Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY Folyadékkristályos kijelzők: Folyadékkristály rétegek Fotonikai eszközök.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY Folyadékkristályos kijelzők: Folyadékkristály rétegek Fotonikai eszközök."— Előadás másolata:

1 BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY Folyadékkristályos kijelzők: Folyadékkristály rétegek Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok1

2 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 2 FOLYADÉKKRISTÁLY TÖRTÉNETE Könyv: Kijelzők és megjelenítők, 3.4. fejezet 1888: Friedrich Reinitzer osztrák botanikus felfedezi a folyadékkristályokat – egyelőre mint halmazállapotot. (koleszteril-észter) Nevét Otto Lehman, fizikus adta 1968: Az első folyadékkristályos képernyőt az RCA (Radio Corporation of America) laboratóriumában készítették. A laptopok elterjedését ez tette lehetővé (itt volt először fontos szempont a lapos kijelző.

3 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 3 Termotróp FK: hőmérsékletemelkedés hatására kialakul a mezofázis, mielőtt izotróp folyadék lenne. Kb. az összes szerves anyag 1%-a ilyen. Liotróp FK: oldat állapotban vannak az orientált, effektust mutató molekulák. Itt is szükség van hőmérsékletre a fázisátalakuláshoz, itt azonban nem olvadék jellegű a mezofázis. A termotróp FK-hoz nincs szükség oldószerre. FOLYADÉKKRISTÁLYOK OSZTÁLYOZÁSA I.

4 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok TERMOTRÓP FK - ÉPÍTŐELEMEK Vagy hosszú anizotróp, vagy lapos molekulák Egy merev központi rész (gyakran aromás), és egy hajlékony farok rész jellemzi. 4

5 /26 LIOTRÓP FK – ÉPÍTŐELEMEK Két építőelem: –hidrofil, poláros fej –hidrofób, apoláros farok Példa: szappanok Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 5

6 /26 A MEZOFÁZIS JELLEMZŐI Szilárd állapotban a molekulák tömegközéppontjai 3D szabályos struktúrákba rendeződnek. A mezofázisban ez a hosszútávú rend egy jól meghatározott irányban megmarad. Az izotróp folyadék állapotban nincs kitüntetett irány, a molekulák orientációja véletlenszerű. Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 6

7 /26 A MEZOFÁZIS JELLEMZŐI Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 7

8 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok A molekulák átlagos irányát a hossztengelyek átlagos n irányvektorral adjuk meg. Poláros molekuláknál az irányítottsága megegyezik az átlagos dipólvektorral. Legyen Θ a szög az egyes molekulák irányvektora és az n közt. A rendezettség mértéke (skalár rendparaméter): A MOLEKULÁK JELLEMZÉSE 8

9 /26 A MOLEKULÁK JELLEMZÉSE - S Teljesen rendezett esetben (szilárd) S=1 Izotróp rendszerben (folyadék) S=0 FK tipikus értéke S=0,3-0,9, és T-függő Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 9

10 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok OPTIKAI TULAJDONSÁGOK - KETTŐSTÖRÉS Kettőstörés: a kristálytani iránytól függ a lineárisan polarizált fényre vonatkozó törésmutató. Mértéke az ordinárius és exraordinárius törésmutató különbsége: Δn=n e -n o Oka az, hogy a fény E elektromos térerősségvektora szöget zár be a kristály D dielektromos eltolás vektorával. 10

11 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok OPTIKAI TULAJDONSÁGOK - KETTŐSTÖRÉS 11

12 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok OPTIKAI TULAJDONSÁGOK CIRKULÁRIS KETTŐSTÖRÉS Lineáris marad, de a polarizációs sík forog Ok: A kétféle cirkulárisan poláros komponensre más a törésmutató A kettőstörő közeg hosszától függ a polarizációs sík elfordulása Ez az elfordulás: Δφ = 2π Δn d/λ 12

13 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok FK TÍPUSOK - NEMATIKUS „Nagy átlagban” mutat orientációt Az n-re merőleges irányban pozitív kettőstörést mutat. Kicsi a viszkozitás 13

14 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok FK TÍPUSOK - SZMEKTIKUS Azonos irányítottságú molekulák, az azonos síkokon belül a molekulák tömegközéppontjának a helyzete véletlenszerű Képen: SmA SmC: a síkok és az n nem merőlegesek egymásra 14

15 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok FK TÍPUSOK - KOLESZTERIKUS Kvázi nematikus síkok Ezek a síkok egymáshoz képest elfordulnak egy adott szöggel. Spirálos molekulák okozzák Lokálisan hasonlít a nematikus FK-ra. 15

16 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok FK TÍPUSOK - FÁZISÁTALAKULÁS 16

17 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 17 FELÜLETI IGAZODÁS Anyagtól függően más és más a viselkedés felületek közelében: Síkba rendezett Merőleges Döntött

18 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 18 FALORIENTÁCIÓ HATÁSA

19 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 19 ELEKTROMOS TÉR HATÁSÁRA… A fal közelében megmarad a falorientáció, a térorientáció változik elektromos tér hatására.

20 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 20 CSAVART NEMATIKUS CELLA – ALAPÁLLAPOTBAN VILÁGOS

21 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 21 CSAVART NEMATIKUS CELLA – ALAPÁLLAPOTBAN SÖTÉT

22 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 22 Az üvegtõl távolabb mért molekulák elfordulása az alkalmazott feszültség függvényében látható a jobb oldali ábrán. A bal oldali ábra pedig a fényáteresztést ábrázolja %-osan az alkalmazott feszültség függvényében, a függõleges vonalak a kijelzõ be és ki állapotát jelzi. CSAVART NEMATIKUS CELLA

23 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok as évek közepére megszületett a megoldás, amelyben nem 90, hanem 270 fokkal elfordulnak a molekulák. SZUPER-CSAVART NEMATIKUS CELLA

24 /26 FOLYADÉKKRISTÁLYOS KIJELZŐ FELÉPÍTÉSE Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 24

25 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 25 A helyettesítő kép – kondenzátor Egyenfeszültség hatására galvanizációs folyamatok következtében a cella tönkremegy Meghajtás kHz négyszögjel (DC 50 mV alatt) FOLYADÉKKRISTÁLYOS CELLA VEZÉRLÉSE

26 /26 Fotonikai eszközök - Folyadékkristályok 26 Definiálja a liotróp és termotróp folyadékkristály fogalmát! Milyen fázisait ismeri a folyadékkristályoknak? Mik ezek jellemzői? Ismertesse folyadékkristályok esetében a szerkezet, a törésmutató és a skalár rendparaméter változását a hőmérséklet függvényében! Ismertesse a csavart nematikus cella működési elvét és szerkezetét! Elektromos szempontból hogyan vezéreljük a cellát? KÉRDÉSEK


Letölteni ppt "BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY Folyadékkristályos kijelzők: Folyadékkristály rétegek Fotonikai eszközök."

Hasonló előadás


Google Hirdetések