TFT-LCD用液晶材料 - 液晶材料的发展趋势

3、TFT-LCD用液晶材料

　　随着薄膜晶体管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。

　　与TN、STN的材料相比，TFT对材料性能要求更高、更严格。要求混合液晶具有良好的光、热、化学稳定性，高的电荷保持率和高的电阻率。还要求混合液晶具有低粘度、高稳定性、适当的光学各相异性和阈值电压。TFT LCD用液晶材料的特点：

　　TFT LCD同样利用TN型电光效应原理，但是TFT LCD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，TFT LCD用液晶材料还须具备以下特性：

　　(1)低粘度，20℃时粘度应小于35mPa•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1012Ω•cm;

　　(3)较低的阈值电压(Vth)，以达到低电压驱动，降低功耗的目的;

　　(4)与TFT LCD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0.07~0.11之间。

　　在TN、STN液晶显示中广泛使用端基为氰基的液晶材料，如含氰基的联苯类、苯基环己烷类液晶，尽管其具有较高的△ε以及良好的电光性能，但是研究表明，含端氰基的化合物易于引人离子性杂质，电压保持率低;其粘度与具有相同分子结构的含氟液晶相比仍较高，这些不利因素限制了该类化合物在TFT LCD中的应用。酯类液晶具有合成方法简单、种类繁多的特点，而且相变区间较宽，但其较高的粘度导致在TFT LCD配方中用量大为减少。因此，开发满足以上要求的新型液晶化合物成为液晶化学研究工作的重点。

　　目前，在液晶显示材料中，TN-LCD已逐步迈入衰退期，市场需求逐渐萎缩，而且生产能力过剩，价格竞争激烈，己不具备投资价值。而STN-LCD将逐渐进入成熟期，市场需求稳步上升，生产技术完全成熟。而TFT-LCD在全球范围内正进入新一轮快速增长期，市场需求急剧增长，有望成为21世纪最有发展前途的显示材料之一。

　　结语

　　液晶材料是随着LCD 器件的发展而迅速发展，从联苯腈、酯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类液晶化合物逐渐发展到环已基(联)苯类、二苯乙炔类、乙基桥键类和各种含氟芳环类液晶化合物，最近日本合成出结构稳定的二氟乙烯类液晶化合物，其分子结构越来越稳定，不断满足STN、TFT-LCD的性能要求。 虽然世界液晶显示器的市场量越来越大，但我国液晶行业在其中的份额却很小，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发展，但目前在世界液晶市场中缺乏竞争力，强烈呼吁国家应当采取积极措施，加强液晶显示器件与材料研究开发的人力与资金投入，在平板显示行业上向上游倾斜，以振兴中华液晶显示行业。