液晶的多種應用途徑研究

液晶的多種應用途徑研究

液晶光學器件
利用液晶的電光效應，如 賓主效應、TN模式、STN模式，就能使其具有快門或光開關的功能，如切換光的透射，遮斷、控制透射光的強度等。這種快門缺點是不能完全遮斷入射光，而且一般響應速度比較慢。提高快門速度的方法有雙頻率驅動法、電壓調制法、三電極法以及鐵電液晶高速開關效應等。其應用的實例有焊接面罩、立體電視用快門、液晶打印機等。

液晶快門原理還可以用于改變光透射面積的光學光圈及可調節光透射量的調光器件等。例如，將上下基板都印有同心半圓形的筆段電極適當組合，使電壓作用在同心圓形內，就構成了一種光學光圈。調光器件的典型例子是高分子微滴散射液晶顯示(PDLC)，可作電控電子窗簾和屏風。此外還有用作汽車司機夜間行駛防強光的液晶眼鏡等。

如果構成液晶盒的兩片導電玻璃不是平行，而是互相傾斜做成尖劈形狀（或將導電玻璃彎成曲面），控制入射光的偏頗振方向，液晶盒就可以當作有兩個偏振角的棱鏡使用。對它施加電壓，可以使對應的非尋常光的折射率連續變化到尋常光的折射率。通過電壓控制盒內液晶分子的取向，改變折射率，相應地也就調節了焦距。依據這樣的原理可做成焦距可變的液晶透鏡。已開發的有電壓-透射光強度特性透鏡，可變焦的微型透鏡。

利用液晶折射率各向異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轉原理，可以制成光開關。而在向列型液晶盒內設置對稱結構或非對稱結構的電極，建立電場分布，利用液晶分子重新取向所產生的折射率分布使光轉向，則可以制作光束偏振器。但這種器件因液晶層要增厚到一定程度，在透射特性、響應速度上都有一定的難度。

液晶光閥可作為制作全息圖的空間調制器。它是借光尋址，可把液晶層形成的圖像放大投影到屏幕上的顯示器件。除采用液晶光閥外，液晶的空間調制器還可以采用矩陣結構、電控雙折射、或膽甾相-向列相的相變效應來制作全息圖。

此外，液晶的空間調制器還可以制成光邏輯進行邏輯或圖像處理，也可制作成光內存，用于信息的寫入與擦除。

液晶傳感器
液晶分子的排列容易受外部熱、電場、磁場、壓力等的影響，因此，一旦受到外部刺激，液晶的光學等特性就隨之變化。利用這種性質，可以制作各種液晶傳感器。

常見的有溫度傳感器。當液晶的螺距與折射率的乘積在可見光范圍內時，會呈現出特定的顏色，而絕大多數的膽甾相液晶的螺距是隨溫度變化的。根據此原理就可經制作出溫度傳感器。傳感器可以用兩片玻璃片夾液晶做成液晶盒，作為溫度的探頭，也可以用膽甾相液晶直接涂覆在被測表面上；還可以用一定的液晶做成微膠囊，再添加膠粘劑做成油墨，然后將它涂覆或印刷在黑色不透明的基片（薄膜）上。現在這類溫度傳感器，可用于電子零件，機械零件的無損探傷，人體表面體溫分布的測量，乳腺癌和皮下腫塊的早期疹斷等。

此外，還有電場傳感器、電壓傳感器、超聲波傳感器、紅外線傳感器等。