问答 关于液晶材料，有哪些业内人要了解的知识？

1888年，一位奥地利植物学家弗里德里希·雷里特泽（F·Reinetzer）发现了一种物质，将其加热溶解至特定温度（179℃）时会成为透明液体，降到特定温度（145℃）时又成为固态晶体。不久之后，德国一位物理学家D·莱曼（Lehmann，1855年-1922年）表明，处于这两个温度之间的浑浊中间态似乎有一种晶体分子结构，于是他建议把处于这个状态的化合物称为“液晶”。

弗里德里希·雷里特泽（F·Reinetzer）

胆固醇苯甲酸

胆固醇苯甲酸酯是世界上首次被发现的具有液晶相的化合物，其状态随着温度的变化而呈现如下变化：

液晶在发现之后的近一百年时间里，都没有得到重视，直到20世纪60年代才因为与显示技术相结合而逐步获得了广泛的应用。

液晶的分类

液晶化合物一般根据形状和性质进行分类。

根据液晶分子几何形状分类：

可以分为棒状分子，碟状分子，条状分子等，此外还有碗状分子，燕尾状分子等。

按液晶分子大小分类：

可以分为小分子液晶（分子量较小，主要应用于液晶显示），高分子液晶（分子量较大，主要用于高强度材料）。

按液晶态形成的方式分类：

可以分为热致液晶，溶致液晶，两性液晶。

热致液晶：这种液晶在一定的温度范围内存在，在化合物熔点以上的温度下稳定存在的热致液晶称为互变液晶；在某些情况下，液晶态只在低于熔点的温度下稳定存在，并且只能随着温度的降低才能得到液晶态，这种类型的热致液晶称为单变液晶。

溶致液晶：这种液晶是由极性（双亲）化合物和某些溶剂（如水）的作用而形成的，它们存在于一定的区域内（regions），并随浓度和温度的变化而变化。

两性液晶：在一定条件下，可形成溶致和热致液晶，如某些长链脂肪酸的碱金属盐类。

液晶的相态结构

液晶的相态结构，是由分子排列、分子构型和分子间相互作用来描述的，从化学观点来看，完全不同类型的分子可以形成相似的相态结构，液晶的相态结构通常有如下几种：

向列相(nematic phase)、近晶相(smectic phase)、胆甾相(手性液晶，cholesteric) 三种。

近晶相液晶

近晶相液晶分子分层排列，根据层内分子排列的不同，又可细分为近晶相A、近晶相B等多种。层内分子长轴互相平行，其方向可以垂直于层平面，也可以与层平面成倾斜排列。分子质心在层内的位置无序，可以自由平移。这种排列称为取向有序，位置无序。近晶相液晶分子间的侧向相互作用强于层间相互作用，所以分子只能在本层内前、后、左、右滑动，但不能在上、下之间移动。

胆甾相液晶

胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，是最早发现的一种液晶，有一个或一个以上的不对称碳原子，由于不对称碳原子的存在，使该类液晶的结构和性质与向列相和近晶相有着很大的差别。其分子也是分层排列，逐层叠合。每层中的分子长轴彼此平行，而且与层面平行。不同层中分子长轴方向不同，沿层的法线方向排列成螺旋状结构。

向列相液晶

向列相液晶由长径比很大的棒状（条状、碟状）分子组成，分子质心没有长程有序性，具有类似于普通流体的流动性，分子不排列成层，能上、下、左、右、前、后滑动，只在分子长轴方向（指向矢）上保持相互平行或近于平行，分子间短程相互作用微弱。

正由于向列相液晶分子的这种一致排列，使得它的光学特性很像单轴晶体，呈正的双折射性。对外界的电、磁、温度、应力都比较敏感，是显示器件广泛应用的材料。

不同高分子型液晶分子结构分类

液晶材料分为液晶中间体、单体和成品液晶（混晶），液晶材料的生产过程往往需要几十步合成步骤，因此它的生产工艺要求很高、对纯度的要求也很高（>99.95%）。

液晶材料在液晶显示产业链中的位置

液晶材料在制备过程中有三个主要环节：液晶中间体制备、液晶单体合成及提纯、混合液晶配制。液晶中间体主要用于液晶单体的合成，液晶单体主要用于配制混合液晶，混合液晶才能用于液晶显示面板的生产。每个阶段的化学反应过程具有间歇性、多步骤等特点。

液晶混配技术是获得混合液晶的关键技术。调配优质的混合液晶必须满足液晶显示器件的各种性能参数的要求，适应液晶显示器件工艺要求，调配过程中必须积累每种液晶化合物的物理性能数据，掌握器件性能与液晶物理性能的关系。

由于液晶面板对快速响应、工作温度范围、显示视角、稳定性等显示性能的高标准，且下游液晶面板厂商对液晶材料的认证往往需要三四年的时间，因此液晶材料厂商要做出性能优良的液晶产品难度很大，同时企业间存在比较高的技术壁垒和客户壁垒。

液晶材料产业相关国家政策

支持产业政策名称

具体内容

2005年财政部和税务局《关于扶持薄膜晶体管显示器产业发展税收优惠政策的通知》：

2003年至2008年，对TFT-LCD产品生产企业进口国内不能生产的自用生产性原材料、消耗品免征关税，净化室专用建筑材料、配套系统和生产设备零配件，免征进口关税和进口环节增值税。

2005年国家发改委《关于组织实施软件等信息产业关键技术产业化专项的通知》：

重点支持TFT-LCD包括产品设计技术、生产工艺技术；生产、测试专用设备；液晶材料、彩色滤色膜、偏光片、背光源等

2006年信息产业部《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》：

液晶显示技术被列为未来5~15年重点发展的15个技术领域之一

2007年国家发改委《关于同意有关新型平板显示器件产业化项目开展下一步工作的复函》：

以完善平板显示器产业为目标，将“关键配套材料实现部分国内配套”作为专项目标，给予政策及资金支持。

2009年国家发改委《关于组织实施彩电产业战略转型产业化专项有关问题的通知》：

将6至8代TFT-LCD液晶面板配套器件及材料、混合液晶材料、光学薄膜、玻璃基板、彩色滤光片等列为专项重点

2009年国务院《电子信息产业调整和振兴规划》：

将突破新型显示器件作为三大主要任务之一，努力发展显示平板生产、整机模组一体化设计

2010年国家发改委、工信部《2010至2012年平板产业发展规划》：

重点支持TFT-LCD生产线建设和PDP生产线扩建升级

2011年国家发改委《产业结构调整指导目录》：

鼓励高性能液晶材料等新型精细化学品的开发与生产

2011年国家发改委、工信部、商务部《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》：

将高性能液晶材料列为高技术产业化重点领域之一

2012年工信部《2012年度电子信息产业发展基金项目指南》：

将高世代液晶显示屏用玻璃基板、偏光片、彩色滤光片以及液晶材料等列为重点发展材料

2012年财政部和税务局《关于进一步扶持新型显示器件产业发展税收优惠政策的通知》：

将LCD面板用液晶材料列为基金重点扶持项目2012年工信部《电子信息制造业“十二五”发展规划》：

将混合液晶材料列入十二五“电子信息功能材料专项工程”

2013年国务院《“十二五”国家自主创新能力建设规划》：

将新型显示技术列为新型产业创新项目重点建设项目

2014年国家发改委、工信部《2014-2016年新型显示产业创新发展行动计划》：

全面掌握低温多晶硅（LTPS）/氧化物（Oxide）液晶显示器（LCD）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）技术。2016年发展目标：全球市场占有率超过20%，产业总体规模超过3000亿

2015年国务院《中国制造2025》：

将新型显示技术作为新一代信息技术产业重点突破技术

2016年财政部和税务局《关于扶持新型显示器件产业发展有关进口税收政策的通知》：

规定在“十三五”期间，继续实施新型显示器件以及原材料、零部件生产企业进口物资的税收政策

资料来源：《新型显示技术》，八亿液晶，和成显示，默克等