显示用液晶材料的应用和研究
液晶材料的合成与应用
液晶材料的合成与应用一、前言随着人们对液晶的逐渐了解,发现液晶物质基本上都是有机化合物,现有的有机化合物中每200种中就有一种具有液晶相。
显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的,现已发展成很多种类,例如各种联苯腈、酯类、环己基(联) 苯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙炔类、乙基桥键类与烯端基类以及各种含氟苯环类等。
人们通常根据液晶形成的条件,将液晶分为溶致液晶( Lyot ropic liquid crystal s ) 与热致液晶( Thermot ropic liquid crystal s) 两大类。
将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶,被称为溶致液晶。
比如:简单的脂肪酸盐、离子型与非离子型表面活性剂等。
溶致液晶广泛存在于自然界、生物体中,与生命息息相关,但在显示中尚无应用。
热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。
低温下它是晶体结构,高温时则变为液体,这里的温度用熔点( Tm) 与清亮点( Tc ) 来标示。
液晶单分子都有各自的熔点与清亮点,在中间温度则以液晶形态存在。
目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶。
在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相(Smectic) 、向列相(Nematic) 与胆甾相(Cholesteric) 。
常见的甾核化合物胆固醇、胆酸是生命体内的重要成分，应用于生物材料中将会提高材料的生物相容性[1]。
同时，胆固醇也是一种非常重要的液晶基元，胆甾醇羧酸酯是发现最早与研究得最多的手性液晶材料之一，在一定条件下其会随温度、磁场、电场、机械应力、气体浓度的变化而发生色彩的变化，可用于制作液晶温度计、气敏元件、电子元件、变色物质等，还可用于无损伤探伤、微波测量、治病诊断、定向反应等化学、化工、冶金、医学等领域[2]。
不仅如此，某些胆甾醇酯类化合物作为乳化剂等在食品，化妆品领域有重要应用。
胆甾醇酯类化合物可由羧酸与醇直接酯化反应制得，但传统的酸催化方法酯化收率很低。
液晶材料的特性与应用研究
液晶材料的特性与应用研究液晶材料是一种非晶态固体，其具有独特的物理性质，可以在外界电场或光场作用下呈现出特定的取向和排列状态。
因此，液晶材料在现代电子技术和光电工业中得到了广泛的应用。
本文将从液晶材料的基本特性、现有液晶材料的分类和应用研究三个方面分析液晶材料的特性与应用研究。
一、液晶材料的基本特性液晶材料是介于液态和固态之间的物质，通常由长链有机分子组成，其分子呈现出一定的有序排列。
液晶材料的重要特性是其分子具有定向性，这种定向性可以受到外部电场、磁场、光场等物理场的影响而产生变化。
液晶分子的取向状态决定了液晶分子之间的相互作用力，从而影响其凝聚态和物理性质。
在液晶材料中，分子被分为向列型和圆柱型两类。
向列型液晶是最常见的液晶材料，它的分子呈现出沿一定方向排列的定向性。
而圆柱型液晶则是由离子或离子配合物构成的液晶，其分子形状类似于圆柱，呈现出垂直于长轴方向的有序排列。
二、现有液晶材料的分类根据其分子结构和液晶相孕育方式，现有的液晶材料可以分为多种类型。
其中较为普遍的分别是双折射液晶、超顺磁液晶、非对称液晶、主向型液晶和聚合液晶等。
1.双折射液晶双折射液晶，简称为双向性液晶，具有类似于晶体的性质，即其分子结构呈现出不同的双折射性。
由于不同的入射角和不同取向的双折射液晶之间存在干涉现象，在红外测温、光学陀螺、防伪技术中被广泛应用。
2.超顺磁液晶超顺磁液晶属于具有泡状相的物质，其分子中包含多种不易破坏的稀土元素离子，具有较高的耐久性和高速响应性，被广泛应用于高精度的光学传感器、工业控制系统、微机电系统等。
3.非对称液晶非对称液晶主要包括电光、压光和热光非对称液晶。
它们在受到相应的输入信号后，可以使分子取向发生改变，从而实现快速响应和指定输出。
这类液晶材料广泛应用于平板显示器、光学调节、模拟模拟等领域。
4.主向型液晶主向型液晶指平行排列的液晶分子，其排列方向决定了液晶的取向状态和运动性质。
主向型液晶材料由于具有较高的透明度、低的电压响应时间和较高的色彩饱和度等优异的性能，成为液晶显示器各不同应用领域的主要材料。
液晶显示技术的研究与应用
液晶显示技术的研究与应用液晶显示技术已经成为现代电子行业中的重要一环。
随着现代科技的不断发展，液晶显示技术不断地得到改进和完善，其应用范围也越来越广泛。
本文将从液晶显示的基本原理、分类、应用等几个方面进行探讨。
一、液晶显示技术的基本原理液晶显示技术的基本原理是利用液晶分子对电场的敏感性，在不同的电场作用下改变分子排列方式，使液晶材料具有光学等效率变化的特性。
由于液晶可以通过电场调控光传播方向和强度，因而也可以实现信息的显示。
液晶显示器通常由以下几部分组成：1、背光源：有光、冷光等不同的类型。
2、偏光片：用于控制光的传播方向。
3、液晶材料层：用于液晶分子排列，流通电流使液晶分子发生变化。
4、玻璃基板：作为成品显示器的基础。
二、液晶显示技术的分类基于液晶显示器的技术特性、结构和功能，可以将其分类如下：1、TN型液晶显示技术：是最初的液晶显示技术，具有相对较高的刷新率和灰度等级。
2、STN型液晶显示技术：具有更高的灰度等级和对比度，是一种比TN型更优秀的液晶技术。
3、TFT-LCD型液晶显示技术：是现时最为先进的液晶显示技术，颜色鲜艳、清晰度高、领先市场。
三、液晶显示技术的应用液晶显示技术的应用非常广泛，除了在电子产品中广泛使用，还在其他领域有着广泛的应用。
1、电视：液晶电视已经成为家用电器市场的主流产品，与传统彩电相比，液晶电视具有更好的显示效果和更多的功能。
2、电脑：液晶显示器已经成为现代计算机用显示器的标配，可以满足人们对于高清晰度、高色彩还原度的需求。
3、手机：随着手机技术的不断发展，液晶屏幕已经成为手机屏幕的首要选择，为用户提供更好的视觉体验。
4、仪器：液晶技术也被广泛应用于各种测量仪器上，如光学仪器、显微镜等。
5、汽车：汽车上的液晶显示器，不仅提供了方便的导航，还增强了车内的娱乐系统。
总结液晶显示技术是现代电子科技的重要一环，其应用范围非常广泛。
随着技术的不断发展，液晶显示器的性能和功能得到了全面的提升，对于人们的生活和工作提供了更多的便利。
液晶材料的研究及其应用探讨
液晶材料的研究及其应用探讨近年来，随着电子产品的广泛应用，液晶技术也愈发成熟，成为了显示技术领域的主流技术之一。
而液晶材料作为液晶技术中重要组成部分之一，也日益受到人们的关注。
在本文中，我们将深入探讨液晶材料的研究以及其在各个领域的应用。
一、液晶材料的分类和特点液晶材料可以分为低分子液晶材料（Low Molecular Weight Liquid Crystals，LMWLCs）和高分子液晶材料（Polymer Liquid Crystals，PLCs）两大类。
其中，低分子液晶材料是指分子量较小的液晶材料，如液晶显示器中使用的普通液晶分子；而高分子液晶材料则是指分子量较大的液晶材料，如某些聚合物化合物。
无论是低分子液晶材料还是高分子液晶材料，它们都具有以下特点：1. 可控制的光学性能。
液晶分子的取向可以通过外加电场等手段进行调控，从而使得液晶材料具有可调控的光学性能，如透过率、反射率等。
2. 高对比度。
液晶材料是通过取向调控来实现像素点的显示和隐藏的。
而在相邻两个像素点之间，由于液晶分子的不同取向，就会产生明暗对比度。
3. 可扩展性。
液晶材料可以通过掺杂其他分子或加入其他功能材料来实现更多的性能，从而应用范围更广。
二、液晶材料的研究液晶材料的研究可以分为原料选择、性能优化、制备工艺等多个阶段。
1. 原料选择液晶材料的性能受到其化学结构的影响，因此原料的选择至关重要。
在选择原料时，人们通常会从以下几个方面进行考虑：（1）结构稳定性。
由于液晶材料需要在未加电场的情况下保持稳定，在加电场时才变化，因此对原料的结构稳定性要求较高。
（2）易获取性。
由于液晶材料的应用范围广泛，而各种应用场合的液晶材料性能和结构各不相同，因此易获取性也是选择原料的重要考虑因素之一。
（3）可调控性。
液晶材料的调控是其应用的关键，因此对原料的可调控性要求较高，这也是液晶材料的制备过程中需要进行优化的一个环节。
2. 性能优化在制备液晶材料时，人们会从现有的液晶分子出发，通过改变其化学结构或掺杂其他物质，来优化其光学性能和电学性能。
智能液晶材料的制备和应用研究
智能液晶材料的制备和应用研究随着科技的不断进步，人们对于物质的掌控和运用也越来越精准和便捷。
智能液晶材料就是一种将科技和物质完美结合的产物，通过对其制备和应用的研究，可以实现更多人类梦寐以求的科技突破和技术创新。
液晶是一种具有特殊物理性质的物质，它可以在不同的温度和压力条件下呈现出各种各样的液晶相，包括向列相、平面矩形相、巨纹相等不同形态的结构。
而智能液晶材料则是一种可以对外界环境做出响应的液晶材料。
通过对其制备和应用的研究，不仅可以实现信息显示、光学调制等多种功能，还可以在智能生物医学材料、新型能源材料等领域实现巨大的应用潜力。
智能液晶材料的制备和研究涉及到多个学科领域，包括物理学、化学、材料科学等多个领域。
其中，制备方法也有多种途径，如在液晶分子中引入响应性官能团，通过改变溶质浓度实现液晶相转变等。
目前，高分子液晶材料、无机液晶材料等多种智能液晶材料的制备方法和应用研究工作已经在国内外得到广泛关注。
从应用上来看，智能液晶材料已经实现信息显示突破，包括LCD液晶显示屏、电子书、语音合成、光模块、激光头等领域，都在不断引入智能液晶材料。
从国内角度来看，我国在智能液晶材料研究领域取得了不俗的成绩。
例如，山东建筑大学物理与光电工程学院的王琼教授团队，通过高分子液晶材料的制备，在涂层材料、物联网传感器、糖尿病检测等多个领域落地应用成功。
未来，随着人们对于生命科学、新型能源、先进制造等领域的需求不断提升，智能液晶材料的应用研究显得尤为重要和必需。
将智能液晶材料的应用领域不断拓展，不断探索更加前沿的制备方法和应用途径，对于提高人们的生活品质和技术水平都有着积极的推动作用。
总之，智能液晶材料的制备方法和应用研究是一项需要多位科学家和技术人员协同合作的复杂工程。
只有通过共同的努力和不断地探索，才能实现更多的技术创新和科技突破，为人们带来更加便利和舒适的未来生活。
液晶材料的应用
液晶材料是一种具有特殊物理性质的有机分子或高分子化合物，其分子结构呈现液晶相，介于液体和固体之间。
液晶材料广泛应用于各种现代科技和电子设备中，以下是液晶材料的一些主要应用领域：液晶显示屏：液晶电视：大尺寸、高分辨率的液晶面板广泛用于电视。
计算机显示器：液晶技术在笔记本电脑、桌面显示器等方面得到了广泛应用。
智能手机和平板电脑：液晶屏是移动设备主流显示技术之一。
投影仪：液晶投影仪利用液晶面板调控光的透过与阻挡，实现图像的投影。
数码相机取景器：液晶显示屏用于数码相机的取景器，提供实时显示和拍摄信息。
手持设备：液晶技术在手持设备如数字相框、手持游戏机等中得到应用。
医学影像显示：医用液晶显示屏用于显示X光片、CT扫描、核磁共振图像等医学影像。
汽车仪表盘和导航系统：汽车中的液晶显示屏用于车辆信息、导航、娱乐系统等。
军事和航空领域：液晶显示技术被广泛用于军事飞行器、雷达系统和其他军事应用中。
电子书阅读器：液晶屏广泛用于电子书阅读器，提供高分辨率和易读性。
工业控制面板：液晶显示屏在工业领域中用于监视和控制设备，如工控系统、仪表等。
广告显示屏：大型户外和室内广告牌中的液晶显示屏用于展示动态广告内容。
3D技术：液晶技术可用于创建具有立体感的3D显示，例如3D电影和游戏。
光学调制器：液晶材料用于光学调制器，可以调控光的相位和振幅，应用于激光显示、光波导器件等领域。
这些应用领域显示了液晶材料在信息技术、医学、工业、军事等多个领域中的重要性。
随着技术的发展，液晶技术仍然在不断创新和拓展新的应用领域。
液晶材料的性质及其应用
液晶材料的性质及其应用液晶是一种特殊的物质形态，它既表现出固体的有序性质，同时又具有液态的流动性。
液晶作为现代化学和材料科学中的重要研究对象，因其独特的性质，已被广泛应用于电子显示、光电子、传感器等领域。
1. 液晶材料的基本性质液晶材料的特殊性质是由其分子结构所决定的。
液晶分子通常具有线性、扭曲、杯形等不同的结构形态。
由于液晶分子自身具有偶极性，使得分子在外部场的作用下呈现出与其它物质不同的取向和排列规律，从而显示出其独特的物理性质。
液晶材料具有重要的光学性质，如自然双折射等。
当液晶分子在外部场作用下发生旋转时，其两个折射率也会发生变化。
利用这种特性，可以制成各种光学器件，如偏振器、光阀、液晶电视等。
液晶材料还具有电学和机械性能。
在外施电场的作用下，液晶分子能够发生取向改变，从而导致电光效应、电热效应、电流效应等现象的产生。
液晶材料的机械性质也是研究的重点之一，如液晶弹性、液晶稳定性、液晶流动性等。
2. 液晶材料的应用现代信息技术的快速发展使得液晶材料的应用得到了广泛的关注。
液晶电视、电脑液晶显示器、液晶手表等产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
此外，液晶材料还被应用于太阳能电池板的制造、生物传感、光谱分析和二维码等领域。
（1）液晶显示技术液晶显示技术是液晶材料最广泛应用的领域之一。
液晶显示器利用外施电场改变液晶分子的取向来控制光的透过和阻挡，从而实现图像的变化。
与传统的阴极射线管相比，液晶显示器有体积小、重量轻、功耗低、易于携带等优势特点。
液晶显示技术不仅仅在消费电子领域得到广泛应用，也在医学显示、航空航天、军事卫星等领域发挥重要作用。
随着科技的发展，液晶显示技术也在不断创新，如曲面屏、可卷曲显示器等。
（2）光电子与传感器液晶材料的特殊光学性质使得其在光电子领域的应用也日益广泛。
液晶光电效应可以用于制造压电光学器件、光纤光栅等，这些器件被广泛用于通信、调制与成像等领域。
另外，液晶材料还被用于生物传感，可以制作出高灵敏度、高选择性、重复使用的生物传感器。
液晶材料的研究与应用
液晶材料的研究与应用液晶，是介于固体和液体之间的一种物质状态，在这个状态下，其分子具有一定的有序性，可以显示出特殊的光学性质。
液晶最早是应用于电子屏幕上的显示器件，如今液晶技术已经广泛应用于各个领域，比如智能手机、计算机显示器、电视机、手表、汽车仪表盘等等。
液晶的光学性质与材料的分子结构有密切关系，因此液晶材料的研究一直是液晶技术发展的关键。
随着科技的发展，设计、合成及制备液晶材料的方法也不断更新和改进，从传统的有机合成到无机材料制备，从手工调制到自组装生长，液晶材料制备技术已经日臻成熟。
液晶材料是一类典型的功能性材料，其物理化学性质的变化，导致了不同的应用。
在智能手机屏幕上，液晶材料的定向分子排列实现了屏幕显示功能；在场效应液晶显示技术（LCD）中，液晶分子在跨越电场的作用下改变排列方式，空间方位关系的改变，进而改变透明性，实现屏幕的显示功能；在化妆品中，液晶成为了一种非常有效的微粒分散剂，它可以调节霜体的透明度和颜色，使得化妆品更加美观大方；在医药领域，液晶材料被应用于药物缓释控制，通过对液晶材料的构建，可以实现药物的缓慢释放，对药物的损伤降低到最低限度。
随着液晶材料研究的不断发展，对新的应用领域的探索也在不断进行中。
例如，在彩色打印中，由于实现色彩细腻度高的打印需要多种颜料混合使用，因此打印耗材需求量大，成本也高。
液晶颜料技术可以将颜料固定在液晶层之中，在不同的电场下，液晶层的溶剂环境不同，颜料的颜色也会随着而变化，从而实现有液晶技术协同作用的彩色打印。
液晶材料制备技术的更新进一步推动了液晶技术的发展，也为材料科学的发展带来了许多新机遇。
现代液晶材料制备工艺的发展远不仅仅是为了实现信息显示的功能，在可控制性生物组织工程和化学分子传感器设计等领域，液晶材料的应用也越来越多。
相信液晶材料的发展一定会带来许多新的奇迹，同时也促进了整个人类文明的进程。
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显示用液晶材料的研究和应用姓名：任明珠班级：化学工程与工艺112学号:201103322显示用液晶材料的研究和应用摘要：介绍液晶材料与显示之间的联系，综述了国内TN-LCD,STN-LCD,TFT-LCD等三种液晶显示材料研究及应用等方面的情况。
关键词：液晶材料；显示；研究应用1888 年， F.Reinitzer 在测定有机化合物熔点时，发现某些有机化合物在熔化后经历了一个不透明的浑浊液态阶段，继续加热，才成为透明的各向同性的液体，这种浑浊的液体中间相具有和晶体相似的性质，随后德国人Lehmann(1855～1922年)用偏光显微镜证实了此中间相态具有光学各向异性，兼有液体的流动性和晶体的光学各向异性，故称为液晶（Liquid Crystal）。
[1] 众所周知 ,物质除气态、液态和固态 3 种聚集状态外 ,还有等离子态、无定形固态、超导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式。
如果一个物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性 ,而还保留取向有序性 ,它即处于液晶态。
[2]根据液晶分子在空间排列的有序性不同 ,液晶相可分为向列型、近晶型、胆甾型和蝶型液晶态4类。
显示与液晶液晶材料在显示方面的应用是人所共知的,大家熟悉的许多产品都离不开液晶 ,如液晶广告宣传牌、液晶计时钟表、液晶游戏机、液晶仪表计量、液晶传感器、液晶通讯设备、液晶计算机等等 ;或者我们日常生产中的许多电器带有液晶器件 ,如微波炉、空调、冰箱、洗衣机等都带有液晶器件。
随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工作者合成并开发了一系列新材料。
目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基 ( NCS基) 液晶, 含氟液晶、烷基桥链液晶、酯类液晶等。
[7]液晶材料在液晶显示器件的发展过程中起着十分重要的作用 ,随着液晶显示技术水平的提高 ,对液晶材料的性能提出了更高的要求。
由表 1 可见 ,每一种新的液晶显示方式的实现 ,总是伴随着新的液晶材料的出现。
显示用液晶主要具备的性能:液晶性能的要求( 1 ) 工作温度以室温为中心 ,范围要宽;(2 ) 化学性能稳定,寿命长;( 3) 良好的电光特性。
[6]表1LCD和LC的发展简史[8]液晶分子结构、材料物理性能与显示器件性能的关系具有液晶特性的有机化合物很多, 但满足显示用的液晶材料并不多见。
这是因为显示用的液晶材料必须满足宽工作温度范围、低工作电压、微功耗、快速响应、高对比度、光电、化学的稳定性等要求。
图 2 是显示用液晶材料分子结构与液晶材料物理性能和器件性能的关系图。
[7]★ K 33 /K 11表示弹性系数比, ΔX 表示介电各向异性 , Δn表示折射率各向异性 , Z表示粘度, Tg表示玻璃化转变温度 , TN I表示清亮点温度 , S表示序参数。
图 2 显示用液晶材料的分子结构与材料物理性能、器件性能的关系[7]目前, 各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多)稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。
而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。
按照液晶显示模式,常见向列相显示就有T N( 扭曲向列相)模式、 HT N (高扭曲向列相) 模式、 STN ( 超扭曲向列相) 模式、TFT (薄膜晶体管) 模式等。
其中TFT 模式是近10年发展最快的显示模式。
[3]TN( Twist Nematic)-LCD扭曲向列型液晶材料TN 型液晶材料的发展起源于1968 年, 当时美国公布了动态散射液晶显示( DSM -LCD) 技术。
但由于提供的液晶材料的结构不稳定性, 使它们作为显示材料的使用受到极大的限制。
1971 年扭曲向列相液晶显示器( T N -LCD) 问世后, 介电各向异性为正的TN -液晶材料便很快开发出来; 特别是 1972年相对结构稳定的联苯腈系列液晶材料由 Gray G等合成出来后, 满足了当时电子手表、计算器和仪表显示屏等 LCD 器件的性能要求, 从而真正形成了TN -LCD 产业时代。
TN -LCD 用的液晶材料已发展了很多种类。
它们的特点是分子结构稳定,向列相温度范围较宽,相对黏度较低。
不仅可以满足混合液晶的高清亮点、低黏度,而且能保证体系具有良好的低温性能。
联苯环类液晶化合物的n 值较大, 是改善液晶陡度的有效成分。
嘧啶类化合物的 K33/ K11 值较小,只有0.60 左右,在 TN -LCD 和ST N -LCD 液晶材料配方中,经常用它们来调节温度序数和n 值。
而二氧六环类液晶化合物是调节多路驱动性能的必需成分。
T N 液晶一般分子链较短, 特性参数调整较困难, 所以特性差别比较明显[3]TN-LCD用液晶材料主要分为普通TN、宽温TN、低阀值TN、第一极值点TN和HTN液晶材料等。
各类混合液晶的性能要求和实例见表1。
[1]STN( Super TN) -LCD超扭曲向列相型液晶材料自 1984 年发明了超扭曲向列相液晶显示器( ST N -LCD) 以来, 由于它的显示容量扩大, 电光特性曲线变陡,对比度提高, 要求所使用的向列相液晶材料电光性能更好, 到 80 年代末就形成了 STN -LCD 产业,其代表产品有移动电话、电子笔记本、便携式微机终端。
ST N 型与T N 型结构大体相同, 只不过液晶分子扭曲角度更大一些,特点是电光响应曲线更好,可以适应更多的行列驱动。
[3]STN-LCD 用混晶材料一般具有以下性能:(1)低粘度；(2)大K33/K11值；(3) Δn和 Vth（阈值电压）可调；(4)清亮点高于工作温度上限30^C以上。
混晶材料的调制往往采用“四瓶体系”。
这调制方法能够独立地改变阈值电压和双折，而不会明显地改变液晶的其它特性。
有关混配的基本方法已有文献报道.[4]酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD 用混晶材料的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100 种以上应用于混晶配方。
这两类液晶粘度较低，液晶相范围较宽，适合配制不同性能的混晶材料。
[4]STN-LCD用液晶材料主要由单晶化合物和手性添加剂混配而成。
另外，聚酰亚胺(PI) 对液晶分子具有良好的取向性能，各种液晶显示器件一般都用(PI)作为取向膜。
为了满足扭曲角不小于180` 的要求，STN-LCD要求取向剂具有较高的预倾角。
[4]STN-LCD 用液晶材料的特性参数一般在下列范围内：TFT(Thin Film Transistor)-LCD薄膜晶体管液晶材料随着薄膜晶体管 ( Thin Film Transistor,TFT ) 阵列驱动液晶显示 ( TFT- LCD )技术的飞速发展 ,近年来TFT- LCD 不仅占据了便携式笔记本电脑等高档显示器市场 ,而且随着制造工艺的完善和成本的降低 ,目前已向台式显示器发起挑战。
由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子 ,消除了交叉失真效应 ,因而显示信息容量大;配合使用低粘度的液晶材料 ,响应速度极大提高 ,能够满足视频图像显示的需要。
因此 ,TFT- LCD 较之 TN型、STN 型液晶显示有了质的飞跃 ,成为21世纪最有发展前途的显示技术之一。
[5]T F T L C D 同样利用 T N 型电光效应原理 ,但是T F T L C D 用液晶材料与传统液晶材料有所不同。
除了要求具备良好的物化稳定性、较宽的工作温度范围之外 ,T F T L C D 用液晶材料还须具备以下特性(1) 低粘度 ,2 0℃时粘度应小于 3 5 m P a ·s ,以满足快速响应的需要;(2) 高电压保持率( V.H.R ),这意味液晶材料必须具备较高的电阻率 ,一般要求至少大于 1 0^12Ω·cm ;(3) 较低的阈值电压 ( v.th),以达到低电压驱动 ,降低功耗的目的 ;(4) 与 T F T L C D 相匹配的光学各向异性 ( △n),以消除彩虹效应 ,获得较大的对比度和广角视野 .△n,值范围应在 0.0 7 ~ o.n 之间 ,最好在 0.0 8 ~ 0.1 左右 .[5]根据目前掌握的文献来看 ,在 T F T L C D 配方中广泛使用的单体液晶的典型分子结构主要有下列几类，其中 R 为直链烷基或烷氧基 ;A 为单键 ,一CH2 CH2一、一C三 C一等 ;X 为 F、Cl、C F3、OCF3、OCHF2等。
对这些典型分子结构加以分析 ,可以看出针对T FT- LCD 用液晶材料的合成设计趋势集中于以下几个方面 :( 1 ) 以氟原子或含氟基团作为极性端基取代氰基 ;( 2 ) 在液晶分子侧链、桥键引人氟原子来调节液晶相变区间、介电各向异性等性能参数 ;( 3 )含有环己烷 ,尤其是双环己烷骨架的液晶分子得到广泛重视 ;( 4 ) 乙撑类柔性基团作桥键的液晶得到广泛应用。
[5]显示用液晶材料的趋势随着显示器件技术和性能的改进和发展, 对液晶材料提出了更高的要求, 液晶材料工作者合成并开发了一系列新材料。
目前比较引人注目的液晶材料有异氰硫基( NCS基) 液晶, 含氟液晶、烷基桥链液晶、酯类液晶等。
研究较多的有源矩阵方式的 LCD如 TFT-LCD因其具有优良的显示品质、均一的宽视角、可实现动态显示等特点而倍受人们关注。
TFT- LCD的驱动要求液晶材料的电阻率要高, 以保证电压保持率高, 粘度要小, 以保证快速响应。
前已述及, 作为 T FT- LCD方式的含氟液晶已得到开发。
最近日本研究表明,用重氢取代含氟液晶分子结构环己烷上的氢原子 ( D 化) , 低温向列相稳定性有很大提高,清亮点温度和 K33 /K11值有所降低, D化含氟液晶较未 D化含氟液晶更适于 T FT- LCD用。
总之, 开发、合成混合液晶材料是寻找宽温度范围、低阈值、高对比度、快速响应液晶材料的重要途径。
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