LCD ディスプレイに使用される一般的な材料は何ですか?

TFTは「Thin Film Transistor」の略で、「トゥルーカラー」とも呼ばれ、アクティブマトリックスLCDに属します。薄膜トランジスタで構成されたスクリーンで、液晶画素のそれぞれが薄膜トランジスタによって駆動されます。各ピクセルは、ピクセルを駆動してカラーライトを放射する4つの独立した薄膜トランジスタの背後にあり、24ビットの色深度のトゥルーカラーを表示できます。4つの独立した薄膜トランジスタが各ピクセルを駆動して色光を放射し、真の24ビットの色深度を表示できるようにします。TFT LCD は、最大 UXGA (1600×1200) の解像度を提供します。TFT配置にはメモリがあるため、電流が消えてもすぐに元の状態に戻ることはなく、LCDディスプレイの動的画像の効果が効果的に向上し、静止画像を表示する機能もより顕著になり、TFT LCDは効率よりも応答時間が短いという利点があり、カラフルであるため、ノートブックコンピューターやDVで広く使用されています。 DC-DC。TFT LCD の欠点は、消費電力の増加とコストが比較的高いことです。

液晶は、固体状態と液体状態を交互に変化させる有機材料であり、光電動的散乱特性を持っています。コレステリック相、さまざまな結晶相に近い相、ネマチック相など、いくつかの液晶相状態があります。その材料特性によると、さまざまな相状態のほとんどの液晶材料は、さまざまなネマチック液晶、高分子分散液晶、二重(多)安定液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶ディスプレイなどで開発され、最も成功裏に開発され、最大の市場シェアを獲得しています。 そして、最も速い開発が1つです。液晶ディスプレイ材料は、さまざまな低分子有機化合物で構成されており、主な構造的特徴は棒状の分子構造です。液晶ディスプレイの急速な進歩に伴い、液晶材料の製造と研究への関心が高まっています。

1. TN-LCD用液晶材料

TN型液晶材料の開発は、1968年に米国でDSM-LCD(Dynamic Scattering Liquid Crystal Display)技術が導入されたことから始まりました。しかし、入手可能な液晶材料は構造的に不安定であるため、ディスプレイ材料としての用途は著しく制限されていました。1971年に歪んだ円柱状液晶ディスプレイ(TN-LCD)が導入された後、正の誘電異方性を持つTN型液晶材料が急速に開発されました。特に、G.W. Grayらは、1974年にビフェニルアイ系液晶材料の比較的安定した構造を合成しました。当時、電子時計、電卓、計器ディスプレイなどの液晶機器の性能基準が満たされ、TN-LCD産業時代の到来を告げた。

液晶用TN液晶

材料は、さまざまなものが製造されています。これらの液晶化合物はすべて構造的に安定しており、ネマチック相温度の範囲が多様で、相粘度が低いです。高精細輝度、20-30mPaoS(20°C)の低粘度、ハイブリッド液晶の△n≈0.15の仕様を満たすだけでなく、システムの低温性能も保証します。ビフェニル環含有液晶化合物は、より高い△n値を示し、液晶の急勾配を高めます。K33/K11値が約0.60のピリミジン化合物は、TN-LCDおよびSTN-LCD液晶材料組成の温度順序と△n値を変化させるために一般的に使用されます。ジオキシ六環式液晶化合物は、「マルチプレックスドライブ」の性能を制御するために必要です。

2. STN-LCD用液晶材料

1984年にスーパーツイストネマチック液晶ディスプレイ(STN-LCD)が発明されて以来、その拡大された表示容量、より急な電気光学特性曲線、およびコントラストの増加により、より優れた電気光学特性を備えたネマチック液晶材料の使用が必要であり、1980年代の終わりまで、STN-LCD産業の形成、その製品は主にブザーで使用されています。 携帯電話、ノートパソコン、携帯型マイコン端末。

混結晶材料を使用したSTN-LCDは、多くの場合、低粘度、高いK33/K11値、調整可能な△nおよびVth(しきい値電圧)、および30°C以上の輝度を備えています。混結晶材料の変調は、一般に「4 ボトル システム」と呼ばれます。この変調アプローチは、液晶の他の特性に悪影響を与えることなく、しきい値電圧と複屈折を変更できます。

STN-LCD で使用される最も一般的な液晶化合物には、ジフェニルアセチレン、エチレン架橋結合、鎖式アルケン液晶化合物などがあります。ジフェニルアセチレン系化合物:STN-LCDの反応速度は300msから120~130msに向上し、最新のSTN-LCDでの性能向上と利用率の向上につながりました。現在のSTN-LCD用液晶材料の約70%は、その配合にジフェニルアセチレン系化学物質を含んでいます。エチレンブリッジ結合液晶は、粘度、△n値、相転移温度範囲、融点が低いため、TNおよびSTNハイブリッド液晶の低温性能の調整に最適です。鎖アルケニル基の液晶STN-LCDはシャープな閾値特性が要求されるため、液晶材料の弾性定数比K33/K11を2倍にするだけで十分です。アルケン末端液晶化合物は、K33/K11という非常に高い弾性定数比を持ち、STN-LCDに採用され、優れた結果を得ています。

視野角や応答時間に比べて、STNディスプレイは近年大きく進歩しています。TFT-LCDの影響により、STN-LCDはラップトップコンピューターと液晶テレビで徐々に市場シェアを失いました。費用を考えると、TFT-LCD はモバイル通信、ゲーム機、その他のアプリケーションで元の STN-LCD を完全に置き換えることはできません。

3. 液晶材料を使用したTFT-LCD

薄膜

トランジスタTFTアレイ駆動液晶ディスプレイ(TFT LCD)技術の急速な発展に伴い、TFT LCDは最近、ポータブルノートPCをはじめとするハイエンドディスプレイ市場のみならず、製造工程の改善やコスト削減によるデスクトップモニターへの挑戦も進んでいます。薄膜トランジスタアレイを使用して液晶分子を直接駆動することで、交差歪み効果が排除され、大きな情報容量が得られます。低粘度液晶材料の使用により、応答速度が向上し、ビデオ画像表示のニーズに応えます。その結果、TFT LCD は TN タイプや STN タイプの液晶ディスプレイを超えて大幅に進歩し、21 世紀で最も有望なディスプレイ技術の 1 つとして浮上しました。10.1 Lvds TFT LCDモジュールについては、ここをクリックしてください。

TFT材料は、TNおよびSTN材料よりも高く、より厳しい材料性能基準を満たす必要があります。ハイブリッド液晶は、光学的、熱的、化学的に安定しており、高い電荷保持力と抵抗性を備えている必要があります。ハイブリッド液晶は、低粘度、優れた安定性、正しい光学異方性、およびしきい値電圧も備えている必要があります。

TFT LCD も TN タイプの電気光学効果の原理を使用していますが、使用される液晶材料は従来の液晶ディスプレイで使用されているものと同じではありません。TFT LCD液晶材料は、強力な物理的および化学的安定性と広い動作温度範囲に加えて、次の特性を備えている必要があります。

(1) 迅速な応答のために、20 °C での粘度は 35 mPaos 未満である必要があります。

(2) 高電圧保持率 (V.H.R) には、少なくとも 1012Ω.cm の抵抗率を持つ液晶材料が必要です。

(3)しきい値電圧(Vth)を下げて低電圧駆動を実現し、電力使用量を削減します。

(4)光学異方性(△n)はTFT LCDにマッチし、レインボー効果を排除し、高コントラストと広い視野を実現します。△n値の範囲は0.07〜0.11である必要があります。

TN および STN LCD は、シアノを含むビフェニル様液晶やフェニルシクロヘキサン液晶など、シアノ末端基を持つ液晶材料を一般的に使用します。末端シアノ化合物は、△εが高く、電気光学特性に優れていますが、イオン不純物を引き付け、電圧保持が低くなります。さらに、同じ分子構造を持つフッ素含有液晶よりも粘度が高いため、TFT LCD への応用が制限されます。エステル液晶は合成プロセスが簡単で、種類が広く、相転移間隔が長いですが、粘度が高いため、TFT LCD 配合に必要な量が大幅に減少します。その結果、前述の条件を満たす新しい液晶分子の創製が液晶化学研究の第一の焦点となっています。

TN-LCDは現在、液晶ディスプレイ材料の中でも衰退傾向にあり、市場の需要が徐々に縮小し、余剰製造能力と価格競争が激しく、投資不能となっています。STN-LCDは徐々に成熟していきますが、市場の需要は継続的に増加しており、製造技術は完全に確立されています。TFT-LCD は世界中で急速に拡大する新時代に入りつつあり、市場の需要は急速に増加しています。21世紀に最も有望なディスプレイ素材の1つになると予測されています。