含硫高偏旋光性液晶材料 改善液晶應用

2021-02-12 液晶分會顯示資訊

日本研究出偏旋光性更高的液晶材料及其製程,可望改善液晶面板性能。圖為具偏旋光性的方解石,讓底面文字一分為二的展示。永源科學儀器

雖然顯示器廠紛投資發展新技術,但液晶技術仍有創新,日刊工業新聞報導,日本豐橋技術科學大學(ToyohashiUniversity of Technology)的荒川優樹助理教授團隊,開發出室溫下具更高偏旋光性的液晶材料,以及相關的液晶膜製造技術,有助於增強液晶的顯示效果。

這種新材料的優點,在其擁有高度極化性,相轉移溫度較現有的氧化物系列低,偏光率上升度較大,比起拉長向列型液晶分子的長軸長度,去提高液晶分子扭轉與偏光率的現行做法,新材料更容易在室溫下做出高偏旋光性液晶面板。

而且荒川優樹團隊使用的材料,屬於烷硫基 (Alkylthio)系列,硫是缺乏礦產資源的火山島群國家日本國內,少數產量偏多的資源,因此新材料可以活用日本本土礦產,減低進口外國礦產的需要。

液晶顯示基本上是利用液晶分子的偏旋光性,讓背光被偏光膜極化,只要用電改變液晶分子的扭轉角度,調整極化的方向,就可以調整光線透過液晶膜的比例,從而改變明暗。

一般被採用的液晶分子,都是只要少量電力便可控制偏轉角度的分子,這使得液晶顯示器要比傳統的CRT顯示器或電漿顯示器更省電,液晶面板的耗電主要是在發光的背光板;而為了減低耗電,將液晶分子做得愈長,偏轉愈容易,就可以愈省電。

但是,液晶分子是由眾多單體分子聚合成的長條狀分子,長度愈長的話,多組單體結合過程的分子結構與方向性會變得複雜,甚至可能出現網狀結晶,或是液晶分子長度到達可吸收可見光的水平,因此又不能做得太長。

烷硫基系列材料比現今常用液晶分子具更高的偏旋光性,因此可以在一樣長度的分子結構下,擁有更高的性能,理論上可以突破現有液晶製程的問題。

在具體的製程方面,只要先製成含烷硫基的單體,藉由這種材料有高偏旋光性的優點,在高偏光率的條件下以紫外線照射,分子便可藉由光架橋反應生成必要的長條液晶分子。

 來源:DIGITIMES

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