液晶是處于固態(tài)和液態(tài)之間具有一定有序性的有機物質(zhì),，具有光電動態(tài)散射特性；它有多種液晶相態(tài),，例如膽甾相,，各種近晶相，向列相等,。根據(jù)其材料性質(zhì)不同,，各種相態(tài)的液晶材料大都已開發(fā)用于平板顯示器件中，現(xiàn)已開發(fā)的有各種向列相液晶,、聚合物分散液晶,、雙（多）穩(wěn)態(tài)液晶、鐵電液晶和反鐵電液晶顯示器等,，其中開發(fā)最成功的,、市場占有量最大,、發(fā)展最快的是向列相液晶顯示器。 顯示用液晶材料是由多種小分子有機化合物組成的,，這些小分子的主要結構特征是棒狀分子結構,。隨著LCD的迅速發(fā)展，人們對開發(fā)和研究液晶材料的興趣越來越大,。

1,、TN-LCD用液晶材料

　　TN型液晶材料的發(fā)展起源于1968年，當時美國公布了動態(tài)散射液晶顯示(DSM-LCD)技術,。但由于提供的液晶材料的結構不穩(wěn)定性,，使它們作為顯示材料的使用受到極大的限制。1971年扭曲向列相液晶顯示器（TN-LCD）問世后,，介電各向異性為正的TN型液晶材料便很快開發(fā)出來,；特別是1974年相對結構穩(wěn)定的聯(lián)苯睛系列液晶材料由G.W.Gray等合成出來后,，滿足了當時電子手表,、計算器和儀表顯示屏等LCD器件的性能要求，從而真正形成了TN-LCD產(chǎn)業(yè)時代,。

　　LCD用的TN液晶材料已發(fā)展了很多種類,。這些液晶化合物的結構都很穩(wěn)定，向列相溫度范圍較寬,，相對粘度較低,。不僅可以滿足混合液晶的高清亮點、低粘度在20~30mPa•S（20℃）及△n≈0.15的要求,，而且能保證體系具有良好的低溫性能,。含聯(lián)苯環(huán)類液晶化合物的△n值較大，是改善液晶陡度的有效成分,。嘧啶類化合物的K33/K11值較小,，只有0.60左右，在TN-LCD和STN-LCD液晶材料配方中,，經(jīng)常用它們來調(diào)節(jié)溫度序數(shù)和△n值,。而二氧六環(huán)類液晶化合物是調(diào)節(jié)“多路驅動”性能的必需成分。

2,、STN-LCD用液晶材料

　　自1984年發(fā)明了超扭曲向列相液晶顯示器（STN-LCD）以來,，由于它的顯示容量擴大，電光特性曲線變陡,，對比度提高,，要求所使用的向列相液晶材料電光性能更好，到80年代末就形成了STN- LCD產(chǎn)業(yè),，其產(chǎn)品主要應用在BP機,、移動電話和筆記本電腦,、便攜式微機終端上。

　　STN-LCD用混晶材料一般具有下述性能：低粘度,；大K33/K11值,；△n和Vth（閾值電壓）可調(diào)；清亮點高于工作溫度上限30℃以上,?；炀Р牧系恼{(diào)制往往采用“四瓶體系”。這種調(diào)制方法能夠獨立地改變閾值電壓和雙折射,，而不會明顯地改變液晶的其他特性,。

　　STN-LCD用液晶化合物主要有二苯乙炔類、乙基橋鍵類和鏈烯基類液晶化合物,。二苯乙炔類化合物：把STN-LCD的響應速度從300ms提高到120~130ms,，使STN-LCD性能得到大幅度的改善，從而在當今的STN-LCD中使用較多,，現(xiàn)行STN-LCD用液晶材料中約有70%的配方中含有二苯乙炔類化合物,。乙基橋鍵類液晶：與相應的其他類液晶比較，這類液晶的粘度,、△n值都比較低,；相應化合物的相變溫度范圍和熔點相對較低，是調(diào)節(jié)低溫TN和STN混合液晶材料低溫性能的重要組分,。鏈烯基類液晶：由于STN-LCD要求具有陡閾值特性,，為此，只有增加液晶材料的彈性常數(shù)比值K33/K11才能達到目的,。烯端基類液晶化合物具有異常大的彈性常數(shù)比值K33/K11,，用于STN-LCD中，得到非常滿意的結果,。

　　近年來,，STN顯示器在對比度、視角與響應時間上都有顯著的進步,。由于TFT-LCD的沖擊,，STN-LCD逐漸在筆記本電腦和液晶電視等領域失去了市場。鑒于成本的因素,，TFT-LCD將不可能完全代替STN-LCD原有的在移動通訊和游戲機等領域的應用,。

3、TFT-LCD用液晶材料

　　隨著薄膜晶體管TFT陣列驅動液晶顯示(TFT LCD)技術的飛速發(fā)展,，近年來TFT LCD不僅占據(jù)了便攜式筆記本電腦等高檔顯示器市場,，而且隨著制造工藝的完善和成本的降低，目前已向臺式顯示器發(fā)起挑戰(zhàn),。由于采用薄膜晶體管陣列直接驅動液晶分子,，消除了交叉失真效應,，因而顯示信息容量大；配合使用低粘度的液晶材料,，響應速度極大提高,，能夠滿足視頻圖像顯示的需要。因此,，TFT LCD較之TN型,、STN型液晶顯示有了質(zhì)的飛躍，成為21世紀最有發(fā)展前途的顯示技術之一,。

　　與TN,、STN的材料相比，TFT對材料性能要求更高,、更嚴格,。要求混合液晶具有良好的光、熱,、化學穩(wěn)定性,，高的電荷保持率和高的電阻率。還要求混合液晶具有低粘度,、高穩(wěn)定性,、適當?shù)墓鈱W各相異性和閾值電壓,。TFT LCD用液晶材料的特點：

　　TFT LCD同樣利用TN型電光效應原理,，但是TFT LCD用液晶材料與傳統(tǒng)液晶材料有所不同。除了要求具備良好的物化穩(wěn)定性,、較寬的工作溫度范圍之外,，TFT LCD用液晶材料還須具備以下特性：

　　(1)低粘度，20℃時粘度應小于35mPa•s,，以滿足快速響應的需要,；

　　(2)高電壓保持率(V.H.R)，這意味液晶材料必須具備較高的電阻率,，一般要求至少大于1012Ω•cm,；

　　(3)較低的閾值電壓(Vth)，以達到低電壓驅動,，降低功耗的目的,；

　　(4)與TFT LCD相匹配的光學各向異性(△n)，以消除彩虹效應,，獲得較大的對比度和廣角視野,。△n值范圍應在0.07~0.11之間,。

　　在TN,、STN液晶顯示中廣泛使用端基為氰基的液晶材料,，如含氰基的聯(lián)苯類、苯基環(huán)己烷類液晶,，盡管其具有較高的△ε以及良好的電光性能,，但是研究表明，含端氰基的化合物易于引人離子性雜質(zhì),，電壓保持率低,；其粘度與具有相同分子結構的含氟液晶相比仍較高，這些不利因素限制了該類化合物在TFT LCD中的應用,。酯類液晶具有合成方法簡單,、種類繁多的特點，而且相變區(qū)間較寬,，但其較高的粘度導致在TFT LCD配方中用量大為減少,。因此，開發(fā)滿足以上要求的新型液晶化合物成為液晶化學研究工作的重點,。

　　目前,，在液晶顯示材料中，TN-LCD已逐步邁入衰退期,，市場需求逐漸萎縮,，而且生產(chǎn)能力過剩，價格競爭激烈,，己不具備投資價值,。而STN-LCD將逐漸進入成熟期，市場需求穩(wěn)步上升,，生產(chǎn)技術完全成熟,。而TFT-LCD在全球范圍內(nèi)正進入新一輪快速增長期，市場需求急劇增長,，有望成為21世紀最有發(fā)展前途的顯示材料之一,。

結語

　　液晶材料是隨著LCD 器件的發(fā)展而迅速發(fā)展，從聯(lián)苯腈,、酯類,、含氧雜環(huán)苯類、嘧啶環(huán)類液晶化合物逐漸發(fā)展到環(huán)已基（聯(lián)）苯類,、二苯乙炔類,、乙基橋鍵類和各種含氟芳環(huán)類液晶化合物，最近日本合成出結構穩(wěn)定的二氟乙烯類液晶化合物,，其分子結構越來越穩(wěn)定,，不斷滿足STN、TFT-LCD的性能要求。 雖然世界液晶顯示器的市場量越來越大,，但我國液晶行業(yè)在其中的份額卻很小,，而且仍是集中在TN液晶材料方面，在TFT液晶材料方面有一定的發(fā)展,，但目前在世界液晶市場中缺乏競爭力,，強烈呼吁國家應當采取積極措施，加強液晶顯示器件與材料研究開發(fā)的人力與資金投入,，在平板顯示行業(yè)上向上游傾斜,，以振興中華液晶顯示行業(yè)。