CRISTALES LÍQUIDOS

Características y aplicaciones

García Rivera, SantiagoMoyano, María Alejandra

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

Frederick Reinitzer (1888)

(a) Benzoato de colesterilo fundido a una temperatura mayor que 179ºC.

En esta región de temperatura, la sustancia es un líquido

transparente. (b) El benzoato de colesterilo a una temperatura de

179ºC y su punto de fusión de 145ºC. En este intervalo de

temperatura, el benzoato de colesterilo exhibe una fase lechosa

líquido-cristalina.

CARACTERÍSICAS ESTRUCTURALES

Estructura e intervalo de temperatura de cristal líquido de algunos materiales liquido-cristalinos típicos. El intervalo de temperatura indica entre qué dos temperaturas la sustancia exhibe comportamiento de cristal líquido.

TIPOS DE FASES LÍQUIDO CRISTALINAS

Tipos de fases principales

Nemática Esméctica Colestérica

TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS

• Nemáticos

• Esmécticos

• Colestéricos

• Ferroeléctricos

• Discóticos

• Biológicos

FASES LÍQUIDO CRISTALINAS

El ordenamiento en las fases líquido-cristalinas comparado con un líquido normal (no cristalino).

FASES LÍQUIDO CRISTALINAS

(a) Ordenamiento en un cristal líquido colestérico. Las moléculas de capas sucesivas están orientadas con un ángulo característico respecto a las de capas adyacentes a fin de evitar interacciones desfavorables. El resultado es un eje tipo tornillo, como se aprecia en (b).

TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS

Cristal líquido discótico en orientación tipo nemática.

TIPOS DE CRISTALES LÍQUIDOS

(A) Esquema de una bicapa de fosfolípido en agua. (B) Simulación computarizada que muestra las moléculas de

fosfolípidos y las moléculas de agua circundantes en un corte transversal de una bicapa lipídica.

APLICACIONES

PANTALLAS DE CRISTAL LÍQUIDO

ORIENTACIONES PRINCIPALES DE LAS MÓLECULAS DE CRISTAL LÍQUIDO

Orientaciones moleculares de un cristal líquido nemático. (a) homogénea.(b) homotrópica.(c) Torcida (twisted) 180º.

TIPOS DE DISPOSITIVOS

(a) Dispositivo que funciona por reflexión. Si el dispositivo debe funcionar con luz ambiente por reflexión, el conjunto se completa con un recubrimiento especular en la cara trasera.

(b) Dispositivo que funciona por transmisión. Si el funcionamiento es por transmisión, se incluye un sistema de iluminación posterior –backligth-.

(c) Dispositivo que funciona por combinación de los anteriores.

TIPOS DE PANTALLAS LCD

con matrices pasivas:

TN (Twisted Nematic)

STN (Super Twisted Nematic)

ECB (Electric controlled birefrigence)

con matrices activas:

TFT (Thin Film Transistor)

PANTALLA TN

Esquema del funcionamiento de una pantalla LCD de nemático torcido.

PANTALLA STN

Gráfica tensión/transmisión para varios ángulos de giro en estructuras STN.

PANTALLA BIRREFRINGENTE

Funcionamiento de un

visualizador de birrefringencia controlado por tensión. Estas pantallas son muy dependientes del espesor de la lámina, d (a menor espesor, menor tiempo de respuesta) y del ángulo de giro (a menor ángulo mayor transmisión).

CRISTALES LÍQUIDOS COLESTÉRICOS Y SUS

APLICACIONES

MAPEADO DE TEMPERATURA

Recubrimiento de un miembro con una capa de cristal líquido colestérico para ver la variación de temperatura de la piel.

Cambio de color en un material líquido cristalino colestérico en función de la temperatura.

Ejemplos

Calculadora

http://www.maloka.org/f2000/laptops/calculator2.html

Polarizador

http://www.maloka.org/f2000/laptops/calculator.html

Comportamiento biestable

http://www.maloka.org/f2000/laptops/index.html

Colores

http://www.maloka.org/f2000/tv/colortv.html