[发明专利]铁电性液晶混合物

说明书

本发明涉及新的铁电性液晶混合物。更特别地，涉及一种铁电性液晶混合物，其在低电压驱动时具有高切换速度，还涉及一种使用此液晶混合物的液晶显示装置。

现今液晶混合物已广泛应用于显示装置中，例如，钟表，电子计算机，小型电视等，其中最常应用的产品为使用液晶的向列相，而其显示系统则称为扭转向列(TN)型或超扭转向列(STN)型。但是TN型不适合大信息容量的显示器，因其会因为线路数增加而破坏对比。由于TFT驱动系统(其中各相素有一薄膜电晶体(TFT)，TN型的显示特性愈来愈像阴极射线管(CRT)，所以信息容量得以提高。但此种制备工艺十分复杂，低产率，所以制造成本高昂。再者，其几乎不适用于大萤幕。

虽然STN系统(其由简单基质所成)较TN型的显示特性优良，但与TFT-TN型相比仍较差。然而，STN系统只需低制造成本。Clark与Lagerwall于1980年发现表面安定化铁电性液晶(SSFLC)[N.A.Clark和S.T.Largerwall，应用物理通讯，36,899(1980)]，这些液晶以作为下一代的显示材料而得到注意，且已有许多研究正在进行。其原因如下：(1)铁电性液晶的响应速度快，(2)其记忆性质容许高信息容量显示器，且因为不需活化装置(薄膜电晶体等)所以制造成本较低，(3)宽广的视角。所以预期这种液晶可用在大萤幕与高显示容量的显示器中。

实际使用铁电性液晶时，达到高对比是限重要的，然而这是很难达到的。这是因为，例如，向列C相的锯齿形缺陷，因其山型结构而使有效锥角降低，记忆性不足等。已有人提出各种方法来到高对比，例子包括：使用倾斜的蒸镀膜作为对齐层(alignment layer)，使用高预倾角(pretilt)的对齐层的C1均匀方法，以AC电场处理或使用萘为架构的化合物而得到书架似的结构，以及使用负介电异向的材料。在上述方法中，使用了一种具有负介电异向性(Δ_ε)材料的一种方法取决于这样一种现象，即当高频电场垂直加到电极基板时，具有负Δ_ε的液晶分子会平行于电极基板地对齐排列。此一现象称为AC稳定化效应。

Surguy[P.W.H.Surguy等人，铁电学，122,63(1991)]另提出通过使用负介电异向液晶材料的方法，其已广为接受为可成功得到高对比的方法，如P.w.Ross,Procc.SID,217,(1992)所述。

具有负介电异向性的材料亦具有所谓T-V特性，即切换所需脉冲宽度(T)随电压(V)升高会显现最小值(T-Vmin)。Surguy等人报导了一种应用此特性的驱动系统，于此驱动系统中，于|Vs-Vd|电压进行驱动，而非|Vs+Vd|或|Vd|。

系统的驱动电压由材料的(T-Vmin)特性决定。根据Surguy等人，Vmin如下定义：

Vmin=Emin*d=Ps*d/√3*ε₀*Δ_ε*Sin²θ.

上式中，Emin指电场的最小强度，d表示液晶格间距，Ps表示自发极化；Δ_ε表示介电异向性，θ表示液晶材料的倾角。