Características y aplicaciones CRISTALES LÍQUIDOS Características y aplicaciones García Rivera, Santiago Moyano, 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 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.

PANTALLAS DE CRISTAL LÍQUIDO 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