Was sind die gebräuchlichsten Materialien, die in LCD-Displays verwendet werden?

TFT ist eine Abkürzung für "Thin Film Transistor", auch bekannt als "True Color", und gehört zum Aktivmatrix-LCD. Es handelt sich um einen Bildschirm, der aus Dünnschichttransistoren besteht, und jedes seiner Flüssigkristallpixel wird von einem Dünnschichttransistor angesteuert. Jedes Pixel befindet sich hinter vier unabhängigen Dünnschichttransistoren, die das Pixel dazu antreiben, Farblicht zu emittieren, und es kann 24-Bit-Farbtiefe True Color anzeigen. Vier unabhängige Dünnschichttransistoren treiben jedes Pixel so an, dass es Farblicht emittiert, wodurch es eine echte Farbtiefe von 24 Bit anzeigen kann. TFT-LCDs bieten Auflösungen von bis zu UXGA (1600×1200). Die TFT-Anordnung verfügt über einen Speicher, so dass der Strom, wenn er verschwindet, nicht sofort in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wodurch die Wirkung des dynamischen Bildes des LCD-Displays effektiv verbessert wird, die Fähigkeit, statische Bilder anzuzeigen, ist ebenfalls prominenter, TFT-LCD hat den Vorteil einer kurzen Reaktionszeit als Effizienz und ist farbenfroh, so dass es in Notebooks und DV weit verbreitet ist. DC-DC. Der Nachteil von TFT-LCD ist der erhöhte Stromverbrauch und die relativ hohen Kosten.

Flüssigkristalle sind ein organisches Material, das zwischen festem und flüssigem Zustand wechselt und photoelektrische dynamische Streueigenschaften besitzt. Es hat mehrere flüssigkristalline Phasenzustände, darunter die cholesterische Phase, verschiedene nahkristalline Phasen, die nematische Phase und so weiter. Entsprechend ihren Materialeigenschaften wurden die meisten Flüssigkristallmaterialien verschiedener Phasenzustände für Flachbildschirme entwickelt, die mit verschiedenen nematischen Flüssigkristallen, Polymerdispersions-Flüssigkristallen, doppelt (multi) stabilen Flüssigkristallen, ferroelektrischen Flüssigkristallen und antiferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen usw. entwickelt wurden, von denen die erfolgreichsten den größten Marktanteil haben, Und die schnellste Entwicklung ist die. Flüssigkristall-Anzeigematerialien bestehen aus einer Reihe von niedermolekularen organischen Verbindungen, wobei das wichtigste strukturelle Merkmal eine stäbchenförmige Molekülstruktur ist. Mit der rasanten Weiterentwicklung von LCDs steigt das Interesse an der Herstellung und Untersuchung von Flüssigkristallmaterialien.

1. Flüssigkristallmaterialien für TN-LCD

Die Entwicklung von Flüssigkristallmaterialien vom TN-Typ begann 1968, als die DSM-LCD-Technologie (Dynamic Scattering Liquid Crystal Display) in den Vereinigten Staaten eingeführt wurde. Aufgrund der strukturellen Instabilität der verfügbaren Flüssigkristallmaterialien war ihre Anwendung als Anzeigematerialien jedoch stark eingeschränkt. Nach der Einführung der verzerrten säulenaren Flüssigkristallanzeige (TN-LCD) im Jahr 1971 wurden TN-Typ-Flüssigkristallmaterialien mit positiver dielektrischer Anisotropie schnell entwickelt; insbesondere synthetisierten G.W. Gray und andere 1974 die relativ stabile Struktur der Flüssigkristallmaterialien der Biphenylaugenserie. Die Leistungskriterien von LCD-Geräten wie elektronischen Uhren, Taschenrechnern und Instrumentenanzeigen wurden zu dieser Zeit erfüllt und läuteten die Ära der TN-LCD-Industrie ein.

Es wurde eine Vielzahl von TN-Flüssigkristallmaterialien für LCDs hergestellt. Diese Flüssigkristallverbindungen sind alle strukturstabil, mit einem vielfältigen Bereich von nematischen Phasentemperaturen und einer niedrigen relativen Viskosität. Sie erfüllen nicht nur die Spezifikationen für hochauflösende Helligkeit, niedrige Viskosität bei 20-30 mPaoS (20 °C) und △n≈0,15 für Hybrid-Flüssigkristalle, sondern gewährleisten auch die Leistung des Systems bei niedrigen Temperaturen. Biphenylring-haltige Flüssigkristallverbindungen weisen höhere μn-Werte auf und erhöhen die Steilheit von Flüssigkristallen. Pyrimidinverbindungen mit einem K33/K11-Wert von etwa 0,60 werden üblicherweise verwendet, um die Temperaturordnung und den μn-Wert in TN-LCD- und STN-LCD-Flüssigkristallmaterialzusammensetzungen zu verändern. Die dioxyhexacyclischen Flüssigkristallverbindungen werden benötigt, um die Leistung eines "Multiplex-Antriebs" zu steuern.

2. Flüssigkristallmaterialien für STN-LCD

Seit der Erfindung der superverdrillten nematischen Flüssigkristallanzeige (STN-LCD) im Jahr 1984 aufgrund ihrer erweiterten Anzeigekapazität, der steileren elektrooptischen Kennlinie und des erhöhten Kontrasts, die die Verwendung von nematischen Flüssigkristallmaterialien mit besseren elektrooptischen Eigenschaften erforderte, bis Ende der 1980er Jahre, der Bildung der STN-LCD-Industrie, werden ihre Produkte hauptsächlich in Piepsern verwendet, Mobiltelefone, Notebooks und tragbare Mikrocomputer-Terminals.

STN-LCDs mit Mischkristallmaterialien zeichnen sich oft durch eine niedrige Viskosität, einen hohen K33/K11-Wert, einstellbare △n und Vth (Schwellenspannung) und einen Lichtpunkt über 30 °C oder höher aus. Die Modulation von Mischkristallmaterialien wird allgemein als "Vier-Flaschen-System" bezeichnet. Dieser Modulationsansatz kann die Schwellenspannung und die Doppelbrechung modifizieren, ohne die anderen Eigenschaften des Flüssigkristalls negativ zu beeinflussen.

Zu den gebräuchlichsten Flüssigkristallverbindungen, die in STN-LCD verwendet werden, gehören Diphenylacetylen, Ethylenbrückenbindungen und Kettenalken-Flüssigkristallverbindungen. Diphenylacetylen-artige Verbindungen: Die STN-LCD-Reaktionsgeschwindigkeit wurde von 300 ms auf 120 ~ 130 ms erhöht, was zu einer höheren Leistung und einer erhöhten Nutzung in modernen STN-LCDs führt. Ungefähr 70 % der derzeitigen Flüssigkristallmaterialien für STN-LCD enthalten Diphenylacetylen-artige Chemikalien in ihrer Formulierung. Ethylenbrückengebundene Flüssigkristalle haben eine niedrige Viskosität, einen niedrigen μn-Wert, einen niedrigen Phasenübergangstemperaturbereich und einen niedrigen Schmelzpunkt und eignen sich daher ideal für die Regulierung der Leistung bei niedrigen Temperaturen in TN- und STN-Hybrid-Flüssigkristallen. Flüssigkristalle der Kettenalkenylgruppe Da STN-LCD scharfe Schwelleneigenschaften erfordert, genügt eine einfache Verdoppelung des elastischen konstanten Verhältnisses K33/K11 von Flüssigkristallmaterialien. Die alkenterminierten Flüssigkristallverbindungen haben ein außerordentlich hohes Elastizitätskonstantenverhältnis von K33/K11 und werden in STN-LCDs mit hervorragenden Ergebnissen eingesetzt.

Im Vergleich zu Betrachtungswinkel und Reaktionszeit haben sich STN-Displays in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt. Aufgrund des Einflusses von TFT-LCD verlor STN-LCD nach und nach Marktanteile bei Laptops und LCD-Fernsehgeräten. Angesichts der hohen Kosten wird TFT-LCD nicht in der Lage sein, das ursprüngliche STN-LCD in Mobilfunk, Spielekonsolen und anderen Anwendungen vollständig zu ersetzen.

3. TFT-LCD unter Verwendung von Flüssigkristallmaterialien

Mit der rasanten Entwicklung der TFT-Array-gesteuerten Flüssigkristalldisplay-Technologie (TFT-LCD) mit Dünnschichttransistoren hat TFT-LCD in letzter Zeit nicht nur den Markt für tragbare Notebooks und andere High-End-Displays erobert, sondern auch Desktop-Monitore durch verbesserte Herstellungsprozesse und Kostensenkungen herausgefordert. Die Verwendung von Dünnschicht-Transistorarrays zur direkten Ansteuerung der Flüssigkristallmoleküle eliminiert den Kreuzverzerrungseffekt, was zu einer großen Informationskapazität führt. Die Verwendung von niedrigviskosen Flüssigkristallmaterialien verbessert die Reaktionsgeschwindigkeit und erfüllt die Anforderungen der Videobildanzeige. Infolgedessen hat sich das TFT-LCD deutlich über TN- und STN-Typ-Flüssigkristallanzeigen hinaus entwickelt und sich zu einer der vielversprechendsten Displaytechnologien des einundzwanzigsten Jahrhunderts entwickelt. Klicken Sie hier für 10.1 Lvds TFT LCD Module.

TFT-Materialien müssen höhere und anspruchsvollere Materialleistungsstandards erfüllen als TN- und STN-Materialien. Der Hybrid-Flüssigkristall muss optisch, thermisch und chemisch stabil sein, mit hoher Ladungserhaltung und Beständigkeit. Hybrid-Flüssigkristalle müssen außerdem eine niedrige Viskosität, eine ausgezeichnete Stabilität, eine korrekte optische Anisotropie und eine Schwellenspannung aufweisen.

TFT-LCD verwendet ebenfalls das elektrooptische Effektprinzip vom Typ TN, obwohl die verwendeten Flüssigkristallmaterialien nicht die gleichen sind wie bei herkömmlichen Flüssigkristallanzeigen. Neben einer starken physikalischen und chemischen Stabilität und einem weiten Betriebstemperaturbereich müssen TFT-LCD-Flüssigkristallmaterialien folgende Eigenschaften aufweisen.

(1) Die Viskosität bei 20 °C sollte weniger als 35 mPaos betragen, um eine schnelle Reaktion zu ermöglichen.

(2) Eine hohe Spannungshalterate (V.H.R.) erfordert ein Flüssigkristallmaterial mit einem spezifischen Widerstand von mindestens 1012 Ω.cm.

(3) Reduzieren Sie die Schwellenspannung (Vth), um eine Niederspannungsansteuerung zu erreichen und den Stromverbrauch zu senken.

(4) Die optische Anisotropie (△n) entspricht dem TFT-LCD, um den Regenbogeneffekt zu eliminieren und einen hohen Kontrast und ein breites Sichtfeld zu erzielen. Der Bereich des μn-Werts sollte zwischen 0,07 und 0,11 liegen.

TN- und STN-LCDs verwenden üblicherweise Flüssigkristallmaterialien mit Cyano-Endgruppen, wie z. B. biphenylähnliche und Phenylcyclohexan-Flüssigkristalle, die Cyano enthalten. Endständige Cyanoverbindungen haben eine hohe ε und gute elektrooptische Eigenschaften, ziehen jedoch ionische Verunreinigungen an und weisen eine geringe Spannungserhaltung auf. Darüber hinaus ist ihre Viskosität höher als bei fluorhaltigen Flüssigkristallen mit der gleichen Molekularstruktur, was ihre Anwendung in TFT-LCDs einschränkt. Ester-Flüssigkristalle haben einfache Syntheseprozesse, eine große Auswahl an Arten und ein langes Phasenübergangsintervall, aber ihre höhere Viskosität führt zu einer signifikanten Reduzierung der in TFT-LCD-Formulierungen benötigten Menge. Infolgedessen ist die Herstellung neuer Flüssigkristallmoleküle, die die oben genannten Bedingungen erfüllen, zum Hauptaugenmerk der Forschung in der Flüssigkristallchemie geworden.

TN-LCD ist derzeit unter den Materialien für Flüssigkristallanzeigen rückläufig, da die Marktnachfrage allmählich schrumpft und die überschüssigen Produktionskapazitäten und die Preisrivalität stark sind, so dass es nicht investierbar ist. Während STN-LCD allmählich ausgereift sein wird, steigt die Marktnachfrage kontinuierlich und die Fertigungstechnologie ist vollständig etabliert. TFT-LCD tritt in eine neue Ära der schnellen Expansion auf der ganzen Welt ein, und die Marktnachfrage steigt rapide. Es wird prognostiziert, dass es im 21. Jahrhundert eines der vielversprechendsten Displaymaterialien werden wird.