Photonische Materialien V11 - TU Chemnitz
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Photonische Materialien 11. Vorlesung • Einführung in quantenmechanische Aspekte und experimentelle Verfahren (1) •Lumineszenz-Label (1) •Supramolekulare und biologische Systeme (1) •Halbleiter Nanopartikel (2) •Quanten-Well-Strukturen (1) •Metallische Nanopartikel •Solarzellen (1) •Organische Leuchtdioden und Solarzellen (1) •Flüssige Kristalle (1) •Displays (1) •Photonische Kristalle (1) •Optisch aktive Materialien (1).
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Photonische Materialien11. Vorlesung
• Einführung in quantenmechanische Aspekte und experimentelle Verfahren (1)
•Lumineszenz-Label (1)•Supramolekulare und biologische Systeme (1)•Halbleiter Nanopartikel (2)•Quanten-Well-Strukturen (1) •Metallische Nanopartikel•Solarzellen (1)•Organische Leuchtdioden und Solarzellen (1)•Flüssige Kristalle (1)•Displays (1)•Photonische Kristalle (1)•Optisch aktive Materialien (1).
Flüssigkristalle• Phasen
– nematisch (Faden)– smektisch (Seife)– kolumnar (Säule)– flüssigkristalline Polymere
• Ordnungszustände• Phasenübergänge• Defekte• Eigenschaften
– mechanische– optische– elektrische
Wiederholung
Flüssigkristalle
• 1888 Cholesterol-Derivat• Mesogene Phase• Thermotrop (1% aller Moleküle)• Anisotropie – Fernordnung• Phasen• Einfluss äußerer elektrischer und
magnetischer Felder
Selbstorganisation
Ordnung in Flüssigkristallen
Nematische Flüssigkristalle
Methyloxybenzylidenbutylanilin (MBBA)
Schmelzpunkt: 22 °CKlärpunkt: 47 °C
Pentylcyanobiphenyl (5CB)
Schmelzpunkt: 23 °CKlärpunkt: 35 °C
Chiral Nematische Flüssigkristalle
Smektische Flüssigkristalle
Smektisch C
Smektisch A
„Smektische“Moleküle
Smektisch Chirale Phasen
Cholesterisch
Kolumnare Phasen
Flüssigkristalline Polymere
Ordnung
Ordnungsparameter
snapshot from a molecular dynamicssimulation showing the liquid crystal moleculePCH5 in a nematic phase.
Phasenübergänge
Temperaturabhängigkeit
Elastische Eigenschaften
Dielektrische Eigenschaften
Brechungsindex n
Texturen
Defekte
Punkt DefektS= ½ Defekt
Schlieren-Textur
Optische Displays
• Kathodenstrahlröhre• Plasma- Displays• Flüssigkristall- Displays• LED - Displays
Kathodenstrahl Röhre
Elektronenstrahlröhre
25.000 bis 35.000 Volt
Lochmaske
gas neon with a small amount of mercury
Plasma Display
180 to 200 volts DC
Ac- dc
Leuchtstoffe in Plasma Displays
• BaMgAl10O17:Eu2+ (blau), Zn2SiO4:Mn2+ (grün) und (Y,Gd)BO3:Eu3+ (rot)
• Y(V,P)O4:Eu3+; Y2O2S:Eu3+ (rot)
Plasma Display
Plasma Display
Flüssigkristalline Anzeigen (Displays)
Polarisation von Licht
Optische Doppelbrechung
Permanentes elektrisches Dipolmoment Dipolmoment
Flüssigkristallorientierung auf Oberflächen
Schaltung Transmission
Schaltung Transmission
Schaltzeiten Flüssigkristall
Schaltung Polymer-Flüsigkristalle
Schaltung Farbstoffe
Twisted Nematic Cell (TN)
DSTN –DisplayDouble Super Twisted Nematic
Farb-LCD
TFT Bildschirm
LCD Pixel auf Farbfilter
Pixel- Schaltbild
Elektrodenschaltung
Schalttransistor
Licht emittierende Dioden
OLED Matrix
OLED Screen
p-OLED – Ink Jet Printed/a-Si
Beleuchtung (6) wird polarisiert (2)gefiltert (3), durchquert die hintere Glasscheibe (4), den STN-Flüssigkristall (5),die vordere Glasscheibe (4), die vordere Filterfolie (3) und den vorderen Polarisator (2) und tritt schließlich farbig aus (1).
