液態(tài)晶體的類(lèi)別

　　隨著(zhù)人們對液晶的逐漸了解，發(fā)現液晶物質(zhì)基本上都是有機化合物，現有的有機化合物中每200種中就有一種具有液晶相。 從成分和出現液晶相的物理條件來(lái)看，液晶可以分為熱致液晶和溶致液晶兩大類(lèi)。

　　把某些有機物加熱溶解，由于加熱破壞結晶晶格而形成的液晶稱(chēng)為熱致液晶，就是如前面所說(shuō)由于溫度變化而出現的液晶相。把某些有機物放在一定的溶劑中，由于溶劑破壞結晶晶格而形成的液晶稱(chēng)為溶致液晶，它是由于溶液濃度發(fā)生變化而出現的液晶相，最常見(jiàn)的有肥皂水等。

　　目前用于顯示的液晶材料基本上都是熱致液晶，而生物系統中則存在大量溶致液晶。目前發(fā)現的液晶物質(zhì)已有近萬(wàn)種。構成液晶物質(zhì)的分子，大體上呈細長(cháng)棒狀或扁平片狀，并且在每種液晶相中形成特殊排列。 由桿形分子形成的液晶，其液晶相共有三大類(lèi)：近晶相（Smectic liquid crystals）、向列相（Nematic liquid crystals）和膽甾相（Cholesteric liquid crystals）。Smectic由希臘語(yǔ)而來(lái)，是肥皂狀之意，因這種類(lèi)型的液晶在濃肥皂水溶液中，都顯示特有的偏光顯微鏡像，因而命名為皂相。

　　分子分層排列，有同一方向，比較接近晶體，故譯近晶相。Nematic也是由希臘語(yǔ)而來(lái)，是絲狀之意，因這種液晶的薄層在偏光顯微鏡下觀(guān)察時(shí)，呈現絲狀型織構，故稱(chēng)之為絲相。分子位置雜亂，但方向大致一致，故譯向列相。膽甾相液晶則是由于此種液晶最早是從膽甾醇類(lèi)物質(zhì)中發(fā)現的，故稱(chēng)之為膽甾相。 近晶相液晶是由棒狀或條狀分子組成，分子排列成層，層內分子長(cháng)軸相互平行，其方向可以垂直于層面，或與層面成傾斜排列。因分子排列整齊，其規整性接近晶體，具有二維有序性。分子質(zhì)心位置在層內無(wú)序，可以自由平移，從而有流動(dòng)性，但粘滯系數很大。分子可以前后、左右滑動(dòng)，但不能在上下層之間移動(dòng)。因為它的高度有序性，近晶相經(jīng)常出現在較低溫度范圍內。

　　近晶相液晶分子排列 向列相液晶的棒狀分子也仍然保持著(zhù)與分子軸方向平行的排列狀態(tài)，但沒(méi)有近晶相液晶中那種層狀結構。向列相中分子的重心混亂無(wú)序，但分子（桿）的指向矢n大體一致，如圖1-1-8所示。圖中故意用完全對稱(chēng)的桿來(lái)代表分子，即桿不是一頭尖，一頭圓，沒(méi)有n與-n區分。這個(gè)等價(jià)性是向列相液晶與其他液晶（如近晶相）的一個(gè)基本特性。而向列相分子指向矢的有序排列，卻使向列相物質(zhì)的光學(xué)與電學(xué)性質(zhì)，即折射系數與介電常數，沿著(zhù)及垂直于這個(gè)有序排列的方向而不同。

　　正是由于向列相液晶在光學(xué)上顯示正的雙折射性的單軸性與電學(xué)上的介電常數各向異性，使得用電來(lái)控制光學(xué)性能，或液晶顯示成為了可能。 向列相液晶分子排列 此外，與近晶相液晶相比，向列液晶的粘度小，富于流動(dòng)性。產(chǎn)生這種流動(dòng)性的原因，主要是由于向列相液晶各個(gè)分子容易順著(zhù)長(cháng)軸方向自由移動(dòng)。事實(shí)上不少向列相液晶的粘滯系數只是水的粘滯系數的數倍。向列相液晶分子的排列和運動(dòng)比較自由，對外界作用相當敏感，因而應用廣泛。

　　目前液晶顯示器，例如扭曲向列相液晶顯示器、超扭曲向列相液晶顯示器等所用的液晶材料均屬向列相液晶材料。 膽甾醇經(jīng)脂化或鹵素取代后，呈現液晶相，稱(chēng)此為膽甾相液晶。這類(lèi)液晶分子呈扁平形狀，排列成層，層內分子相互平行。不同層的分子長(cháng)軸方向稍有變化，沿層的法線(xiàn)方向排列成螺旋結構。 　　

　　液晶分子 指向矢 當不同的分子長(cháng)軸排列沿螺方向經(jīng)歷360°的變化后，又回到初始取向，這個(gè)周期性的層間距離稱(chēng)為膽甾相液晶的螺距（P）。膽甾相實(shí)際上是向列相的一種畸變狀態(tài)。