液晶材料的發(fā)展趨勢

3、TFT-LCD用液晶材料

隨著薄膜晶體管TFT陣列驅(qū)動液晶顯示(TFT LCD)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來TFT LCD不僅占據(jù)了便攜式筆記本電腦等高檔顯示器市場，而且隨著制造工藝的完善和成本的降低，目前已向臺式顯示器發(fā)起挑戰(zhàn)。由于采用薄膜晶體管陣列直接驅(qū)動液晶分子，消除了交叉失真效應(yīng)，因而顯示信息容量大;配合使用低粘度的液晶材料，響應(yīng)速度極大提高，能夠滿足視頻圖像顯示的需要。因此，TFT LCD較之TN型、STN型液晶顯示有了質(zhì)的飛躍，成為21世紀最有發(fā)展前途的顯示技術(shù)之一。

與TN、STN的材料相比，TFT對材料性能要求更高、更嚴格。要求混合液晶具有良好的光、熱、化學穩(wěn)定性，高的電荷保持率和高的電阻率。還要求混合液晶具有低粘度、高穩(wěn)定性、適當?shù)墓鈱W各相異性和閾值電壓。TFT LCD用液晶材料的特點：

TFT LCD同樣利用TN型電光效應(yīng)原理，但是TFT LCD用液晶材料與傳統(tǒng)液晶材料有所不同。除了要求具備良好的物化穩(wěn)定性、較寬的工作溫度范圍之外，TFT LCD用液晶材料還須具備以下特性：

　　(1)低粘度，20℃時粘度應(yīng)小于35mPa•s，以滿足快速響應(yīng)的需要;

　　(2)高電壓保持率(V.H.R)，這意味液晶材料必須具備較高的電阻率，一般要求至少大于1012Ω•cm;

　　(3)較低的閾值電壓(Vth)，以達到低電壓驅(qū)動，降低功耗的目的;

　　(4)與TFT LCD相匹配的光學各向異性(△n)，以消除彩虹效應(yīng)，獲得較大的對比度和廣角視野?！鱪值范圍應(yīng)在0.07~0.11之間。

在TN、STN液晶顯示中廣泛使用端基為氰基的液晶材料，如含氰基的聯(lián)苯類、苯基環(huán)己烷類液晶，盡管其具有較高的△ε以及良好的電光性能，但是研究表明，含端氰基的化合物易于引人離子性雜質(zhì)，電壓保持率低;其粘度與具有相同分子結(jié)構(gòu)的含氟液晶相比仍較高，這些不利因素限制了該類化合物在TFT LCD中的應(yīng)用。酯類液晶具有合成方法簡單、種類繁多的特點，而且相變區(qū)間較寬，但其較高的粘度導致在TFT LCD配方中用量大為減少。因此，開發(fā)滿足以上要求的新型液晶化合物成為液晶化學研究工作的重點。

目前，在液晶顯示材料中，TN-LCD已逐步邁入衰退期，市場需求逐漸萎縮，而且生產(chǎn)能力過剩，價格競爭激烈，己不具備投資價值。而STN-LCD將逐漸進入成熟期，市場需求穩(wěn)步上升，生產(chǎn)技術(shù)完全成熟。而TFT-LCD在全球范圍內(nèi)正進入新一輪快速增長期，市場需求急劇增長，有望成為21世紀最有發(fā)展前途的顯示材料之一。

結(jié)語

液晶材料是隨著LCD 器件的發(fā)展而迅速發(fā)展，從聯(lián)苯腈、酯類、含氧雜環(huán)苯類、嘧啶環(huán)類液晶化合物逐漸發(fā)展到環(huán)已基(聯(lián))苯類、二苯乙炔類、乙基橋鍵類和各種含氟芳環(huán)類液晶化合物，最近日本合成出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的二氟乙烯類液晶化合物，其分子結(jié)構(gòu)越來越穩(wěn)定，不斷滿足STN、TFT-LCD的性能要求。 雖然世界液晶顯示器的市場量越來越大，但我國液晶行業(yè)在其中的份額卻很小，而且仍是集中在TN液晶材料方面，在TFT液晶材料方面有一定的發(fā)展，但目前在世界液晶市場中缺乏競爭力，強烈呼吁國家應(yīng)當采取積極措施，加強液晶顯示器件與材料研究開發(fā)的人力與資金投入，在平板顯示行業(yè)上向上游傾斜，以振興中華液晶顯示行業(yè)。