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液晶 - 위키百科, 우리 모두의 百科事典

液晶

液體와 固體 사이의 特性을 지니는 物質의 狀態

液晶 (液晶, liquid crystal , LCs)은 傳統的인 液體 와 固體 決定 사이의 特性을 지니는 物質의 狀態 이다. [1] 固體와 液體의 中間 狀態를 띠는 物質 이다.

歷史 編輯

1888年, 오스트리아의 植物生理學者 프리드리히 라이니處 프라하 카렐 大學校 에서 일하다가 오늘날 콜레스테릭 液晶 物質에 屬하는 多樣한 콜레스테롤 派生物의 生理化學的 特性을 檢査하였다. 以前에 다른 硏究人들이 콜레스테롤 派生物들을 어는點 위까지 冷却시키면서 區別되는 色 效果를 觀察했지만 새로운 現象으로 關聯을 짓지는 않았다. 라이니處는 派生되는 콜레스테릴 벤조에이트 의 色 變化가 가장 特異한 特徵은 아닌 것으로 判斷했다.

槪要 編輯

決定과 液體의 中間 狀態( mesophase )로는 液晶 以外에 柔軟性 決定 ( 플라스틱 크리스털 )이란 物質이 있다. 決定狀態에서는 粒子의 位置와 方向에 對한 長距離 秩序가 있다. 하지만 液體에서는 粒子의 位置, 方向 모두 長距離 秩序가 없다.

液晶은 嚴密하게 決定과 液體의 中間 狀態에서 粒子가 方向性을 維持하고 있지만, 3次元的인 位置에서는 方向性을 잃은 狀態이다. 卽, 液晶은 크게 나누어서 異方性을 가지는 液體, 1次元的 中心性을 가지고 있는 2次元的 液體, 2次元的 中心性을 가지고 있는 1次元的 液體로 總 3가지 種類가 있다. 다만, 歷史的으로 3次元的인 方向性을 가지는 中間層의 內部를 液晶으로 看做하기도 했으며, 定義는 嚴密하게 지켜지지 않았다. 限方向 柔軟性 決定은 3次元的인 位置性을 維持하고 있지만, 粒子의 方向性은 喪失한 狀態이다.

液晶이라고 하는 名稱은 液體( Liquid )의 流動性과 決定 ( Crystal )의 異方性의 特徵에서 由來되었다. 液晶이라는 用語가 定着되지 않았던 1960年代에는 液體 受精이라는 名稱이 使用된 적도 있다.

現在 液晶을 應用한 機器로는 液晶 디스플레이 가 넓게 使用되고 있어서 液晶이라는 單語가 液晶 디스플레이를 가리켜서 使用되는 것도 많아지고 있다.

液晶의 分類 編輯

液晶은 크게 列邦性液晶( Thermotropic Liquid Crystal )과 유방성液晶( Lyotropic Liquid Crystal )으로 分類된다. 列邦性液晶은 熱에 依해서만 分子構造가 變하는 타입이지만 유방성液晶은 열 以外 다른 影響에 依해서도 바뀌는 性質을 가지고 있다. 列邦性液晶은 溫度전이형, 유방성液晶은 濃度전이형이라 부른다.

液晶의 分類
네魔틱 液晶 스멕틱 液晶
   

네魔틱 液晶은 위로 펴진 異邦的 液體에 對應하는 液晶이다. 位置性이 없기 때문에 液體와 같은 同一한 特性을 가지고 있다. 市中의 液晶 標示裝置나 液晶 溫度計에 利用되고 있는 것이 이 構造의 液晶이다. 스멕틱 液晶은 적어도 1次元的인 中心性 構造이며 다른 말로 層狀 構造를 가지는 液晶이라고 한다. 上記의 그림에서 層 構造에서 分子가 기울어져 있지만, 層 構造에서 分子가 垂直으로 되어 있는 그림이 一般的이다.

將星(掌性, Chirality)의 效果 編輯

液晶을 構成하는 分子는 非對稱 炭素 를 가지고 있어서 라세미 는 아니고 카이럴리티 를 가지는 境遇에는 液晶의 分子軸의 배양성이 空間에서 連續的으로 變化해서, 結果的으로 巨視的인 나선 構造가 出現된다. 나선의 週期는 分子 種類에 따라 다르지만 週期에 依한 빛의 反射 性質이 있으므로 나선 週期가 可視光線의 波長에 到達하면 빛깔을 가지게 된다. 液晶에 따라서 溫度에 依한 나선 週期가 變化한다. 이것을 利用한 것이 液晶 溫度計이다. 나선 構造를 가지는 네魔틱 液晶을 콜레스테릭 液晶이라 부른다. 이런 種類의 液晶은 콜레스테롤 誘導體로 最初에 發見되었기 때문에 만들어진 名稱이다. 콜레스테릭 液晶은 熱力學的으로 네魔틱 液晶과 同一하기 때문에 네魔틱 液晶의 一種으로 카이럴 네魔틱 液晶( Chiral Nematic Liquid Crystal )이라고 부른다.

카이럴 液晶의 非對稱 名稱의 起源은 大部分 分子 內部에 包含되는 非對稱 炭素 때문이다. 最近 非對稱 炭素를 包含하지 않는 벤드코어 分子로 構成된 液晶에서도 巨視的인 카이럴리티가 發見되기도 하지만, 巨視的인 카이럴리티의 發現 機構는 絶對的으로 明確하지 않다.

姜遺傳性 液晶 編輯

장성한 스멕틱 液晶救助(分子가 기울어진 層相 構造를 가지는 液晶救助)에서 分子間에 電氣 雙極子 의 整列이 일어나면 巨視的인 自發分極이 생겨서 姜遺傳性 이 發生되는 境遇가 있다. 姜遺傳性 液晶의 特徵은 高速 電氣場 應答速度(一般的으로 1 ms 以內)나 메모리 效果(電氣場이 없어도 分子 配享이 維持됨)가 있다. 이 高速 應答速度를 利用한 姜遺傳性 液晶 디스플레이( FLCD?: Ferroelectric Liquid Crystal Display )를 一時的으로 캐논 에서 販賣하였다. (1995年 ~ 1999年)

液晶의 應用 編輯

 
LCD에 標示된 위키百科(Wikipedia) 글字.

液晶은 液晶 디스플레이에 널리 使用되며, 磁氣場 이 있을 때와 없을 때 特定 液晶 物質의 光學 敵 特性에 依存한다.

같이 보기 編輯

液晶 應用技術은 다음과 같은 技術이 있다.

參考 文獻 編輯

液晶의 專門書籍은 다음과 같은 書籍이 있다.

  • P. G. de Gennes and J. Prost; The Physics of Liquid Crystal; Oxford University Press; ISBN  0-19-851785-8 (第2板, 1995年). [ 쪽 番號 必要 ]
  • 찬드라세카르( Chandrasekhar ); 液晶의 物理學; 요시오카 書店; ISBN  4-8427-0255-9 (原書 第2板, 1995年). [ 쪽 番號 必要 ]
  • 타케덴 히데오( 日本語 : 竹添秀男 ); 와타나베順序 液晶( 日本語 : 渡?順次 液晶 ), 高分子 入門( 日本語 : 高分子入門 ); 쇼카步 出版社; ISBN  4-7853-2912-2 (2004年). [ 쪽 番號 必要 ]

各州 編輯

  1. Chandrasekhar, S. (1992). 《Liquid Crystals》 2板. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN  0-521-41747-3 .  

外部 링크 編輯