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液晶原理(6)

2023-03-16 来源:你乐谷
我们都知道,人的眼睛之所以能看到物体,是因为物体表面有光线的反射,液晶显示的基本原理也是这样:只要我们能够控制两片偏光膜的相对角度,就可以控制透光量的大小,继而达到控制亮度 灰阶的目的,简单吧,么么哒!
但是实际应用中,你总不能手动或自动控制偏振片的相对角度来控制透光度吧?因此,我们通常在两块偏振片中间注入液晶分子,利用液晶分子的特性来控制透光度!那液晶分子又是如何控制光线的透光量呢?我们先来简单了解一下液晶。
液晶是一种介于固态和液态之间的有机化合物,不但具有固态晶体光学特性,又具有液态流动特性,它具有黏性 visco-sity、弹性 elasticity、极化性 polarizalility等物理特性。
目前发现的液晶物质已有近万种,构成液晶物质的分子,大体上呈细长棒状或扁平片状,并且在每种液晶相中形成特殊排列。由杆形分子形成的液晶,其液晶相共有三大类:近晶相 Smectic liquid crystals、向列相 Nematic liquid crystals和胆甾相 Cholesteric liquid crystals。【我们主要了解向列相液晶就可以了,其它类型可自行参考相关资料】。
向列相液晶的粘度小且富于流动性,主要是由于向列相液晶各个分子容易顺着长轴方向自由移动,不少向列相液晶的粘滞系数是水的粘滞系数的数倍。向列相液晶分子的排列和运动比较自由,对外界作用相当敏感,因而应用广泛。
从流体力学的观点来看,液晶的黏性和弹性使其成为具有一定排列性质 有序性的液体,因此,液晶会依照外部施加作用力量的不同方向,从而会有不同的效果,正如同一堆长木棍扔进流动的河水中,起初会显得很凌乱,但过了一会儿,随着长木棍在河水中飘流,所有长木棍的长轴方向都自然的变成与河水流动的方向一致,如下图所示:

液晶原理


与液晶分子最接近的那一层为配向膜 定向层,当我们将这种液晶分子注入到两片配向膜之间后,液晶分子就会自然排列成如下图所示:

液晶原理


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