探讨液晶显示材料的发展与应用

丰景义 ，乔云霞

（1.石家庄诚志永华显示材料有限公司，石家庄 050032；2.河北省平板显示材料工程技术研究中心，石家庄 050032）

1 关于液晶显示材料

近些年来，随着对液晶显示材料的深入一步研究，也获得了实质性的进步和发展，越来越大量的、优质的液晶显示材料被人们开发出来，这一方面扩大了液晶显示材料的应用范围，另一方面也增强了其市场竞争力。

2 关于液晶显示材料的分类

液晶为介于固态、液态两者之间的，既是三维有序、又是无规液态的中间物质相态。它的具体特征表现在：作为流体相，有流动性和取向有序的特点。

2.1 致热型液晶

致热型液晶的特点为：随着周边环境温度的增高，其内部液晶分子也会发生诸多的串相转移，从初始的固态慢慢变成液晶状态，最终变成等向性液体。在上述变化发生的始终，液晶分子其折射率、介电导向性、黏度以及弹性系数等有关物理性质也会发生相应的变化。由于热致型液晶分子处在温度变化当中，复杂化的转移过程也会使其变成排列结构各不相同的液晶分子。主要包括近晶相、向列相与胆甾相。

（1）近晶相液晶。就从聚合态结构来看，近晶相液晶是与固体晶体最为接近的，其液晶分子里面包括有大量的C=N或者是N=N双键、苯环结构，主体表现为棒状结构，其高速性、记忆性的特点也受到了人们的广为关注。

（2）向列型液晶。向列型液晶的液晶分子以棒状形态表现，刚性部位呈平行排列，而正是基于这一点，决定了液晶分子流动性极佳，且黏度低、应答速度高，这也为其在液晶电视、电脑显示器上的应用提供了很好的契机，属于是被最先应用在各类显示元件上的一种液晶材料。

（3）胆甾型液晶。胆甾型液晶的关键原料为胆甾醇衍生物，虽然胆甾醇自身并不具备任何液晶性质，但其衍生物却具有良好的液晶特性。胆甾型液晶属于是一种向列相液晶，旋光性为其主要表现特点。这一类的液晶分子排列呈螺旋平面状，两个相邻面间为互为平行的状态，这是由于该类液晶分子中心点都有一个非对称碳中心。

2.2 熔致型液晶

熔致型液晶即为把一些材料溶解在既定的溶剂里面后，再相应的调整至既定浓度，便能够由此产生出液晶态物质，这一类液晶材料，我们将其成为溶致液晶。

熔致型液晶聚合物的特点为：浓度高、黏度低，这种独特物理特性的表现使其有着较为广阔的应用空间，像是用来做液晶纺丝纸等。但熔致型液晶这类材料虽然于自然界中有着大量的存在，却并未在显示器领域获得有效使用。

3 液晶显示材料的发展和应用

液晶早在1888年就已经被人们发现了，但是后期很长时间人们都并未关注和使用它，直到被人们发现能将其应用到显示器这一领域中，才开始大规模的做液晶材料相关研究。

近些年，我们在液晶显示器技术上获得了质的飞跃，成本可以做到控制的越来越低，而相应的显示技术愈来愈先进、显示图像质量也愈来愈高，随着显示器种类的增多，它们不仅被应用到了电脑、电视机当中，而且还被广泛应用到工厂的控制显示、仪器仪表装置中。

当前阶段中，各种类型、各种形态的液晶材料都在做液晶显示方面的研究和开发，主力液晶材料包括双稳态液晶、向列型液晶和聚合物分散液晶等等，这些液晶材料与显示器领域上的应用成果最为显著，其中向列型液晶为市场比重较大的一类液晶材料。

显示用液晶材料是多种小分子有机化合物共同组成的，它们的结构特征表现为棒状分子结构。在不断的发展中种类也日益繁多，像是酯类、嘧啶环类、和含氟苯环类等等，且随着液晶显示材料的高速发展，未来还会有更多被开发出来。

在应用上，其实液晶显示材料于材料学方面有着更大的应用空间，像是胆甾型液晶其温度效应的这一特点最为显著，因此可充分应用这一点来对其应用范畴进行界定，例如在液晶纺织领域，其制造出的新型液晶材料纤维要比钢丝的强度高5倍，但是它本身的密度却仅有钢丝的1/5，所以这一类纤维的特点便是强度高、质地软、质量轻，可被着重应用到航天领域当中。

薄膜晶体管阵列驱动液晶显示用液晶材料，该技术近些年来得到了高速发展，它除了在便携式笔记本电脑等高档显示器市场有着大量应用之外，基于其工艺的日益完善、成本的逐渐控制，也已经在台式显示器上进行应用尝试。以薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子，可彻底消除掉交叉失真效应，所以显示出来的信息容量更大。另外再辅以用黏度较低的液晶材料，在响应速度上也会得到极大的提升，从根本上满足视频图像清晰显示的要求，其也将成为当前发展前途最光明的一项显示技术。

4 结束语

液晶有着较为独特的光电特性与相态，应用潜力巨大、发展前景广阔，它作为新时代的一种新型材料，还有很多未知等待着我们去探索，可以预见的是，液晶显示材料势必将成为新时代下材料革命当中的主力军。

[1] 卢海笑.液晶材料与3D显示技术分析[J].环球市场，2017，15（20）：43.