LCD arendus ja omadused LCD ekraanides

Vedelkristallid on üldine termin, mida kasutatakse teatud ainete sulatatud olekus või lahuse olekus moodustatud tellitud vedelike jaoks. Vedelate kristallide avastamist on võimalik jälgida 1888. aastani. Austria botaanik FReinitzer leidis, et Chol2-stearüülbensoaadi (C6H5CO2C27H45, edaspidi "CB") kuumutatud kristallid sulatab 145,5e sulamiks ja 145,5e on aine sulamistemperatuur . Jätkake kuumutamist kuni 178,5 e, hägune vedelik muutub äkitselt selgeks vedelikuks ning see protsess on häguselt puhtaks pööratav [2]. OLehmann uurib süstemaatiliselt, et mõne materjali mehaanilised omadused on teatavas temperatuurivahemikus isotroopsed vedelikud sarnased [1]; aga nende optilised omadused on sarnased kristallide omadustega ja on anisotroopsed. Seetõttu nimetatakse neid faase vedeliku ja kristallide vahel vedelkristallifaasideks.
1930. aastatel on inimesed LCD-d pikka aega õppinud, kuid madalate tootlikkuste tõttu pole neid rakendatud. Kuni 1960. aastate keskpaigani oli uute tehnoloogiate nagu mikroelektroonika, kosmoseuuringute, laseride, mikrolainete, ultraheli-, holograafiliste, tuumamagnetresonantside ja gaasi-vedelikkromatograafia kiire arengu tõttu vaja kasutada mõnda meediat, vedelkristallide valmistamiseks energiajõudu. Kas koht on kasutada. Pärast seda, kui R. Williams avaldas vedelkristalli elektrooptilise toime 1967. aastal, on vedelkristallide rakendused saanud palju tähelepanu ja uurimused on levinud erinevates valdkondades. 1960. aastate lõpus laienes ka vedelkristallide uurimine polümeeride vallas. Madala molekulaarse vedelkristallide väljaarendamine on olnud ligi sada aastat vana ning on omandanud põhjalikke uuringuid ja laialdast rakendust. Polümeeride vedelkristallide väljatöötamine on olnud juba pikka aega. Polümeeride vedelkristall, mida teadlased esmakordselt täheldasid, olid närvi kude struktuurne üksus, mis koosneb fosfolipiididest ja alkoholidest. Aastal 1937 avas Bawden ja Pirie vedelkristallkäitumise tubakas mosaiikviiruse suspensioonis. 1950. aastatel avastasid Elliott, Robinson ja teised, et sünteetilistel peptiididel on ka vedelkristallide omadused. 1970. aastatel võeti kasutusele suure tugevusega ja suure modulaarse aromaatsusega polüamiidkiud ning vedelkristallvõnga tehnoloogia rakendamine tähistas uue etapi algust polümeeride vedelkristallide uurimisel [3]. Soojust indutseeritud polüstüreen-vedelkristallide tekkimine 1970-ndate keskel avas uue polümeerse vedelkristalli välja. On avastatud paljusid jäikaid ja pooljääke ahela polümeere ning mõned paindlikud ahelpolümeerid ja paljud biopolümeerid on vedelkristallkäitumisega. On leitud, et jäikade vardadena sirgete struktuuride monomeeridest polümeriseeritud makromolekulid on madala molekulaarse vedelkristallidega sarnased anisotroopsed. Sellel makromolekulil on suur järjekord ja selle sulamine või lahus võib olla kuidagi spontaanselt orienteeritud.
Ameerika Ühendriikide DuPont Company hakkas 1968. aastal uurima vedelkristallpolümeeri polü (p-fenüleentereftalaati) ja kasutas seda vedelkristallteravimil pöörlema lahuses teatud temperatuuril. Uurimine oli edukas 1971. aastal, nimega B. Fiber, mis viidi tööstustoodangusse 1972. aasta veebruaris ja avaldas ka PRD-49 uut kiudu (polüparaksüülamiini). Aastal 1973 tegi B-kiudaine ja PRD-9 kiud kaubamärgid Kevlar ja Kevlar-49 (edaspidi vastavalt aramiid 1414 ja aramiid 14 Hiinas). Kevlari vedelkiu avas polümeeride vedelkristallmaterjalide rakenduste ajaloo ja seejärel In Polümeeri teaduse valdkonnas hakkas õitsema erinevate vedelkristallpolümeeride arendamine ja arendamine. Praegu on laboris edukalt välja töötatud mitmesuguseid vedelkristallpolümeere, millest mõned on saavutanud tööstusliku tootmise, näiteks tööstusliku termoplastilisi süstimise teel valmistatud vedelkristallpolümeere, mis on toodetud Dartco Manufacturing Co. Ltd. kaubanimi Xydar. Termoplast, mis on kõrgetele temperatuuridele vastupidav ja millel on muud suurepärased omadused [4].
1.1 omadused
(1) Suure tõmbetugevuse ja kõrge mooduli suuna suunas
Sellel omadustel on enamik kommertsiaalseid vedelkristallpolümeeri tooteid. Võrreldes painduva ahela polümeeriga on peamise ahela või molekuli külgahelaga mesogeense elemendiga vedelkristallpolümeer kõige olulisem molekulaarse ahela orientatsioon välisjõu väljal. Seetõttu võib isegi tugevdatud materjali lisamiseta jõuda või ületada tavapärase insenerimaterjali mehaanilist tugevust, mida suurendavad rohkem kui kümme protsenti klaaskiust, millel on kõrge tugevuse ja kõrge mooduli omadused. Näiteks on Kevlaari spetsiifiline tugevus ja erimoodul kümme korda kõrgemal kui terasest [5].
(2) suurepärane kuumuskindlus
Kuna vedelkristallpolümeeri mesogeenne üksus koosneb enamasti aromaatsest tsüklist, on selle kuumuskindlus suhteliselt silmatorkav. Näiteks on Xydari sulamistemperatuur 421 ° C, lagunemistemperatuur 560 ° C õhus ja soojuse moonutamise temperatuur 350 ° C, mis on oluliselt suurem kui enamik plastmaterjale.
(3) Väga väike soojuspaisumistegur
Kõrge orientatsioonikorra tõttu on vedelkristallpolümeeril voolusuundi laiendamise koefitsient, mis on üks järjekorras madalam tavapäraste tehniliste plastide omast, ulatudes üldiste metallide tasemele ja isegi negatiivsetele väärtustele.
(4) Suurepärane leegiaeglustisus
Vedelkristallpolümeeri molekulaarne ahel koosneb paljudest aromaatsetest tsüklitest ja seda on eriti raske põletada, välja arvatud hüdrasiidsideme sisaldav kiud, ja pärast põlemist karboniseerimine näitab, et polümeeri hapniku vastupidavus (LOI) on piiratud suhteliselt kõrge.