显示用向列相液晶材料的回顾与展望

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1、显示用向列相液晶材料的回顾与展望【放大】 【还原】文章类型: 科普文章     文章加入日期：2004-7-28　　液晶是处于固态和液态之间具有一定有序性的有机物质，具有光电动态散射特性；它有多种液晶相态，例如胆甾相，各种近晶相，向列相等。根据其材料性质不同，各种相态的液晶材料大都已开发用于平板显示器件中，现已开发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，其中开发最成功的、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。液晶显示（LCD）模式有很多，仅向列相显示就

2、有TN（扭曲向列相）模式、HTN（高扭曲向列相）模式、STN（超扭曲向列相）模式、TFT-AM（薄膜晶体管—有源矩阵）模式、PDLC（聚合物分散液晶）模式以及反射式双（多）稳态模式等，其中TFT-AM模式是近十年开发出来的也是发展最快的显示模式。LCD发展促使液晶材料的迅速发展。显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的，这些小分子的主要结构特征是棒状分子结构。现已发展成很多种类，例如各种联苯腈、酯类、环已基（联）苯类，含氧杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙炔类、乙基桥键类和烯端基类以及各种含氟苯环类等等。随

3、着LCD的迅速发展，人们对开发和研究液晶材料的兴趣越来越大。近几年还研究开发出多氟或全氟芳环以及全氟端基液晶化合物。许多化学家们已合成出了性能优良的液晶材料。到1998年止，就大约有7~7.5万多个液晶化合物合成出来，并以每年3000~4000个新液晶化合物出现的速度向前发展，尤其是日本每年都有大量新液晶材料方面的专利文献出现，以满足各种显示器的使用要求，但真正只有四、五千种液晶化合物具有实用价值，能用在LCD中。到1999年底为止，全球年需要液晶材料量大约78~82吨左右，年销售额至少在4.5~5.0

4、亿美元左右。其中TFT液晶材料市场量23~24吨，占市场总量的29~30%；STN液晶材料市场量25~29吨，占市场总量的31~32%；TN液晶材料市场量30~32吨，占市场总量的38~39%。其生产厂家主要是德国Merck公司、日本Chisso、大日本油墨（DIC）和ATK公司及中国，它们分别占有的市场份额为35%、26%、18%、10%和11%。其中德国和日本主要生产TFT、STN和部分中高档TN方面的液晶材料，其品种齐全，几乎完全控制了全世界TFT、STN和中高档TN液晶材料市场，年销售量大约在8

5、0~82吨左右，年销售额至少在4.4~4.6亿美元。　　我国液晶材料行业现状　　　　我国液晶材料生产经过十多年的努力，从无到有，已逐步形成了相当规模的产业，由完全的进口转化为部分出口,年销售量达到12吨左右。虽然发展较快，但在世界液晶材料市场中所占份额非常小，仍然赶不上世界LCD发展的需要。我国液晶材料开发研究工作虽然从七十年代初期就已经开始，但由于受国内LCD工业整体技术设备水平和投入资金的限制，液晶行业也一直没有被国家列入重点科技攻关项目，研究经费严重不足和人才短缺限制了该行业的发展。到目前为止液晶

6、显示器件与液晶材料研究开发仍以TN型和中低档STN型为主。仅就液晶显示器方面而言，到了九十年代初，随着我国数十家LCD生产线的引进，以中科院长春物理所、电子部南京五十五所、清华大学和深圳天马微电子公司为龙头的LCD技术研究开发工作才得以开展，但其研究课题主要集中在TN-LCD、STN-LCD生产相关技术以及少数TFT-LCD基础性课题方面。在液晶材料方面，由于受国内LCD工业整体技术设备水平限制，虽然有很多科研单位投入力量研究开发液晶显示器或液晶材料,但除了中科院上海有机所在全氟苯炔类液晶化合物合成方面

7、取得一些突破性成就外，在新材料开发与应用研究方面同国外相比，差距很大。特别在STN、TFT-LCD配套液晶材料的研究开发工作进展非常缓慢，同日本、德国和英美国家相比，至少落后八至十年左右，使得我国在世界液晶显示行业市场中缺乏竞争力。国内目前中高档产品品种相对偏少，尚不能满足国内市场的需求，急待增加科研开发力度，尤其是STN-LCD用液晶材料，国内市场已呈现需求状态，急需尽快占领；中高档液晶材料技术含量高，售价及利润相对来说也较高。　　实用显示用液晶材料的发展　　　　TN型液晶材料的发展早在1968年美国

8、公布动态散射液晶显示(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（TN—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1974年相对结构稳定的联苯腈系列液晶材料由G.W.Gray等人合成出来后，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。LCD用的TN液晶材料已发展到很多种类。这