Od marchewki do LCD
czyli niezwykła kariera ciekłych kryształów
Akademia Ciekawej Chemii
2015
Początki LCD czyli odkrycie
nowego stanu skupienia materii
Friedrich Reinitzer 1888
Otto Lehmann 1890
Daniel Vorländer 1905-1925
Vsevolod Frederiks
Vanderbilt University
Dwa punkty topnienia – kluczowe odkrycie
kryształ 145.5
oC “mętna ciecz” 178.5
oC “przeźroczysta ciecz”
Friedrich Reinitzer, 1888
• Ciekłe kryształy to częściowo uporządkowane ciecze (ciecze anizotropowe) tworzone przez anizometryczne molekuły np.
• Znanych jest ponad 100,000 organicznych i organometalicznych
związków chemicznych, które wykazują właściwości ciekłokrystaliczne.
• Około 1% tych związków ma zastosowanie w technologiach
wyświetlaczy i jest podstawą wielo-miliardowego przemysłu LCD.
• Niektóre ciekłe kryształy są produkowane w wielo-tonowo na całym świecie.
Ciekłe kryształy
Ciekłe kryształy
Liotropowe Termotropowe
Prętopodobne Zgięto-rdzeniowe Dyskotyczne
Ogólna budowa
Pręto-podobne
nematyki i smektyki
Zgięto-rdzeniowe
fazy bananowe
Dysko-podobne
fazy nematyczne i kolumnowe
Faza Nematyczna
kryształ nematyk ciecz izotropowa
Faza Cholesterolowa
Fazy Smektyczne
SmA SmC
Iso
→N
→SmA
→SmC
→SmB
→SmI
→SmF
→B
→J
→G
→E
→K
→H
→Cr
Fazy Dyskotyczne
N N D D
nematyczna N
Dkolumnowa
nematyczna Col
Nkolumnowa
hexagonalna Col
hkolumnowa
rektangularna Col
rFazy Liotropowe
Podsumowanie
Reddy and Tschierske, J. Mater. Chem., 2006, 16, 907 – 961
Światło spolaryzowane
Ciecz
izotropowa temperatura
Kryształ Nematyk
Przykład ciekłego kryształu
Cr 54 SmA 77 N 89 I
Smektyk
54 oC 77 oC 89 oC
Cr Sm B Sm A I
Vanderbilt University
heat89
oC
temperature
190
oC
217
oC
Vanderbilt University
Jak działa wyświetlacz LCD?
T
OFF= η d
2K π
2=
E
Wyświetlacz LCD w kalkulatorze
Selektywne odbicie i czujniki temperatury
padające
światłoP P
