不同結(jié)構(gòu)單體液晶對混合液晶功耗電流的影響

喬云霞，史子謙，高紅茹，劉宏改，貴麗紅

（石家莊誠志永華顯示材料有限公司，河北石家莊 050061）

隨著信息產(chǎn)業(yè)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展，液晶顯示器件正日益得到廣泛的應(yīng)用，液晶材料行業(yè)的發(fā)展愈來愈廣闊。由于不同終端用戶對液晶顯示的技術(shù)參數(shù)和性能指標的要求存在較大差異，市場的競爭已經(jīng)從價格競爭逐漸轉(zhuǎn)移到液晶品質(zhì)和性能的競爭。液晶材料的品質(zhì)和性能已經(jīng)成為液晶材料行業(yè)技術(shù)攻關(guān)的重點。液晶材料品質(zhì)的檢測可以通過測試離子濃度、電荷保持率、電阻率、功耗電流等實現(xiàn)，本文從液晶混合物灌入液晶盒中后測量功耗電流大小來分析單體液晶化合物的功耗電流的大小，方法簡單，能夠提供比較精確地實驗結(jié)果數(shù)據(jù)。

1 實驗步驟

1.1 單體液晶化合物與母液的配制

基于對混合液晶參數(shù)及品質(zhì)的研究，混合液晶品質(zhì)的優(yōu)劣與組成的每份單體液晶有很大的關(guān)系，不同的單體液晶化學(xué)結(jié)構(gòu)，在經(jīng)過紫外曝光后的穩(wěn)定性有所不同。根據(jù)對混合液晶配方的研究，選取了6個系列單體液晶化合物進行考察，測試其紫外曝光前后的功耗電流。6個系列的單體液晶化合物為1）雙環(huán)己基對苯系列（CCP系列），選取兩種單體液晶化合物即3CCP1，3CCP3；2）雙環(huán)己基對3氟苯系列（CCUF），選取兩種單體液晶化合物即2CCUF，3CCUF；3）苯基雙環(huán)己基烯系列（PCCA），選取一種單體液晶化合物即1PCCA；4）雙環(huán)己基二氟甲氧橋三氟苯系列（CCQUF），選取一種單體液晶化合物即3CCQUF；5）雙環(huán)苯酯系列（CCEP），選取兩種單體液晶化合物即3CCEP3，3CCEP5；6）雙環(huán)苯氰系列（CCPN），選取兩種單體液晶化合物即3CCPN，5CCPN。以下為6個系列單體液晶化合物的結(jié)構(gòu)式，見表1。

表1 6個系列不同結(jié)構(gòu)單體液晶化合物Tab.1 Six series of monomers with difference structure

1.2 測試方法

對配制好的液晶混合物P1～P10放置室溫后，分別灌入7.0μm TN 型右旋液晶盒，利用毛細現(xiàn)象進行灌盒，液晶盒灌滿后進行功耗電流的測試，測試溫度控制為（25±2）℃。測試完成后進行紫外光照射1 500mJ，對曝光的液晶盒放置至室溫再次測試功耗電流并記錄。

1.3 測試儀器

7.0μm TN 型右旋液晶盒（信利半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)）；Sartorius Cp224s電子精密天平（北京五洲東方科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)）；85－2型恒溫磁力攪拌器（上海司樂儀器有限公司生產(chǎn)）；P.R.G 測試儀（汕尾市城區(qū)春生電訊行生產(chǎn)）。

2 實驗結(jié)果

實驗數(shù)據(jù)見表3。

表3 混合液晶的功耗電流測試值Tab.3 Current consumption test results of liquid crystal mixture

由數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出以母體液晶配方功耗電流為基準，CCP，PCCA 系列單體液晶化合物紫外曝光前后功耗電流未發(fā)生變化，此類單體很穩(wěn)定；CCUF系列單體液晶紫外曝光前功耗電流比母體液晶功耗電流變大，但曝光后功耗電流未發(fā)生變化，此類單體液晶紫外光照射后比較穩(wěn)定；CCQUF，CCEP，CCPN 系列單體液晶紫外曝光前后功耗電流都變大，此三系列單體液晶穩(wěn)定性較差。

3 結(jié)果分析

通常液晶分子具有雙極性，液晶分子容易產(chǎn)生電子脫落或吸收，這樣就會導(dǎo)致液晶電阻率降低，功耗電流偏大。液晶分子的化學(xué)鍵是由電子云重疊形成，永久偶極矩是由分子內(nèi)不對稱的電荷分布引起的，鍵和原子間的價電子云通過軌道，具有高電負性的原子強烈地吸引共用電子對，電負性不同的原子形成的共價鍵有不平衡的電荷分布，產(chǎn)生了永久偶極矩。含有永久偶極矩的液晶分子可能是，也可能不是極性的，取決于偶極的對稱性或它們所依附的主體。分子是一種有機化合物，在紫外光照射下會發(fā)生裂解，短時間照射會使電阻率下降，功耗電流增大，長時間照射會使液晶的顏色發(fā)黃。對于CCP，PCCA 系列單體液晶與基礎(chǔ)液晶的部分組分主體結(jié)構(gòu)大體相同，所以初始功耗電流值未發(fā)生變化，此類單體液晶極性小所以紫外曝光后功耗電流未發(fā)生變化。對于CCUF類單體液晶極性大于母體液晶，所以功耗電流大于母體液晶，含氟類單體液晶具有很好的穩(wěn)定性，所以紫外曝光前后功耗電流不變。對于CCQUF，CCEP，CCPN 單體液晶，都存在一定的極性且CCPN 系列＞CCQUF 系列＞CCEP 系列，所以初始功耗電流值同樣滿足CCPN 系列＞CCQUF系列＞CCEP系列，但由于CCQUF系列液晶具有很好的穩(wěn)定性，所以紫外曝光前后功耗電流變化較小，CCEP 系列液晶紫外曝光前后功耗電流變化較CCQUF 稍大，CCPN 系列液晶紫外曝光前后功耗電流變化最大。

4 結(jié) 語

1）在基礎(chǔ)配方相同的情況下，所添加的單體液晶極性大于基礎(chǔ)配方時，電流的初始值變大，且極性越大功耗電流的初始值越大；極性小于基礎(chǔ)配方時的單體液晶功耗電流初始值沒有變化。

2）當(dāng)對混合液晶進行紫外曝光后，極性大且穩(wěn)定性差的單體液晶化合物功耗電流變化比較大；對于CCQUF系列單體，由于具有很好的穩(wěn)定性所以在紫外曝光前后功耗電流變化不大。進行試驗的6個系列單體液晶化合物功耗電流變化次序為PCCA ＝CCP ＝CCUF＜CCQUF＜CCEP＜CCPN。

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