液晶材料与显示-20120918&1009

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1、液晶材料与显示LiquidCrystalMaterialsandDisplays俞燕蕾复旦大学材料科学系•2007年5月18日，“液晶显示之父”、法国物理学家P－G·德热纳在法国巴黎郊外的奥赛逝世，享年74岁。•1991年，诺贝尔物理学奖颁给法国物理学家德热纳时，诺贝尔奖评审委员会将他誉为“当今的艾萨克·牛顿”。德热纳的去世给我们一个反思的机会，液晶相概念是法国人提出的，液晶显示技术的概念是美国人提出的，液晶显示技术的原理是德国人提出的，而液晶的应用技术基本上全掌握在日本人手里。我国液晶显示技术研究始于1969年，基本与世界同时起步，但核心技术里怎么就缺少中国人的影子呢？

2、”我们一个很严重的问题就是理论脱离实际。液晶产业是事关国民经济的重要问题，但我们没有自己的核心技术。现在应该好好想想：政府、工业界、学术界、科学家和工程师们应该怎样有机地结合起来，保持我国彩电大国的地位。不能让液晶显示重蹈半导体的覆辙，成为不能形成自主知识产权的产业。中国科学院院士欧阳钟灿课程内容•液晶的发现•液晶的基本概念•液晶的特点•液晶的类型•液晶的相态•盘状、手性、高分子液晶的介绍•液晶的物理特性及其表征方法•液晶的化学结构与性质的关系•液晶的合成•液晶的应用技术教材及主要参考书目、文献与资料:•自编讲义；•《液晶光学和液晶显示》，王新久，科学出版社；•《图解液晶

3、聚合物---分子设计、合成和应用》，范星河，化学工业出版社；•《液晶高分子》，周其凤、王新久，科学出版社；•《IntroductiontoLiquidCrystals---ChemistryandPhysics》,PeterJ.CollingsandMichaelHird,Taylor&Francis.物质的三态(H2O,F.W.=18.0153g/mol,d20=0.998g/cm3,m.p.=0℃,b.p.=100℃)火就是介于气态、固态、液态以外的等离子态（Plasma），又称“超气态”）。100此外，还有超固态，中子态等℃晶态（固态物质内原子、离子、分子在空间排列

4、上具有与三维点阵对应的三维周期性且贯穿于整粒晶体，使晶体内部结构呈长程有序的状态）0℃非晶态（固态物质原子的排列所具有的近程有序、长程无序的状态，又称玻璃态，可看成是粘滞性很大的过冷液体）是否存在一种介于晶态和液态中间的一种状态？这就是“液晶态”•液晶的发现•1888年，奥地利植物学家FriedrichReinitzer莱尼泽CholesterylbenzoateOH3CCHCH33CHCH33O胆甾醇苯甲酸酯（安息香胆固醇）145℃179℃晶体雾浊的液体清亮的液体观察到液晶态•1889年，德国物理学家OttoLehmann雷曼145℃179℃后来，把这种状态命名为液晶态

5、（介晶态、中介胆甾相相），而具有这种中间状态光学各向异性（双折射现的物质称为液象）晶。弄清液晶本质•法国物理学家乔治·弗里德尔（G.Friedel）是第一个真正弄清液晶本质的人。1922年，他在显微镜下观察到液晶分子的空间排列，提出可将液晶分为向列型、近晶型、胆甾型3类。弗里德尔向列相近晶相胆甾相液晶显示技术的诞生•20世纪60年代初，正在准备博士论文答辩的美国RCA公司的年轻学者黑尔迈乐（F.Heimeier）对有机半导体产生了兴趣，为了研究外部电场对晶体内部电场的作用而想到了液晶，并提出液晶显示技术的概念。•1968年，RCA在广播报道中向世界报告了黑尔迈乐等人的成果

6、，并引起了法国原子能委员会的兴趣。在巴黎市郊的奥赛，正在原子能所工作的德热纳组织了一个由结晶学、化学、材料缺陷、光学、核共振和理论方面专家组成的多学科研究小组，开展液晶物理的基础研究，并在这些研究的基础上写出专著《液晶物理学》。•德热纳将液晶的排列比喻为“篮子里的苹果”，当“篮子”晃动的时候，液晶就会重新排列，实际上就是液晶显示的原理。•突破液晶显示技术的人是一位德国科学家W.海尔弗里希（W.Helfrich）——欧阳钟灿在德国柏林自由大学做博士后时的合作导师。1971年，海尔弗里希在《应用物理快报》上发表了一篇两页纸的论文，提出了“扭曲丝状相液晶（TN）显示器”的原理。

7、这篇论文奠定了今天液晶显示技术的原理，并获得首次欧洲物理学会凝聚态物理最高奖——惠普奖。•1973年，两位英国科学家乔治·格雷和肯·哈瑞在室温下合成了稳定的液晶材料——联苯系。•1990年，世界上第一台14英寸彩色薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)研究成功，从此开创了民用液晶显示器的历史。•液晶的基本概念物质的相态之间的变化无序晶体中间相分子位置有序、取向无序，不具有流动性（塑晶体晶）液体没有中间相分子取向有序，位分子取向无序，置有序，各向异性位置无序，各向有序液体中间同性相分子位置无序、取向有序，具有流动性（液晶）•液晶