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。液晶顯示（LCD）模式有很多，僅向列相顯示就有TN（扭曲向列相）模式、HTN（高扭曲向列相）模式、STN（超扭曲向列相）模式、TFT-AM（薄膜晶體管—有源矩陣）模式、PDLC（聚合物分散液晶）模式以及反射式雙（多）穩(wěn)態(tài)模式等，其中TFT-AM模式是近十年開發(fā)出來的也是發(fā)展最快的顯示模式。LCD發(fā)展促使液晶材料的迅速發(fā)展。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(jié)構(gòu)特征是棒狀分子結(jié)構(gòu)�，F(xiàn)已發(fā)展成很多種類，例如各種聯(lián)苯腈、酯類、環(huán)已基（聯(lián)）苯類，含氧雜環(huán)苯類、嘧啶環(huán)類、二苯乙炔類、乙基橋鍵類和烯端基類以及各種含氟苯環(huán)類等等。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。近幾年還研究開發(fā)出多氟或全氟芳環(huán)以及全氟端基液晶化合物。許多化學(xué)家們已合成出了性能優(yōu)良的液晶材料。到1998年止，就大約有7~7.5萬多個液晶化合物合成出來，并以每年3000~4000個新液晶化合物出現(xiàn)的速度向前發(fā)展，尤其是日本每年都有大量新液晶材料方面的專利文獻出現(xiàn)，以滿足各種顯示器的使用要求，但真正只有四、五千種液晶化合物具有實用價值，能用在LCD中。到1999年底為止，全球年需要液晶材料量大約78~82噸左右，年銷售額至少在4.5~5.0億美元左右。其中TFT液晶材料市場量23~24噸，占市場總量的29~30%；STN液晶材料市場量25~29噸，占市場總量的31~32%；TN液晶材料市場量30~32噸，占市場總量的38~39%。其生產(chǎn)廠家主要是德國Merck公司、日本Chisso、大日本油墨（DIC）和ATK公司及中國，它們分別占有的市場份額為35%、26%、18%、10%和11%。其中德國和日本主要生產(chǎn)TFT、STN和部分中高檔TN方面的液晶材料，其品種齊全，幾乎完全控制了全世界TFT、STN和中高檔TN液晶材料市場，年銷售量大約在80~82噸左右，年銷售額至少在4.4~4.6億美元。 yLlAK,5P0o  
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　　我國液晶材料行業(yè)現(xiàn)狀。我國液晶材料生產(chǎn)經(jīng)過十多年的努力，從無到有，已逐步形成了相當規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，由完全的進口轉(zhuǎn)化為部分出口,年銷售量達到12噸左右。雖然發(fā)展較快，但在世界液晶材料市場中所占份額非常小，仍然趕不上世界LCD發(fā)展的需要。我國液晶材料開發(fā)研究工作雖然從七十年代初期就已經(jīng)開始，但由于受國內(nèi)LCD工業(yè)整體技術(shù)設(shè)備水平和投入資金的限制，液晶行業(yè)也一直沒有被國家列入重點科技攻關(guān)項目，研究經(jīng)費嚴重不足和人才短缺限制了該行業(yè)的發(fā)展。到目前為止液晶顯示器件與液晶材料研究開發(fā)仍以TN型和中低檔STN型為主。僅就液晶顯示器方面而言，到了九十年代初，隨著我國數(shù)十家LCD生產(chǎn)線的引進，以中科院長春物理所、電子部南京五十五所、清華大學(xué)和深圳天馬微電子公司為龍頭的LCD技術(shù)研究開發(fā)工作才得以開展，但其研究課題主要集中在TN-LCD、STN-LCD生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)以及少數(shù)TFT-LCD基礎(chǔ)性課題方面。在液晶材料方面，由于受國內(nèi)LCD工業(yè)整體技術(shù)設(shè)備水平限制，雖然有很多科研單位投入力量研究開發(fā)液晶顯示器或液晶材料,但除了中科院上海有機所在全氟苯炔類液晶化合物合成方面取得一些突破性成就外，在新材料開發(fā)與應(yīng)用研究方面同國外相比，差距很大。特別在STN、TFT-LCD配套液晶材料的研究開發(fā)工作進展非常緩慢，同日本、德國和英美國家相比，至少落后八至十年左右，使得我國在世界液晶顯示行業(yè)市場中缺乏競爭力。國內(nèi)目前中高檔產(chǎn)品品種相對偏少，尚不能滿足國內(nèi)市場的需求，急待增加科研開發(fā)力度，尤其是STN-LCD用液晶材料，國內(nèi)市場已呈現(xiàn)需求狀態(tài)，急需盡快占領(lǐng)；中高檔液晶材料技術(shù)含量高，售價及利潤相對來說也較高。 >#\&%0OZw  
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　　實用顯示用液晶材料的發(fā)展。TN型液晶材料的發(fā)展早在1968年美國公布動態(tài)散射液晶顯示(DSM-LCD)技術(shù)，但由于提供的液晶材料的結(jié)構(gòu)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-液晶材料便很快開發(fā)出來；特別是1974年相對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的聯(lián)苯腈系列液晶材料由G.W.Gray等人合成出來后，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)展到很多種類。這些液晶化合物的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)定，向列相溫度范圍較寬，相對粘度較低，((值較大。不僅可以滿足混合液晶的高清亮點，低粘度在20~30cp（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((和(n值較大，是改善液晶陡度的有效成份。嘧啶類化合物的K33/K11值較小，只有0.60左右；但(n值較大，而且其((值也比相對應(yīng)苯環(huán)結(jié)構(gòu)大一些，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)類液晶化合物在((值大的液晶化合物中具有((/(⊥小的介電各向異性特征，是調(diào)節(jié)“多路驅(qū)動”性能的必需成份。在這些化合物中，雖然氰基沒有烷氧基或烷基穩(wěn)定，但對提高((值、降低閾值電壓很有用，在普通TN-LCD和STN-LCD中使用較多。STN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（(((0）的液晶材料電光性能更好，到80年代末就形成STN-LCD產(chǎn)業(yè)，其代表產(chǎn)品有移動電話、電子筆記本、便攜式微機終端。僅TN型液晶化合物遠不能滿足STN-LCD的顯示要求。從而開發(fā)了二苯乙炔類、乙基橋鍵類和鏈烯基類液晶化合物，改變了STN-LCD的顯示性能。1．二苯乙炔類化合物：把STN-LCD的響應(yīng)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。2．乙基橋鍵類液晶：與相應(yīng)的其他類液晶比較，這類液晶的粘性、(n值都比較低；相應(yīng)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。3．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(jié)果。使人們的注意力較移到烯端基類化合物的開發(fā)中去。因此，相關(guān)報道很多。含氟液晶材料的發(fā)展雖然含氟液晶材料在1985年就已問世，其真正大規(guī)模開發(fā)是在90年初期隨著TFT-AM-LCD產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化而發(fā)展起來的。TFT-LCD所要求的液晶材料必須是對熱、化學(xué)、電、光穩(wěn)定性好，電荷保持率高，粘度低，電阻率（ρ≥1.0×1013Ωcm）的高性能TN材料。以往那些含氰基化物和酯類化合物是無法滿足這些條件的，只有含氟的液晶材料才能適用于制作TFT-LCD。近十年來，幾乎所有向列相材料的開發(fā)都是含氟液晶化合物，其混合液晶開發(fā)也大都是含氟液晶組分。同時這些含氟的液晶材料也可作高檔TN、寬溫TN、STN-LCD的液晶材料。但由于側(cè)位帶氟使分子的長寬比發(fā)展發(fā)生變化，向列相態(tài)變窄，清亮點和熔點下降。為了解決這一問題，現(xiàn)在人們都在開發(fā)三環(huán)或四環(huán)的側(cè)位帶氟的液晶新材料，以滿足TFT-LCD和寬溫TN、STN的要求。 \4`2k  
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　　結(jié)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定的二氟乙烯類液晶化合物，其分子結(jié)構(gòu)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液晶材料方面是一片空白。這些使得我國在世界液晶市場中缺乏競爭力，強烈呼吁國家應(yīng)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，以振興中華液晶顯示行業(yè)。