引言
液晶显示屏背后的科学原理是什么？
通过电压控制液晶层中的分子排列，调节光线的透过强度，LCD技术可实现对像素亮度和色彩的精确控制。同时，背光源、色彩滤光器和液晶层共同作用，以像素为基本单元，创造出丰富多彩的图像。近年来，虽然OLED和MicroLED技术迅速崛起，占据越来越多的市场份额，但LCD技术凭借其成本效益和成熟工艺，依然为显示面板市场的主流。
传统的TFT-LCD混合液晶材料表征往往采用气相色谱质谱（GC-MS）联用技术进行，但由于GC-MS的电子轰击模式（EI）模式硬电离的技术特点，很难获得一些含不稳定结构的化合物的分子离子峰，这为材料组分的结构鉴定带来了困难。我们采用液质联用技术，使用电喷雾模式对化合物进行采集，在较“软”的电离模式下，可有效获得各液晶单体组分的分子离子峰，从而实现LCD混晶材料的精确分子表征。
实验方法
混合液晶样品经四氢呋喃溶解后，取适量样品甲醇稀释后上机分析。色谱方法采用光电二极管阵列检测器（PDA）来捕获样品的紫外吸收信号。质谱方法部分启用动态背景扣除功能，IDA数据扫描模式，一针进样，同时采集样品成分鉴定所需的高分辨TOF MS和TOF MS/MS数据。
结果与讨论
1、鉴于大多数液晶显示器（LCD）中的晶体属于芳香族化合物，我们的分析流程首先利用光二极管阵列紫外检测器（PDA）来捕获样品的紫外信号。
所得的紫外色谱图可作为液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析中的一个重要“标志信号”。接着，样品在高分辨质谱的进一步分析中被详细探究，以实现对化合物的精确鉴定。
图1. 液晶混晶的紫外色谱图及离子流图
2、液晶单体化合物的结构确证
以5号色谱峰为例，可以观察到其在204nm及256nm处表现出明显的紫外吸收峰（图2），此紫外光谱图与芳香苯类化合物紫外吸收特征相似，从而推测化合物可能含有苯环结构。
图2. 液晶单体化合物的紫外光谱图
借助SCIEX OS数据分析软件，可准确快捷的对采集到的质谱数据进行分子式拟合。质谱分析揭示了其质量数比为357.2035。通过Formula Finder工具的自动化处理，我们推测该化合物在[M-H]-模式下的分子式为C23H28F2O，其质量偏差为0.1 ppm（图3）。
图3. 液晶单体疑似分子式的拟合
在疑似分子式的基础上，化合物的精细结构鉴定则依赖于高分辨率二级质谱（MS/MS）所提供的碎片信息。SCIEX OS软件中的Fragments Pane功能，能够辅助用户自动匹配疑似结构的质谱峰（图4），极大提升了鉴定过程的准确性与可靠性。
图4. 使用SCIEX OS软件对液晶单体化合物进行疑似结构推测
表1. 使用高分辨质谱系统对液晶混晶的鉴定结果及其可能结构
小结
在液晶单体材料的分析中，适用SCIEX高分辨质谱系统，利用电喷雾电离（ESI）模式能够有效捕获化合物的精确准分子离子峰。结合SCIEX OS软件的强大功能，可以对化合物进行快速表征和鉴定，确保分析结果的准确性和可靠性。此工作流程的普适性不仅体现在液晶单体的鉴定和杂质分析上，也适用于液晶配方的全面解析，为生产厂家提高收益和提升生产效率提供了有力的技术支撑。
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《基于高分辨质谱的液晶单体材料表征》
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