近晶相液晶极其性质
液晶材料简介演示
热分析
通过差热分析（DSC）、热重 分析（TGA）等手段，可以研 究液晶材料的相转变行为和热 稳定性。
光学表征
利用偏光显微镜（POM）、光 学旋光仪等设备，可以观察液 晶材料的织构、测定其旋光性 等光学性质。
X射线分析
通过X射线衍射（XRD）、小角 X射线散射（SAXS）等技术， 可以研究液晶材料的分子排列 和结构。
02
稳定性提升
提高液晶材料的稳定性对其在显示等领域的应用至关重要。可以通过改
进分子结构、优化配方等途径提高稳定性。
03
竞争与替代技术
随着其他显示技术（如OLED）的发展，液晶材料面临市场竞争。应关
注市场动态，不断提升液晶材料性能，拓展应用领域，以保持竞争力。
THANKS
感谢观看
液晶的电光效应
扭曲向列效应（TN效应）
在TN型液晶中，当未加电压时，入射光无法透过液晶层。当施加一定电压时，液晶分子 发生扭曲，使得入射光能够通过液晶层。通过控制电压的大小，可以改变液晶分子的扭曲 程度，从而实现对光线的调制。
垂直取向效应（VA效应）
在VA型液晶中，液晶分子在未加电压时垂直于基板排列。当施加电压时，液晶分子逐渐 倾斜，使得光线能够通过。与TN效应相比，VA效应具有更高的对比度和更宽的视角。
04
CATALOGUE
液晶材料的发展趋势与挑战
液晶材料的研究现状
液晶种类繁多
液晶材料包括向列相、胆甾相、近晶 相等多种类型，各具特点，被广泛应 用于显示、光电子等领域。
研究方向多元化
目前液晶材料研究集中在性能提升、 稳定性、成本降低等多个方面。
液晶材料的发展趋势
高性能化
液晶材料的性能将不断提升，如 提高响应速度、拓宽视角、增强 色彩表现力等，以满足各种应用
液晶特性研究
其液晶电视、笔记本电脑等高档产 品；
STN型───主要用于手机屏幕等中档产品；
TN型───主要用于电子表、计算器、仪器仪表、家 用电器等中低档产品，是目前应用最普遍的液晶显 示器件.
液晶的热光效应：热光效应是通过加热或冷却
的手段来改变液晶分子的排列状态，从而使其光学 性质发生变化的现象。表现出明显的热光效应的晶 体有近晶型液晶和胆甾型液晶。
胆甾型（螺旋状）液晶：二维 向列型液晶层叠加形成的结构， 液晶整体形成螺旋结构，扭曲 一周时叠层厚度的一半为一个 螺距，近似于可见光波长量级。 这种结构是胆甾型液晶具有很 大的旋光能力，并可以左右旋 之，且螺距随外界条件变化的 改变，出现液晶的色的变化。 这种液晶显示负单轴晶体的双 折射性质。
液晶特性
液晶的连续体理论 液晶分子排列发生变化的临界电场
液晶的一些优异特性，使其在显示方面得到了广泛的 应用。特别是在屏幕显示器上得到了长足的发展，在 人们的生活中都有应用。
结语：对液晶的特性的研究我们还有待继续深入的了 解 ，将在后面的时间深入的去理解研究液晶的特性。
谢谢！
垂直排列相畸变效应（ECB）: 向列型液晶具有 单轴晶体的双折射性。当外加电压超过阈值电压 时，分子发生旋转，分子长轴会偏离电场方向一 定角度，角度随电压的增大而增大，使得入射线 偏振光由于双折射变为椭圆偏振光，从而有光透 过检偏器，当角度为九十度，透射光强度最大， 液晶盒完全透明。如果继续加大电压，将产生动 态散射现象，液晶盒又变暗。这种效应也称电控 双折射效应。
TN的视角:根据入射光的偏振方向，
TN液晶盒有两种 工作模式。入射光偏振方 向平行于基片上液晶分子的长轴方向时，
为E模式；入射光偏振方向垂直于基片上液 晶分子的长轴方向时，为O模式。
液晶特性
液晶物性1. 液晶简介1888年,澳大利亚叫莱尼茨尔的科学家，合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点.把它的固态晶体加热到145℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。
如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。
后来，德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做晶体。
它好比是既不象马，又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子.液晶自被发现后,人们并不知道它有何用途，直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料.分子量小的大部分物质的状态随着温度的上升呈现物质的三种状态——固体(solid)、液体(liquid)和气体(gas)。
但若是分子量大而且结构特殊的物质时，其状态的变化就不那么简单。
1888年Reinizer在给cholesteric benzonate结晶加热时发现，当加热到145.5度时会变成混浊的白色有粘性的液体，当加热到178.5度时会完全变成透明的液体。
Lehman发现结晶和透明液体之间的这种状态(phase)具有当时被认为是固体固有的光学各向异性，因此被命名为液晶(liquid crystal)。
即液晶(liquid crystal)是liquid和crystal 的合成词，表示具有液体所特有的流动性(fluidity)的同时还具有结晶所特有的光学各向异性(optical anisotropy)。
因是存在于固体与液体之间的状态，所以叫做中间相(mesophase)更准确，但更多的是按照惯例叫液晶。
随着研究的深入，在许多物质中发现了液晶相，而且发现具有液晶相的分子都带有类似长条状或圆盘状的分子结构(请参考图1)。
如图2所示，带有液晶相的分子在达到一定的低温时是按一定规则排列的结晶结构，但达到一定的熔点(melting point)以上时，其质量中心自由移动，但其条状的方向形成一定的分布状态成为各向异性的液体(anisotropic liquid)，而这时就是液晶相。
液晶的电光特性
液晶的电光特性公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-液晶的电光特性液晶是一种即具有液体的流动性又具有类似于晶体的各向异性的特殊物质（材料），它是在1888年内奥地利植物学家首先发现的。
在我们的日常生活中，适当浓度的肥皂水溶液就是一种液晶。
目前人们发现、合成的液晶材料已近十万种之多，有使用价值的也有4-5千种。
随着液晶在平板显示器等领域的应用和不断发展，以及市场的巨大需求。
人们对它的研究也进入了一个空前的状态。
本实验希望通过一些基本的观察和研究，对液晶材料的光学性质及物理结构有一个基本了解。
并利用现有的物理知识进入初步的分析和解释。
大多数液晶材料都是由有机化合物构成的。
这些有机化合物分子多为细长的棒状结构，长度为数nm ，粗细约为量级，并按一定规律排列。
根据排列的方式不同，液晶一般被分为三大类1）近晶相液晶，结构大致如图1，图1 图2 图3这种液晶的结构特点是：分子分层排列，每一层内的分子长轴相互平衡。
且垂直或倾斜于层面。
2、向列相液晶，结构如图2。
这种液晶的结构特点是：分子的位置比较杂乱，不再分层排列。
但各分子的长轴方向仍大致相同,光学性质上有点像单轴晶体。
3、胆甾相液晶，结构大致如图3。
分子也是分屏排列，每一层内的分子长轴方向基本相同。
并平行于分层面,但相邻的两个层中分子长轴的方向逐渐转过一个角度,总体来看分子长轴方向呈现一种螺旋结构。
以上的液晶特点大多是在自然条件下的状态特征，当我们对这些液晶施加外界影响时，他们的状态将会发生改变，从而表现出不同的物理光学特性。
下面我们以最常用的向列液晶为例，分析了解它在外界人为作用下的一些特性和特点。
我们在使用液晶的时候往往会将液晶材料夹在两个玻璃基片之间，并对四周进行密封。
为了我们的使用目的，将会对基片的内表面进行适当的处理，以便影响液晶分子的排列。
这里介绍相关的三个处理步骤。
1、涂覆取向膜，在基片表面形成一种膜。
2、摩擦取向，用棉花或绒布按一个方向摩擦取向膜。
用偏光显微镜研究液晶的相变及光学特性-文档资料
他把这种粘稠而混浊的液体放到偏光显微镜下观察， 发现这种液体具有双折射性。
于是德国物理学家D·Leimann将其命名为“液晶”， 简称为“LC”。在这以后用它制成的液晶显示器件 被称为LCD。
2. 液晶的基本特性
液晶实际上是物质的一种形态，它是一种处于“完 全有序的周期性结构”和“完全无规则结构”之间 的介晶态，它具有长程有序和各向异性的特征。
用偏光显微镜研究液 晶的相变及光学特性
武汉大学物理实验教学中心 周殿清 于国萍
一、液晶简介
1.液晶的发现
液晶的发现可追溯到19世纪末，1888年奥地 利的植物学家F·Reinitzer在作加热胆甾醇的 苯甲酸脂实验时发现，当加热使温度升高到 一定程度后，结晶的固体开始深解。但溶化 后不是透明的液体，而是一种呈混浊态的粘 稠液体，并发出多彩而美丽的珍珠光泽。当 再进一步升温后，才变成透明的液体。这种 混浊态粘稠的液体是什么呢？
胆甾型液晶具有负的双折射性质。一定强 度的电场、磁场也可使胆甾相液晶转变为 向列相液晶。
胆甾相液晶易受外力的影响，特别对温度 敏感，由于温度主要引起螺距的改变，因 此胆甾相液晶随温度改变颜色。
三、热致液晶相变
1. 互变相变（可逆相变）
2. 单变相变
四、液晶的光学特性
1. 液晶的各向异性
//
3.液晶的应用
液晶显示技术（高分辨、快速响应、彩显）
3.液晶的应用
液晶显示原理图
3. 液晶的应用
液晶光学元件：快门、光圈、透镜、偏振片、 光存储器
液晶传感器：温度、电压、流速、加速度、 压力传感器，大气污染监测
液晶热图象：医学、生物领域应用 液晶聚合物、新型功能材料（记忆元件、光
液晶的相关知识
液晶概述( 液晶，liquid crystal )液晶（Liquid Crystal，简称LC）是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是电浆和液晶（Liquid Crystal，简称LC）。
液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生，它们可以流动，又拥有结晶的光学性质。
液晶的定义，现在已放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为正常结晶之物质。
而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。
同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感，极有实用价值。
1888年，奥地利叫莱尼茨尔的科学家，合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。
把它的固态晶体加热到14 5℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。
如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。
后来，德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做晶体。
它好比是既不象马，又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子.液晶自被发现后，人们并不知道它有何用途，直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料.液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板，为什么会显示数字呢？原来这种液态光电显示材料，利用液晶的电光效应]把电信号转换成字符、图像等可见信号。
液晶在正常情况下，其分子排列很有秩序，显得清澈透明，一旦加上直流电场后，分子的排列被打乱，一部分液晶变得不透明，颜色加深，因而能显示数字和图象。
液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象。
一些有机化合物和高分子聚合物，在一定温度或浓度的溶液中，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这就是液晶。
液晶光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶；溶致液晶则受控于浓度条件。
液晶 近晶相 胆甾相 向列相
液晶近晶相胆甾相向列相
液晶是一种介于液体与晶体之间的物质状态，其分子排列具有有序性但无长程结晶。
液晶可以分为多种相态，其中几个常见的相态包括近晶相、胆甾相和向列相。
近晶相是液晶相态中的一种，其分子排列具有较高的有序性，但仍然缺乏长程结晶。
近晶相的分子排列呈现出部分长程的有序结构。
胆甾相是液晶相态中的一种，其分子排列呈现出纤维状的扭曲结构。
胆甾相通常具有较高的光学活性，可导致旋光效应。
向列相是液晶相态中的一种，其分子排列呈现出平行于某个方向的有序排列。
向列相的分子排列通常呈现出平行排列的柱状结构。
这些相态在液晶研究和应用中具有重要的意义，不同的相态表现出不同的物理性质，并可用于制备各种液晶材料和设备。
液晶的研究概述
188专家论坛2018·10 Chenmical Intermediate当代化工研究3.结论从上面三种分配方案可以看出，第一种方案的所需总人数比其它两种多，第二种和第三种都为160人。
从所需成本方面考虑第二种和第三种更为合理，但是从人员的工作状态和生活舒适度方面考虑，显然第一种是人更愿意接受的工作时间安排，所有值班人员的总时间也是最短的。
第二种和第三种方案进行比较的话，第二种方案就强制要求每个人都值班8h才能满足人力需求，第三种方案考虑到了人员自身中存在的外在因素，显然更为人性化，人们可以进行4h和8h两种值班类型的选择。
因此，三种方案都具有各自的特点，都有给学校管理人员进行参考的价值。
在很多的工作岗位上，都会遇到约束条件下的最优化问题，线性规划在许多管理问题中都能得到应用，如在生产、制造、投资、财务和工程等求最大利润、最小成本等问题都能得到很好的发挥。
所以，在线性规划今后的发展中，我们应当能够把更多面临的问题描述为一个线性规划问题并进行分析。
•【参考文献】[1]张国初,陈平.人力资源规划的度量[J].中国人力资源开发,1999,(9):9-11.[2]张建中,绍吉.线性规划[M].北京:技术出版社,1997.[3]刘茂华.线性规划在运输问题中的应用[J].大庆师范学院学报,2007,27(2):77-80.[4]沈建新,周儒荣,廖文和.动态规划模型在生产库存优化中的应用研究[J].机械设计与制造工程,2002,31(6):112-113.[5]张辉.A公司硬盘电子产品的运输方案设计研究[D].上海:上海交通大学,2012.•【作者简介】倪涵逸，男，杭州市萧山区第三高级中学；研究方向：数学。
液晶的研究概述＊姜贺文（南京市第十三中学 江苏 210008）摘要：从液晶被发现开始，液晶不断地成为科学家们的研究热题。
随着研究深入，液晶的种类不断增加，也发挥着越来越重要的作用，已经成为大众生活中不可或缺的一部分。
液晶特性
液晶物性1. 液晶简介1888年,澳大利亚叫莱尼茨尔的科学家，合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点.把它的固态晶体加热到145℃时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。
如果继续加热到175℃时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。
后来，德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做晶体。
它好比是既不象马，又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子.液晶自被发现后,人们并不知道它有何用途，直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料.分子量小的大部分物质的状态随着温度的上升呈现物质的三种状态——固体(solid)、液体(liquid)和气体(gas)。
但若是分子量大而且结构特殊的物质时，其状态的变化就不那么简单。
1888年Reinizer在给cholesteric benzonate结晶加热时发现，当加热到145.5度时会变成混浊的白色有粘性的液体，当加热到178.5度时会完全变成透明的液体。
Lehman发现结晶和透明液体之间的这种状态(phase)具有当时被认为是固体固有的光学各向异性，因此被命名为液晶(liquid crystal)。
即液晶(liquid crystal)是liquid和crystal 的合成词，表示具有液体所特有的流动性(fluidity)的同时还具有结晶所特有的光学各向异性(optical anisotropy)。
因是存在于固体与液体之间的状态，所以叫做中间相(mesophase)更准确，但更多的是按照惯例叫液晶。
随着研究的深入，在许多物质中发现了液晶相，而且发现具有液晶相的分子都带有类似长条状或圆盘状的分子结构(请参考图1)。
如图2所示，带有液晶相的分子在达到一定的低温时是按一定规则排列的结晶结构，但达到一定的熔点(melting point)以上时，其质量中心自由移动，但其条状的方向形成一定的分布状态成为各向异性的液体(anisotropic liquid)，而这时就是液晶相。
液晶的光学特性及其应用
近晶相 透过率递减
胆甾相
2013/12/22
by Z.J.Wan, NGIA-HUST
2
液晶中的诱导偶极子
在外部电场作用下，液晶分子中产生诱导偶极子； 继而诱导偶极子被外部电场驱动，使液晶分子发生偏转。
2013/12/22
by Z.J.Wan, NGIA-HUST
3
正性和负性液晶
正性液晶 ― 诱导偶极子的 两极位于液晶分子长轴的 两端，因此当有外加电压 时，液晶分子的长轴趋向 于与电场方向平行。 负性液晶 ― 诱导偶极子的 两极位于液晶分子短轴的 两端，因此当有外加电压 时，液晶分子的长轴趋向 于与电场方向垂直。 介电各向异性越大，所需 驱动电压越低。
2013/12/22
by Z.J.Wan, NGIA-HUST
15
可视角与对比度
NG
BEST
GOOD
评价标准：设置屏幕全黑，在大角度观察情况下，是否发生漏光，各个视 角视场是否均匀。 难以求全！
2013/12/22 by Z.J.Wan, NGIA-HUST 16
软屏和硬屏
VA-LCD―静态时（全黑），液晶分子因触屏挤压而偏转，发生漏光， 可观察到光晕； IPS-LCD―触屏挤压不会引起液晶分子的偏转，无漏光现象； 非材质之硬，乃工作原理使然。
MVA-LCD显示原理
VA-LCD 外加电场时，所有液晶分子偏向同一 侧，从不同角度观察，仍会产生色差。 MVA-LCD Multi-domain VA ，多象限垂直定向。 动态时，液晶分子偏向不同方向，减 小视角产生的色差； Fujitsu最先发布，四象限像素分割技 术，通过脊形微小突起结构，让液晶 分子在静态时获得一个倾斜的预定向， 动态时则沿此方向继续偏转； MVA技术同时提高了响应速度。
第21讲 液晶基础知识
（c）液体
3
电 视 技 术
在两片玻璃基板上装有取向膜，所以液晶会沿着 沟槽取向，由于玻璃基板取向膜沟槽偏离90o nm， 所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电 场时，光线透过偏光板跟着液晶做90o扭转，通过下 方偏光板，液晶面板显示白色(见图3-2a)。当在基板 上加电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液 晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线 被吸收无法透出，液晶面板显示黑色(见图3-2b)。液 晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效 果的。
13
电 视 技 术
液晶的动态散射效应
把向列相液晶材料注入到带有透明电极的液晶盒内，未加电场时， 液晶盒透明；当外加电场并使其超过某一阈值时，液晶盒由透明变为 不透明，这种现象称为动态散射。这是因为液晶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，从而使其折射 率随时发生变化，因而使光发生强烈散射的结果。 图3-8为液晶显示数码板：向列相液晶在其中组成七段互相分离的数 字笔画，并与公共电极相对。当其中某几段电极加上电压时，这几段 就显示出来，组成某一数字。
图3-4 向列相液晶分子排列
8
电 视 技 术
3．胆甾相液晶 胆甾相液晶则是由于此种液晶最早是从胆甾醇类物质中发现的，故称 之为胆甾相。胆甾相液晶由多层向列型液晶堆积而成，其分子排列特点 是：在某一平面内分子长轴的指向是一致的，与这一平面平行的另一平 面内分子长轴的指向却一致地朝着另一个方向，两相邻平面分子的指向 稍有不同，分子的指向矢（液晶分子的平均指向）在空间成一螺旋。图 3-5是胆甾相液晶分子排列示意图。
电 视 技 术
第39讲 液晶基础知识
主要内容 1、什么是液晶 2、液晶类型 3、液晶物理特性 4、液晶光学特性
液晶的物理光学性质
分子长轴（指向矢）会发生与电场E平行的再排列；
对于 <0的负性液晶施加某一强度以上的电场
时，为使自由能最小，液晶分子长轴（指向矢）会
发生与电场E垂直的再排列；
大部分液晶显示器的工作原理都是以上述
理论为基础的：在外场作用下，液晶分子的排列方
向发生变化，进而影响液晶的光学性质，从而表现
自然光在反射、散射或通过某些晶体时，其偏振状 态会发生变化。例如阳光是自然光，但经天空漫射后 是部分偏振的，一些室内的透明塑料盒，如录音带盒， 在某些角度上会出现斑澜色彩，h 就是偏振光干涉的22结 果。
h
23
自然光的分解：
在自然光中，任何取向的光矢量都可分解为两 个相互垂直方向上的分量，很显然，自然光可用振 幅相等的两个相互垂直方向上的振动来表示。
应当指出，由于自然光中振动的无序性，所以 这两个相互垂直的光振动之间没有恒定的位相差， 但应注意的是不能将两个相位无关联的光矢量合成 为一个稳定的偏振光，显然对应两个相互垂直振动 的光强各为自然光光强的一半。
如果采用某种方法能把两个相互垂直的振动之
一去掉，那就获得了线偏振光，如果只能去掉两个
h
24
振动之一的一部分，则称为部分偏振光。
值得注意的是，这种偏振光的各方向振 动的光矢量之间也没有固定的相位关系，与 部分偏振光相对应，有时称线偏振光为完全 偏振光。
h
27
圆偏振光和椭圆偏振光：
这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平 面内，光矢量按一定频率旋转(左旋或右旋)，如果 光矢量端点的轨迹是一个圆，这种光叫圆偏振光； 如果光矢量端点的轨迹是一个椭圆，这种光叫椭圆 偏振光。
胆甾相液晶在显示技术中十分有用，它
近晶型液晶特点
近晶型液晶特点
近晶型液晶(neXt-Generation Liquid Crystal)是一种具有高锐度、低辐射损耗和极低的失焦率的新型显示器，其技术最近被许多高校和高等教育机构所广泛采用。
作为一种显示技术，近晶型液晶具有以下特点：
首先，相对于传统CCFL（等离子技术）或LED（有机发光材料），近晶液晶制冷耗能更低，可以使显示器的散热性能得到改善，显示器将会变得更加节能。
其次，近晶型液晶的响应时间快，静态对比度高，可以拓展范围更大的色彩空间，使得显示器具有极高的展现力，同时它的功耗低，因此大大减少了能耗开销。
此外，由于近晶型液晶占用空间小，因此它可以具有更轻薄的外观，并具有更高的灵活性，这在学校和教室里非常的实用，可以帮助教师更好的指导学生，更方便的进行教学活动。
最后，近晶型液晶的持久性比一般液晶显示器要好得多，它不但能够长期稳定耐用，而且可以大大提高教学质量，给教师和学生们带来更多方便和便利。
总之，近晶型液晶是一种新型的显示技术，具有低功耗、高锐度、低污染环境和高节能等特点，在现代高校和高等教育机构中正被越来越多地采用，可以促进教学工作的高效完成，为学校的发展带来更多的机遇和可能性。
向列相液晶近晶型液晶分子形状
向列相液晶近晶型液晶分子形状液晶，这个名字听起来就像是科幻电影里的高科技产物，其实在我们生活中无处不在。
说到向列相液晶，嘿，它就像那种特别的液体，既有流动性，又有某种秩序感，就像你早上喝的豆浆，虽然是液体，却能在杯子里呈现出优雅的旋涡。
而“近晶型”这词儿，听着就让人觉得高深莫测，其实它就是指这些液晶分子在某种条件下，像小朋友一样，手牵手，排成一排，形成了一种特定的形状和排列。
想象一下，咱们小时候玩“手拉手”的游戏，那种团结合作的感觉，就是这向列相液晶的基本特征。
说到分子形状，那真是个有趣的事儿。
你知道吗？液晶分子往往是长长的，像一根根小棍子，想象一下你拿着一根长铅笔，那种细长的样子。
因为它们的形状，决定了液晶的特性。
就像一个篮球队，队员的身高、体型都会影响他们的表现。
液晶分子如果都是小短腿，那玩儿得可不带劲儿，根本没法排成一列。
可是，这些长长的分子就能像士兵一样，整齐划一，排出队形，显得既整齐又有序。
哎，聊到这里，你有没有想过液晶其实也有点像咱们的生活？每个人都像液晶分子，有些人个性张扬，像小宇宙爆炸，而有些人则相对内敛，温文尔雅。
可是当大家聚在一起，形成某种秩序，那种美感就出来了。
这种液晶的排列，不仅仅是为了美观，更是为了功能。
像电视、手机屏幕，这些液晶的“战士”们，就是通过这样的排列，来显示出我们想要看到的画面。
是不是感觉科技感十足？而近晶型液晶分子形状的妙处，就在于它们的排列方式能影响光的传播。
就像阳光透过树叶，光线被折射、散射，产生斑驳的光影。
液晶分子之间的相互作用，能够调节光的强度和颜色，真是神奇。
想象一下，咱们的手机屏幕如果没有这些分子的调节，可能就只是一片黑乎乎的，根本无法显示出那么美丽的图案和色彩。
液晶分子的排列方式可不仅仅是为了看着顺眼，科学家们可花了不少功夫去研究它们的性质。
就像古代人研究星星的轨迹，液晶分子之间的互动关系也是深不可测。
每一个小小的变化，都可能带来巨大的不同，影响它们的物理性质，甚至是化学反应。
近晶相液晶极其性质
图5 近晶B相（六边形）结构
d. 近晶D（SD）相 只有很少的化合物呈现SD相。SD相光学上是各向同性的，而且若干分子组的球形单元似乎是立方
排列。SD相不是层状结构，因此它是否列为近晶相是有争议的。 表2 近晶A—G液晶的结构特征
分子取向
光学性质
织构
非构造近晶相 层状结构，分子轴与层正
单轴正光性
近晶A
图3 近晶相液晶结构 SA相是所有近晶结构中最少有序者；层状排列，分子长轴在层内彼此平行，并垂直于层面，分子可
绕长轴自由旋转，层厚与分子长度相当。SA相光学上是单轴，光轴垂直于层平面，在薄层中呈现假各向 同性排列。因而在相互垂直的偏振片下观察时得到暗的织构。 b． 近 晶 C（ Sc） 相
Sc相类似SA相，在结构上的不同之处在于Sc相的分子层与层面成同一角度的倾斜排列（图4），光 学上是正性双轴。因为倾斜排列，层厚小于分子长轴长度，通常倾角θ大于40°，并且倾角对温度的依赖 较小。
f. 近晶F（SF）相 SF类似于SC相，都有倾斜结构，但是在更有序的SF相中，出现准六角堆积排列。 近晶相结构及其光学性质列在表2中，织构是在偏光显微镜下观察到的图像。条纹织构是来自交
点的一系列黑线；
近晶C相条纹织构
焦锥织构是更复杂的扇形或多边形的系列直线和曲线；
近晶A相扇形织构
液晶电视机维修口诀
交，层内混乱排列
近晶C 近晶D
层状结构，分子轴倾斜于
双轴正光性 层，层内混乱Biblioteka 列立方结构各向同性
近晶F
层状结构
单轴正光性
焦锥（扇形或多边形）， 阶梯形滴状，平行排列， 假各向同性
破碎焦锥，条纹，平行排 列 各向同性， 镶嵌
条纹，同轴破碎焦锥
各种液晶的分子结构以及其与性质的关系
各种液晶的分子结构以及其与性质的关系2006-10-14 分子结构和性质的关系一般来说，细长棒状或平面结构对分子的平行排列有利，而分子的极性基团或易极化的基团则关系到分子间的相互作用，进而影响相变温度。
液晶分子的中心桥键对液晶性质的影响很大。
液晶的化学稳定性，首先取决于中心桥键的性质，如苄*（亚苄基）类液晶的中心桥键是—CH==N—，它易于水解或氧化，对水极为敏感。
又如，偶氯化合物容易被氧化，特别是在光的作用下。
其他如含有双键、三键的二苯乙烯二苯乙炔，肉桂酸酯等衍生物也易于被氧化，并易聚合，化学稳定性相对较差，而且在紫外光下也可能会因聚合或裂解而失去液晶的特性。
Gray等人首次弃去液晶分子的中心桥键，合成了联苯液晶，它比其他液晶稳定，说明中心桥键并不是构成液晶的唯一条件。
联苯液晶是目前最常用的一种液晶。
液晶分子的空间构型影响液晶的热稳定性及其他特性。
二苯乙烯是平面构型，氧化偶氮分子平面微微扭曲，苄*液晶有较大扭曲，它们的清亮低于二苯乙烯类。
氧化偶氮类的清亮点比较奇特，虽然它的晶体具有平面结构，很可能它在液晶相时，分子排列转变为非平面结构，分子扭曲，导致分子刚性降低，致使清亮点降低。
酯类液晶的微弱共轭作用使它具有最低的清亮点。
此外，二苯乙炔类液晶因其分子轨道的共同轭作用，所以热稳定性高于苄*类液晶。
一般来说，如果桥键连接是刚性的，有利于形成液晶相，支链端基则通常较为不利。
端基链长的影响要微妙些。
如果分子的刚性部分导致强的各向异性相互作用，那么增加键长不利于液晶相的稳定，如果刚性部分不引起强的空间阻碍，增加链长有利各向异性的相互作用。
环数目增加，极大地增加液晶的热稳定性，例如：当n=1时，清亮点为121℃；当n=2时，清亮点为297℃，类似的情况用多环或稠环取代苯环，亦增加液晶的稳定性。
顺反结构对液晶的热稳定性也有很大影响。
由于反式构型分子具有线型的刚性结构，因而呈现液晶相，而顺式结构分子为非线型和柔性结构，因而不呈现液晶相[78]，它们的分子构型如图18所示。
液晶材料的性质与应用
液晶材料的性质与应用作者：蔡斌、何涛、姜杰、张颂昕（北京大学化学与分子工程学院 100871）1液晶概述1.1液晶的发现液晶的发现可以追溯到1888年。
据资料记载，液晶是在1888年由奥地利的植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）发现的。
他注意到，把胆甾醇苯甲酸酯晶体加热到145.5℃，晶体会熔化成为混浊粘稠的液体，145.5℃就是它的熔点。
继续加热，当温度上升至178.5℃时，这混浊的液体会突然变成清亮的液体。
开始他以为这是由于所用晶体中含有杂志引起的现象。
但是，经过多次的提纯工作，这种现象仍然不变；而且这种过程是可逆的。
第二年，德国物理学家莱曼（O・Lehmann）发现，许多有机物都可以出现这种情况。
在这种状态下，这些物质的机械性能与各向同性液体相似，但它们的光学特性却与晶体相似，是各向异性的。
这就是说，这时的物质具有强烈的各向异性物理特征，同时又像普通流体那样具有流动性。
莱曼称之为液晶（Liquid crystal)。
1.2什么是液晶在不同的温度和压强下物体可以处于气相、液相和固相三种不同的状态。
其中液体具有流动性。
它的物理性质是各向同性的，没有方向上的差别。
固体（晶体）则不然，它具有固定的形状。
构成固体的分子或原子在固体中具有规则排列的特征，形成所谓晶体点阵。
晶体最显著的一个特点就是各向异性。
由于晶体点阵的结构在不同的方向并不相同，因此晶体内不同方向上的物理性质也就不同。
而液晶，因为它具有强烈的各向异性物理特征，同时又像普通流体那样具有流动性，处于固相和液相之间，所以它是物体的一种不同于以上三种物相的特殊状态。
由于液晶相处于固相和液相之间，因此液晶相(mesophase)又称为中介相（介晶相），而液晶也称为中介物(mesogen)。
清亮点：液晶相与液相的温度分界点。
1.3液晶的分类根据液晶形成的方式，我们大体可以把液晶分为热致液晶和溶致液晶两大类。
热致液晶是指单成分的纯化合物或均匀混合物在温度变化下出现的液晶；而溶致液晶是两种或两种以上组分（其中一种是水或其它的极性溶剂），在浓度的变化下形成的液晶。
液晶及其奇异特性液晶的结构液晶是介于液态与结晶态之间的一
液晶及其奇异特性一、液晶的结构液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态。
它除了兼有液体和晶体的某些性质（如流动性、各向异性等）外，还有其独特的性质。
对液晶的研究现已发展成为一个引人注目的学科。
液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等有机物。
液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂水溶液就是一种液晶。
目前，由有机物合成的液晶材料已有几千种之多。
由于生成的环境条件不同，液晶可分为两大类：只存在于某一温度范围内的液晶相称为热致液晶；某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相称为溶致液晶。
溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和活细胞的关系，是现今生物物理研究的内容之一。
液晶的分子有盘状、碗状等形状，但多为细长棒状。
根据分子排列的方式，液晶可以分为近晶相、向列相和胆甾相三种，其中向列相和胆甾相应用最多。
图1 近晶相液晶分子排列示意图1. 近晶相液晶近晶相液晶分子分层排列，根据层内分子排列的不同，又可细分为近晶相A、近晶相B等多种，图1所示为近晶相液晶的一种。
由图可见，层内分子长轴互相平行，而且垂直于层面。
分子质心在层内的位置无一定规律。
这种排列称为取向有序，位置无序。
近晶相液晶分子间的侧向相互作用强于层间相互作用，所以分子只能在本层内活动，而各层之间可以相互滑动。
2. 胆甾相液晶胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，是最早发现的一种液晶，其分子也是分层排列，逐层叠合。
每层中分子长轴彼此平行，而且与层面平行。
不同层中分子长轴方向不同，分子的长轴方向逐层依次向右或向左旋转过一个角度。
从整体看，分子取向形成螺旋状，其螺距用p 表示，约为0.3μm ，如图2所示。
3. 向列相液晶向列相液晶中，分子长轴互相平行，但不分层，而且分子质心位置是无规则的，如图3所示。
图2 胆甾相液晶分子排列示意图 图3 向列相液晶分子排列示意图二、液晶的光学特性1. 液晶的双折射现象一束光射入液晶后，分裂成两束光的现象称为双折射现象，如图4所示。
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图4 近晶C相层状结构
当液晶分子结构含不对称的手性基团时，能形成扭转的螺旋结构，具有胆甾相的光学性质，称为手 性近晶C相，以Sc表示。这类液晶分子结构的特征是在同一层中，分子互相平行，各层分子与层法线倾角 保持不变，但分子在层面上的投影呈螺旋状排列。
图3 近晶相液晶结构 SA相是所有近晶结构中最少有序者；层状排列，分子长轴在层内彼此平行，并垂直于层面，分子可
绕长轴自由旋转，层厚与分子长度相当。SA相光学上是单轴，光轴垂直于层平面，在薄层中呈现假各向 同性排列。因而在相互垂直的偏振片下观察时得到暗的织构。 b． 近 晶 C（ Sc） 相
Sc相类似SA相，在结构上的不同之处在于Sc相的分子层与层面成同一角度的倾斜排列（图4），光 学上是正性双轴。因为倾斜排列，层厚小于分子长轴长度，通常倾角θ大于40°，并且倾角对温度的依赖 较小。
镶嵌织构是固有倾斜的图像
近晶B相镶嵌织构
近晶相液晶及其性质
发布日期:2007-09-20 我也要投稿! 作者:COEMA 阅读: 483
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图5 近晶B相（六边形）结构
d. 近晶D（SD）相 只有很少的化合物呈现SD相。SD相光学上是各向同性的，而且若干分子组的球形单元似乎是立方
排列。SD相不是层状结构，因此它是否列为近晶相是有争议的。 表2 近晶A—G液晶的结构特征
点的一系列黑线；
近晶C相条纹织构
焦锥织构是更复杂的扇形或多边形的系列直线和曲线；
近晶A相扇形织构
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近晶B相镶嵌织构
近晶相液晶及其性质
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近晶相液晶由棒状或条状分子组成，分子排列成层，在层内，分子长轴相互平行，其方向可垂直或倾 斜于层面，因为分子排列整齐，其规整性接近晶体，为二维有序（图3）。但分子质心位置在层内无序， 可以自由平移，从而有流动性，然而粘度很大。分子可以前后、左右滑动，不能在上下层之间移动。因为 它的高度有序性，近晶相经常出现在较低温度区域内。已经发现至少有八种近晶相（SA~SH），近来，近 晶J和K相也已被证实。a. 近晶A（SA）相
图3 近晶相液晶结构 SA相是所有近晶结构中最少有序者；层状排列，分子长轴在层内彼此平行，并垂直于层面，分子可
绕长轴自由旋转，层厚与分子长度相当。SA相光学上是单轴，光轴垂直于层平面，在薄层中呈现假各向 同性排列。因而在相互垂直的偏振片下观察时得到暗的织构。
b． 近 晶 C（ Sc） 相 Sc相类似SA相，在结构上的不同之处在于Sc相的分子层与层面成同一角度的倾斜排列（图4），光
交，层内混乱排列
近晶C 近晶D
层状结构，分子轴倾斜于
双轴正光性 层，层内混乱排列
立方结构
各向同性
近晶F
层状结构
单轴正光性
焦锥（扇形或多边形）， 阶梯形滴状，平行排列， 假各向同性
破碎焦锥，条纹，平行排 列 各向同性， 镶嵌
条纹，同轴破碎焦锥
构造近晶相 近晶B
近晶E 近晶G
层状结构，分子轴垂直或 单轴或双轴 倾斜于层，层内六角排列 正光性
层状结构，分子轴正交于 层，层内有序排列 层状结构，层内有序排列
单轴正光性 单轴正光性
镶嵌，滴状，假各向同性 平行排列，条纹
镶嵌，假各向同性 镶嵌
e. 近晶E（SE）相 X射线分析表明在SE相内高度有序，而且不是六角晶格；分子正交于层面，三维有序，呈刚性。
f. 近晶F（SF）相 SF类似于SC相，都有倾斜结构，但是在更有序的SF相中，出现准六角堆积排列。 近晶相结构及其光学性质列在表2中，织构是在偏光显微镜下观察到的图像。条纹织构是来自交
近晶相液晶极其性质
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近晶相液晶及其性质
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近晶相液晶由棒状或条状分子组成，分子排列成层，在层内，分子长轴相互平行，其方向可垂直或倾 斜于层面，因为分子排列整齐，其规整性接近晶体，为二维有序（图3）。但分子质心位置在层内无序， 可以自由平移，从而有流动性，然而粘度很大。分子可以前后、左右滑动，不能在上下层之间移动。因为 它的高度有序性，近晶相经常出现在较低温度区域内。已经发现至少有八种近晶相（SA~SH），近来，近 晶J和K相也已被证实。a. 近晶A（SA）相
学上是正性双轴。因为倾斜排列，层厚小于分子长轴长度，通常倾角θ大于40°，并且倾角对温度的依赖 较小。
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排列。SD相不是层状结构，因此它是否列为近晶相是有争议的。 表2 近晶A—G液晶的结构特征
分子取向
光学性质
织构
非构造近晶相 层状结构，分子轴与层正
单轴正光性
近晶A
分子取向
光学性质
织构
非构造近晶相 层状结构，分子轴与层正
单轴正光性
近晶A
交，层内混乱排列
近晶C 近晶D 近晶F
层状结构，分子轴倾斜于 双轴正光性
层，层内混乱排列
立方结构
各向同性
层状结构
单轴正光性
焦锥（扇形或多边形）， 阶梯形滴状，平行排列， 假各向同性
破碎焦锥，条纹，平行排 列 各向同性， 镶嵌
条纹，同轴破碎焦锥
f. 近晶F（SF）相 SF类似于SC相，都有倾斜结构，但是在更有序的SF相中，出现准六角堆积排列。 近晶相结构及其光学性质列在表2中，织构是在偏光显微镜下观察到的图像。条纹织构是来自交
点的一系列黑线；
近晶C相条纹织构
焦锥织构是更复杂的扇形或多边形的系列直线和曲线；
近晶A相扇形织构
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在Sc相中，对称性允许出现与分子垂直而与层面平行的自发极化矢量Ps，所以是铁电液晶。 c. 近晶B（SB）、G（SG）和H（SH）相
SB相和SH相分别不同于SA和Sc相。它们的分子在层上是有序排列，而不混乱。SB液晶的X射线衍 射照片表明，分子在垂直于长轴平面上呈六角排列（图5）。而SG和SH相分子在层上是倾斜排列。这种 层上有序的排列使得SB和SH比SA和Sc刚性更强。它似乎表明SB是在有限范围内的三维有序的软固体，不 过它的性质证明这些物质还是液晶。
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图4 近晶C相层状结构
当液晶分子结构含不对称的手性基团时，能形成扭转的螺旋结构，具有胆甾相的光学性质，称为手 性近晶C相，以Sc表示。这类液晶分子结构的特征是在同一层中，分子互相平行，各层分子与层法线倾角 保持不变，但分子在层面上的投影呈螺旋状排列。
f. 近晶F（SF）相 SF类似于SC相，都有倾斜结构，但是在更有序的SF相中，出现准六角堆积排列。 近晶相结构及其光学性质列在表2中，织构是在偏光显微镜下观察到的图像。条纹织构是来自交
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在Sc相中，对称性允许出现与分子垂直而与层面平行的自发极化矢量Ps，所以是铁电液晶。 c. 近晶B（SB）、G（SG）和H（SH）相
SB相和SH相分别不同于SA和Sc相。它们的分子在层上是有序排列，而不混乱。SB液晶的X射线衍 射照片表明，分子在垂直于长轴平面上呈六角排列（图5）。而SG和SH相分子在层上是倾斜排列。这种 层上有序的排列使得SB和SH比SA和Sc刚性更强。它似乎表明SB是在有限范围内的三维有序的软固体，不 过它的性质证明这些物质还是液晶。
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d. 近晶D（SD）相 只有很少的化合物呈现SD相。SD相光学上是各向同性的，而且若干分子组的球形单元似乎是立方
排列。SD相不是层状结构，因此它是否列为近晶相是有争议的。 表2 近晶A—G液晶的结构特征
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光学性质
织构
非构造近晶相 层状结构，分子相液晶及其性质
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近晶相液晶由棒状或条状分子组成，分子排列成层，在层内，分子长轴相互平行，其方向可垂直或倾 斜于层面，因为分子排列整齐，其规整性接近晶体，为二维有序（图3）。但分子质心位置在层内无序， 可以自由平移，从而有流动性，然而粘度很大。分子可以前后、左右滑动，不能在上下层之间移动。因为 它的高度有序性，近晶相经常出现在较低温度区域内。已经发现至少有八种近晶相（SA~SH），近来，近 晶J和K相也已被证实。a. 近晶A（SA）相