液晶(Liquid Crystal)

液晶(Liquid Crystal)
國立台中第一高級中學二年級林敬偉/國立台中第一高級中學化學科薛朋雨老師修改/國立台灣師範大學葉名倉教授責任編輯

簡介

液晶是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學、光學特性，20世紀中葉開始被廣泛應用在顯示技術上。液晶的物質，是介於液體與晶體特性的物質。例如，液晶可能像液體一樣流過，但它的分子可能以晶體的方式組成。液晶有許多相，可以以不同的的光學性質（如雙折射）區分。當在顯微鏡下用偏振光源看，不同的液晶相會出現各個獨特的紋理。每一較為明顯相同區的紋理對應相同方向的液晶分子。
歷史

奧地利植物生理學家斐德烈•萊尼澤（Friedrich Reinitzer）在1883年藉由在植物內的安息香酸膽固醇酯（Cholesteryl Benzoate）加熱來研究膽固醇，觀察到膽固醇苯甲酸酯在熱熔時的異常表現。該物質在145.5 ℃時熔化，產生了帶有光彩的混濁物，溫度升到178.5 ℃後，光彩消失，液體透明。此澄清液體稍微冷卻後，混濁又復出現，瞬間呈現藍色。萊尼澤確定他的發現後，向德國物理學家雷曼請教。當時雷曼建造了一座具有加熱功能的顯微鏡去探討液晶降溫結晶之過程，後來更加上了偏光鏡，成為深入研究此化合物的重要儀器。從那時開始，雷曼的精力完全集中在該類物質。他開始以為這種物質是軟晶體，然後改稱晶態流體，最後深信偏振光性質為該物質所特有，流動晶體（Fliessende kristalle）的名字才被他定下。此名稱與液晶（Flussige kristalle）已經十分相近。萊尼澤和雷曼因此被譽為液晶之父。

分類

（1）向列型（nematic）液晶： 液晶分子大致以長軸方向平行排列，因此具有一度空間的規則性。此類型液晶的黏滯性較小，反應速度快，是最早被應用的液晶，普遍的使用於液晶電視、筆記型型電腦以及各類型顯示元件上。

（2）層列型（smectic）液晶：具有二度空間的層狀規則性排列，各層間則有一度的順向排列。一般而言，此類分子的黏滯性大，對電場的反應速度慢，比較少應用於顯示器上，多用於光記憶材料的發展上。

（3）膽固醇型（cholesteric）液晶：此類型液晶是由多層向列型液晶堆積所形成，可以稱為旋光性的向列型液晶，因分子具有非對稱碳中心，所以分子的排列呈螺旋平面狀的排列，面與面之間為互相平行。此液晶的排列方式是兩個平面上的分子長軸方向夾著一個角度排列而成；當兩個平面上的分子長軸方向相同時，這兩平面之間的距離稱為一個pitch。膽固醇型液晶pitch的長度會隨著溫度的不同而改變，因此會產生不同波長的選擇性反射，產生不同的顏色變化，故常應用於溫度感測器。

用途

電場與磁場對液晶有巨大的影響力，應用向列型液晶的介電性行為（對液晶材料外加電場或磁場），配合偏振片的應用，便是目前大多數液晶電視和液晶螢幕成象原理。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_Crystal
2. http://66.163.168.225/babelfish/transla … %2599%25B6
3. http://tw.knowledge.yahoo.com/question/ … 5102113847