液晶顯示材料的發展和應用

邱建雄 鹿義強

摘要

顯示技術從最開始出現到現在時間并不是很久，但是由最初階段的陰極射線管發展至今天的等離子、液晶顯示、以及大屏幕投影等顯示技術的發展速度卻是十分迅猛。目前市場中液晶顯示占主導地位，其發展前景遠遠大于其他顯示材料的前景。液晶在一百多年前就被發現了，但是當時并沒有誰能去合理的利用它，直到上世紀60年代時，才被提出作為顯示屏并且成功實踐。因LCD顯示器價格持續的走低導致我國顯示器市場一邊倒現象越發嚴重。CRT顯示器在整個市場所占比例不斷降低而LCD卻迅速搶占市場份額，二者相比差異性十分明顯，而在市場以及家庭方面其主從地位也發生嚴重顛覆，LCD顯示器已悄然間占據首要地位，傳統性的CRT顯示器產品正逐漸在市場中失去地位。

【關鍵詞】液晶顯示材料 發展 應用

改革開放以后我國社會高速發展，信息技術也隨之加快腳步。信息技術的普及，加快了人們走進網絡時代的步伐，使得人們的距離變得越來越近。在這樣的信息時代，信息材料是極其被重視的，尤其是信息顯示材料器材得到尤其重要。目前市場的主流有陰極射線管、液晶顯示器、和發光二極管等。雖然他們都有著不同程度上的缺陷，但在社會技術的發展下，都會在發展中慢慢被完善。在這些材料中，液晶是最主要的。液晶顯示器是一種靠液態物質的液晶分子排列狀態在電場中改變而調制外界光的顯示器。文章對當前社會中液晶顯示材料的發展和應用做出了探討。

1 液晶分類

致熱液晶與溶質液晶是液晶生成條件的兩個分類，單一化合物或者是少數化合物的均勻混合所產生的的液晶稱之為熱致液晶，通常情況下在特定溫度內才是液晶的顯示形態;溶劑化合物包含在內的兩種或以上化合形成的液晶稱之為溶質液晶，是在溶液中溶質分子濃度處于一定范圍內時出現液晶相。它的溶劑主要是水或其它極性分子液劑。這種液晶中引起分子排列長程有序的主要原因是溶質與溶劑分子之間的相互作用，其次要原因是溶質分子相互之間的作用關系。

2 液晶的發展

液晶在人類發現之后很長之間內并沒有被充分的利用，其作用也沒有有效發揮，直到幾個年輕的電子學家將液晶帶到了人們的生活應用中。在1961年的美國RAC公司普林頓實驗室一個年輕的電子學者在聽到他的一個研究有機半導體朋友的工作交流后，決定放棄自己的專業，進入到另一個全新的行業，再后來他與晶體也打上了交道。在做研究時，他將液晶應用到了外部電場對晶體內部電場作用的研究上。在應用的那一刻，他意識到了這是一個彩色平板電視，于是，液晶的發展就這樣開始了。后來在他和他的小組成員的研究下，研發了一系列的顯示器件，比如液晶顯示鐘表等。在他們研發出來后，日本緊跟其后，將大規模集成電路與液晶相結合對商品化產品進行大量研制。雖然近幾年來各種顯示器材料發展迅速，反響很不錯，但液晶的占比還是最大的。

3 LCD材料發展趨勢

LCD技術已經有了兩代的發展，在第一代發展中，主攻方向主要是小型化、便捷化為主攻方向，主要應用在筆記本電腦上。第二代的技術則是從視覺性出發，在亮度和色差方面進行研究，主要應用在電視機和監視器上。現在的發展階段還沒到達第三代，但也可以說是第三代的序幕，對LCD自身性能限制進行突破使其主要研究方向，有利于顯示器性能的提高并使得制作成本得到有效降低。

3.1 液晶響應速度

液晶的響應速度很大的影響了動畫顯示性能。當液晶響應速度滿的時候，動畫的畫質就會變得很差，出現不連貫的現象，更甚至嚴重模糊現象出現在圖像邊緣區域。對于此類問題人們開發了許多技術去解決問題，主要有兩種，一種是動態驅動方式，另一種是過驅動方式。過驅動方式主要是采用高于普通驅動電壓的高電壓進行工作，從而使其得到更大的動力，提高響應的速度。

3.2 動畫技術

如果只是響應速度單方面的提高肯定是不會滿足需求的，因為LCD作為保持型顯示器件，在工作的時候是同時對兩幀畫面進行同時加持，所以在圖像發生切換時會發生模糊現象，

因此技術人員通過脈沖方式的研發和改進對其進行解決。一種是“黑幀插入”方式，它主要是能夠對活動圖象的模糊現象進行有效的消除，但黑幀插入時間的增加會使畫面亮度下降，導致液晶的響應時間加長;還有一種是背光燈閃爍，在液晶響應速度不高的情況下也能起到良好的畫面模糊消除效果。但是，其缺點是會產生高達50%的亮度降幅。所以說如要對現有競度進行保持，背光燈燈管電流就需要相應提升以達到背光燈亮度的增加，120HZ驅動是第三種驅動方式，此種方式給予原有圖像幀的基礎上對新圖像幀進行生成，所以需要對新型低電阻配線材料以及新型幀倒相方式進行深入研究開發，旨在對顯示屏充電問題進行有效解決。

3.3 色再現技術

在努力提高液備的功國顯示質品的同時，人們還在開發各種旨在表現豐富自然色的技術。環境溫度和白平衡等對于自然色的表現具有較大的影響。為此研究人員在致力于改善色再現性和亮度的同時，對于色彩表現技術也在嘗試開發，對于相關技術商用化研究也在不斷推進。目前階段72%為CCFL以及C/F色再現性的最佳實現程度，為了對其進行一步提升，領域內各學者以及專家也致力于新技術的研發。然而，當把現有的CCFL和C/F作為基板時，色再現性每提高5%就會導致亮度下降7%。因此，如何在盡量減小亮度下降幅度的情況下提高色再現性便成為了技術開發的關鍵所在。為此必須采用C/F來遮斷黃光的波長，以抑制光源的黃光強度。優化C/F和背光燈的光譜匹配可以來補償亮度下降。使用LCD時，可以通過縮減一定的波長范圍從而達到可以發出高色純度光的條件，使得色再現有可能做到百分之百。因此，人們對LCD的背光源正進行大力開發，通過精確彩色捕獲法，從而使得更加效果的色彩表現性能得以實現。

4 結語

LCD顯示器生產數量越來越多，導致其銷售價格下降，從而其中的利潤也變少。顯示器生產商需要找到新的賣點來吸引顧客，從而獲得利潤，而目前比較大的賣點就是寬屏LCD顯示器產品，目前寬屏顯示器在市場中已經開始打開市場，但寬屏顯示器的研究同樣也是重中之重，確保了寬屏的質量性，這樣才能保證寬屏LCD顯示器的市場需求量不斷增長。消費者對環保、節能以及節約空間要求的提高更成為了LCD顯示器產品高速增長的重要因素。目前液晶顯示材料的發展如日中天，在生活中的應用也是處處可見。

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