我国液晶技术研究动态

杨南超 杨文辉

(1.上海交通大学 自动化系，上海 200240;2.上海广电富士光电材料有限公司，上海 201108)

我们在日常生活中，听到最多的就是液晶电视，其实液晶技术在很多领域都得到了应用，电子工业的显示装置，化工的公害测定，高分子反应中的定向聚合，仪器分析，航空机械及冶金产品的无损探伤和微波测定，医学上的皮癌检查、体温测定等。液晶显示全电子数字石英手表是目前世界上工业中的心产品，它走时准确、造价低、功耗小和功能多样。如今，各国科学家对于液晶生物物理方面的技术都很感兴趣，积极的探索生命科学的奥秘和生物液晶的特殊功能。在我国，液晶技术研究也被科学家普遍重视，希望通过不断的探索，发掘它新的应用空间。

一 液晶技术的发展史

早在1988年，著名的奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)发现了液晶，把它称为了一种奇怪的有机化合物，它不同于液态，也不是固态，它有两个熔点，把它的固态晶体加热到145℃的时候，就会融化成液体，虽然有点浑浊，但一切纯净物质融化时却是透明的。如果进行继续加温到175℃时，它似乎会再次融化，变成清澈透明的液体。在莱尼茨尔发现的基础之上，德国物理学家莱曼(O.Lehmann)做了一项具有历史意义的观察，他用自己亲自设计的偏光显微镜，对这这堆“奇怪的化合物”进行了仔细的观察，结果发现，这种白而浑浊的液体，从外观上看属于液体，但是内部却显示出各向异性晶体特征，于是他把它命名为“液态晶体”。而这两位科学家也被称为“液晶”之父。液晶在最开始被发现的时候，人们并不知道把它用在哪里，直到1963年，威利阿姆斯在一次实验中，发现在电的刺激下，液晶的透光方式会改变。经历的5年之后，终于在1968年，也是这个公司的哈伊卢马以亚小组，第一次将液晶用于显示装置。液晶显示屏(Liquid Crystal Display)从此诞生。对于显示屏来说，当时的液晶技术并不成熟，作为液晶材料，很不稳定，在1973年，稳定的液晶材料被格雷教授发现，SHARP公司在1976年，将液晶技术应用于计算器(EL-8025)的显示屏中，这是世界上首次将液晶用于稳定的应用于电脑显示器中。接下来，随着液晶技术的不断发展，液晶已成为当今LCD材料的基础，奠定了其在电子行业中的重要地位。

二 我国液晶技术在不同领域的探索状态

(一)生物液晶

液晶理论迅速的占据了生命科学市场，从此，人们对于生物液晶这门新兴的学科产生了浓厚的兴趣。对医学和生物工程有着巨大诱惑力的生物体内的液晶态逐渐被发掘了出来。在我国，由武汉大学研究，与武汉第三医院合作，完成了经络与液晶的理论探索及其临床分析。从科学角度来看，这一理论的探索大大推动了经络理论的发展，对传统的经络理论是一次挑战和超越。对于人体液晶态的发现也在不断进步，有研究发现人体精子的成活能力和寿命与它所处的液晶态有着直接的关系。在胆结石患者的胆汁内也发现了液晶物质的存在，这些医学上与液晶态都有着千丝万缕的联系，这些课题都等待着进一步研究获得。生物液晶在生物膜模型中也得到了长足的发展。北京理论物理研究所利用已经建立的模型进行了理论计算结果已经通过了试验结果的证实。生物液晶的不断发展毕竟对医学和生物工程学带来前所未有的贡献。

(二)高分子液晶

美国Du Po nd公司在1972年开发出高强度、的Ke lvar纤维，这一发现在工业化纤维进程带来了重大突破。据报道，中国纺织大学报道了液晶在纺织领域运用的内容，液晶技术的应用既对高聚物液晶的结构进行改善，又获得了阻燃的高强度纤维。除此之外，清华大学对热致性芳香共聚醋液晶进行了观察和研究，也有了突破性进展。华东工学院对热致性液晶的相结构、组态结构和热性能进行了深入的剖析，通过不断的探索，对液晶的有序有了新的认识和看法。随着液晶技术的不断发展，聚合物分散液晶膜成为人们关注的热点，DLC显示材料中，就是把向列液晶以微小粒子的方式均匀分散在高分子基质，进一步形成膜，广泛的应用于显示器，从此结束了显示器用玻璃阻隔的时代。而且这种显示材料的优势逐渐凸显出来：显示面积大，启闭速度快，超高分辨率。在此基础之上，未来膜具市场中，可控窗帘等先进的技术产品不再是遥远的梦想。

(三)液晶化学

随着液晶在不同的领域中崭露头角，新型液晶材料合成成为了今后来人们主要追求的技术，我国中科院上海有机所，经过研究发展了含全氟苯环单元的液晶材料。实验证明，这种液晶材料的粘度小、相融能性强，并且在世界上没有专利。因此，这一材料的发明，有望成为我国自行生产的第一批高档次液晶材料。此外，北京化学试剂研究所利用苯并三哇基因合成液晶，可以有效的抵御紫外线侵袭，为以后生产生活紫外线的防护起到相应的作用。

在未来的液晶化学探索道路中，怎样把已经合成的液晶配制成能为液晶器件所用的材料，还需要化学、物理和电子工作者去不断探索，进行实验，以便用最先进的液晶技术服务社会，服务全人类。

(四)液晶物理

液晶在物理方面也表现出了广泛的应用。河北工学院通过对液晶分子的统计，经过了大量的实验工作，第一次采用格胞膜型来描述向列相、胆幽相、近晶A和近晶c相等多种液晶相态的物理现象，。用这种理论解释很多实验的结果，而且这种理论在国际上还没有明确的解释。武汉大学在对于负向列相液晶的有序到无序的变化过程的研究，发现了前所未有的流结构和变化过程，并且进行了一定的物理分析。而清华大学在采用了4×4矩阵方法，来研究铁电液晶中的过渡散射效应，是国内第一次提出该效应实际上是一种动态衍射现象。基于液晶的物理性，长春物理所研究显示器件的发展中也获得了不小的成绩。推动了我国的液晶显示器水平向高端的国外水平向前迈了一大步。

三 液晶显示器的最新发展状态

液晶技术虽然早在19世纪60年代已经被发现，但是在最近十几年时间里，当应用与液晶显示器的时候才有了长足的发展。我国经过10多年的努力，LCD工业所用的基本材料从无到有，从少到逐渐形成了产业规模，其中液晶材料和导电玻璃国产化生产比重非常高，其它材料的供应也在逐步的转向国内市场。1998年石家庄石力克公司销售6.2吨液晶，销售额高达7000万元。在烟台万润精细化工公司、西安现代化学研究所对于液晶材料也有相当充足的供给。在我国原有基础上有了长足的进步，但是由于从外国进口的液晶价格低廉，从而形成一定的销售压力。在1993年，深圳南亚等多家企业从国外购买ITO导电玻璃生产线。但是因为价格问题，造成了严重的压力，因此，只有对充分把握市场，才能慢慢开创出篇站片国产化的新道路。

四 总结

液晶显示材料和很多液晶之品，以其驱动电压低、功耗微笑、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、没闪烁、对人体无害成本低廉、便于携带等优势。而我国对于液晶技术的探索和研究一定可以在未来的电子产品你的显示产品做出相应的贡献。

［1］周其风，王新久.液晶高分子［M］.北京：科学出版社，2011：63.

［2］于志军，李天铎.液晶高分子及其应用［J］.山东轻工业学院学报，2009，15(3)：57—60.

［3］黄毅萍，周冉.液晶高分子的开发研究及进展［J］.安徽化工 2009，(6)：16—18.

［4］陈宏宪.热致液晶高分子与尼龙共混改性进展［J］.中国塑料，2012，14(7)：10—15.