引言
液晶顯示屏背后的科學原理是什么?
通過電壓控制液晶層中的分子排列,調(diào)節(jié)光線的透過強度,LCD技術(shù)可實現(xiàn)對像素亮度和色彩的精確控制。同時,背光源、色彩濾光器和液晶層共同作用,以像素為基本單元,創(chuàng)造出豐富多彩的圖像。近年來,雖然OLED和MicroLED技術(shù)迅速崛起,占據(jù)越來越多的市場份額,但LCD技術(shù)憑借其成本效益和成熟工藝,依然為顯示面板市場的主流。
傳統(tǒng)的TFT-LCD混合液晶材料表征往往采用氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)進行,但由于GC-MS的電子轟擊模式(EI)模式硬電離的技術(shù)特點,很難獲得一些含不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物的分子離子峰,這為材料組分的結(jié)構(gòu)鑒定帶來了困難。我們采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù),使用電噴霧模式對化合物進行采集,在較“軟”的電離模式下,可有效獲得各液晶單體組分的分子離子峰,從而實現(xiàn)LCD混晶材料的精確分子表征。
實驗方法
混合液晶樣品經(jīng)四氫呋喃溶解后,取適量樣品甲醇稀釋后上機分析。色譜方法采用光電二極管陣列檢測器(PDA)來捕獲樣品的紫外吸收信號。質(zhì)譜方法部分啟用動態(tài)背景扣除功能,IDA數(shù)據(jù)掃描模式,一針進樣,同時采集樣品成分鑒定所需的高分辨TOF MS和TOF MS/MS數(shù)據(jù)。
結(jié)果與討論
1、鑒于大多數(shù)液晶顯示器(LCD)中的晶體屬于芳香族化合物,我們的分析流程首先利用光二極管陣列紫外檢測器(PDA)來捕獲樣品的紫外信號。
所得的紫外色譜圖可作為液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)分析中的一個重要“標志信號”。接著,樣品在高分辨質(zhì)譜的進一步分析中被詳細探究,以實現(xiàn)對化合物的精確鑒定。
圖1. 液晶混晶的紫外色譜圖及離子流圖
2、液晶單體化合物的結(jié)構(gòu)確證
以5號色譜峰為例,可以觀察到其在204nm及256nm處表現(xiàn)出明顯的紫外吸收峰(圖2),此紫外光譜圖與芳香苯類化合物紫外吸收特征相似,從而推測化合物可能含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)。
圖2. 液晶單體化合物的紫外光譜圖
借助 OS數(shù)據(jù)分析軟件,可準確快捷的對采集到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行分子式擬合。質(zhì)譜分析揭示了其質(zhì)量數(shù)比為357.2035。通過Formula Finder工具的自動化處理,我們推測該化合物在[M-H]-模式下的分子式為C23H28F2O,其質(zhì)量偏差為0.1 ppm(圖3)。
圖3. 液晶單體疑似分子式的擬合
在疑似分子式的基礎(chǔ)上,化合物的精細結(jié)構(gòu)鑒定則依賴于高分辨率二級質(zhì)譜(MS/MS)所提供的碎片信息。 OS軟件中的Fragments Pane功能,能夠輔助用戶自動匹配疑似結(jié)構(gòu)的質(zhì)譜峰(圖4),極大提升了鑒定過程的準確性與可靠性。
圖4. 使用 OS軟件對液晶單體化合物進行疑似結(jié)構(gòu)推測
表1. 使用高分辨質(zhì)譜系統(tǒng)對液晶混晶的鑒定結(jié)果及其可能結(jié)構(gòu)
小結(jié)
在液晶單體材料的分析中,適用高分辨質(zhì)譜系統(tǒng),利用電噴霧電離(ESI)模式能夠有效捕獲化合物的精確準分子離子峰。結(jié)合 OS軟件的強大功能,可以對化合物進行快速表征和鑒定,確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。此工作流程的普適性不僅體現(xiàn)在液晶單體的鑒定和雜質(zhì)分析上,也適用于液晶配方的全面解析,為生產(chǎn)廠家提高收益和提升生產(chǎn)效率提供了有力的技術(shù)支撐。
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《基于高分辨質(zhì)譜的液晶單體材料表征》
高分辨質(zhì)譜系統(tǒng)
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什么光譜儀能夠檢測出T7, T8, T8Mn這幾個工具鋼牌號里面的元素?
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