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詳解LCD液晶發展史

詳解LCD液晶發展史

2020-11-23

液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)是(shi)(shi)處于(yu)固態(tai)(tai)(tai)和液(ye)態(tai)(tai)(tai)之間具(ju)有一定有序性(xing)(xing)的(de)有機物(wu)質,具(ju)有光電動態(tai)(tai)(tai)散射特性(xing)(xing);它有多種液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)相(xiang)(xiang)(xiang)態(tai)(tai)(tai),例如膽甾相(xiang)(xiang)(xiang),各種近晶(jing)(jing)(jing)(jing)相(xiang)(xiang)(xiang),向(xiang)列相(xiang)(xiang)(xiang)等。根(gen)據其(qi)材料(liao)性(xing)(xing)質不(bu)同,各種相(xiang)(xiang)(xiang)態(tai)(tai)(tai)的(de)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)材料(liao)大(da)都已(yi)開發(fa)(fa)(fa)用于(yu)平板(ban)顯示(shi)器件中(zhong),現已(yi)開發(fa)(fa)(fa)的(de)有各種向(xiang)列相(xiang)(xiang)(xiang)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)、聚合物(wu)分(fen)散液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)、雙(shuang)(多)穩態(tai)(tai)(tai)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)、鐵電液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)和反鐵電液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)顯示(shi)器等,其(qi)中(zhong)開發(fa)(fa)(fa)最成功的(de)、市場占(zhan)有量最大(da)、發(fa)(fa)(fa)展最快(kuai)的(de)是(shi)(shi)向(xiang)列相(xiang)(xiang)(xiang)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)顯示(shi)器。顯示(shi)用液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)材料(liao)是(shi)(shi)由(you)多種小(xiao)分(fen)子(zi)有機化合物(wu)組成的(de),這些小(xiao)分(fen)子(zi)的(de)主(zhu)要(yao)結構特征是(shi)(shi)棒狀分(fen)子(zi)結構。隨著LCD的(de)迅速發(fa)(fa)(fa)展,人們對(dui)開發(fa)(fa)(fa)和研究液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)材料(liao)的(de)興趣越來越大(da)。

LCD液晶發展史

1、TN-LCD用液(ye)晶(jing)材料

LCD用的(de)TN液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)已發展(zhan)了(le)很(hen)多種類(lei)(lei)。這些液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)化(hua)合(he)物(wu)的(de)結(jie)構都很(hen)穩定,向列相(xiang)溫(wen)度范圍較(jiao)寬,相(xiang)對粘度較(jiao)低。不(bu)僅可以滿足混合(he)液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)的(de)高清(qing)亮點、低粘度在20~30mPa8226;S(20℃)及△n≈0.15的(de)要求,而且能保證體系具有良好的(de)低溫(wen)性能。含聯苯環(huan)類(lei)(lei)液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)化(hua)合(he)物(wu)的(de)△n值(zhi)(zhi)較(jiao)大(da),是改善(shan)液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)陡度的(de)有效成分(fen)。嘧啶類(lei)(lei)化(hua)合(he)物(wu)的(de)K33/K11值(zhi)(zhi)較(jiao)小,只有0.60左右,在TN-LCD和STN-LCD液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)配方中,經常用它們來調節溫(wen)度序數和△n值(zhi)(zhi)。而二氧六環(huan)類(lei)(lei)液(ye)(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)化(hua)合(he)物(wu)是調節“多路驅動”性能的(de)必(bi)需成分(fen)。

TN型液(ye)(ye)晶材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)發(fa)展起源于1968年,當時(shi)美國公布(bu)了(le)動態散射液(ye)(ye)晶顯(xian)示(DSM-LCD)技術。但由于提供的(de)(de)液(ye)(ye)晶材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)結構不穩定(ding)性(xing),使(shi)它們作為顯(xian)示材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)用受到(dao)極大的(de)(de)限制。1971年扭曲(qu)向列相液(ye)(ye)晶顯(xian)示器(qi)(qi)(qi)(TN-LCD)問世后,介電(dian)各(ge)向異性(xing)為正的(de)(de)TN型液(ye)(ye)晶材(cai)料(liao)(liao)便(bian)很(hen)快(kuai)開發(fa)出來;特別是1974年相對結構穩定(ding)的(de)(de)聯苯(ben)睛(jing)系列液(ye)(ye)晶材(cai)料(liao)(liao)由G.W.Gray等合成出來后,滿(man)足了(le)當時(shi)電(dian)子手表、計算器(qi)(qi)(qi)和儀表顯(xian)示屏(ping)等LCD器(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)性(xing)能(neng)要(yao)求,從而真正形成了(le)TN-LCD產(chan)業時(shi)代。

2、STN-LCD用液晶材料

自(zi)1984年(nian)(nian)發明了超扭曲(qu)向列相液晶(jing)顯(xian)示器(STN-LCD)以來,由于它(ta)的(de)顯(xian)示容(rong)量擴大,電光特性曲(qu)線變陡,對比度(du)提高(gao),要求所使用(yong)的(de)向列相液晶(jing)材料電光性能更好,到80年(nian)(nian)代末就形成了STN-LCD產業,其產品主(zhu)要應用(yong)在BP機(ji)、移動(dong)電話和筆(bi)記本電腦、便攜式微機(ji)終端上(shang)。

STN-LCD用(yong)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)主(zhu)要(yao)有二(er)苯乙(yi)(yi)炔(gui)(gui)類(lei)、乙(yi)(yi)基(ji)橋鍵(jian)類(lei)和(he)鏈烯(xi)基(ji)類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)。二(er)苯乙(yi)(yi)炔(gui)(gui)類(lei)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu):把STN-LCD的(de)響應速度從(cong)300ms提高(gao)到(dao)120~130ms,使STN-LCD性(xing)(xing)能得到(dao)大(da)幅度的(de)改(gai)善,從(cong)而(er)在當今的(de)STN-LCD中(zhong)使用(yong)較(jiao)多,現行STN-LCD用(yong)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)材料中(zhong)約有70%的(de)配方中(zhong)含有二(er)苯乙(yi)(yi)炔(gui)(gui)類(lei)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)。乙(yi)(yi)基(ji)橋鍵(jian)類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing):與相應的(de)其他類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)比(bi)較(jiao),這類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)的(de)粘(zhan)度、△n值(zhi)都比(bi)較(jiao)低;相應化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)的(de)相變(bian)溫度范圍和(he)熔點相對較(jiao)低,是調節(jie)低溫TN和(he)STN混合(he)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)材料低溫性(xing)(xing)能的(de)重要(yao)組分。鏈烯(xi)基(ji)類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing):由于(yu)STN-LCD要(yao)求(qiu)具有陡閾值(zhi)特性(xing)(xing),為(wei)此,只有增(zeng)加液(ye)(ye)晶(jing)(jing)材料的(de)彈性(xing)(xing)常(chang)(chang)數比(bi)值(zhi)K33/K11才能達到(dao)目的(de)。烯(xi)端基(ji)類(lei)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)具有異常(chang)(chang)大(da)的(de)彈性(xing)(xing)常(chang)(chang)數比(bi)值(zhi)K33/K11,用(yong)于(yu)STN-LCD中(zhong),得到(dao)非(fei)常(chang)(chang)滿(man)意(yi)的(de)結果。

STN-LCD用混晶材料一般具有下述(shu)性能(neng):低(di)粘度;大K33/K11值(zhi);△n和(he)Vth(閾(yu)(yu)值(zhi)電(dian)壓)可調(diao);清亮點高于工作(zuo)溫度上限30℃以(yi)上。混晶材料的調(diao)制(zhi)往(wang)往(wang)采用“四(si)瓶體系”。這種調(diao)制(zhi)方法能(neng)夠獨立地改變閾(yu)(yu)值(zhi)電(dian)壓和(he)雙折射,而不會(hui)明(ming)顯地改變液晶的其他特性。

近(jin)年(nian)來,STN顯示器在對比度、視(shi)角與響應時間(jian)上都有(you)顯著(zhu)的(de)進步(bu)。由于TFT-LCD的(de)沖擊(ji),STN-LCD逐漸在筆記本電腦和(he)液(ye)晶電視(shi)等領(ling)域(yu)失(shi)去了(le)市場。鑒于成本的(de)因素,TFT-LCD將不可能完全代替STN-LCD原有(you)的(de)在移動通訊(xun)和(he)游戲機等領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)。

3、TFT-LCD用(yong)液(ye)晶(jing)材(cai)料(liao)@@ 與TN、STN的材(cai)料(liao)相(xiang)比,TFT對材(cai)料(liao)性能要(yao)求更高、更嚴格。要(yao)求混合液(ye)晶(jing)具(ju)有良(liang)好的光、熱、化學穩定性,高的電(dian)荷(he)保(bao)持率(lv)和高的電(dian)阻(zu)率(lv)。還(huan)要(yao)求混合液(ye)晶(jing)具(ju)有低粘度(du)、高穩定性、適當的光學各相(xiang)異性和閾值(zhi)電(dian)壓。