[发明专利]液晶介质

说明书

本申请是申请号为200980124099.3的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及包含至少一种可聚合化合物的液晶介质，其用于电光学目的的用途，以及包含该介质的显示器件。

背景技术

由于液晶的光学性质能通过施加的电压来调节，所以液晶主要用作为显示器件中的电介质。基于液晶的电光学器件是本领域技术人员非常熟知的且可基于各种效应。这类器件的实例是具有扭曲向列结构的TN盒、STN(“超扭曲向列”)盒、ECB(“电控双折射”)盒和IPS(“面内切换”)盒。

最寻常的显示器件基于Schadt-Helfrich效应且具有扭曲向列结构，例如在TN和STN盒中。它们可作为多路传输(multiplex)或有源矩阵显示器(AMD-TN、AMD＝有源矩阵驱动)来工作。

就TN显示器来说，期望能够在盒中实现以下优点的液晶介质：扩大的向列相范围(特别是向下直到低温)，在极端低温下的可切换性(户外用途、汽车、航空电子技术)以及对UV辐射增强的耐受性(更长的使用寿命)。然而，采用现有技术中可获得的介质，不可能在保持其他参数的同时获得这些优点。

就更加高度扭曲的STN显示器来说，期望能实现更大的多路传输性(multiplexability)和/或更低的阈值电压和/或更宽的向列相范围(特别是在低温下)的液晶介质。为此，迫切地期望进一步扩展可利用的参数范围(清亮点、近晶-向列型转变点或熔点、粘度、介电参数、弹性参数)。

除了其中用于重新排列的电场基本上垂直于液晶层而产生的已知液晶显示器(TN、STN、ECB和IPS)外，也存在着其中电信号以使得电场具有平行于液晶层的显著分量的方式产生的显示器。这类显示器称作IPS(“面内切换”)显示器，公开在例如WO 91/10936中。

包含已知液晶介质的TN显示器的特征在于不适当地长的响应时间且经常要过高的工作电压。因此，存在着对于没有这些缺点或仅仅以减少的程度有这样的缺点的用于TN显示器的液晶介质的需求。为此，存在着对于除了足够的相范围、在低温下低的结晶倾向、低双折射率和足够的电阻外，特别是具有低阈值电压(V₁₀)和小的响应时间的液晶材料的特别需求。

TN显示器可以例如作为矩阵显示器来工作。

矩阵液晶显示器是已知的。能用于各个切换各个像素的非线性元件的实例是有源元件(即晶体管)。于是，使用术语“有源矩阵(active matrix)”，其中可区分为以下两种类型：

1.在作为基板的硅晶片上的MOS(金属氧化物半导体)或其它二极管。

2.在作为基材的玻璃板上的薄膜晶体管(TFT)。

将单晶硅作为基板材料使用限制了显示器尺寸，因为即使是各种分显示器(part-displays)的模块组装也会在接头处导致问题。

就优选的更有前景的类型2的情况来说，所用的电光学效应是TN效应。区分为两种技术：包含化合物半导体例如CdSe的TFT，或基于多晶硅或非晶硅的TFT。对于后一种技术，全世界范围内正在进行深入的工作。

将TFT矩阵施用于显示器的一个玻璃板的内侧，而另一玻璃板在其内侧带有透明反电极。与像素电极的尺寸相比，TFT非常小且对图像几乎没有不利作用。该技术还可以推广到全色功能的(fully colour-capable)显示器，其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌物(mosaic)以使得滤光片元件与每个可切换的像素相对的方式排列。

TFT显示器通常作为在透射中具有交叉的起偏器的TN盒(TN-TFT)来工作且是背景照明的。

术语“MLC显示器”在此处包括具有集成非线性元件的任何矩阵显示器，即除了有源矩阵外，还有具有无源(passive)元件，如可变电阻或二极管(MIM＝金属-绝缘体-金属)的显示器。

对于具有集成的非线性元件以切换各个像素的矩阵液晶显示器(MLC显示器)，期望例如具有大的正介电各向异性、宽的向列相、相对低的双折射率、很高的电阻率、良好的UV和温度稳定性和低蒸气压的介质。