[发明专利]具有高速响应性能的液晶组合物以及用其制造的液晶显示器

说明书

本申请是申请日为2003年11月28日，申请号为200710006113.2的中国专利申请的分案申请。 

发明背景 

技术领域

本发明涉及一种具有高速响应性能的液晶组合物以及用其制造的液晶显示器，尤其涉及一种这样的液晶组合物，其中液晶具有高的相变温度、大的双折射率、大弹性模数和宽的工作向列温度范围，从而可以获得高速的响应，以有用于包括LCDs在内的许多液晶设备以及用其制造的液晶显示器。 

背景技术

液晶显示器(LCDs)作为电子计算机和数字时钟的显示器而出现在20世纪70年代早期。从文字处理器和PDAs(个人数字助理)到笔记本PCs、台式PCs和电视机，如今液晶显示器遍布于我们的日常生活。LCD工业正在发展成为一个规模庞大的产业。而TFT液晶显示器要想在电视机市场获得商业上的成功以及扩展其市场份额，移动画面的清晰度、高亮度和高速响应性是非常重要的因素。 

液晶是一种具有光学/介电各向异性的流体。当其用于液晶显示器(LCD)时，由于其光学各向异性，它能根据作用于晶格LCD的基本单元上施加的电压，改变光的相差，从而显示图像。LCD模式的典型实例有DS(动态散射)模式，TN(扭曲向列)模式，STN(超扭曲向列)模式，IPS(共面切换(inplaneswitching))模式，OCB(光学补偿弯曲结构)模式和VA(垂直取向排列)模式。当前，主流LCD是属于有源矩阵类型的TFT(薄膜晶体管)液晶显示器。 

对于在液晶显示器中使用的液晶来说，它必须具有良好的抗化学性、 抗光化学性和耐热性，以及良好的对电场和电磁场干扰的抵抗性。另外，它须具有低粘度、低阈值电压和高对比度，并且，其操作温度应尽可能地宽，包括低于和高于室温。另外，由于液晶需和其他成分混合，因此一般说来它还须具有良好的兼容性。总之，要制造高质量的LCD，必需具有合适物理性能的液晶。基本上，应用于LCD的液晶需要有如下物理性能。 

首先，它应具有宽的向列温度范围。其熔点至少应低于-20℃。对于大多数向列液晶混合物来说，向列相甚至维持在-40℃，而相变温度在80℃以上。近来，由于向列液晶混合物使用直接背后照射的方式应用于电视机，因而它的相变温度应在90℃以上。 

第二，它应具有高的电阻率。因为液晶在LCD中的功能是作为电介质或电容器，所以它必须具有高电阻。对一个TFT液晶显示器来说，这种电阻率须大于1012Ωcm。 

第三，根据液晶的排列状态、操作条件、对比度、视角以及其他所采用的光电显示条件，液晶的折射率各向异性应约在0.07-0.1。 

第四，液晶混合物应具有适于低电压操作的介电各向异性，这在公式1中可以看出。同时，考虑到响应时间，向列液晶混合物应具有合适的弹性模量。对于在笔记本电脑或监视器中使用的液晶混合物，其阈值电压为大约1.5-2.0V。 

公式1 

Vth=πKϵ0Δϵ]]>

其中V_th是阈值电压，Δε是介电各向异性，K是弹性模量。 

用于移动产品的液晶显示器应能在低电压下以较长的电池使用进行工作。对于低电压工作，液晶显示器需具有高的介电常数和高的相变温度。 

TFT液晶显示器由于其薄型、量轻、能耗低的特点而被广泛应用于电讯设备上。TFT液晶显示器市场正在逐步扩大，近来正在以液晶监视器和液晶台式个人电脑取代LCD的市场。因此，对LCD的需求将变得越来越大。 

目前，有源矩阵(active matrix)液晶显示器由于其高辨析率、高对比度，薄型和量轻的因素而被人们关注，并认为其将取代CRTs。长期以来一直被应用于电子计算机、PDAs和笔记本电脑的液晶显示器，正在向监视器和液 晶电视扩展其领域。一种掌握提高品质、高容量的显示数据以及获得出众的动画显示特性的技术目标就是开发一种具有高速响应性能的液晶组合物。 

和液晶显示器的响应性能相关的、液晶组合物的各变量之间有下述关系。 

关系式1