场，光照压力，电场，磁场，光照 ）热致液晶热致液晶-将某种物质加热或冷却，在某一温度范围出现液晶相。热致将某种物质加热或冷却，在某一温度范围出现液晶相。热致液晶可分为向列相液晶可分为向列相(nematics)(nematics)、近晶相、近晶相(亦称层状相亦称层状相Smectics)Smectics)和胆甾相和胆甾相(Cholesterics)(Cholesterics)三类三类溶致液晶溶致液晶-是某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相是某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相由由浓浓肥皂水溶液形成的溶致液晶的分子排列肥皂水溶液形成的溶致液晶的分子排列 溶致液晶溶致液

13、晶按其含水量不同形成层状结构、多角形结构或立按其含水量不同形成层状结构、多角形结构或立方结构方结构肥皂水的相图和相结构肥皂水的相图和相结构液液晶晶的的表表征征 偏光显微镜偏光显微镜 X X射线衍射方法射线衍射方法 DTA/DSCDTA/DSC方法方法 其他表征方法其他表征方法 偏光显微镜表征液晶态的基本要求偏光显微镜表征液晶态的基本要求-所研究的物质在所用光源的所研究的物质在所用光源的频率范围内透明或只有较弱吸收；频率范围内透明或只有较弱吸收；研究溶致液晶态的产生和相分离过程，热致液晶物质的软化温度或研究溶致液晶态的产生和相分离过程，热致液晶物质的软化温度或熔点，液晶态的清亮点，各液晶相间的转

14、变，液晶体的光学性质性，熔点，液晶态的清亮点，各液晶相间的转变，液晶体的光学性质性，以及液晶态织构和取向缺陷等形态学问题。以及液晶态织构和取向缺陷等形态学问题。v 纤维状（纤维状（threaded threaded）组织）组织v 纹影纹影(schlieren)(schlieren)组织组织v 小球状小球状(droplets)(droplets)组织组织v 大理石大理石(marbled)(marbled)组织组织 向向 列列 型型 液液 晶晶 Typical nematic marbled texture Typical nematic marbled texture 胆胆 甾甾 型型 液液 晶

15、晶 平面平面(planer)(planer)组织组织 扇状扇状(fan-shaped)(fan-shaped)组织组织 指纹状指纹状(finger-printed)(finger-printed)组织组织 血小板状血小板状(platelet)(platelet)组织组织 蓝色相蓝色相(blue phase)(blue phase)Cholesteric texturesCholesteric textures：Cholesteric textures:Cholesteric textures:Planar Focal conic fans Planar Focal conic fans Sme

16、ctic B focal conic fans Smectic B focal conic fans Smectic G mosaic texture Smectic A focal conic fan texturesSmectic G mosaic texture Smectic A focal conic fan textures Mosaic textures smectic B phases Smectic E mosaic texture Mosaic textures smectic B phases Smectic E mosaic texture Transitionsmec

17、tic-nematic近近晶晶型型液液晶晶A短棒状短棒状(batonets)组织、纯扇状组织、纯扇状(simplefan-shaped)组织、简单多角形组织、简单多角形(simplepolygonal)组织组织近近晶晶型型液液晶晶B嵌镶组织嵌镶组织(mosaic)、扇状、扇状(fan-shaped)组组织织近近晶晶型型液液晶晶C条文扇状条文扇状(striatedfan-shaped)组织、不组织、不规则扇状规则扇状(brokenfan-shaped)组织、纹组织、纹影影(schlieren)组织、大理石组织、大理石(marbled)组组织织近近晶晶型型液液晶晶D嵌镶嵌镶(mosaic)(mos

18、aic)组织组织近近晶晶型型液液晶晶E嵌镶嵌镶(mosaic)组织、树枝状组织、条文组织、树枝状组织、条文扇状组织扇状组织(striatedfan-shaped)近近晶晶型型液液晶晶F条文扇状条文扇状(striatedfan-shaped)组织、同组织、同致异晶体致异晶体(paramorphic)组织、纹影组织、纹影(schlieren)组织组织近近晶晶型型液液晶晶G嵌镶嵌镶(mosaic)组织、同致异晶体组织、同致异晶体(paramorphic)组织、星状组织、星状(star-shaped)组织组织 锥光偏振仪观测是在装有勃兰特透锥光偏振仪观测是在装有勃兰特透镜和聚光透镜那样特殊透镜的正交尼

19、科镜和聚光透镜那样特殊透镜的正交尼科耳偏光镜之间进行的耳偏光镜之间进行的 利用插入检测片产生的效应，即可利用插入检测片产生的效应，即可判断液晶的光轴方向和光学性质的正负判断液晶的光轴方向和光学性质的正负Uniaxial conoscopic cross Smectic C biaxial cross Uniaxial conoscopic cross Smectic C biaxial cross Droplets on the edge of a smectic A sample Droplets on the edge of a smectic A sample X X射线波长小于原子间距

20、和分子间距，可用射线波长小于原子间距和分子间距，可用于了解原子和分子的堆积排列以及这种堆积于了解原子和分子的堆积排列以及这种堆积排列的有序程度等信息排列的有序程度等信息X-diffractionpatternX-diffractionpatternofisotropicphaseofnematicphase X-ray pattern X-ray pattern X-ray pattern X-ray pattern in smectic A phase in hexatic phase in smectic A phase in hexatic phase DTA/DSCDTA/DSC方法方

21、法 用于研究与高分子液晶态有关的相转变或玻璃化转变用于研究与高分子液晶态有关的相转变或玻璃化转变 DSC Scans DSC Scans v混溶实验混溶实验-两种液晶加热，使其混溶，再把它们掺混到一起，两种液晶加热，使其混溶，再把它们掺混到一起，然后根据混合的情况，判别这两种液晶是相同还是不同然后根据混合的情况，判别这两种液晶是相同还是不同 v 红外光谱红外光谱-研究分子构象、分子间相互作用随温度或浓度的变研究分子构象、分子间相互作用随温度或浓度的变化以及分子链或液晶基元的取向性质等化以及分子链或液晶基元的取向性质等 v NMR NMR 方法方法-根据不同相态下峰形和峰宽的区别研究液晶相变，根

22、据不同相态下峰形和峰宽的区别研究液晶相变，不同相态中的分子构象不同相态中的分子构象v 小角中子散射小角中子散射SANS SANS-研究液晶高分子在液晶相中的分子构象研究液晶高分子在液晶相中的分子构象v 折射率测定折射率测定 -判断液晶相的存在和确定相判断液晶相的存在和确定相转变转变温度温度 v 粘度测定粘度测定-早期研究中曾被用来判断向列态的形成早期研究中曾被用来判断向列态的形成 液液晶晶性性与与分分子子结结构构液晶分子结构特点液晶分子结构特点形状尺寸各向异性；形状尺寸各向异性；足够的刚性；足够的刚性；分子间有强的相互作用，具有在液态下维持分分子间有强的相互作用，具有在液态下维持分子的某种有序

23、排列所必需的凝聚力。子的某种有序排列所必需的凝聚力。这样的结构特征使得液晶分子中常常含有芳环、这样的结构特征使得液晶分子中常常含有芳环、不饱和键和极性基团等。不饱和键和极性基团等。此外，液晶的流动性要求分子结构上必须含有此外，液晶的流动性要求分子结构上必须含有一定的柔性部分，如烷烃链等。一定的柔性部分，如烷烃链等。长棒状小分子液晶长棒状小分子液晶 大多数液晶物质是长棒状或长条状的大多数液晶物质是长棒状或长条状的Anisotropicmoleculeswhichgiverisetoliquidcrystallinephases小分子液晶分子的长度约为小分子液晶分子的长度约为20-40，宽度约为，

24、宽度约为4-5 4-5。理理论论和和实实践践表表明明，当当分分子子的的长长宽宽比比（或或轴轴比比）大大于于4 4左左右右的物质才可能呈现液晶态。的物质才可能呈现液晶态。长棒状液晶分子的基本结构长棒状液晶分子的基本结构 液晶基元液晶基元/桥键桥键/柔性间隔柔性间隔/取代基取代基常见的液晶基元核心成分是常见的液晶基元核心成分是-1，4-亚苯基亚苯基咔唑结构咔唑结构 喹啉结构喹啉结构酯环结构酯环结构扭结基团改变分子的线性，降低分子的刚性扭结基团改变分子的线性，降低分子的刚性，分分子的长棒结构被破坏。子的长棒结构被破坏。O，CH2一，一，S桥键桥键X，能够阻止两个环的旋转，能够阻止两个环的旋转，常见的

25、结构有：常见的结构有：柔性柔性间间隔：隔：结结构尾端的构尾端的R，R1是柔是柔软软、易弯曲的各种极性或非极性基、易弯曲的各种极性或非极性基团团，如：，如：取代基：取代基：酯酯基、基、氰氰基、硝基、氨基、基、硝基、氨基、卤卤素素等，等，对对形成的液晶的形成的液晶的稳稳定性有一定影响，定性有一定影响，也是构成液晶分子不可缺少的也是构成液晶分子不可缺少的结结构因素。构因素。圆盘状液晶分子圆盘状液晶分子典型的圆盘状分子结构典型的圆盘状分子结构一般其中心是刚性的芳香核，其外围有几条柔顺的侧一般其中心是刚性的芳香核，其外围有几条柔顺的侧链，一般盘状分子的厚度在链，一般盘状分子的厚度在1010以内，直径达数

26、十埃以内，直径达数十埃应有较大的直径厚度比应有较大的直径厚度比溶溶致致液液晶晶双亲性分子和极性溶剂组成溶致液晶双亲性分子和极性溶剂组成溶致液晶双亲性分子由亲水头和疏水尾组成双亲性分子由亲水头和疏水尾组成典型的头部：典型的头部：OH,COONa，SO3K，一，一O(CH2CH2O)nH，一一N(CH3)3Br,PO4CH2CH2NH2等；等；典型的尾部：典型的尾部：CnH2n+1,-C6H4-CnH2n+1以及其他含有长的烃链基团。以及其他含有长的烃链基团。双亲分子月桂酸钠（钾）的结构双亲分子月桂酸钠（钾）的结构 磷脂酰胆碱分子结构图磷脂酰胆碱分子结构图双亲性分子按化学结构可分为双亲性分子按化学

27、结构可分为离子型和非离子型离子型和非离子型有些非双亲性分子可以在一定溶剂中呈现液晶态有些非双亲性分子可以在一定溶剂中呈现液晶态如多肽、脱氧核糖核酸、烟草花叶病毒、如多肽、脱氧核糖核酸、烟草花叶病毒、纤维素酯它们多呈现纤维素酯它们多呈现Ch相相分子间引力与液晶的种类分子间引力与液晶的种类具具有有液液晶晶性性质质的的化化合合物物应应当当具具备备以以下下两两项项必必要要的条件：的条件：（1）化化合合物物的的分分子子结结构构具具有有适适于于液液晶晶状状态态平平行排列的几何形状行排列的几何形状（2）化化合合物物的的晶晶体体即即使使熔熔融融之之后后，仍仍能能维维持持平行排列所必需的足够大的分子间引力平行排

28、列所必需的足够大的分子间引力某一化合物呈现的液晶相的类型，取决于分子末某一化合物呈现的液晶相的类型，取决于分子末端之间和侧面之间引力的相对强弱端之间和侧面之间引力的相对强弱向列型液晶的分子排列和分子间引力向列型液晶的分子排列和分子间引力烷基链长的效应烷基链长的效应不饱和键的效应不饱和键的效应支链和取代基的效应支链和取代基的效应极性基团位置和介电各向异性极性基团位置和介电各向异性N-4-甲氧苯亚甲基甲氧苯亚甲基对氨基苯羧酸酯同系物的对氨基苯羧酸酯同系物的烷基链长和相变温度烷基链长和相变温度N-4-甲氧苯亚甲基甲氧苯亚甲基对氨基苯羧酸酯同系物的对氨基苯羧酸酯同系物的烷基链长和相变温度烷基链长和相变

29、温度Tm,Ti随随间间隔隔链链上上碳碳原原子子数数目目增增加加按按奇奇偶偶方方式式变变化化，并并呈呈总总体体下下降降趋趋势。势。N-4-甲氧苯亚甲基甲氧苯亚甲基对氨基苯羧酸酯同系物对氨基苯羧酸酯同系物双键对相变温度的影响双键对相变温度的影响N-4-甲氧苯亚甲基甲氧苯亚甲基对氨基苯羧酸酯同系物对氨基苯羧酸酯同系物支链烷基对支链烷基对相变温度的效应相变温度的效应取代基对取代基对N-4-甲氧苯亚甲基甲氧苯亚甲基对氨基苯羧酸酯同系物对氨基苯羧酸酯同系物相变温度的影响相变温度的影响支链和取代基引起的分子幅度的变化支链和取代基引起的分子幅度的变化（a）R为饱和烷基链为饱和烷基链（b）R为支链或有支链的苯环

30、为支链或有支链的苯环极性基团对液晶介电各向异性的影响极性基团对液晶介电各向异性的影响液液 晶晶 的的 应应 用用 物物 性性熔点（熔点（meltingpoint)-从晶体到液晶的转变温度，简写从晶体到液晶的转变温度，简写Tm清亮点清亮点(clearingpoint)-温度高到一定程度使分子进一步失温度高到一定程度使分子进一步失去取向有序时，物质从液晶相向各向同去取向有序时，物质从液晶相向各向同性相的转变温度，简写为性相的转变温度，简写为Ti(Tc)Ti(Tc)分子排列的有序参数分子排列的有序参数S液晶的折射率，介电常数，磁化率等物理液晶的折射率，介电常数，磁化率等物理性质的各向异性，直接依赖于

31、液晶分子排列的性质的各向异性，直接依赖于液晶分子排列的有序性有序性排列有序度由于分子热运动造成的混乱而排列有序度由于分子热运动造成的混乱而降低，受到分子结构或形状等因素的影响降低，受到分子结构或形状等因素的影响液晶分子的取向方向液晶分子的取向方向与指向矢（与指向矢（directordirector）n n的空间位置的空间位置一般采用二阶勒让德多项式一般采用二阶勒让德多项式P P2 2为有序参数为有序参数 S=PS=/2 1/2 完全有序，完全有序，S=1S=1；完全无序，；完全无序，S=0 S=0（n n 分子长轴优先取向方向的单位矢量；分子长轴优先取向方向的单位矢量；是单个液晶分子长轴是单个

32、液晶分子长轴与与n n之间的夹角）之间的夹角）S随温度的上升而下降，当温度达到随温度的上升而下降，当温度达到Ti（TC），），S突然降至零突然降至零液液 晶晶 的的 形形 变变展展 曲曲 (K(K11 11)扭扭 曲曲 (K(K22 22)弯弯 曲曲(K(K33 33)液晶的三种基本变形状态液晶的三种基本变形状态液晶的弹性连续体理论液晶的弹性连续体理论奥辛、措赫尔、弗兰克等奥辛、措赫尔、弗兰克等 尽管液晶分子轴向变化及其微弱，但尽管液晶分子轴向变化及其微弱，但仍能显示弹性性质，据此，把在外力作用仍能显示弹性性质，据此，把在外力作用下使液晶均匀分子排列产生某种变形的状下使液晶均匀分子排列产生某种

33、变形的状态，看作具有某种变形的弹性连续体态，看作具有某种变形的弹性连续体对应的表示变形与应力之间关系的弹性系对应的表示变形与应力之间关系的弹性系数，分别称为展曲弹性系数（数，分别称为展曲弹性系数（K11）、扭曲）、扭曲弹性系数（弹性系数（K22）、弯曲弹性系数（）、弯曲弹性系数（K33）液晶的弹性系数一般在液晶的弹性系数一般在10-11-10-12N之间，比之间，比普通弹性体小很多，因此液晶分子排列容普通弹性体小很多，因此液晶分子排列容易受外场影响变形。易受外场影响变形。通常情况下，通常情况下，K11和和K33比比K22大大向列型液晶物理常数的各向异性向列型液晶物理常数的各向异性向列型液晶向列

34、型液晶MBBA的物理常数的物理常数MBBA：N-(4-甲氧基苯亚甲基）甲氧基苯亚甲基）-4-丁基苯胺丁基苯胺液晶的双折射性（液晶的双折射性（birefrigence）由于液晶分子结构的非均向性，导致光线在液晶中由于液晶分子结构的非均向性，导致光线在液晶中行进的速度和感受到的折射率与光线的行进方向和偏振行进的速度和感受到的折射率与光线的行进方向和偏振方向有关，所以互相正交的两束偏振光在液晶中行进时，方向有关，所以互相正交的两束偏振光在液晶中行进时，分别有不同的相速度，感受到的折射率也不尽相同，这分别有不同的相速度，感受到的折射率也不尽相同，这种现象称为种现象称为“双折射双折射”(birefrig

35、ence)向列型液晶和近晶型液晶向列型液晶和近晶型液晶 胆甾型液晶胆甾型液晶 （正光学性质）（正光学性质）（负光学性质）（负光学性质）n=ne-no=n-nn0，正光学性质，正光学性质；n0，负光学性质，负光学性质折射率各向异性和光学性质折射率各向异性和光学性质1 1能使入射光的前进方向偏于分子长轴方向能使入射光的前进方向偏于分子长轴方向2 2能改变入射光的偏振光状态或方向能改变入射光的偏振光状态或方向3 3能使偏振入射光相应于左旋光或右旋光进能使偏振入射光相应于左旋光或右旋光进行反射或透射行反射或透射液液 晶晶 的的 偏偏 振振 片片 特特 性性液晶的电光效应液晶的电光效应（electro-

36、optic effect)electro-optic effect)液晶在外电场下分子排列状态发生变化，从而引起液液晶在外电场下分子排列状态发生变化，从而引起液晶盒的光学性质也随之变化的一种光调制现象晶盒的光学性质也随之变化的一种光调制现象以各种电光效应为基础的液晶显示方式以各种电光效应为基础的液晶显示方式GHGH电光效应的原理电光效应的原理胆甾相液晶的选择反射（胆甾相液晶的选择反射（selective reflection)selective reflection)晶体衍射的布拉格公式晶体衍射的布拉格公式-反射光的波反射光的波长长，p-胆甾相液晶的螺距，胆甾相液晶的螺距，n-平均折射平均折射

37、率，率，-入射光与液晶表面入射光与液晶表面间间的的夹夹角角温度温度发发生生变变化化时时，胆甾相液晶的螺距，胆甾相液晶的螺距随之改变随之改变，因，因而反射光的而反射光的颜颜色也随之色也随之变变化化有三段显示温度区域的胆甾型混合液晶（胆甾醇壬酸酯有三段显示温度区域的胆甾型混合液晶（胆甾醇壬酸酯/戊氧戊氧基苯甲酸丁氧基二苯酯混合物）基苯甲酸丁氧基二苯酯混合物）FrederiksFrederiks转变转变 在细长的棒状分子的集合体液晶中，分子长轴方在细长的棒状分子的集合体液晶中，分子长轴方向的磁化率与垂直于分子长轴方向的磁化率各不相同，向的磁化率与垂直于分子长轴方向的磁化率各不相同，若对具有这种磁化率

38、各向异性的液晶施加直流磁场若对具有这种磁化率各向异性的液晶施加直流磁场H H，且超过某一强度（，且超过某一强度（H HC C），其分子轴将会向这平行于），其分子轴将会向这平行于磁场的方向排列磁场的方向排列 通过施加大于临界磁场，使液晶从一种分子排列通过施加大于临界磁场，使液晶从一种分子排列过渡到另一种分子排列，同时其光学性质随之发生变过渡到另一种分子排列，同时其光学性质随之发生变化的现象称为弗雷利克斯转变化的现象称为弗雷利克斯转变弗雷德利克斯转变弗雷德利克斯转变外加磁场引起的液晶分子排列的变化外加磁场引起的液晶分子排列的变化复复习习题题1、什么是液晶态？、什么是液晶态？2、液晶表征常用手段、液晶表征常用手段3、小分子液晶的分类？、小分子液晶的分类？4、小分子液晶的分子结构特点？、小分子液晶的分子结构特点？