1、引言
1555 年，奧地利科學家F.Reinitzer發現了液晶。20世紀70年代初Helfrich和Schadt
利用扭曲向列相液晶的電光效應和集成電路相結合，將其制成了顯示器件，實現了液晶 材料的產業化。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（TN-LCD）材料，其產品主要應用在電子表和計算器上。80年代中期，開發成功超扭曲向列相液晶顯示（STN-LCD）材料，其產品主要應用在BP機、移動電話和筆記本電腦上。目前，國外（STN-LCD）用液晶材料混配技術已很成熟，開發的單晶化合物種類繁多。國內由於科研發力量分散，導致了開發進度延緩，（STN-LCD）用液晶材料市場仍被國外液晶材料公司占據。
（STN-LCD）用液晶材料主要由單晶化合物和手性添加劑混配而成。另外，聚酰亞胺（PI）,對液晶分子具有良好的取向性能，各種液晶顯示器件壹般都用PI作為取向膜。為了滿足扭曲角不小於180。的要求，（STN-LCD）要求取向劑具有較高
的預傾角
2、（STN-LCD）用液晶化合物
酯類和聯苯類液晶化合物是（STN-LCD）用混晶材料的主要成分，國內各科研機構已開發了近千種，其中已有100種以上應用於混晶配方。這兩類液晶粘度較低，液晶相範圍較寬，適合配制不同性能的混晶材料。但是為了滿足STN混晶大值K33/K11（K33為展曲彈性常數，K11為扭曲彈性常數） 和適度△n（光學各向異性）,的要求，人們在混晶中添加了炔類、嘧啶類、乙烷類和端烯類液晶化合物。 炔類液晶由於存在 3 鍵，往往具有較大的△n。據國內文獻報道，合成的此類液晶壹般在側鍵或末端有含氟基團，化合物具有近晶相。這些液晶目前還沒有應用到STN混晶配方中，但其合成方法對合成其它炔類液晶有參考價值。嘧啶類液晶具有較大的△n值，在調配STN混晶時，常常加入少量該類液晶以調節混晶體系的△n，此類液晶目前已有了適合工業化生產的合成路線 。乙烷類液晶粘度較低，△n較小，並且△n隨溫度的變化也較小，所以STN液晶也摻雜此類液晶。含有環己環的乙烷類液晶合成時易生成順反異構體混合物，導致合成總收率降低，且難以提純。目前國內已有文獻報道，通過轉位的方法將順反異構體轉化為反式異構體，大大降低了生產成本。
K33/K11值對SYN-LCD的閾值銳角有很大
影響，較大的K33/K11值使顯示有較高的對比度。為了提高K33/K11值，往往需要在混晶中添
加短烷基鏈液晶化合物和端烯類液晶化合物。
目前，國內還沒有端烯類液晶化合物合成的文
獻報道。
3、STN用手性添加劑
STN-LCD用液晶材料中使用的手性添加劑主要是S811。手性添加劑濃度對液晶顯示品質有重要影響。手性添加劑濃度不合適，液晶器件會出現視角疇，影響器件的顯示品質。STN混晶中S811的含量壹般低於0.5%。目前，國內S811 的合成技術已比較完善，探索出了比國外更為經濟的合成路線。我們也對S811的合成進行了深入的研究，取得了壹定成果。STN-S811用液晶材料使用的手性添加劑除了S811外，還有R1011和S1011，均為國外公司商品牌號，由於分子式較繁，此處不再列出。有關這兩種手性添加劑的研究，目前我國還沒有文獻報道。
4、STN用取向劑
在STN顯示中，不同的扭曲角要求不同的預傾角。液晶分子在聚酰亞胺表面上的排列與PI的分子結構直接相關。對於TN型LCD，要求預傾角在1。-2。；對於STN型LCD，則要求預傾角為3。-10。。控制穩定的高預傾角，是制備STN的主要技術之壹。對於含—CF3基團的PI.，預傾角可達到3。以上，能夠滿足液晶分子高扭曲角的要求。
預傾角的大小除了與PI的分子結構有關外，還與其固含量，摩擦條件，摩擦材料以及基片玻璃的種類等因素有關。
矽烷化合物可以通過浸潤和紫外爆光的方法使液晶分子取向，固化溫度僅為110℃，但產生的預傾角較小，約為0.5。。若能提高預傾角，那麽這種方法在STN 顯示中將有廣闊的應用前景。
5、STN-LCD用液晶材料
STN-LCD 用混晶材料壹般具有以下性能；
（1）低粘度；
（2）大K33/K11值；
（3）△n和閾值電壓可調；
（4）清亮點高於工作溫度上限30℃以上。
混晶材料的調制往往采用“四瓶體系”。這種調制方法能夠獨立地改變閾值電壓和雙折
射，而不會明顯地改變液晶的其它特性。有關混配的基本方法已有文獻報道。
我國目前從事STN-LCD用混晶材料研究和開發的單位主要有石家莊實力克液晶材料有
限公司、清華亞王液晶材料有限公司、西安近代電子材料有限公司和煙臺萬潤精細化工有限公司。其中前兩家的技術都來源於清華大學化學系。1997年石家莊液晶材料廠與清華大學解除了合作關系，獨立成立了實力克液晶材料有限公司。實力克液晶材料有限公司是目前國內產量最大，檢測手段相對齊全，技術力量較強的液晶生產企業，擁有職工200人左右，其中技術人員約占30%。實力克液晶材料有限公司2001年銷售產值超過億元，銷售產品以 TN-LCD用液晶材料為主，占據國內60%以上的市場份額，目前正在積極開發STN-LCD用混晶材料。據報道，實力克公司能調試出清亮點在85℃以上、△n在0.12-0.15範圍內、粘度在50cp以下的STN-LCD用混晶材料，但其品質還不能滿足國內顯示器件廠家的要求。清華亞王液晶材料有限公司以清華大學化學系為技術依托，儀器設備先進，研究人員素質高，早以將STN-LCD用液晶材料定為研發的主攻方向。但是由於人員不穩定，銷售沒有完全打開局面，所以研發進度受到壹定的影響。
總之，調試出品質優良的STN-LCD用液晶材料是液晶材料行業急需解決的重要課題。
6、 應用前景
近年來，STN顯示器在對比度、視角與響應時間上都有顯著的進步。但是由於TFT-LCD的沖擊，STN-LCD逐漸在筆記本電腦和液晶電視等領域失去了市場。鑒於成本的因素，TFT-LCD將不可能完全代替STN-LCD原有的在移動通訊和遊戲機等領域的應用。所以，我國“十五”期間仍將黑白及彩色STN-LCD定為顯示產業的發展重點。但是，我國若想在 STN-LCD用混晶材料領域取得突破，就必須加強合作，形成聯合攻關之勢，在液晶品質方面狠下功夫，以增強同國外混晶材料的競爭力。