本发明专利技术涉及向列型液晶组合物和双稳态向列型液晶显示器。本发明专利技术提供适用于双稳态向列型液晶显示器的向列型液晶组合物。具有宽向列相温度范围和操作温度范围的双稳态向列型液晶显示器可以通过使用向列型液晶组合物获得，该向列型液晶组合物包含至少２０ｗｔ％的具有极性基团的特定液晶化合物（Ａ）和５－５０ｗｔ％的不具有极性基团的特定液晶化合物，以及在该化合物（Ａ）中包含至少３ｗｔ％的具有嘧啶环的特定液晶化合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可以适合应用于双稳态向列型液晶显示器的向 列型液晶组合物和使用该组合物的双稳态向列型液晶显示器。
技术介绍
液晶显示器(LCD)日益用于各种显示器应用，因为它们是 薄、轻质的并且具有低功耗。此类LCD具有其中液晶组合物封 闭在两个基板之间的结构，所述基板的至少之一是透明的。所 述基板在它们的内面(相互面对的表面)上设置有电极层以对该 液晶组合物施加电场并设置有配向膜，在该配向膜中，进行使 该液晶取向的取向处理。这种取向处理用来同时使在该配向膜 上的液晶组合物排列和锚定。通过在该两个基板的电极之间施加超过Freedericksz转变 电压的电场，液晶组合物的取向在该电场作用下改变。由于液 晶组合物的双折射率，这些取向变化改变显示器的光学性质， 此外，通过使用偏振片，它发挥显示设备的功能。此类LCD(称作传统LCD)具有以下特性(1) 当在显示信息后关掉外电场时，该显示信息也消失；(2) 配向膜用来使液晶分子相对于该配向膜平行排列并且 对于该液晶分子具有极强的锚定力。由此，即使当施加电场时， 在该配向膜附近的液晶分子基本上维持它们相对于该配向膜的 平行取向，而不会相对于电场方向再耳又向；和(3) 当关掉该电场时，恢复到在电场施加之前的状态。 已经作出了大量工作以通过优化包括温度范围、粘度、弹性、双折射率、介电各向异性、Freedericksz转变电压等的物理性能来改进传统LCD的液晶组合物的性能。釆用单一化合物几 乎不可能优化上述特性，因此要求组合多种化合物的混合物(参 见Handbook of Liquid crystals, Wiley-VCH Weinheim(1998))。另外，对于这些传统LCD,相对于配向层的液晶分子的锚 定力无须严格地限定，所有要求的是该锚定是"强烈的"，换言 之，其大于给定的^J艮值(Lz〈15nm, Lz在下面进^f亍限定)。在 获得配向膜中的强锚定中，已经对这种问题进行了研究，数种 已知的配向层材料用来提供强锚定(参见Liquid Crystals-Applications and Uses, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Singapore(1990))。近年来，已经对称作"双稳态"向列型显示器的新一代向 列型显示器进行了研究。在这些显示器中，该液晶分子在没有 任何外加电压下具有两种稳定的织构(texture)。仅在这两种取 向状态之间切换所必需的时间内施加电压。因此为了维持显示， 无需保持施加电压。由于其操作原理，这类显示器消耗与图像 改变的数目成正比的能量。因此，随着图像改变的频率下降， 该显示器操作所必要的功率趋向于零。因此这类显示器可能对 其中要求低功耗的移动设备是极其有效的。已经提出了两种双稳态显示器，其中通过在基板上的取向 膜稳定该稳定状态。 一种显示器使用使分子按两个方向取向的 取向膜，即双稳态取向膜，另一种显示器使用更简单的取向膜， 该取向膜仅按一个方向取向，即单稳态取向膜。这些显示器的 两个稳定状态之间的转换通过中断分子至少在 一 个取向膜上的 锚定来达到施加的场使该分子按其中该表面转矩是零且能量 最大的方向置于该表面上。在除去该场后，与该薄靠近的分子 恢复稳定的取向，驱使在本体中的分子到 一 种或其它稳定状态。由ZBD Displays Ltd.(G. P. Bryan國Brown等人，Nature,9399,338(1999))开发的显示设备使用双稳态取向膜靠近该膜， 在一种稳定状态下，分子几乎平行于该板取向；在另一种稳定 状态下，该分子几乎与该板垂直。Orsay Solid State Physics Laboratory提出了两种使用双稳态取向表面的双稳态向列型显 示器，该取向表面按两种倾斜状态使分子取向其中切换使用 挠曲电效应的法国专利申请公布2663770，和使用电手性效应的 法国专利申请公布2657699。已经开发了使用单稳态取向膜和采用锚定中断(anchoring breaking)进行切换的两种双稳态向列型显示器法国Nemoptic Ltd.的双稳态向列型(BiNem )显示器(法国专利申请公布 2740893禾口2740894,禾口美国专利6,327,017)禾口意大利LICET Ltd. 开发的SBiND显示器(欧洲专利申请公布0773468、美国专利 5，995，173和曰本未审专利申请公布H09-274205)。Nemoptic Ltd.的BiNem 双稳态显示器的转换原理概略地 示于图l中。它使用两种织构， 一种织构是其中液晶分子彼此大 致平行(± 20。)的均匀或略微扭曲的织构To和另一种与该第一种 相差180°±20。的扭曲的织构丁18。。该向列型采用自发节距po手 性化，该节距经选择接近面板厚度的四倍以使该两种织构的能 量均衡化。在没有电压的情况下，这两种状态在能量方面变成 最小值。在高压存在下，在基板中的至少之一上(具体来说，在 该基板上的配向膜上)中断分子的锚定并达到液晶分子的几乎 同型(homeotropic)的取向(H)。这种取向状态是过渡状态(H), 并且可以转换到该两种稳定状态(To， 丁180)中的任一状态。緩慢 地切断电压可以通过靠近该两个表面的分子之间的弹性耦合导 致改变到状态T。，并且迅速切断该电压将通过流体动力学耦合 导致状态T180。通过锚定中断切换的双稳态显示器要求液晶混合物和取向膜的特定性能 ，1) 在至少一个配向膜上的锚定必须是弱的以使通过施加场 的中断(breaking)与向列型混合物的不同化合物的驱动电子和 电化学性能相容。2) 由于通过锚定来稳定处于稳定状态的液晶织构，因此在 该膜上的锚定不可以太弱。为了维持该织构，锚定转矩必须比 由处于稳定状态的本体织构施加在该表面上的弹性转矩高。3) 混合物的不同化合物的电化学稳定性必须高于传统LCD 的电化学稳定性。实际上，在传统LCD中，施加的电压仅使本性维持的织构变形的最小电压)的两或三倍。考虑到织构稳定性 的条件，该锚定的中断需要几乎是该Freedericksz转变电压十倍 的电压。4) 混合物的粘度和弹性常数决定显示器的光学响应时间。 在通过流体动力学耦合选择状态的情况下，这两种参数对于切 换也是基本的。5) 与传统L C D显示器中相比，必须获得高的光学折射率各 向异性(0.14-0.20)以达到相对于面板厚度的良好的对比度。对 于使用锚定中断的具有给定混合物和给定锚定的双稳态显示 器，中断该锚定的电压与厚度成正比为了降低该电压，小的 厚度是必需的。6) 该温度范围必须比目标操作范围宽。实际上，在液晶混 合物的整个向列型范围中通常不满足刚刚列出的整套性能范 围(ATn)由TV"向列型-各向同性转变温度)和Tx，n(从更有序的 液晶相或玻璃体或结晶固相朝向列相的转变温度)限制。为了获 得所有这些性能，在技术上可接受的温度范围(以室温为中心的 50。-80。)中，该混合物必须具有比该操作温度范围宽的向列型温度范围ATV。对于表面上的液晶分子的锚定和锚定中断概念是高技术性 的，并且它们可以被定义。通过表面将液晶分子取向称作锚定。 锚定的来源是液晶化合物和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种向列型液晶组合物，其包含： ａ）至少２０ｗｔ％的选自由通式ＡⅠ－ＡⅥ表示的化合物组Ａ的一种或多种化合物和至少３ｗｔ％的由通式ＡⅥ表示的化合物： ＊＊＊ 其中： Ｒ↑［１］是具有２－７个碳原子的烷基或链烯基，此外，其中存在于该烷基或链烯基中的一个或多个亚甲基可以各自独立地被－Ｏ－、－ＣＯＯ－或－ＯＣＯ－取代，其中Ｏ原子彼此不直接连接， Ｘ↑［１］是氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基或二氟甲氧基（－ＯＣＨＦ↓［２］）， Ｚ↑［１］和Ｚ↑［２］各自彼此独立地是－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－、－Ｃ≡Ｃ－或单键， Ｚ↑［３］和Ｚ↑［４］各自彼此独立地是－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－或单键， Ｚ↑［５］是－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－或单键， Ｙ↑［１］－Ｙ↑［６］各自彼此独立地是氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基或三氟甲氧基， 环Ｔ↑［１］是１，４－亚苯基或１，４－亚环己基，其中在这些基团之中１，４－亚苯基可以是未取代的或可以具有氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基中的一种或多种作为取代基， ｍ是０或１，和 ｐ和ｑ是０或１，条件是ｐ＋ｑ是０或１； ｂ）５－５０ｗｔ％的选自由通式ＢⅠ－ＢⅪ表示的化合物组Ｂ的一种或多种化合物： ＊＊＊ 其中： Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］各自彼此独立地是具有１－７个碳原子的烷基或具有２－７个碳原子的链烯基，此外，其中存在于该烷基或链烯基中的一个或多个亚甲基可以各自独立地被－Ｏ－、－ＣＯＯ－或－ＯＣＯ－取代，其中Ｏ原子彼此不直接连接， Ｚ↑［６］是－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－、－Ｃ≡Ｃ－或单键， Ｚ↑［７］是－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－或单键， Ｚ↑［８］是－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＯＯ...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：中田秀俊，栗山毅，竹内清文，高津晴义，丹尼尔斯托尼斯卡，卢克法戈特，桑德里尼拉马克，
申请(专利权)人：DIC株式会社，内莫普蒂公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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