[发明专利]液晶介质

说明书

技术领域

本发明涉及液晶介质(FK介质)，及其用于电光学目的的用途，以及包含该介质的液晶显示器。

背景技术

液晶主要在显示器件中用作电介质，因为这类物质的光学性质能通过施加的电压而改变。基于液晶的电光学器件对本领域技术人员来说是极为熟知的且可以是基于各种效果的。这类器件的实例是具有动态散射的盒，DAP(排列相畸变)盒、宾/主盒、具有扭曲向列(“twisted nematic”)结构的TN盒、STN(“超扭曲向列”)盒、SBE(“超双折射效应”)盒和OMI(“光学模式干涉”)盒。最为常见的显示器件基于Schadt-Helfrich效应并且具有扭曲向列结构。此外，还有以与基板和液晶面平行的电场工作的盒，例如，IPS(“面内切换”)盒。特别是TN、STN、FFS(散射场切换)和IPS盒对于根据本发明的介质而言是当前商业上关注的应用领域。

液晶材料必须具有良好的化学和热稳定性和对电场和电磁辐射的良好的稳定性。此外，液晶材料应当具有低粘度并在盒中产生短的寻址时间、低的阈值电压和高的对比度。

此外，它们应当在通常的工作温度，即高于和低于室温的最宽的可能范围内具有合适的介晶相(Mesophase)，例如用于上述盒的向列型或胆甾醇型介晶相。因为通常将液晶作为多种组分的混合物使用，因此重要的是组分能彼此易于混溶。更进一步的性质如导电性、介电各向异性和光学各向异性必须根据盒类型和应用领域而满足各种要求。例如，用于具有扭曲向列结构的盒的材料应当具有正的介电各向异性和低导电率。

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

这类矩阵液晶显示器是已知的。能用于独立地切换独立像素的非线性元件的实例是有源元件(即晶体管)。使用术语“有源矩阵”，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，因为甚至是各种分显示器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，所用的电光效应通常是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(voll farbtaugliche)图像显示，其中将红、绿和蓝滤光片的镶嵌物(Mosaik)以使得滤光片元件每个与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(Polarisatoren)的TN盒来运行且是背景照明的。

术语“MFK-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)元件的显示器，如可变电阻或二极管(MIM＝金属-绝缘体-金属)。