液晶的多种应用途径探讨

发布日期：2022-05-13 作者：点击：

液晶光学器件

利用液晶的电光效应，如宾主效应、TN模式、STN模式，就能使其具有快门或光开关的功能，如切换光的透射，遮断、控制透射光的强度等。这种快门缺点是不能完全遮断入射光，而且一般响应速度比较慢。提高快门速度的方法有双频率驱动法、电压调制法、三电极法以及铁电液晶高速开关效应等。其应用的实例有焊接面罩、立体电视用快门、液晶打印机等。

液晶快门原理还可以用于改变光透射面积的光学光圈及可调节光透射量的调光器件等。例如，将上下基板都印有同心半圆形的笔段电极适当组合，使电压作用在同心圆形内，就构成了一种光学光圈。调光器件的典型例子是高分子微滴散射液晶显示(PDLC)，可作电控电子窗帘和屏风。此外还有用作汽车司机夜间行驶防强光的液晶眼镜等。

如果构成液晶盒的两片导电玻璃不是平行，而是互相倾斜做成尖劈形状（或将导电玻璃弯成曲面），控制入射光的偏颇振方向，液晶盒就可以当作有两个偏振角的棱镜使用。对它施加电压，可以使对应的非寻常光的折射率连续变化到寻常光的折射率。通过电压控制盒内液晶分子的取向，改变折射率，相应地也就调节了焦距。依据这样的原理可做成焦距可变的液晶透镜。已开发的有电压-透射光强度特性透镜，可变焦的微型透镜。

利用液晶折射率各向异性和液晶接口全反射原理，以及偏振光分束器和TN液晶盒造成偏振面旋转原理，可以制成光开关。而在向列型液晶盒内设置对称结构或非对称结构的电极，建立电场分布，利用液晶分子重新取向所产生的折射率分布使光转向，则可以制作光束偏振器。但这种器件因液晶层要增厚到一定程度，在透射特性、响应速度上都有一定的难度。

液晶光阀可作为制作全息图的空间调制器。它是借光寻址，可把液晶层形成的图像放大投影到屏幕上的显示器件。除采用液晶光阀外，液晶的空间调制器还可以采用矩阵结构、电控双折射、或胆甾相-向列相的相变效应来制作全息图。

此外，液晶的空间调制器还可以制成光逻辑进行逻辑或图像处理，也可制作成光内存，用于信息的写入与擦除。

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液晶传感器

液晶分子的排列容易受外部热、电场、磁场、压力等的影响，因此，一旦受到外部刺激，液晶的光学等特性就随之变化。利用这种性质，可以制作各种液晶传感器。

常见的有温度传感器。当液晶的螺距与折射率的乘积在可见光范围内时，会呈现出特定的颜色，而绝大多数的胆甾相液晶的螺距是随温度变化的。根据此原理就可经制作出温度传感器。传感器可以用两片玻璃片夹液晶做成液晶盒，作为温度的探头，也可以用胆甾相液晶直接涂覆在被测表面上；还可以用一定的液晶做成微胶囊，再添加胶粘剂做成油墨，然后将它涂覆或印刷在黑色不透明的基片（薄膜）上。现在这类温度传感器，可用于电子零件，机械零件的无损探伤，人体表面体温分布的测量，乳腺癌和皮下肿块的早期疹断等。

此外，还有电场传感器、电压传感器、超声波传感器、红外线传感器等。