北京科技大学科技成果——TFT、STN液晶材料生产项目

北京科技大学科技成果——TFT、STN液晶材料生产项目项目背景

液晶（Liquid Crystal）于1888年由奥地利植物学家Reinitzer发现，是一种介于固体与液体之间、既具有晶体特有的双折射性又具有液体的流动性、具有规则分子排列的有机化合物，一般最常用的类型为向列相（Nematic）液晶。

显示用液晶材料按照化学结构可分为：联苯类、苯基环己烷类、乙烷类、炔类、含氟类、嘧啶类、烯类等类别的液晶单体。如果要满足液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）对液晶材料特性的要求，还要选择适当的单体液晶并按一定的比例进行混合，得到满足不同液晶显示模式要求的混合液晶。

目前，液晶显示已经得到了广泛的应用。液晶材料在实现这些显示方式中具有举足轻重的作用，每一种新的显示方式的出现，总是伴随着新的液晶材料的出现。

随着液晶显示技术的发展，人们发明了不同的显示方式以满足各种需要，目前已经形成大规模工业化生产的显示模式主要有扭曲向列液晶显示（TN-LCD）、超扭曲向列液晶显示

（STN-LCD）及薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）等，这些显示器件在手表、计算器、仪器仪表显示、PDA、手机、液晶显示器以及液晶电视等中得到了广泛的应用。

北京科技大学材料科学与工程学院功能高分子材料学术梯队致力于将液晶材料国际先进技术引进中国，提升国内产业和新技术能力，

并为投资者带来高额回报。我们拥有国际先进的TFT、STN、TN液晶单体、混合液晶的研发、生产技术，将与投资者共同实现该项目的产业化，为投资者带来丰厚回报。

根据液晶材料性质的不同，各种相态的液晶材料大多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（如TFT-LCD、STN-LCD、TN-LCD等），使用的是各种向列相液晶材料。

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、乙基桥键类和烯端基类以及各种含氟苯环类等。随着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。

近些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7万-7.5万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。显示用液晶材料根据用途可以分为TFT液晶材料、STN液晶材料、HTN液晶材料和TN 液晶材料等。

我国液晶材料行业正处在飞速发展时期，各种液晶显示器件具有

优异的显示效果、巨大的市场空间和经济意义。TFT、STN及中高档TN用液晶材料的国产化必将降低液晶显示器件的成本，大大改善我国的液晶显示器件的国际竞争力,使我国的液晶行业步入世界前列。

因此组织TFT、STN和高档TN混合液晶及各种液晶单体的研发和工业化生产具有非常广阔的前景和经济效益。

目前，国际上主要有四家液晶材料公司，它们分别是德国Merck 公司、日本Chisso公司、大日本油墨和日本ADK公司，主要生产中高档产品，如TFT、STN、中高档TN液晶材料。国内的液晶材料公司在中低档显示用液晶材料的生产上占据了主导地位，但由于研究经费严重不足和人才短缺限制了该行业的发展，高档产品的研发和生产基本上仍被德国、日本控制，其中国内所用的TFT、STN液晶材料大部分来自德国、日本，而国内液晶材料厂家则没有批量生产多路驱动TFT、STN液晶材料的能力。

在国内，尽管生产液晶材料的厂家越来越多，但大多以生产中间体、单体为主，具有混晶生产能力的只有极少的几个企业，而且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TFT和STN混合液晶材料及各种高档液晶单体，国内市场已呈现大量需求状态，急需尽快占领。

北京科技大学材料科学与工程学院（简称材料学院）长期从事材料科学的研究，具有雄厚的材料研究和开发能力、具有比较齐全的材料测试和加工设备。功能高分子材料学术梯队隶属于材料学院材料物理与化学学科和功能材料研究所（教育部金属电子信息材料工程研究

中心），拥有国际先进的单体液晶、混合液晶的研发生产技术，以TFT、STN液晶和中高档TN液晶为主要产品，技术起点高，在研发工作中已经取得了很大的进展，产业化后可以填补我国高档液晶材料的空白。

性能指标

TFT液晶材料

TFT液晶单体和混合液晶在性能指标上有非常高的要求。TFT显示要求液晶材料具有超低粘度（小于25cp，20℃）、超高纯度（电阻率>1012Ω•cm）、阈值电压随温度变化小、有良好的稳定性以及电荷保持率高等特点。为了有利于调节灰度，应使混合液晶的K33/K11大一些，利于实现彩色显示。

多路驱动STN液晶材料

STN-LCD的显示容量扩大，电光特性曲线变陡，对比度提高，对所使用的向列相液晶材料的电光性能要求较高。STN液晶材料一般具有下述性能：低粘度；大K33/K11值；陡度好；Δn和V th（阈值电压）可调；清亮点高于工作温度上限30℃以上。混晶材料的调制往往采用“四瓶体系”。这种调制方法能够独立地改变阈值电压和双折射，而不会明显地改变液晶的其他特性。我们所研究的STN液晶可以满足128路多路驱动。

其他混合液晶材料

车载用混合液晶：宽温TN液晶系列，具有很宽的使用温度范围，适用于车载、户外显示器件。

低阈值混合液晶：低阈值TN液晶系列，驱动电压低，可应用于

游戏机等产品。

HTN混合液晶：应用于HTN显示模式，可以适当提高驱动路数，适用于仪器仪表。

液晶单体：含氟或多氟苯环类、双环己基类、乙基桥键类和烯端基类、二苯乙炔类、联苯腈类、酯类、环己基（联）苯类、杂环等类别的液晶单体、中间体等。

应用范围

本项目完成后，在TFT、STN液晶材料性能方面达到国内领先的水平，并可形成TFT液晶材料、STN液晶材料、中高档TN液晶材料批量生产的能力。在将以上新材料应用于国内液晶器件厂家的同时，进一步向国际市场进军，争取3-5年内进入国际大企业的供应链。

经济效益分析

在3-5年内，公司实现设计产能后（产量约5吨/年），将形成以混合液晶为主，同时生产液晶单体、中间体的产品结构。

市场前景

单体液晶的市场前景

德国MERCK公司、日本的CHISSO、DIC（大日本油墨）公司、台湾大立等公司由于人力成本高等原因，纷纷从中国大陆购买单体液晶，出口额每年约七、八千万。MERCK在台湾地区正在建设年产150吨TFT液晶材料基地，以满足不断扩大的当地市场，同时也会带来更大的液晶单体国际市场。

混合液晶的市场前景