Red de conocimientos sobre prescripción popular - Conocimiento de las drogas - Cómo sintetizar 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 benzonitrilos, ésteres, ciclohexilo (bifenilo). ) benceno, benceno heterocíclico que contiene oxígeno, anillo de pirimidina, difenilacetileno, enlace puente etilo, grupo terminal alquenilo y varios anillos que contienen fluorobenceno. La gente suele dividir los cristales líquidos en cristales líquidos liotrópicos y cristales líquidos termotrópicos según sus condiciones de formación. 1.1 El cristal líquido liotrópico es un cristal líquido que se forma colocando ciertas sustancias orgánicas en un determinado solvente. El solvente destruye la red cristalina y se llama cristal líquido liotrópico. Por ejemplo: sales de ácidos grasos simples, tensioactivos iónicos y no iónicos, etc. 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 aplicado en exhibiciones. 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 y se vuelve líquido a altas temperaturas. La temperatura aquí se expresa mediante el punto de fusión (Tm) y el punto de aclaración (Tc). Las moléculas individuales de cristal líquido tienen sus propios puntos de fusión y de aclaramiento, y existen en forma de cristales líquidos a temperaturas medias. Los materiales de cristal líquido que se utilizan actualmente para la visualización son básicamente cristales líquidos termotrópicos. En los cristales líquidos termotrópicos se dividen en tres categorías según su disposición molecular: fase esméctica, fase nemática y fase colestérica. 1.2.1 Los cristales líquidos colestéricos son en su mayoría derivados del colesterol. El colesterol en sí no tiene propiedades de cristal líquido. Sólo cuando el grupo OH se sustituye para formar ésteres, haluros y carbonatos de colesterol puede convertirse en un cristal líquido colestérico. Y con el cambio de fase se muestra una fase de cristal líquido con un color único. Los cristales líquidos colestéricos son muy útiles en la tecnología de visualización. Pantallas como TN y STN se obtienen añadiendo diferentes proporciones de cristales líquidos colestéricos a cristales líquidos nemáticos. Además, para este cristal líquido también son adecuados los termómetros. 1.2.2 Cristal líquido esméctico Aunque la tecnología actual de visualización de cristal líquido utiliza principalmente cristal líquido nemático, el cristal líquido esméctico se considera inadecuado como dispositivo de visualización debido a su alta viscosidad y su lenta velocidad de respuesta. Sin embargo, el modo LCD nemático está casi cerca del límite. Del formato TN a STN a FSTN (formando nemático súper trenzado), no existe un nuevo modelo teórico para su aplicación. Por lo tanto, la gente ha centrado su atención en los cristales líquidos esmécticos. Actualmente, la fase quiral esméctica C, la fase ferroeléctrica, ha despertado un gran interés. Los cristales líquidos ferroeléctricos tienen excelentes características de alta velocidad (nivel de microsegundos) y memoria que los cristales líquidos nemáticos no tienen, y en los últimos años se han realizado muchas investigaciones sobre ellos. 1.2.3 Cristal líquido nemático El cristal líquido nemático también se denomina cristal líquido filamentoso. En aplicaciones, en comparación con los cristales líquidos esmécticos, cada molécula de cristales líquidos nemáticos es fácil de moverse libremente a lo largo de la dirección del eje largo, por lo que tiene baja viscosidad y rica fluidez. Las moléculas de cristal líquido nemático son relativamente libres para organizarse y moverse, y son bastante sensibles a las influencias externas, por lo que se utilizan ampliamente. Los cristales líquidos nemáticos y los cristales líquidos colestéricos pueden convertirse entre sí. Agregar sustancias ópticamente activas a los cristales líquidos nemáticos formará una fase colestérica, y agregar sustancias nemáticas ópticamente inactivas a los cristales líquidos colestéricos puede convertir la fase colestérica en una fase nemática. 2 Principales clasificaciones de materiales de cristal líquido utilizados en pantallas LCD. 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 fluidos; por otro lado, los cristales líquidos muestran anisotropía espacial, incluidas propiedades dieléctricas, polarización magnética, índice de refracción óptica y otras anisotropías espaciales. La disposición parcialmente ordenada de las moléculas de cristal líquido también les da a los cristales líquidos una tensión de corte similar a un cristal que puede alterar este orden. Aunque los cristales líquidos tienen un módulo elástico de corte. Hay muchos parámetros técnicos de los materiales de cristal líquido, incluidos parámetros fotoeléctricos y parámetros físicos, que incluyen principalmente anisotropía dieléctrica δ ε, birrefringencia δ N, viscosidad volumétrica η, constante elástica K, temperatura de transición de fase Tm/Tc (punto de fusión\punto de limpieza) y Resistividad del cristal líquido ρ. De acuerdo con el efecto fotoeléctrico producido por las características anteriores del cristal líquido, bajo ciertas condiciones, los cambios del cristal líquido ante condiciones externas como campo eléctrico, campo magnético, luz, temperatura, etc. se pueden convertir en señales visibles para hacer una visualización. , es decir, un dispositivo de visualización de cristal líquido. En la actualidad, las pantallas de cristal líquido se desarrollan básicamente utilizando diversos materiales de cristal líquido. Actualmente existen varios cristales líquidos nemáticos, cristales líquidos dispersos en polímeros, cristales líquidos biestables, cristales líquidos ferroeléctricos y pantallas de cristal líquido antiferroeléctrico. Entre las pantallas de cristal líquido, las LCD nemáticas son las de mayor éxito, con la mayor cuota de mercado y el desarrollo más rápido. Según el modo de pantalla de cristal líquido, las pantallas nemáticas comunes incluyen el modo TN (nemático retorcido), el modo H TN (nemático altamente retorcido), el modo STN (nemático súper retorcido), el modo TFT (transistor de película delgada), etc.

Cómo sintetizar 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 benzonitrilos, ésteres, ciclohexilo (bifenilo). ) benceno, benceno heterocíclico que contiene oxígeno, anillo de pirimidina, difenilacetileno, enlace puente etilo, grupo terminal alquenilo y varios anillos que contienen fluorobenceno. La gente suele dividir los cristales líquidos en cristales líquidos liotrópicos y cristales líquidos termotrópicos según sus condiciones de formación. 1.1 El cristal líquido liotrópico es un cristal líquido que se forma colocando ciertas sustancias orgánicas en un determinado solvente. El solvente destruye la red cristalina y se llama cristal líquido liotrópico. Por ejemplo: sales de ácidos grasos simples, tensioactivos iónicos y no iónicos, etc. 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 aplicado en exhibiciones. 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 y se vuelve líquido a altas temperaturas. La temperatura aquí se expresa mediante el punto de fusión (Tm) y el punto de aclaración (Tc). Las moléculas individuales de cristal líquido tienen sus propios puntos de fusión y de aclaramiento, y existen en forma de cristales líquidos a temperaturas medias. Los materiales de cristal líquido que se utilizan actualmente para la visualización son básicamente cristales líquidos termotrópicos. En los cristales líquidos termotrópicos se dividen en tres categorías según su disposición molecular: fase esméctica, fase nemática y fase colestérica. 1.2.1 Los cristales líquidos colestéricos son en su mayoría derivados del colesterol. El colesterol en sí no tiene propiedades de cristal líquido. Sólo cuando el grupo OH se sustituye para formar ésteres, haluros y carbonatos de colesterol puede convertirse en un cristal líquido colestérico. Y con el cambio de fase se muestra una fase de cristal líquido con un color único. Los cristales líquidos colestéricos son muy útiles en la tecnología de visualización. Pantallas como TN y STN se obtienen añadiendo diferentes proporciones de cristales líquidos colestéricos a cristales líquidos nemáticos. Además, para este cristal líquido también son adecuados los termómetros. 1.2.2 Cristal líquido esméctico Aunque la tecnología actual de visualización de cristal líquido utiliza principalmente cristal líquido nemático, el cristal líquido esméctico se considera inadecuado como dispositivo de visualización debido a su alta viscosidad y su lenta velocidad de respuesta. Sin embargo, el modo LCD nemático está casi cerca del límite. Del formato TN a STN a FSTN (formando nemático súper trenzado), no existe un nuevo modelo teórico para su aplicación. Por lo tanto, la gente ha centrado su atención en los cristales líquidos esmécticos. Actualmente, la fase quiral esméctica C, la fase ferroeléctrica, ha despertado un gran interés. Los cristales líquidos ferroeléctricos tienen excelentes características de alta velocidad (nivel de microsegundos) y memoria que los cristales líquidos nemáticos no tienen, y en los últimos años se han realizado muchas investigaciones sobre ellos. 1.2.3 Cristal líquido nemático El cristal líquido nemático también se denomina cristal líquido filamentoso. En aplicaciones, en comparación con los cristales líquidos esmécticos, cada molécula de cristales líquidos nemáticos es fácil de moverse libremente a lo largo de la dirección del eje largo, por lo que tiene baja viscosidad y rica fluidez. Las moléculas de cristal líquido nemático son relativamente libres para organizarse y moverse, y son bastante sensibles a las influencias externas, por lo que se utilizan ampliamente. Los cristales líquidos nemáticos y los cristales líquidos colestéricos pueden convertirse entre sí. Agregar sustancias ópticamente activas a los cristales líquidos nemáticos formará una fase colestérica, y agregar sustancias nemáticas ópticamente inactivas a los cristales líquidos colestéricos puede convertir la fase colestérica en una fase nemática. 2 Principales clasificaciones de materiales de cristal líquido utilizados en pantallas LCD. 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 fluidos; por otro lado, los cristales líquidos muestran anisotropía espacial, incluidas propiedades dieléctricas, polarización magnética, índice de refracción óptica y otras anisotropías espaciales. La disposición parcialmente ordenada de las moléculas de cristal líquido también les da a los cristales líquidos una tensión de corte similar a un cristal que puede alterar este orden. Aunque los cristales líquidos tienen un módulo elástico de corte. Hay muchos parámetros técnicos de los materiales de cristal líquido, incluidos parámetros fotoeléctricos y parámetros físicos, que incluyen principalmente anisotropía dieléctrica δ ε, birrefringencia δ N, viscosidad volumétrica η, constante elástica K, temperatura de transición de fase Tm/Tc (punto de fusión\punto de limpieza) y Resistividad del cristal líquido ρ. De acuerdo con el efecto fotoeléctrico producido por las características anteriores del cristal líquido, bajo ciertas condiciones, los cambios del cristal líquido ante condiciones externas como campo eléctrico, campo magnético, luz, temperatura, etc. se pueden convertir en señales visibles para hacer una visualización. , es decir, un dispositivo de visualización de cristal líquido. En la actualidad, las pantallas de cristal líquido se desarrollan básicamente utilizando diversos materiales de cristal líquido. Actualmente existen varios cristales líquidos nemáticos, cristales líquidos dispersos en polímeros, cristales líquidos biestables, cristales líquidos ferroeléctricos y pantallas de cristal líquido antiferroeléctrico. Entre las pantallas de cristal líquido, las LCD nemáticas son las de mayor éxito, con la mayor cuota de mercado y el desarrollo más rápido. Según el modo de pantalla de cristal líquido, las pantallas nemáticas comunes incluyen el modo TN (nemático retorcido), el modo H TN (nemático altamente retorcido), el modo STN (nemático súper retorcido), el 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. Desarrollo TN (nemático trenzado) de materiales de cristal líquido nemáticos trenzados 2.1 Los materiales de cristal líquido TN se originaron en 1968, cuando Estados Unidos anunció la tecnología de pantalla de cristal líquido de dispersión dinámica (DSM2LCD). Sin embargo, debido a la inestabilidad estructural de los materiales de cristal líquido proporcionados, su uso como materiales de visualización es muy limitado. Después de la llegada de la pantalla de cristal líquido nemático retorcido (TN2LCD) en 1971, se desarrollaron rápidamente materiales de cristal líquido TN2 con anisotropía dieléctrica positiva. En particular, Gray G sintetizó en 1972 el material de cristal líquido de nitrilo de bifenilo con una estructura relativamente estable, que cumplía 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 industrial TN2LCD. Se han desarrollado diversos materiales de cristal líquido para TN2LCD. Se caracterizan por una estructura molecular estable, un amplio rango de temperatura de la fase nemática y una viscosidad relativa baja. No solo puede cumplir con los aspectos destacados de alta definición y la baja viscosidad de los cristales líquidos mezclados, sino que también garantiza que el sistema tenga un buen rendimiento a baja temperatura. Los compuestos de cristal líquido cíclicos de bifenilo tienen un valor Δn grande y son ingredientes eficaces para aumentar la pendiente de los cristales líquidos. El valor K33/K11 de los compuestos de pirimidina es pequeño, sólo alrededor de 0. 60. A menudo se utilizan para ajustar la secuencia de temperatura y el valor △n en fórmulas de materiales de cristal líquido TN2LCD y STN2LCD. Los compuestos de cristal líquido de dioxano son ingredientes esenciales para regular el rendimiento del "multidrive". Los cristales líquidos TN generalmente tienen cadenas moleculares más cortas y sus parámetros característicos son difíciles de ajustar, por lo que las características varían significativamente. 2.2 Material de cristal líquido nemático súper torcido STN (Super TN) Desde la invención de la pantalla de cristal líquido nemático súper torcido (STN2LCD) en 1984, la curva característica electroóptica se ha vuelto más pronunciada y el contraste ha mejorado, lo que requiere materiales de cristal líquido nemático tener mejores propiedades electroópticas. A finales de la década de 1980, se formó la industria STN2LCD, con productos representativos que incluían teléfonos móviles y portátiles electrónicos. Las estructuras del tipo STN y del tipo TN son básicamente las mismas, excepto que el ángulo de torsión de las moléculas de cristal líquido es mayor. Se caracterizan por una mejor curva de respuesta electroóptica y pueden adaptarse a más conducción de filas y columnas. Los componentes principales de los materiales cristalinos mixtos para STN2LCD son compuestos de cristales líquidos de éster y bifenilo. Tienen baja viscosidad y un amplio rango de fases de cristales líquidos, y son adecuados para preparar materiales cristalinos mixtos con diferentes propiedades. Además, para cumplir con los requisitos de un valor K33/K11 alto y un △n moderado del cristal mixto STN, generalmente es necesario agregar compuestos de cristal líquido de acetileno, pirimidina, etano y olefina terminal al cristal mixto. Generalmente se utilizan monómero de acetileno, monómero de pirimidina y monómero de etano para ajustar el Δn del sistema cristalino mixto. El valor de K33/K11 tiene un mayor impacto en el umbral de ángulo agudo de STN2LCD. El valor mayor de K33/K11 hace que la pantalla tenga un mayor contraste. Para aumentar el valor de K33/K11, a menudo es necesario agregar compuestos de cristal líquido de cadena alquílica corta y compuestos de cristal líquido de olefina terminal al cristal mixto. El material de pantalla de cristal líquido 2.3 TFT (transistor de película delgada) utiliza una matriz de transistores de película delgada para impulsar directamente las moléculas de cristal líquido, eliminando el efecto de distorsión cruzada, por lo que la capacidad de información de la pantalla es grande utilizando material de cristal líquido de baja viscosidad, la velocidad de respuesta; Se ha mejorado mucho, lo que puede satisfacer las necesidades de visualización de imágenes de vídeo. Por tanto, TF T2LCD ha dado un salto cualitativo respecto a TN y STN LCD. El material de cristal líquido utilizado por TF T2LCD es diferente de los materiales de cristal líquido tradicionales. Además de una buena estabilidad física y química y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento, el material de cristal líquido utilizado para TF T2LCD también debe tener las siguientes características: baja viscosidad, retención de alto voltaje, anisotropía óptica (△n) y coincidencia de fases de TF T2LCD. Las tendencias actuales en la síntesis y diseño de materiales de cristal líquido para TFT-2LCD se centran en los siguientes aspectos: (1) Sustituir átomos de flúor o grupos que contienen flúor por grupos ciano como grupos terminales polares (2) en las cadenas laterales y el puente; enlaces de moléculas de cristal líquido La introducción de átomos de flúor en el rango de transición de fase del cristal líquido y la anisotropía dieléctrica y otros parámetros de rendimiento (3) las moléculas de cristal líquido que contienen ciclohexano, especialmente el esqueleto de diciclohexano, han recibido amplia atención; Cristal líquido cuyo grupo es un enlace puente. Entre los materiales de visualización de cristal líquido, los materiales de cristal líquido se componen principalmente de varios o incluso docenas de materiales de cristal líquido individuales. Los cristales líquidos nemáticos y los cristales líquidos colestéricos se han utilizado ampliamente, especialmente en pantallas planas de cristal líquido, y el mercado es extremadamente enorme.