LCD attīstība un raksturlielumi LCD ekrānos

Šķidro kristāli ir vispārējs termins, kas ļauj sakārtot šķidrumus, ko veido noteiktas vielas izkausētā stāvoklī vai šķīduma stāvoklī. Šķidro kristālu atklāšanu var izsekot līdz 1888. gadam. Austrijas botāniķis FReinitzer konstatēja, ka Chol2esteryl benzoate (C6H5CO2C27H45, saukts par CB) karsēšanas kristāli līdz 145.5e izkausē dūņas šķidrumā un 145.5e ir vielas kušanas temperatūra . Turpiniet uzsildīt līdz 178,5 e, kaislīgais šķidrums pēkšņi pārvēršas par skaidru šķidrumu, un šis process no duļķiem līdz dzēšanai ir atgriezenisks [2]. OLehmann sistemātiski pētījis, ka dažu materiālu mehāniskās īpašības ir līdzīgas izotropiskiem šķidrumiem noteiktā temperatūras diapazonā [1]; tomēr to optiskās īpašības ir līdzīgas kristālu īpašībām un ir anizotropas. Tādēļ šos posmus starp šķidrumu un kristālu sauc par šķidro kristālu fāzēm.
1930. gados cilvēki ilgu laiku studējuši LCD, taču zemas produktivitātes dēļ tie nav piemēroti. Līdz 1960. gadu vidum, pateicoties jaunu tehnoloģiju, piemēram, mikroelektronikas, kosmosa, lāzera, mikroviļņu, ultraskaņas, hologrāfijas, kodolmagnētiskās rezonanses un gāzu-šķidruma hromatogrāfijas, straujai attīstībai, bija nepieciešams izmantot dažus līdzekļus, enerģijas uzkrāšanās, lai padarītu šķidros kristālus. Ir vieta, kur to izmantot. Pēc tam, kad 1967.gadā R.Viljamss publicēja šķidro kristālu elektrooptisko efektu, šķidro kristālu lietojumi ir saņēmuši daudz uzmanības un pētījumi ir izplatījušies dažādās jomās. Šķidro kristālu izpēte 1960. gadu beigās arī paplašinājās polimēru jomā. Zema molekulāro šķidro kristālu attīstība ir bijusi gandrīz simts gadus veca, un tā ir ieguvusi padziļinātu izpēti un plašu pielietojumu. Polimēru šķidro kristālu attīstība ir bijusi ilgu laiku. Polimēru šķidrais kristāls, ko zinātnieki vispirms novēroja, bija nervu audu struktūrvienība, kas sastāv no fosfolipīdiem un spirtiem. 1937. gadā Bawden un Pirie atklāja šķidrkristālu uzvedību tabakas mozaīkas vīrusa suspensijā. 1950. gados Elliots, Robinsons un citi atklāja, ka sintētiskajiem peptīdiem ir arī šķidro kristālu īpašības. 1970. gados tika ieviestas augstas stiprības un augstas modulārās aromātiskās poliamīda šķiedras, un šķidro kristālu vērpšanas tehnoloģiju ieviešana iezīmēja sākumu jaunam posmam polimēra šķidro kristālu izpētē [3]. Siltuma radītā polistirola šķidro kristālu parādīšanās 1970. gadu vidū pavēra jaunu polimēra šķidro kristālu lauku. Ir atklāti daudzi cieto un pusšķidru ķēžu polimēri, un dažiem elastīgiem ķēžu polimēriem un daudziem biopolimēriem ir šķidruma kristālu uzvedība. Tika konstatēts, ka makromolekulas, kas polimerizētas no cieto stieņu veida taisnās struktūras monomēriem, līdzīgas zema molekulāro šķidro kristālu analīzei. Šis makromolekuls ir izteikts kārtībā, un tā kausējums vai šķīdums var kaut kā spontāni orientēties.
1968. gadā Amerikas Savienoto Valstu DuPont uzņēmums vispirms sāka pētīt šķidro kristālu polimēru polietilēnu (p-fenilēna tereftalātu) un to izmantoja šķidruma kristālu stāvoklī noteiktā šķīduma temperatūrā. Pētījums tika veiksmīgs 1971. gadā ar nosaukumu B. Fiber, kas 1972. gada februārī tika nodots rūpnieciskajā ražošanā, un arī publicēja PRD-49 jauno šķiedru (polaraksilamīnu). 1973. gadā B-šķiedras un PRD-9 šķiedru nosaukumi Kevlar un Kevlar-49 (attiecīgi saukti par aramīdiem 1414 un aramīdiem 14 attiecīgi Ķīnā) šķīvju šķīvju šķīvji atvēra polimēra šķidro kristālu materiālu pielietojumu vēsturi, un pēc tam In Polimēru zinātnes nozare, dažādu šķidro kristālu polimēru attīstība un attīstība sāka attīstīties. Šobrīd laboratorijā ir sekmīgi attīstījies daudz šķidro kristālu polimēru, no kuriem daži ir ieguvuši rūpniecisko ražošanu, piemēram, termoplastisko injekciju veidotu šķidro kristālu polimēru industrializācija, ko ražo Dartco Manufacturing Co., Ltd. tirdzniecības nosaukums Xydar. Termoplasts, kas ir izturīgs pret augstām temperatūrām, un tam ir citas izcilas īpašības [4].
1.1 iezīmes
(1) Augsta stiepes izturība un augsts modulis orientācijas virzienā
Šim īpašumam ir lielākā daļa komerciālo šķidro kristālu polimēru izstrādājumu. Salīdzinājumā ar elastīgo ķēžu polimēru šķidrā kristāla polimērs ar mezogēnisko elementu molekulas galvenajā ķēdē vai sānu ķēdē ir visizcilākā molekulārās ķēdes orientācijas iezīme ārējā spēka laukā. Tādēļ pat bez pastiprinošā materiāla tā var sasniegt vai pārsniegt parastā inženiertehniskā materiāla mehānisko izturību, ko palielina vairāk nekā desmit procenti stikla šķiedras, un tiem piemīt augstas stiprības un augsta līmeņa moduļa īpašības. Piemēram, Kevlara īpašā stiprība un īpašais modulis ir desmit reizes lielāks nekā tērauda [5].
(2) izcila siltuma pretestība
Tā kā šķidro kristālu polimēra mezogēnā vienība pārsvarā sastāv no aromātiskā gredzena, tā siltuma pretestība ir samērā svarīga. Piemēram, Xydar kušanas temperatūra ir 421 ° C, gaisa sadalīšanās temperatūra ir 560 ° C, un siltuma deformācijas temperatūra ir 350 ° C, kas ir ievērojami lielāka nekā lielākā daļa plastmasu.
(3) Ļoti zems siltuma izplešanās koeficients
Sakarā ar augsto orientējošo secību, šķidro kristālu polimērs plūsmas virzienā ir izplešanās koeficients, kas ir par vienu kārtu zemāks par parastu inženiertehnisko plastmasu, sasniedzot vispārējo metālu līmeni un pat negatīvas vērtības.
(4) Lieliska liesmas noturība
Šķidro kristālu polimēra molekulāro ķēdi veido liels skaits aromātisko gredzenu, un to ir īpaši grūti sadedzināt, izņemot šķiedrvielu, kas satur hidrazīda saiti, un karbonizācija pēc sadedzināšanas liecina, ka polimēra skābekļa izturība (LOI) ir ierobežota salīdzinoši augsts.