残像的存在严重影响液晶显示器的画面品质。但由于其发生的机理较复杂, 目前还没有较好的解决方案。本文以负性液晶材料为基础, 在其中加入新型莨菪烷基添加剂, 研究其在FFS模式中对残像的影响。通过闪烁漂移、DC残留电压释放以及棋盘格残像测试, 系统分析并讨论了添加剂的使用对负性液晶残像的影响。研究结果表明, 加入添加剂后, 样品的闪烁漂移得到改善; 残留DC偏置积聚量减小30%且释放速度提升了95%; Vcom漂移由0.7 V改善至0.02 V, Vcom亮度变化由8 cd/m2降低至2 cd/m2; 线残像由L3改善至L1。本研究对从液晶材料方面改善残像具有一定的指导意义。

为了实现性能优良的广视角液晶显示, 对基于负性液晶的边缘场切换模式(FFS)的穿透率、响应时间等性能参数进行了分析与优化。为了实现FFS模式高穿透率的显示, 对于影响穿透率的参数进行了仿真分析及优化选取。通过实验验证了仿真结果并且兼顾了相关参数对响应时间和穿透率的影响。相比于正性液晶的FFS模式, 参数优化使得穿透率提高了18%, 并且响应时间为26 ms, 和正性液晶相当。当其他条件相同, 像素区域的穿透率曲线面积最大时, 穿透率也是最大, 通过这种方法确定了负性液晶FFS模式的电极间距。此外, 响应时间取决于像素倾斜角与盒厚, 而与像素间距和电极的宽度距离比无关。

电压保持率（VHR）是表征液晶材料信赖性特性的重要参数之一，液晶材料的线残像特性与VHR相关。本文着重探讨了负性液晶材料在搭配不同PI材料，在不同电压、不同温度时VHR的表现。通过使用由不同PI材料制备的测试盒测量液晶材料在不同电压和温度下的VHR，从而得出负性液晶材料在不同条件下VHR的变化趋势。实验结果表明，测试盒的VHR值受到液晶材料和PI材料的共同影响。|Δε|较大的液晶材料VHR相对较低。在常温时，伴随充电电压升高，测试盒VHR呈下降趋势；而在高温时趋势相反，伴随充电电压升高，VHR呈上升趋势。|Δε|较高的液晶材料含有较多极性成分，易出现相对较低的VHR。常温时，离子运动较慢，伴随充电电压升高测试盒离子析出持续增加，离子析出增加会使测试盒VHR呈下降趋势。而高温时，离子活性较强，测试盒会析出大量离子，而大量离子不纯物的存在会使液晶盒在充电放时产生直流电残留，伴随充电电压升高，直流电残留电会更加严重，因此导致测试盒伴随VHR呈上升趋势。

为了满足液晶光学器件快速响应, 提高相容性的要求, 设计了含有乙烷桥键的负性液晶材料3PEPYO2。合成路线以丙基溴苯、对溴苄溴、2, 3-二氟-4-乙氧基苯硼酸等为原料, 通过采用格氏反应、Wittig反应和Suzuki等反应制备了3PEPYO2。并通过气相色谱-质谱联用仪、红外、核磁共振对其结构进行了表征。差热分析获知化合物分别于76.77℃进入液晶相。液晶综合参数测试结果表明化合物的Δｎ值为0.1886, Δε值为-0.798。这些化合物在制备快速响应液晶光学器件中可能会有潜在的应用价值。

为满足液晶面板尤其是大尺寸产品对高透过率不断提升的需求, 进行负型液晶在ADS广视角技术中的研究。首先, 介绍ADS技术的发展进程及主要特点, 然后模拟分析负型液晶参数变化对ADS显示特性的影响, 最后, 利用mini cell对负型液晶和PI材料的进行实验室评价。液晶参数中: Δn影响透过率, |Δε|和K值影响响应时间和工作电压, γ1影响响应时间。负型液晶透过率比正型液晶提升约8%, 但响应时间增加约50%, 负型液晶与PI的匹配性及残像差于正型液晶, 与PI材料的搭配对残像有显著影响。调整负型液晶参数可优化产品性能。负型液晶可大幅提高产品的透过率, 但需要加快响应时间和提升残像水平。响应速度的提高除了需要降低液晶的黏度, 还需在电极结构优化方面做更多努力, 而残像水平的提升, 除提高负型液晶材料本身的稳定性外, 与其搭配的取向材料的研发也十分重要。

含亚甲氧基桥键负性单体液晶由于具有较大的负介电各向异性，较低的旋转粘度、良好的相溶性而被广泛应用于VA-TFT配方中，但其合成步骤长，合成及提纯难度大。本文讨论了含亚甲氧基桥键及苯环侧向氟取代的负介电各向异性单体液晶的合成方法，该方法主要采用2, 3-二氟-4-乙氧基苯酚与含不同长度烷基链的苯磺酸酯反应引入亚甲氧基桥键，避免了常用醚化方法中卤代物的使用和卤素离子对单体液晶性能的影响。使用1H NMR对目标单体液晶的结构进行了表征；采用DSC、热台偏光显微镜、LCR测试仪等对目标单体液晶的相变温度、光学各向异性、介电各向异性等一系列液晶性能参数进行了测试。

随着液晶显示技术的发展,PPI越来越高,像素尺寸越来越小,穿透率的提升是一重要问题.负性液晶相对正性液晶具有高穿透率,较好的画面画质及较低的颜色偏差等优点,使得主流显示模式IPS、FFS使用负性液晶研究逐渐增多.但由于负性液晶自身特性,其影像残留较正性液晶更为严重,特别是模组粘合附近区域的局部面残.为了改善负性液晶局部影像残留,本文研究了实际样品影像残留严重区域与轻微区域不同测量数据,如温度、共电压(Vcom)等,发现影像残留严重区域与轻微区域的公共电压出现漂移现象,分析了影响残影的因素,并提出改善方案,实测结果证明本文改善局部残影的方法是有效的.

现在对于广视角技术,特别是IPS和FFS的显示模式,由于正性液晶和配套材料技术的成熟性和材料本身的稳定性能,使用正性液晶占绝大多数。但随着对显示器光学性能要求的提高，使用负性液晶的研究逐渐增多，这是由于负性相对正性液晶有较高的穿透率以及较好的画面画质，并能改善颜色偏差。但负性液晶同样也存在诸多缺陷，如需要有较高的驱动电压，存在功耗的问题。另外，实验证明负性液晶使得显示器的残留影像较为严重，材料的稳定性以及其他材料与之搭配性都有待提高。本文通过使用Techwiz软件的模拟和实际样品的测量数据，全面比较了正负液晶在FFS中的光学特性和画质表现，阐述了2种液晶的优缺点，提出了需要改进的建议。

链端烯基液晶化合物由于具有较好的与其他液晶的互溶性、较低的黏度(尤其是较低的旋转黏度γ1), 已经应用于TN、STN、TFT等多种类型的液晶混合物中, 但其合成难度较大。文中讨论了含链烯基及苯环侧向氟取代的介电各向异性为负性的液晶单体的合成方法, 该方法主要采用氯丙烯格氏试剂和含不同取代基的苄氯偶联反应引入链烯基, 具有成本低、合成路线短等优点。测试了合成液晶化合物的熔点、清亮点、双折射、介电各向异性等液晶参数, 并对其结构和性能之间的关系进行了分析讨论。

开发了液晶分子在双重电场作用下, 扭曲排列稳定性增强的广视角技术, 这种架构搭配负性液晶的开启响应速度略大于正性液晶, 关闭响应速度与正性液晶一致, 穿透率约提高了10%。分析了三电极作用下穿透率分别与响应时间和电压的关系, 有效地解决了FFS和IPS对广视角技术的垄断。