1. 研究目的与意义
传统发光分子材料的设计更多低更多地关注分子轨道理论。
而分子的凝聚态结构才是直接影响发光分子性质的关键因素。
非共价键相互作用比如氢键、π-π相互作用、范德华相互作用以及位阻效应等直接决定分子的排列方式、凝聚态结构以及发光性质。
2. 国内外研究现状分析
1888年奥地利植物学家莱尼茨尔在研究胆甾醇的苯甲酯的性质时,观察到了一种奇怪的现象,这些酯类化合物受热融化后,首先变为浑浊液体,并呈现出五颜六色的美丽色泽,继续加热升温,才转变为透明液体。莱尼茨尔感到十分困惑,为了探究其内在原因,他写信给德国物理学家莱曼,并为他提供了实验样品,莱曼对样品做了细致的测试,他发现这些化合物受热融化后所呈现的混合中间态不仅具有液体的流动性,同时还具有晶体所特有的各向异性特质,因此,莱曼讲这类化合物命名为液晶。 1850年普鲁士医生鲁道夫菲尔绍(RudolfVirchow)等人就发现神经纤维的萃取物中含有一种不寻常的物质。1877年德国物理学家奥托雷曼(OttoLehmann)运用偏光显微镜首次观察到了液晶化的现象。1883年3月14日植物生理学家斐德烈莱尼泽(FriedrichReinitzer)观察到胆固醇苯甲酸酯在热熔时有两个熔点。 1888年莱尼泽反复确定他的发现后,向德国物理学家雷曼请教。当时雷曼建造了一座具有加热功能的显微镜去探讨液晶降温结晶之过程,而从那时开始,雷曼的精力完全集中在该类物质。1888年出版《分子物理学》,这是对这段时间他在材料物理领域知识的总结,特别值得一提的是,他在书中首次提出了显微镜学研究方法,通过对晶体显微镜和用它所作的观察。20世纪化学家伏兰德(D.Vorlander)的努力由聚集经验使他能预测哪一类的化合物最可能呈现液晶特性,然后合成取得该等化合物质,于是雷曼关于液晶的理论被证明。1922年法国人弗里德(G.Friedel)仔细分析当时已知的液晶,把他们分为三类:向列型(nematic)、层列型(smectic)、胆固醇(cholesteric)。1930-1960年在G.Freidel之后,液晶研究暂时进入低谷,也有人说,1930-1960年期间是液晶研究的空白期。究其原因,大概是由于当时没有发现液晶的实际应用。但是,在此期间,半导体电子工业却获得了长足的发展。为使液晶能在显示器中的应用,透明电极的图形化以及液晶与半导体电路一体化的微细加工技术必不可缺。随着半导体工业的进步,这些技术已趋向成熟。20世纪40年代开发出硅半导体,利用传导电子的n型半导体和传导电洞的p型半导体构成pn介面(pnjunction),发明了二极管和晶体管。在此之前,在电路中为实现从交流到直流的整流功能,要采用二极管,而要实现放大功能,要采用电子管。这些大而笨重的元件完全可以由半导体二极管和晶体管代替,不需要向真空中发射电子,仅在固体特别是极薄的膜层中,即可实现整流、放大功能,从而使电子回路实现了小型化。接着,藉由光加工技术实现了包括二极管、晶体管在内的电子回路图形的薄膜化、超微细化。这种技术简称为微影(photolithography)。20世纪60年代,随着半导体集成电路(integratedcircuit)技术的发展,电子设备实现了进一步的小型化。上述技术的进步,对于在液晶显示装置(display)中的应用是必不可少的,随着材料科学和材料加工技术的进一步发展,以及新型显示模式和驱动技术的开发,液晶显示技术获得了快速发展。20世纪60年代随着半导体集成电路(integratedcircuit)技术的发展,电子设备实现了进一步的小型化。1968年任职美国RCA公司的G.H.Heilmeier发表采用DS(dynamicscattering,动态散射)模式的液晶显示装置。在此之后,美国企业最早开始了数字式液晶手表实用化的尝试。1971年一家瑞士公司制造出了第一台液晶显器。 至今已报到80000多种不同的小分子和聚合物液晶。我国研究室已经合成80多种新型液晶单体和聚合物。热致液晶分子一般认为是由刚性的棒状,盘状,砖状或者是条状分子组成。盘状,砖状或者是条状分子组成。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容: (1)熟悉巨型分子的提纯方法,如重结晶、柱层析等; (2)掌握巨型分子的化学结构分析方法,如NMR、元素分析、质谱等;(3)初步了解光谱分析方法和巨型分子凝聚态结构分析方法。
研究计划: 2015.01.01-2015.01.14:查阅文献,拟定实验方案,写开题报告,并进行英文翻译,准备实验仪器与实验试剂、材料; 2015.03.01-2015.05.25:进行课题的实验部分,进行表征与测试;2015.05.25-2015.06.05:处理实验数据,完成毕业论文。
4. 研究创新点
液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点。用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术和光电信息技术的发展。类固醇型液晶,因螺旋结构而对光有选择性反射,利用白光中的圆偏光,最简单的是根据变色原理制成的温度计。在医疗上,皮肤癌和乳癌之侦测也可在可疑部位涂上类固醇液晶,然后与正常皮肤显色比对。 发光液晶可用于OLED 、LED视频显示屏,显示屏组件,交通指示牌,LED广告标识、立体发光字,发光模组,LED背光源及应用,显示技术等;。
