显示用液晶材料的应用和研究

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液晶材料的合成与应用

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。

液晶材料的研究及其应用探讨

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。

液晶材料的应用

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。

液晶材料及显示技术研究

液晶材料及显示技术研究

液晶材料及显示技术研究第一章:背景介绍液晶显示技术是一种利用液晶分子的光学性质来显示图像的技术,它已经成为了当今电子娱乐行业的主流技术。

液晶技术主要分为TN、STN、TFT等类型,在显示器、电视等领域得到广泛的应用。

随着人们对视觉体验需求的不断提高,人们对液晶显示技术在颜色还原、反应速度、低功耗等方面的要求也不断增加。

为了满足这些要求,液晶显示材料也在不断的创新和研发。

目前液晶材料主要分为低分子液晶和高分子液晶两种,这两种液晶材料在不同的应用场合有着不同的优势。

本文将主要介绍液晶材料及其在显示技术中的运用,探讨其未来的发展趋势和应用前景。

第二章:液晶材料介绍液晶分子是具有一定有序性的有机分子,它们的化学结构和物理性质决定了它们的光学性质。

液晶分子能够调节光的传播路径和偏振状态,从而实现图像的显示。

液晶材料主要分为低分子液晶和高分子液晶。

低分子液晶分子结构单一,具有较好的电光性能和反应速度,是目前应用最广泛的液晶材料,但其复杂的制备流程和较高的成本限制了其进一步的应用。

高分子液晶分子结构多样,可以通过小分子液晶分子的修饰来改进其性能,同时具备低成本、易制备等优势。

但由于分子结构复杂,其电光性能较低,需要进一步的改进。

随着对显示技术在颜色还原、反应速度、低功耗等方面要求的不断提高,在液晶材料的研究领域也出现了很多创新性的成果。

比如,分子设计、功能化材料、辅助材料等领域的技术创新,不断地拓宽了液晶材料应用范围。

第三章:液晶显示技术液晶显示技术是利用液晶分子在电场作用下的电光效应,控制光的传播路径和偏振状态,从而实现图像的显示。

根据液晶技术的不同类型,可以分为TN、STN、TFT等类型。

TN(Twisted Nematic)液晶技术是最早应用于液晶产品中的一种液晶技术。

TN液晶技术结构简单,制造成本较低。

但其水平/垂直视角极度狭小,色彩还原度较低,限制了其在高端产品中的应用。

STN(Super Twisted Nematic)是TN液晶技术的改进型。

液晶高分子材料的现状及研究进展

液晶高分子材料的现状及研究进展

液晶高分子材料的现状及研究进展液晶高分子材料是一种具有高度有序排列结构的材料,具有优异的光电特性和可调节的物理性质。

随着科技的发展,液晶高分子材料在显示技术、光电器件、生物传感器等领域得到了广泛的应用。

本文将介绍液晶高分子材料的现状和研究进展。

液晶高分子材料是一类由有机高分子构成的液晶材料。

液晶材料的特点在于其分子在不同的外界条件下可以形成有序排列的液晶相,包括向列相、列相、螺旋列相等。

这种有序结构赋予了液晶材料独特的光学和电学性质,使其在光电显示、光电器件和电子器件中有着重要的应用。

在光电显示技术中,液晶高分子材料广泛应用于平面显示器、液晶电视和手机屏幕。

目前,常用的液晶高分子材料主要有主链型和侧链型液晶高分子。

主链型液晶高分子是指液晶基团直接连接在高分子主链上的材料,具有较高的机械强度和热稳定性,适用于制备高分辨率的显示器。

侧链型液晶高分子是指液晶基团连接在高分子侧链上的材料,具有较好的液晶性能和可调节性质,适用于灵活显示器和可弯曲显示器。

近年来,液晶高分子材料的研究重点主要集中在以下几个方面:首先,研究人员致力于开发新型的主链型液晶高分子材料。

新型的主链型液晶高分子材料具有更高的性能和更好的耐候性,能够满足高清晰度和高亮度显示的要求。

例如,成功合成了一种高折射率的主链型液晶高分子材料,可用于制备高折射率的透明膜材料,提高显示器的亮度和对比度。

其次,研究人员还致力于改善液晶高分子材料的电光特性。

电光特性是指液晶高分子材料在外加电场作用下的响应能力,包括响应速度、对比度和视角依赖性等。

为了提高这些性能,研究人员进行了大量的工作,如改善高分子链的柔性,优化液晶基团的结构和选择适当的外加电场条件等。

另外,液晶高分子材料在光电器件领域的应用也得到了广泛探讨。

光电器件包括有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池和光致变色材料等。

液晶高分子材料具有较高的载流子迁移率和较好的电致变色特性,可以应用于高性能的光电器件中。

液晶材料在显示技术中的应用研究

液晶材料在显示技术中的应用研究

液晶材料在显示技术中的应用研究液晶材料是一种特殊的物质,具有很多独特的性质和应用。

其中,液晶材料在显示技术中的应用研究也越来越受到广泛的关注。

本文将从液晶材料的基础性质、液晶显示器的原理、液晶材料在显示技术中的应用等多个方面来进行探讨。

一、液晶材料的基础性质液晶材料是一种介于固体和液体之间的物质。

它具有很多独特的性质,其中最重要的是其分子结构的长程有序性。

液晶材料分为向列型液晶、螺旋型液晶、热致变色液晶等多种类型。

这些液晶材料具有各自不同的物理、化学性质。

在液晶材料中,分子之间的排列方式是有序的,但是在空间上只是部分有序。

这种长程有序性使得液晶材料具有许多特殊的性质,其中最重要的就是其光学性质。

二、液晶显示器的原理液晶显示器是一种新型的显示技术,它利用了液晶材料的特殊性质而得以实现。

液晶显示器的原理是,利用液晶材料的电光效应和偏振片的作用来实现光的调制和显示。

液晶显示器主要由两个玻璃基板、液晶材料以及控制电路组成。

其中液晶材料填充在两个玻璃基板之间。

在液晶材料的两侧加上偏振片,并且两个偏振片的方向垂直,这时若给液晶材料加上电场,则液晶分子会发生排列,并使偏振的方向产生旋转,从而得到不同的光强度。

三、液晶材料在显示技术中的应用1. 液晶显示器液晶显示器可以说是目前应用最广泛的液晶材料产品。

它已经在电子产品、计算机、通讯等领域得到广泛应用。

液晶显示器具有功耗低、分辨率高、体积小等优点,越来越多的人开始用液晶显示器代替传统的显像器件。

2. 液晶投影仪液晶投影仪是一种利用液晶显示原理制作的显示技术产品。

液晶投影仪具有分辨率高、长寿命、颜色还原度高的优点,可以广泛应用于商业、教育、舞台演出等领域。

3. 液晶电视液晶电视是一种新型的电视产品,利用液晶显示原理制作。

液晶电视具有分辨率高、功耗低、颜色还原度高等优点,越来越多的家庭开始使用液晶电视代替传统的CRT电视。

4. 液晶材料在量子点显示技术中的应用液晶材料在新型领域的应用也得到了大量的研究。

新型液晶材料的研究与应用

新型液晶材料的研究与应用

新型液晶材料的研究与应用近年来,随着科技的发展,液晶显示技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

各种类型的电子设备中,液晶显示屏已经越来越普及,这离不开新型液晶材料的研究和应用。

本文将介绍新型液晶材料的研究和应用背景、研究现状以及未来发展方向。

一、新型液晶材料的研究和应用背景液晶(Liquid Crystal)是介于固体和液体之间的物质,具有介于晶体和液体的特殊光学性质,使其能够用于显示技术。

液晶材料一直是液晶显示技术中的关键部分,液晶显示技术的进步离不开新型液晶材料的研究和应用。

传统的液晶材料一般采用碳氢化合物,这种材料存在一些问题:首先,由于它们是有机化合物,因此它们可能在高温下失去稳定性;其次,它们也容易分解,从而导致相应的电子设备的寿命缩短。

这些问题的存在,激发了研究人员探索新型液晶材料的方法,并且已经取得了一定的进展。

二、新型液晶材料的研究现状1.氧化物液晶材料氧化物液晶具有高高的透明度和较大的电容量,可以大幅提高电子设备的性能。

这些氧化物液晶材料通常由掺杂铕、铽、钇或镧等元素的锰氧化物和锂氧化物等组成。

这种材料的作用是,在外部电场作用下形成一个液晶相,使其显示更加清晰。

2.二维液晶材料二维液晶材料是一种具有特殊的液晶形态的材料,由于其分子排列的特殊性质,具有许多优秀的光学性质,比如更深色、更饱和的颜色和更高的对比度。

这些特性可以被应用于更清晰、更生动的显示。

3.金属-有机骨架液晶材料金属-有机骨架液晶材料是由金属离子和有机物质形成的晶体结构,在这种材料中,有机分子和金属形成的骨架之间存在着液晶相位,这种液晶相位极为稳定,不易失效,从而使得生成的显示设备更加稳定。

三、未来发展方向随着新型液晶材料研究的深入,其应用领域也在不断拓展和扩大。

未来,新型液晶材料的研究应该朝着以下几个方向发展:1. 研究更加稳定、易于制备、易于加工和更高性能的液晶材料,进一步拓展液晶材料的应用领域。

2. 针对液晶显示技术的未来发展方向,探索新技术、新材料,加快液晶显示技术的更新换代。

液晶材料的研究现状和进展

液晶材料的研究现状和进展

液晶材料的研究现状和进展在近几十年的科技发展中,液晶材料的应用越来越广泛。

比如电子产品如手机、电视,医疗领域如制作超声探头等,均需要用到液晶材料。

所以液晶材料的研究一直是人们关注的热点问题。

本文将介绍液晶材料研究的现状和进展。

一、液晶材料的分类液晶材料按照形态和性质分类,可以分为柔性液晶、硬性液晶、聚合液晶、封离液晶、蓝相液晶等。

其中,柔性液晶是指分子中含有柔性基团,在外力作用下可以发生很大变形的液晶,常用作柔性显示器件;硬性液晶是指分子中含有硬性基团,在外力作用下,变形极小的液晶,常用于制作LCD等硬性器件;聚合液晶通常是指聚合物中含有液晶性质的阴离子和阳离子,常用来制作高分子液晶材料;封离液晶,是指在另外一种分子的基础上,通过化学反应合成的液晶,适用于反应型液晶;蓝相液晶可以看做高级液晶,具有全固态、低反弹等优点,常用于3D显示器的制作。

二、液晶材料的研究进展液晶材料是一个高度复杂的研究方向,近年来,液晶材料的研究进展主要体现在以下几个方面。

1. 液晶材料电化学调控电化学调控是液晶领域重要的研究方向。

可以通过电化学外界电场控制下液晶分子的排列状态,实现对液晶性质的调控。

具体来说,可以通过将电极和液晶材料引入电解质中并施加电压,来调节电极上液晶的排列方向,从而控制液晶的光学性质和电学性质。

这种电化学调控在柔性显示、光子晶体和光学存储的应用中具有重要作用。

2. 液晶材料生物医学应用液晶材料的生物医学应用是目前液晶材料研究领域的热点之一。

液晶材料的生物医学应用可以分为两类,在医学影像和诊断领域,液晶材料可以开发出智能化、多功能的诊断工具;在药物传输和治疗方面,液晶材料可以作为一种载体,帮助药物在特定区域快速释放,推进医药发展的速度和质量。

3. 液晶材料光子学应用液晶材料在光电子学中的应用也十分广泛。

光调控液晶材料是一种新兴的研究领域,主要通过启发模仿自然中光调控的方法,实现对液晶性质的调控。

这样的研究可以为制造更先进的光子晶体和光电传感器设备提供新思路和新材料。

液晶显示技术及其应用研究

液晶显示技术及其应用研究

液晶显示技术及其应用研究液晶显示技术(LCD)是一种利用液晶材料来控制光的传递、反射和吸收的技术。

不仅是电子设备中最常用的屏幕类型,同时也是许多其他领域的重要技术。

本文将探讨液晶显示技术的原理、类型、优缺点和应用领域。

一、液晶显示技术的简介液晶显示技术是通过液晶材料调节电磁波的传递来实现图像显示的技术。

液晶屏通常是由数百万个微小的液晶单元组成,这些单元是由液晶材料夹在两块平行的多层玻璃板之间构造而成。

在某些情况下,它们会控制通过它们的光线的传播,然后根据控制的结果,通过设备生成颜色图像。

二、液晶显示技术的类型液晶显示技术的主要类型包括:1. 直观式液晶显示器(TFT-LCD):这种液晶屏是电子设备中最常见的屏幕类型。

它通过特殊的晶体结构和像素电极将像素的电信号转换为图像。

2. 交错ITC(ISC-LCD): 在间隔像素和行之间添加像素时,这种屏幕可以提供更好的竖向分辨率。

这样的解决方案的缺点是,它甚至在较小的角度时也会显示出彩虹色条纹效果。

3. 焕发型液晶屏(OLED):这种屏幕使用有机染料分子来创建像素,这些分子以独特的方式对光敏感。

因此,OLED比其他液晶屏幕具有更高的颜色鲜艳度和对比度,但它也是比其他屏幕更加昂贵。

4. 反射型图形液晶显示(RLCD): 这种显示器可以反射外部环境的光进行显示,并不需要自发光来照亮图像。

这种屏幕比其他液晶显示器更节能且更适合安装在照明不足的区域内。

三、液晶显示技术的优缺点1. 优点(1)具有较低的功耗,能耗低于其他显示技术,播放视频等多媒体文件时续航时间更长。

(2)支持高清显示,也有可选的4K分辨率。

(3)液晶显示器可以制作的尺寸范围很广,一般从不到1英寸到几英尺。

(4)液晶屏技术使用的产业链条庞大,不仅设有设备厂商,还包括了液晶面板制造商、背光模块制造商、驱动IC供应商等,涉及到硬件制造、原材料采购、市场销售等多个方面。

2. 缺点(1)液晶显示技术中的黑色不够深。

新型液晶材料在显示技术中的应用

新型液晶材料在显示技术中的应用

新型液晶材料在显示技术中的应用随着电子产品的普及和功能的不断提升,液晶显示作为目前最主流的显示技术,也在不断改进和升级。

新型液晶材料在液晶显示技术中的应用,成为了当前研究和发展的热点之一。

液晶材料是由有机化合物制成的,具有高分子性质。

液晶材料通过不断调整其化学结构,可以改善液晶显示的对比度、色彩鲜艳度、能耗等特性,从而提高液晶显示的品质和效能。

针对当前液晶显示技术在色彩的表现上存在的不足,新型液晶材料可以通过改进结构和添加色素等方式,来提升其色彩表现的稳定性和亮度,使得液晶显示在颜色上更为鲜艳,更接近于真实生活。

例如,针对LCD屏幕中在蓝色和绿色显示上出现的色温偏差,新型液晶材料在颜色过滤器上添加适当的复合材料和纳米纤维等结构,可以大大改善蓝色和绿色的表现效果,使得整个显示屏幕的色彩更为真实。

此外,新型液晶材料在提高液晶显示能效方面也取得了显著进展。

在液晶显示电压的降低方面,新型液晶材料应用的多分子层结构,可以显著降低电压,提高液晶显示的能效。

同时,使用更高的富电子正离子或自旋极化生物材料,同样也有助于降低电压,提高能效。

此外,新型液晶材料在提高液晶显示可视角度和对比度方面也有一定的创新。

例如,通过添加相变液晶材料,可以在液晶材料中产生大范围的分子重排,从而提高液晶显示屏幕的可视角度,使得从任何角度观察都能看到清晰的画面。

同样的,通过引入不吸收外界光的极化器,可以提高液晶显示屏幕的对比度和亮度。

同时,多光子吸收材料在液晶材料中的应用,同样能够提高对比度和亮度,使得液晶屏幕显示更为清晰。

总之,新型液晶材料无疑对液晶显示技术的发展和应用有着重要的意义。

通过改进材料的结构和添加技术,可以实现更为鲜艳的色彩、更高的能效、更大范围的可视角度和对比度等多项优化,推动液晶显示技术不断进步和完善,满足人们对于高质量显示的需求。

液晶材料的研究与应用前景

液晶材料的研究与应用前景

液晶材料的研究与应用前景近年来,液晶材料的研究和应用越来越受到人们的重视。

液晶材料是一种介于固体和液体之间的特殊物质,具有很多优异的物理化学性质。

液晶显示器作为一种新兴显示技术,已经取代了传统的阴极射线管和等离子显示器,成为市场上的主流产品。

此外,液晶材料在热控制、生物医学、光学等领域也具有广泛的应用前景。

本文将从液晶材料概述、研究和应用前景三个方面,探讨液晶材料对未来的重要意义。

液晶材料的概述首先,液晶,中文译名为晶体液体,是介于晶体和液体之间的一种物质态态。

晶体和固体都有定形(具有一定形状和尺寸),而液体没有。

晶体的定义是有规则的、周期性的、高度有序的排列,而液体分子之间的运动大都是由流动的无序排列造成的。

液晶材料既具有晶体的有序性,又具有液体的流动特性,因此表现出了很多特殊的物理化学性质,如光学性质、导电性质、电学特性等。

液晶材料最早出现于19世纪60年代,这种物质被用于制造纯色光滤光片。

直到1968年,在瑞士苏黎世召开的国际晶体液体研究会议上,液晶显示技术才真正得到应用和发展。

液晶材料的研究进展随着信息技术和通信技术的飞速发展,液晶材料在各个领域的应用越来越广泛。

液晶领域的研究重点主要集中在三个方面。

首先是研究液晶的物理化学特性。

学者们在研究过程中探索了液晶分子的结构、排列方式和光学性质等方面的特性。

通过对液晶热力学、流体动力学和电学动力学等的研究,人们深入了解了液晶材料的物理化学特性。

其次是液晶制造技术的研究。

液晶显示器是利用液晶材料的光学特性制成的,液晶的制造技术对显示器的质量和性能有着重要的影响。

随着液晶制造技术的不断进步,人们已经可以生产出更高质量和更逼真的液晶显示器。

最后是关注液晶的应用。

液晶显示器、液晶电视、液晶智能手机等已经成为人们生活中不可缺少的部分,而应用于工业、医学等领域的液晶材料也越来越受到关注。

液晶材料的应用前景液晶材料具有广泛的应用前景,这种特殊的物质已经成为全球电子设备和消费品行业的基础建筑材料之一。

液晶材料的特性及应用

液晶材料的特性及应用

液晶材料的特性及应用液晶是一种介于固体和液体之间的物质,具有有序排列的分子结构。

液晶的特性和应用非常广泛,包括显示器、电视、手表、计算机屏幕、手机屏幕等等。

液晶材料具有下列特性:1.光电效应:液晶材料对光的吸收、反射和透射特性非常敏感。

通常情况下,液晶材料透射光而不会反射光,使得显示器可以显示清晰的图像。

2.切换速度快:液晶材料的分子可以快速地从有序排列转变为无序排列或者从无序排列转变为有序排列。

这种切换速度的快慢影响液晶显示器的响应速度。

3.自发极化:液晶材料具有自发极化的能力,可以通过外部电场改变分子的排列方向,从而改变液晶的透过性。

1.液晶显示器:液晶显示器是目前最常见的液晶应用之一、它可以根据电场的改变来调节液晶的透过性,从而显示出不同的颜色和图像。

液晶显示器具有低能耗、大视角范围、高亮度和低发热量等特点,因此被广泛应用于计算机屏幕、电视机、手机屏幕、平板电脑等电子设备。

2.双向调制器:液晶材料具有双向调制的能力,可以通过改变电场和光场的作用方式来调节透过光的多少。

这一特性使得液晶材料可以用于制造双向调制器,用于显示和隐藏图像、窗口、标志等。

双向调制器广泛应用于安全领域,例如防窃听技术和隐形墙。

3.光学器件:液晶材料可以用于制造各种光学器件。

例如,偏振光器是利用液晶材料的偏振性质制造的,可以用于调节光的偏振方向和强度。

液晶透镜是利用液晶材料的光学特性制造的,可以调节镜头的焦距和聚焦效果。

4.生物传感器:液晶材料也可以应用于生物传感器领域。

通过将液晶材料与生物分子结合,可以制造出灵敏的生物传感器,用于检测和分析生物样本中的分子和细胞。

这种生物传感器具有高灵敏度、高选择性和实时监测等特点,被广泛应用于生物医学研究和临床诊断。

总而言之,液晶材料具有光电效应、切换速度快和自发极化等特性,适用于液晶显示器、双向调制器、光学器件和生物传感器等多个应用领域。

随着科学技术的不断发展,液晶材料的应用将会越来越广泛。

液晶材料的研究与应用前景

液晶材料的研究与应用前景

液晶材料的研究与应用前景液晶材料是指在一定条件下表现出了液态和晶态相互转化并具有一定的光学性质的物质。

液晶材料已在显示技术、光学通信、光学存储器等领域得到广泛应用。

本文将重点阐述液晶材料的研究现状和应用前景。

一、液晶材料的分类液晶材料根据性质和结构不同,可分为低分子液晶材料和高分子液晶材料两类。

1. 低分子液晶材料低分子液晶材料的主链由苯环、萘环、乙烯基等构成,通常呈现出高度各向同性。

低分子液晶材料具有自组装的性质,可以自组装成不同的排列方式。

其中,最简单的排列方式是平面排列,然后进一步自组装成螺旋状、立方体状等排列方式。

2. 高分子液晶材料高分子液晶材料是一种特殊的高分子聚合物,其分子结构中不仅包含传统高分子有的单体结构,还包含液晶单体。

高分子液晶材料可以通过有机合成、模板聚合、溶液共聚等方法得到。

高分子液晶材料的结构复杂,但与低分子液晶材料相比,它们具有更好的物理性质稳定性和可控性。

二、液晶材料的研究现状液晶材料的研究涉及到其物理化学性质、制备方法以及表征技术等多方面。

以下是液晶材料的研究现状:1. 液晶材料的光学性质液晶材料的光学性质深受人们关注,这是因为液晶材料的显示性能与其光学性质紧密相关。

现代显示技术大量采用了液晶材料的特定光学性质,如响应时间、透过率等,从而实现了高质量的图像显示效果。

目前,液晶材料的光学性质已经得到了广泛的研究和交叉利用。

2. 液晶材料的制备技术液晶材料制备技术包括有机合成功能分子液晶、聚合物液晶的合成方法。

常见的有机合成功能分子液晶制备方法有比例混合法、共溶法、物理混合法等,并且也有一定的优势与不足,液晶材料研究可综合考虑来选择适用的方法。

而聚合物液晶的制备方法主要有模板聚合法、乳液聚合法等,其合成效率、收率和产品的纯度、溶解度都比关键合胶法有所提高。

3. 液晶材料的表征技术液晶材料常用的表征技术包括:X-ray衍射分析、透射电子显微镜、极化光显微镜、核磁共振等。

液晶材料的研究及其特性研究

液晶材料的研究及其特性研究

液晶材料的研究及其特性研究随着科技的发展,液晶材料作为一种先进材料,在各个领域得到了广泛应用。

液晶屏幕、液晶显示器、液晶电视等产品的出现,给我们的生活带来了巨大的改变。

本文将从液晶材料的研究以及其特性研究方面进行探讨。

一、液晶材料的研究液晶材料的研究最初起源于细胞学。

20世纪60年代初,伯里·富克斯和斯特凡·霍利斯特首先发现了在生物细胞中存在液晶的现象。

此后,液晶材料的研究逐渐向物理、化学领域发展。

到了20世纪80年代,液晶材料的应用开始迅速发展。

从液晶材料的原始研究到应用,历经了几十年的时间。

近年来,液晶材料的研究重点逐渐从基础理论转向实际应用。

液晶材料的推广和应用大大依赖于对其特性的深入了解。

液晶材料的研究主要包括以下几个方面:1.晶体形态特性晶体的形态特性是液晶材料研究的一个重要方面。

通过对液晶材料的分子结构和形态进行分析,可以了解其分子之间的相互作用和排列方式,并预测其可能的晶体形态。

液晶材料的晶体形态对其物性和应用有决定性影响。

2.物理特性液晶材料的物理特性是指其光学、电学、化学等方面的特性。

通过对物理特性进行研究,可以从理论上预测液晶材料在不同条件下的性能和应用潜力。

例如液晶的高对比度、快速响应时间等特性使其有效地应用于平板显示器和电子书。

3.化学特性化学特性是液晶材料研究中的重要方面。

液晶材料是一类超分子材料,其基本结构由分子间的弱相互作用和联结支配。

因此,液晶材料的化学合成和结构设计非常关键。

通过对液晶材料的化学特性进行总结,可以为其应用提供更加多元的可能。

二、液晶材料的特性研究1.光学特性液晶材料的光学特性是最为显著的特性之一。

液晶材料基于光学现象展示了出众的表现,在液晶显示器和液晶电视中得到了广泛运用。

所谓的液晶现象是指液晶材料具有吸收、发射、旋转和偏振光的能力,可以被制成高精度的光电器件。

液晶材料的光学特性是液晶技术、平板显示器及电子书等高科技产品开发中不可或缺的部分。

液晶材料的制备及其器件应用研究

液晶材料的制备及其器件应用研究

液晶材料的制备及其器件应用研究随着信息技术的迅猛发展,液晶材料作为一种广泛应用于电子、光电子、光学等领域的材料,已成为目前最为重要的材料之一。

液晶材料是一种介于液体与晶体之间的物质,它的分子结构呈现有序排列的晶体性质,同时又保持了液体的流动性质。

液晶材料的制备液晶材料的制备技术包括物理方法和化学方法两种。

物理方法主要是从天然来源如脂肪、棕榈油、鱼油等中提取液晶物质,或者通过现代化学合成方法制备。

而化学方法则主要侧重于响应物的化学合成。

例如,液晶分子加入侧链或配体等,通过它们的化学相互作用和复杂结构的构建实现液晶材料的合成。

在液晶材料制备中,对于分子的不对称性和外部形状的容差要求非常高,这需要制备过程中仔细控制材料的化学结构和生长条件。

此外,液晶分子之间的作用力也是制备液晶材料的核心要素。

液晶分子通常是极端敏感的,其中任何细微的变化都可能导致材料展现出不同的液晶相。

液晶材料的器件应用液晶材料得到广泛应用的一个主要方向是液晶显示器。

液晶显示器是一种新型的显示器件,主要应用于智能手机、电脑等设备上。

这些设备需要显示高质量图像和视频,而液晶技术可以提供更加清晰、彩色和稳定的视觉效果。

液晶显示器可分为TN、STN和LCD等三种类型。

另外,液晶材料还被广泛应用于液晶光学器件,如液晶光开关、液晶灯、液晶投影仪等。

例如,液晶光开关可以实现光的调制,把光从一根光缆转移到另一根光缆,达到光纤通信的目的。

液晶灯则是一种高效的绿色光源,广泛应用于照明等领域。

结语液晶材料的制备及其器件应用研究领域是一个极具前景的领域,其发展也将推动信息技术领域的发展。

未来,我们有理由相信,液晶材料的研究与应用将会发挥越来越重要的作用,成为新时代信息技术的重要组成部分。

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

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。

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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。

参考文献[1]李帅,任培兵,仲锡军,段二红,赵地顺.液晶材料[A],河北化工,2008,31(9)[2]汪朝阳.液晶材料,化工时刊,2002,11[3]徐晓鹏,底楠.液晶材料的分类、发展和国内应用情况[A],化工新型材料,2006,34(11)[4] 杭德余,章于川,郑志.我国STN-LCD用液晶材料的研究和应用前景[A],现代显示,2002,32[5] 李建,安忠维,杨毅. TFT LCD用液晶显示材料进展[A], 液晶与显示,2002,17(2)[6] 显示用的液晶材料,译自< 应用物理》,V ol 4 0,N o5,1971,P 5 6 0一5 6 3[7] 才勇,黄锡珉.显示用液晶材料,液晶与显示,1997,12(1)[8] 徐寿颐. 显示用液晶材料的结构、性质及调制, 现代显示.4。

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