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制造技术

一种向列型液晶组合物，其包括一种由下面的化学式１表示的向列型液晶，　　　　化学分子式１　　　　＊＊＊　　　　其中：Ｒ为Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］Ｏ，Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］或Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ－１］，ｎ为１－１５中的整数；Ｒ↓［１］为Ｈ或Ｆ；Ｌ为０－２中的整数；Ａ为单键，－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－，－ＣＯＯ－，－Ｃ＝Ｃ－，或－Ｃ≡Ｃ－；Ｘ为Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，或Ｂｒ；Ｙ为Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，或Ｂｒ；并且，Ｘ和Ｚ中至少一个为Ｆ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术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。相关技术的描述液晶显示器(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1Vth=πKϵ0Δϵ]]>其中Vth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1τon∝γd2ϵ0Δϵ(V2-Vth2)]]>关系式2τoff∝(dπ)2γ1Keff]]>其中，γ是转动粘度，d是晶格间距，ε0是介电常数，Δε是介电各向异性(Δε＝ε‖-ε⊥)，V是驱动电压，Vth是弗雷德里克转变阈值电压，Keff是有效弹性常数。从上述关系式中可以看出，通过降低液晶组合物的转动粘度或提高其弹性常数，可缩短其响应时间。然而，如果降低转动粘度以改善响应时间，则液晶的弹性常数和各向同性相变温度(TNI)也将随之下降。并且，如果弹性系数增加，则阈值电压(Vth)和转动粘度将趋于增大。因此，为改善响应时间，这两个性能间的平衡关系必须减少到最小。对于大多数目前已公布或已投放市场的液晶显示器来说，其响应时间超过25ms，这就不能满足处理动画的需要(约17ms，根据一副画面)。并且，在实际应用中响应时间应小于10ms。虽然消费者现在还并不要求这么短的响应时间，但是，随着LCD-TV市场的成长和出于LCDs对PDPs及有机EL显示器的竞争中取胜的需要，这应该获得成功。然后，要想只通过提高液晶性能以获得小于10ms的响应时间，是十分困难的。因此，在对液晶性能进行改善的同时，也需对设备本身进行改善。在这方面，最实际、有效的途径是减小显示板中晶格的间距，以及开发适合上述显示板的液晶。当减小晶格间距时，考虑到视角、亮度或光的Δnd，应该增加液晶的折射率各向异性。一般说，如果液晶的折射率各向异性增加，则转动粘度、弹性常数和介电各向异性也将随之增加。也就是说，与响应时间减小有关的因素是相互影响的。因此，有必要开发一种平衡关系更小的、新的向列型液晶。TFT液晶电视的市场预计将增长。对于TFT液晶显示器来说，要在电视机市场获得份额并进行扩展，动画的清晰度、高亮度和高速响应性能是非常重要的因素。而要想获得高亮度和防止液晶的老化，并考虑到因背面光的管电流(tube current)等引起的温度增加，则液晶的相变温度应维持在更高水平。为了获得高速响应性，可减小转动粘度或者减小晶格间距，从而提高液晶的折射率。TN(扭曲向列)液晶显示器一直在显示器领域扩大市场，也正在扩展到笔记本PCs、TV显示器和小到中等的家用产品的领域。随着LCD-TV市场的成熟与发展，高亮度和高速响应性正日趋成为非常重要的因素。对于高亮度来说，考虑到因背面光的管电流等引起的温度增高，则液晶的相变温度应维持在更高水平。TN，IPS(CE)和VA模式被认为可能应用于TV产品。虽然IPS(CE)和VA模式具有宽视角，但响应时间太慢而不适于处理动画。虽然TN模式具有窄视角，就其性能和生产率来说，如果视角特性通过补偿膜而改善、以及响应时间得到改善，则其将会是最胜任的TV模式。然而，当前市场上可供的TN液晶的相变温度低，约为80℃。为了解决这些问题，必须满足下列条件。第一，液晶的粘度应降低至20-25mm2/s以便改善响应时间。第二，介电各向异性(Δε)应增至10-15(35℃，1kHz)以减小驱动电压。第三，向列相应保持在宽温度范围内，尤其是在-30至80℃的温度范围内。第四，双折射指数(Δn)应等于或大于0.20(25℃)。如上所述，许多LCD产品可以以TN，IPS和VA模式制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘柄燮，尹容国，徐奉成，金奉熙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：