TINH THỂ LỎNG ( Liquid crystals )

Như ta đã biết có bốn trạng thái vật chất là rắn, lỏng, khí và plasma. Hầu hết các vật liệu có một điểm nóng chảy mà tại đó trạng thái rắn với các phân tử có cấu trúc trật tự nhất định chuyển thành thành trạng thái lỏng với các phân tử chuyển động tự do. Tuy nhiên, có một số vật liệu tại điểm nóng chảy sẽ chuyển từ thể rắn thành các đám mây lỏng (cloudy liquid) mà vẫn giữ được cấu trúc trật tự của các phân tử, trạng thái đó gọi là tinh thể lỏng. Điểm đặc biệt của tinh thể lỏng là nó có thể chảy như một dòng chất lỏng, nhưng lại có các phân tử sắp xếp định hướng như của tinh thể. Trạng thái này sẽ chuyển thành thể lỏng hoàn toàn khi chúng ta tiếp tục tăng nhiệt độ.

TINH THỂ LỎNG Liquid crystals NỘI DUNG ◆ Giới thiệu tinh thể lỏng ◆ Tính chất tinh thể lỏng ◆ Màn hình tinh thể lỏng ◆ Các ứng dụng khác GIỚI THIỆU VỀ TINH THỂ LỎNG GIỚI THIỆU ◆ Tinh thể lỏng chảy dịng chất lỏng, lại có phân tử xếp định hướng tinh thể GIỚI THIỆU ◆ Vật liệu tinh thể lỏng chủ yếu hợp chất hữu có cấu trúc phân tử hình que (rod-shaped) hình đĩa (disk-shaped) GIỚI THIỆU ◆ Mức độ trật tự chất định nghĩa qua thông số trật tự (S) ◆ Giá trị tiêu biểu cho thông số trật tự tinh thể lỏng biến thiên khoảng 0,3 đến 0,9 Biểu đồ phụ thuộc thông số trật S tự với nhiệt độ T-Tc Para-Azoxyanisole (PAA) TÍNH CHẤT CỦA TINH THỂ LỎNG PHA CỦA TINH THỂ LỎNG ◆ 10 Vật liệu tinh thể lỏng có trạng thái là: smectic, nematic cholesteric MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG 18 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG ◆ Ánh sáng tự nhiên (ánh sáng mặt trời ,dây tóc nung đỏ…) ánh sáng có phương dao động theo phương vng góc với tia sáng 19 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG ◆ Ánh sáng có vector E dao động theo phương xác định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần 20 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG ◆ Xét ánh sáng truyền qua hai phân cực theo định luật Malus: ánh sáng truyền qua phân cực hoàn toàn, cường độ ánh sáng truyền qua phân cực tỉ lệ thuận với bình phương cosin góc trục truyền hai phân cực : I=I0Cos ꝋ 21 CẤU TẠO MÀN HÌNH LCD ◆ ◆ ◆ Lớp đèn nền: có tác dụng cung cấp ánh sáng (ánh sáng trắng) Lớp kính lọc phân cực thứ nhất: lớp kính lọc phân cực có quang trục phân cực dọc Lớp tinh thể lỏng: có cấu trúc nematic, xoay, định hướng tiếp xúc với bề mặt khe rãnh Đặt hai điện cực suỗt có sẻ rãnh vng góc với ánh sáng truyền qua dọc theo chiều xoắn phân tử nematic, ánh sáng phân cực, phân cực theo chiều xoắn tinh thể lỏng 22 CẤU TẠO MÀN HÌNH LCD ◆ Lớp kính lọc phân cực thứ hai : Nếu đặt điện trường lớn làm cho tinh thể xếp dọc theo chiều điện trường (không xoắn), ánh sáng có phương phân cực dọc truyền tới lớp kính lọc thứ hai có quang trục phân cực ngang bị chặn lại hoàn toàn Nếu điều chỉnh điện áp hai đầu lớp tinh thể lỏng nhỏ dần, phân tử liên kết xoắn lại với Ánh sáng truyền qua lớp tinh thể lỏng theo hướng xoắn tinh thể nên thay đổi phương phân cực truyền qua phần Lúc này, điểm ảnh bật sáng 23 CẤU TẠO MÀN HÌNH LCD 24 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ◆ Tùy vào điện cực điểm ảnh đặt điện bao nhiêu, phần tinh thể lỏng nơi bị tác động nhiêu Điểm ảnh lúc bị tắt sáng nhiều hay kính 25 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ◆ Hiển thị màu sắc chuyển động: Hình ảnh kính trước cảm nhận tổng thể tất điểm ảnh, với điểm ảnh mang màu sắc độ sáng định Được qui định theo quy tắc phối màu phát xạ ba điểm ảnh màu đỏ, lục, lam(RGB) 26 CÁC ỨNG DỤNG KHÁC 27 CHỤP ẢNH QUANG HỌC ◆ Trong công nghệ này, tế bào tinh thể lỏng đặt hai lớp chất dẫn quang Ánh sáng đưa vào chất dẫn quang, làm tăng độ dẫn chất Việc gây điện trường  phát triển tinh thể lỏng tương ứng với cường độ ánh sáng Kiểu hình điện truyền  bởi điện cực, cho phép người ta ghi ảnh Công nghệ giai đoạn  phát triển lĩnh vực triển vọng nghiên cứu tinh thể lỏng 28 NHIỆT KẾ TINH THỂ LỎNG ◆ Do bước xoắn tinh thể lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ, màu sắc phản xạ phụ thuộc vào nhiệt độ Tinh thể lỏng cho phép người ta đo xác nhiệt độ việc nhìn vào màu sắc nhiệt kế Nhẫn cảm xúc thay đổi màu dựa thay đổi bước xoắn TTL theo nhiệt độ 29 NHIỆT KẾ TINH THỂ LỎNG ◆ Các thiết bị tinh thể lỏng đặc biệt gắn vào da để thể “bản đồ” nhiệt độ Giúp chẩn đoán bệnh ung bướu, có nhiệt độ khác với mơ xung quanh Các cảm biến tinh thể lỏng cịn sử dụng để tìm mối nối xấu mạch điện cách dị tìm nhiệt độ cao điểm 30 ỨNG DỤNG KHÁC Tinh thể lỏng cịn có vơ số cơng dụng khác ◆ Sử dụng cho việc kiểm tra cơ không phá hủy học chất chịu lực căng ◆ Sử dụng ứng dụng y khoa, ví dụ đo áp suất tức thời truyền chân đất Liquid Crystal Optical Beam Shutter 31 Thanks! 32 ... DUNG ◆ Giới thiệu tinh thể lỏng ◆ Tính chất tinh thể lỏng ◆ Màn hình tinh thể lỏng ◆ Các ứng dụng khác GIỚI THIỆU VỀ TINH THỂ LỎNG GIỚI THIỆU ◆ Tinh thể lỏng chảy dịng chất lỏng, lại có phân... NHIỆT KẾ TINH THỂ LỎNG ◆ Các thiết bị tinh thể lỏng đặc biệt gắn vào da để thể “bản đồ” nhiệt độ Giúp chẩn đốn bệnh ung bướu, có nhiệt độ khác với mô xung quanh Các cảm biến tinh thể lỏng cịn... tự (S) ◆ Giá trị tiêu biểu cho thông số trật tự tinh thể lỏng biến thiên khoảng 0,3 đến 0,9 Biểu đồ phụ thuộc thông số trật S tự với nhiệt độ T-Tc Para-Azoxyanisole (PAA) TÍNH CHẤT CỦA TINH THỂ