[发明专利]液晶介质

说明书

本分案申请是基于申请号为200580022089.0的发明名称为“液晶介质”的原始中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液晶介质并涉及其用于液晶显示器，特别是借助于有源矩阵寻址的液晶显示器(AMD或AMLCD，指有源矩阵寻址的液晶显示器)中的用途。特别优选使用包含薄膜晶体管(TFT)或变阻器的有源矩阵的显示器。这种类型的AMD可以使用各种有源电子切换元件。最普遍的是使用三极切换元件的显示器。这种类型的三极切换元件的例子是MOS(金属氧化物硅)晶体管或上述的TFT或变阻器。各种半导体材料，主要是硅，或还有硒化镉，被用于TFT中。特别是，使用多晶硅或无定形硅。与所述三极电子切换元件相对照，两极切换元件的矩阵，例如MIM(金属-绝缘体-金属)二极管、环二极管或背对背二极管，也可以用于AMD中。

背景技术

在这种类型的液晶显示器中，所述的液晶用作电介质，其光学性能当施加电压时可逆地改变。使用液晶作为介质的电光显示器是本领域技术人员已知的。这些液晶显示器使用各种电光效应。

最普遍的常规显示器使用TN效应(扭转向列型，具有扭转约90°的向列型结构)、STN效应(超扭转向列型)或SBE效应(超扭转双折射效应)。在这些和类似的电光效应中，使用的液晶介质具有正的介电各向异性(Δε)。

与所述的常规显示器相对照，所述的常规显示器需要具有正介电各向异性的液晶介质，还有其它的电光效应，其使用具有负介电各向异性的液晶介质，例如ECB效应(电控双折射)及其亚型DAP(排列相变形)、VAN(垂直排列向列相)、MVA(多畴垂直排列)、ASV(高级超视图)、PVA(图案化的垂直排列)和CSH(彩色超垂面)。

电控双折射、ECB效应(电控双折射)或者还有DAP效应(排列相变形)的原理在1971年被首次描述(M.F.Schieckel和K.Fahrenschon，“Deformation of nematic liquid crystals withvertical orientation in electrical fields(在电场中具有垂直定向的向列型液晶的变形)”，Appl.Phys.Lett.19(1971)，3912)。随后由J.F.Kahn(Appl.Phys.Lett.20(1972)，1193)和G.Labrunie和J.Robert(J.Appl.Phys.44(1973)，4869)相继发表文章。

由J.Robert和F.Clerc(SID 80 Digest Techn.Papers(1980)，30)、J.Duchene(Displays 7(1986)，3)和H.Schad(SID 82Digest Techn.Papers(1982)，244)发表的文章已经说明，为了可用于基于ECB效应的高信息显示元件，液晶相必须具有高数值的弹性常数比K₃/K₁，高数值的光学各向异性Δn和-0.5至-5的介电各向异性Δε。基于ECB效应的电光显示元件具有垂面边缘排列。

最近持续增加采用的IPS效应(平面内切换)既可使用介电正性的液晶介质，又可使用介电负性的液晶介质，类似于可采用染料的“宾/主”显示器，这依赖于介电正性的介质或介电负性的介质中所用的显示器模式。进一步高度有前景的液晶显示器类型为所谓的“轴对称性微区”(简称ASM)显示器，其优选借助于等离子体阵列寻址(PALCD，对应于“等离子体寻址的液晶显示器”)。

在上述液晶显示器中和在所有采用类似效应的液晶显示器中采用的液晶介质通常包含具有相应介电各向异性的液晶化合物，即在介电正性介质的情况下包含具有正介电各向异性的化合物，以及在介电负性介质的情况下包含具有负介电各向异性的化合物。

现有技术的液晶介质通常具有相对低的双折射值，相对高的操作电压(阈值电压(V₀)通常相对高，在一些情况下大于2.3V)和相对长的响应时间，这些是不适当的，特别是对于能形成影象的(videocapable)显示器。另外，它们通常不适合于高的操作温度和/或具有不适当的低温稳定性(LTS)。因此，例如向列相经常仅扩展到低至-20℃和在一些情况下甚至仅低至-10℃。