Red de conocimientos sobre prescripción popular - Conocimiento de las drogas - Síntesis de materiales de cristal líquidoLos materiales de cristal líquido para exhibición están compuestos de una variedad de compuestos orgánicos de moléculas pequeñas y se han desarrollado en muchos tipos, como varios cianuros de bifenilo, ésteres, ciclohexilbenceno, benceno heterocíclico que contiene oxígeno, pirimidina, difenilacetileno, puente etilo y alquenilo y varios anillos de benceno que contienen flúor, etc. Según las condiciones para la formación de cristales líquidos, los cristales líquidos generalmente se dividen en cristales líquidos liotrópicos y cristales líquidos termotrópicos. 1.1 Cristal líquido inducido por solvente El cristal líquido formado al colocar ciertas sustancias orgánicas en un solvente determinado y destruir la red cristalina por el solvente se llama cristal líquido inducido por solvente. Por ejemplo, sales de ácidos grasos simples, tensioactivos iónicos y no iónicos. Los cristales líquidos liotrópicos existen ampliamente en la naturaleza y en los organismos vivos y están estrechamente relacionados con la vida, pero aún no se han utilizado en el campo de la exhibición. 1.2 Cristal líquido termotrópico El cristal líquido termotrópico es una fase de cristal líquido que aparece debido a los cambios de temperatura. Tiene una estructura cristalina a bajas temperaturas pero se vuelve líquida a altas temperaturas, representada por su punto de fusión (Tm) y punto de aclaramiento (Tc). Las moléculas individuales de cristal líquido tienen su propio punto de fusión y punto de inventario, y existen en forma de cristales líquidos a temperaturas intermedias. Los materiales de cristal líquido que se utilizan actualmente para la visualización son básicamente cristales líquidos termotrópicos. En los cristales líquidos térmicos isotrópicos, se pueden dividir en tres categorías principales según la estructura de las moléculas del cristal líquido: fase eutéctica (fase esméctica), fase nemática (fase nemática) y fase colestérica (fase colestérica). 1. 2. 1 Cristal líquido en fase de colesterol Este tipo de cristal líquido es principalmente un derivado del colesterol. El colesterol en sí no tiene propiedades de cristal líquido. Se convierte en un cristal líquido colestérico sólo cuando su grupo OH se sustituye para formar esterificación, halogenación y carbonato del colesterol. Los cristales líquidos colestéricos son cristales líquidos que exhiben colores únicos a medida que cambian de fase. Los cristales líquidos colestéricos son muy útiles en la tecnología de visualización. Al agregar diferentes proporciones de cristales líquidos colestéricos a cristales líquidos en forma de columnas, se pueden obtener TN, STN y otras presentaciones. Además, este cristal líquido también se puede utilizar en termómetros. 1. 2. 2 Cristal líquido esméctico Aunque la tecnología actual de visualización de cristal líquido utiliza principalmente cristal líquido nemático, la viscosidad del cristal líquido esméctico es alta y las moléculas no son fáciles de rotar, es decir, la velocidad de respuesta es lenta, por lo que es no apto para su uso como dispositivo de visualización. Pero cuando el modo de visualización de cristal líquido en fase columnar está casi cerca del límite, desde TN a STN a FSTN (Formulated Super Twisted Nematic), nemático súper torcido con formato, no existe un nuevo modelo teórico adecuado para su aplicación. Por lo tanto, se ha centrado la atención en los cristales líquidos esmécticos, y entre las fases esmécticas, la fase quiral esméctica C, la fase ferroeléctrica, ha despertado gran interés. Los cristales líquidos ferroeléctricos tienen las características de alta velocidad (nivel de microsegundos) y alta memoria que los cristales líquidos nemáticos no tienen, y han sido ampliamente estudiados en los últimos años. 1.2.3 Cristal líquido nemático El cristal líquido nemático también se denomina cristal líquido filamentoso. En comparación con los cristales líquidos esmécticos, los cristales líquidos nemáticos tienen menor viscosidad y mejor fluidez porque las moléculas de los cristales líquidos nemáticos pueden moverse libremente a lo largo del eje longitudinal. Los cristales líquidos nemáticos son muy utilizados debido a su sensibilidad a los efectos externos debido a su libre disposición y movimiento de moléculas. Los cristales líquidos nemáticos y los cristales líquidos colestéricos pueden transformarse entre sí. Agregar materiales de hilado a cristales líquidos nemáticos formará una fase colestérica, y agregar materiales nemáticos deshilados a cristales líquidos colestéricos convertirá la fase colestérica en una fase nemática. 2 Clasificación principal de los materiales de cristal líquido utilizados en pantallas de cristal líquido Las propiedades de los materiales de cristal líquido se encuentran entre cristales y líquidos, y tienen las características tanto de líquidos como de cristales. Por un lado, los cristales líquidos tienen las características de flujo de los líquidos; por otro lado, los cristales líquidos muestran anisotropía espacial de los cristales, incluidas propiedades dieléctricas, polarización magnética, índice de refracción y otras anisotropías espaciales. La disposición parcialmente ordenada de las moléculas de cristal líquido también hace que los cristales líquidos, similares a los cristales, sean capaces de resistir tensiones cortantes que alteran este orden. Esto significa que los cristales líquidos tienen un módulo elástico de corte. En cuanto al impacto en el rendimiento real de la pantalla, los materiales de cristal líquido tienen muchos parámetros técnicos, incluidos parámetros fotoeléctricos y parámetros físicos, principalmente anisotropía dieléctrica Δε, birrefringencia Δn, viscosidad volumétrica η, constante elástica K, temperatura de transición de fase Tm/Tc (punto de fusión\ punto claro) y resistividad del cristal líquido ρ, etc. De acuerdo con el efecto fotoeléctrico generado por las características anteriores del cristal líquido, el cristal líquido convierte los cambios en las condiciones externas, como el campo eléctrico, el campo magnético, la luz y la temperatura, hasta cierto punto, y los convierte en señales visuales, que pueden convertirse en una pantalla, es decir, un dispositivo de visualización de cristal líquido.

Síntesis de materiales de cristal líquidoLos materiales de cristal líquido para exhibición están compuestos de una variedad de compuestos orgánicos de moléculas pequeñas y se han desarrollado en muchos tipos, como varios cianuros de bifenilo, ésteres, ciclohexilbenceno, benceno heterocíclico que contiene oxígeno, pirimidina, difenilacetileno, puente etilo y alquenilo y varios anillos de benceno que contienen flúor, etc. Según las condiciones para la formación de cristales líquidos, los cristales líquidos generalmente se dividen en cristales líquidos liotrópicos y cristales líquidos termotrópicos. 1.1 Cristal líquido inducido por solvente El cristal líquido formado al colocar ciertas sustancias orgánicas en un solvente determinado y destruir la red cristalina por el solvente se llama cristal líquido inducido por solvente. Por ejemplo, sales de ácidos grasos simples, tensioactivos iónicos y no iónicos. Los cristales líquidos liotrópicos existen ampliamente en la naturaleza y en los organismos vivos y están estrechamente relacionados con la vida, pero aún no se han utilizado en el campo de la exhibición. 1.2 Cristal líquido termotrópico El cristal líquido termotrópico es una fase de cristal líquido que aparece debido a los cambios de temperatura. Tiene una estructura cristalina a bajas temperaturas pero se vuelve líquida a altas temperaturas, representada por su punto de fusión (Tm) y punto de aclaramiento (Tc). Las moléculas individuales de cristal líquido tienen su propio punto de fusión y punto de inventario, y existen en forma de cristales líquidos a temperaturas intermedias. Los materiales de cristal líquido que se utilizan actualmente para la visualización son básicamente cristales líquidos termotrópicos. En los cristales líquidos térmicos isotrópicos, se pueden dividir en tres categorías principales según la estructura de las moléculas del cristal líquido: fase eutéctica (fase esméctica), fase nemática (fase nemática) y fase colestérica (fase colestérica). 1. 2. 1 Cristal líquido en fase de colesterol Este tipo de cristal líquido es principalmente un derivado del colesterol. El colesterol en sí no tiene propiedades de cristal líquido. Se convierte en un cristal líquido colestérico sólo cuando su grupo OH se sustituye para formar esterificación, halogenación y carbonato del colesterol. Los cristales líquidos colestéricos son cristales líquidos que exhiben colores únicos a medida que cambian de fase. Los cristales líquidos colestéricos son muy útiles en la tecnología de visualización. Al agregar diferentes proporciones de cristales líquidos colestéricos a cristales líquidos en forma de columnas, se pueden obtener TN, STN y otras presentaciones. Además, este cristal líquido también se puede utilizar en termómetros. 1. 2. 2 Cristal líquido esméctico Aunque la tecnología actual de visualización de cristal líquido utiliza principalmente cristal líquido nemático, la viscosidad del cristal líquido esméctico es alta y las moléculas no son fáciles de rotar, es decir, la velocidad de respuesta es lenta, por lo que es no apto para su uso como dispositivo de visualización. Pero cuando el modo de visualización de cristal líquido en fase columnar está casi cerca del límite, desde TN a STN a FSTN (Formulated Super Twisted Nematic), nemático súper torcido con formato, no existe un nuevo modelo teórico adecuado para su aplicación. Por lo tanto, se ha centrado la atención en los cristales líquidos esmécticos, y entre las fases esmécticas, la fase quiral esméctica C, la fase ferroeléctrica, ha despertado gran interés. Los cristales líquidos ferroeléctricos tienen las características de alta velocidad (nivel de microsegundos) y alta memoria que los cristales líquidos nemáticos no tienen, y han sido ampliamente estudiados en los últimos años. 1.2.3 Cristal líquido nemático El cristal líquido nemático también se denomina cristal líquido filamentoso. En comparación con los cristales líquidos esmécticos, los cristales líquidos nemáticos tienen menor viscosidad y mejor fluidez porque las moléculas de los cristales líquidos nemáticos pueden moverse libremente a lo largo del eje longitudinal. Los cristales líquidos nemáticos son muy utilizados debido a su sensibilidad a los efectos externos debido a su libre disposición y movimiento de moléculas. Los cristales líquidos nemáticos y los cristales líquidos colestéricos pueden transformarse entre sí. Agregar materiales de hilado a cristales líquidos nemáticos formará una fase colestérica, y agregar materiales nemáticos deshilados a cristales líquidos colestéricos convertirá la fase colestérica en una fase nemática. 2 Clasificación principal de los materiales de cristal líquido utilizados en pantallas de cristal líquido Las propiedades de los materiales de cristal líquido se encuentran entre cristales y líquidos, y tienen las características tanto de líquidos como de cristales. Por un lado, los cristales líquidos tienen las características de flujo de los líquidos; por otro lado, los cristales líquidos muestran anisotropía espacial de los cristales, incluidas propiedades dieléctricas, polarización magnética, índice de refracción y otras anisotropías espaciales. La disposición parcialmente ordenada de las moléculas de cristal líquido también hace que los cristales líquidos, similares a los cristales, sean capaces de resistir tensiones cortantes que alteran este orden. Esto significa que los cristales líquidos tienen un módulo elástico de corte. En cuanto al impacto en el rendimiento real de la pantalla, los materiales de cristal líquido tienen muchos parámetros técnicos, incluidos parámetros fotoeléctricos y parámetros físicos, principalmente anisotropía dieléctrica Δε, birrefringencia Δn, viscosidad volumétrica η, constante elástica K, temperatura de transición de fase Tm/Tc (punto de fusión\ punto claro) y resistividad del cristal líquido ρ, etc. De acuerdo con el efecto fotoeléctrico generado por las características anteriores del cristal líquido, el cristal líquido convierte los cambios en las condiciones externas, como el campo eléctrico, el campo magnético, la luz y la temperatura, hasta cierto punto, y los convierte en señales visuales, que pueden convertirse en una pantalla, es decir, un dispositivo de visualización de cristal líquido.

En la actualidad, se utilizan básicamente diversas formas de materiales de cristal líquido en el desarrollo de pantallas de cristal líquido, como cristal líquido nemático, cristal líquido disperso en polímero, cristal líquido bi(multi)estable, cristal líquido ferroeléctrico y cristal líquido antiferroeléctrico. desarrollado. Entre estas pantallas de cristal líquido, las pantallas de cristal líquido nemáticas tienen el desarrollo más exitoso, la mayor participación de mercado y la tasa de crecimiento más rápida. Según el modo de visualización de cristal líquido, se puede dividir en modo TN (nemático trenzado), modo H TN (nemático de alto trenzado), modo STN (nemático súper trenzado), modo TFT (transistor de película delgada), etc. Entre ellos, el modo TFT es el modo de visualización de más rápido crecimiento en los últimos 10 años. Material de cristal líquido nemático torcido TN (nemático trenzado) 2.1 El desarrollo del material de cristal líquido TN se originó a partir de la tecnología de pantalla de cristal líquido de dispersión dinámica (DSM2LCD) anunciada en los Estados Unidos en 1968. Sin embargo, debido a la estructura inestable del material de cristal líquido proporcionado, su aplicación como material de visualización es muy limitada. Después de la llegada de la pantalla de cristal líquido nemático retorcido (TN2LCD) en 1971, los materiales de cristal líquido TN2 con anisotropía dieléctrica positiva se desarrollaron rápidamente, especialmente en 1972, Gray G et al sintetizaron la serie de bifenilcarbonitrilo con una estructura de cristal líquido relativamente estable. satisfizo las necesidades de relojes electrónicos, calculadoras y otros equipos en ese momento. Especialmente en 1972, Gray G y otros sintetizaron materiales de cristal líquido de la serie bifenilnitrilo relativamente estables, que cumplían con los requisitos de rendimiento de los dispositivos de cristal líquido como relojes electrónicos, calculadoras y pantallas de instrumentos en ese momento, formando así verdaderamente la era de la industria TN2LCD. Se ha desarrollado una amplia variedad de materiales de cristal líquido para TN2LCD. Tienen las características de estructura molecular estable, amplio rango de temperatura nemática y baja viscosidad relativa. No sólo cumplen con los requisitos de alto brillo y baja viscosidad de los cristales líquidos híbridos, sino que también garantizan un buen rendimiento del sistema a baja temperatura. El compuesto de cristal líquido con anillo de bifenilo tiene un valor Δn grande y es un componente eficaz para aumentar la pendiente del cristal líquido. El valor K33/K11 de los compuestos de pirimidina es pequeño, solo alrededor de 0,60 en la formulación de materiales de cristal líquido TN2LCD y STN2LCD, se usan comúnmente para ajustar la secuencia de temperatura y el valor △n. En las fórmulas de los materiales de cristal líquido TN2LCD y STN2LCD, a menudo se utilizan para ajustar la secuencia de temperatura y el valor △n. El compuesto de cristal líquido dioxano-hexacíclico es un componente necesario para ajustar el rendimiento del "drive multiplex", y los compuestos de cristal líquido TN en general. tienen cadenas moleculares más cortas, los parámetros característicos son difíciles de ajustar, por lo que la diferencia en las características es más obvia en las fórmulas de los materiales de cristal líquido TN2LCD y STN2LCD, a menudo se usan para ajustar la secuencia de temperatura y el valor △n. -El compuesto de cristal líquido hexacíclico se utiliza para ajustar el rendimiento del "impulso múltiple" Los ingredientes necesarios, mientras que los compuestos de cristal líquido TN generalmente tienen cadenas moleculares más cortas y parámetros característicos difíciles de ajustar, por lo que la diferencia en las características es más obvia. 2.2 Material de cristal líquido nemático súper torcido STN (Super TN) Desde la invención de la pantalla de cristal líquido nemático súper torcido (Super Twisted Nematic Liquid Crystal Display, STN2LCD) en 1984, debido a la expansión de la capacidad de visualización, la inclinación del electroóptico curva característica y mejora del contraste, propuso mejores requisitos de rendimiento electroóptico para materiales de cristal líquido nemático, y la industria STN2LCD se formó a finales de la década de 1980. Los productos representativos de STN2LCD incluyen teléfonos móviles, portátiles electrónicos, dispositivos portátiles, etc. La estructura del tipo STN es aproximadamente la misma que la del tipo TN, excepto que el ángulo de torsión de las moléculas de cristal líquido es mayor. Se caracteriza por una mejor curva de respuesta electroóptica y puede adaptarse a la conducción de más filas. y columnas. Los componentes principales de los materiales cristalinos mixtos utilizados en STN2LCD son compuestos de cristales líquidos de éster y bifenilo. Estos dos tipos de cristales líquidos tienen una viscosidad más baja y un rango de fases de cristal líquido más amplio, y son adecuados para preparar materiales cristalinos mixtos con diferentes propiedades. Estos dos tipos de cristales líquidos tienen una viscosidad más baja y un rango de fases de cristal líquido más amplio, y son adecuados para formular materiales cristalinos mixtos con diferentes propiedades. Además, para cumplir con los requisitos de valores grandes de K33/K11 y Δn moderado de cristales mixtos de STN, generalmente es necesario agregar alquinos, pirimidinas, etano y compuestos de cristales líquidos de olefinas terminales a los cristales mixtos. Para ajustar el △n del sistema cristalino mixto, normalmente se utilizan monómeros de alquino, monómeros de pirimidina, monómeros de etano, etc. El valor K33/K11 tiene una gran influencia en el umbral de nitidez de STN2LCD. Cuanto mayor sea el valor K33/K11, mayor será el contraste. Para aumentar el valor K33/K11, normalmente es necesario añadir compuestos de cristal líquido de cadena alquílica corta y compuestos de cristal líquido de olefina terminal al cristal mixto.