TWI225952B

TWI225952B - Tristable liquid crystal display device

Info

Publication number: TWI225952B
Application number: TW088111379A
Authority: TW
Inventors: Takashi Amano; Michael Patrick Keyes; Steven Jay Martin; Marc Dudley Radcliffe; Patricia Marie Savu Savu
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2005-01-01
Also published as: EP1119595A1; DE69914210T2; US6084649A; JP2002522623A; CN1312847A; EP1119595B1; AU2687699A; KR20010072374A; DE69914210D1; WO2000009628A1

Description

1225952 A7 B7 五、發明説明（〗）發明範疇本發明有關一種液晶顯示裝置及一種驅動該等裝置之方法。發明背景已發現採用液晶之裝置具有各式各樣之電光學應用，尤其是需要小型化、具有能源效率、而由電壓控制之光閥，例如，錶及計算機，及攜帶式電腦及小型電視中所使用之平板顯示器。液晶顯示器具有數種獨特之特性，包括低操作電壓及低操作能源，使其成為目前非放射性電光學顯示器中最有前景之選擇。液晶技藝界目前之進步係為在具有微秒切換及雙穩性操作之裝置中採用傾斜對掌性近晶型液晶，其中一種稱為鐵電性液晶。鐵電性液晶係由r· B· Meyer等人所發現 (J.Physique技，1-69 (1975))。使用"表面安定化鐵電液晶 "(SSFLC )之高速光學切換現象係為n. A. Clark等人於鐵電性液晶所發現（Appl· Phys. Lett. 36_y 899及美國專利第 4,367,924 號）。已發展出許多新穎之鐵電性液晶，並已徹底試驗其切換特性。雖然採用此等材料之裝置具有高響應速度及寬幅視角，但發展SSFLC仍存在著許多問題。此等問題包括臨界特性不足、對比無法令人滿意（因山形缺陷所致）、及難以控制排列所致之雙穩性不足。近來，已發展一種反鐵電性液晶（AFLC )，另一類傾斜對掌性近晶型液晶。反鐵電性液晶除了鐵電性液晶裝置 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、·! 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 1225952 五、發明説明（2 ) 中所使用之傾斜對掌性近晶型c相（Sc*相）之外可掌性近晶型(^相（SCA*相）中切換。採用反鐵電性液晶之裝置係*chandani等人所描述（日本應用物理學期利22(5)，L729_732(1988))。此等裝置中所使用之反鐵電性液晶具有三種穩定狀態··兩個係施加電 %下炙穩足狀態，而第三個係為不施加電場下之反鐵電性狀態。反鐵電性液晶之特徵係具有明確之臨界值及雙重遲滯，使得任一驅動狀態產生記憶效應。反鐵電性液晶可輕易切換，而提供幾乎不具有缺陷而可回愎排列之裝置。於AFLC裝置中，在不施加電場下，AFLC組合物具有包括4 ^近日日型層之層狀結構，每一層之分子皆傾斜於與鄰層相反之方向，使得液晶組合物不具有淨偏光。該交替分子定向子亦產生與近晶型層垂直層平行之均勻光軸。當置於一對交叉之偏光板之間，使偏光板之一偏光軸與該組合物之均勻光軸排列時，該裝置具有黑暗狀態。當施加電場時，液晶轉向使得該電場與該自發偏光排列，視該電場之極性，而產生兩明亮狀態中之一。亦於扭轉鐵電性及變形螺旋裝置觀察三穩態切換性質。經濟部中央標準局員工消費合作社印製雖然先前技藝之AFLC裝置已提供三穩態切換，但技藝界仍需要一種可提供三穩態切換、階度顯示（灰階）、臨界值控制、遲滯控制、及快速響應時間而可同時使用於小型及大型顯示器中之液晶顯示裝置。此外，技藝界仍需要一種克服先前技藝對於偏光、臨界電壓控制、及對比 -5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952

經濟部中央標隼局員工消費合作社印製之限制的液晶顯示裝置。發明總^ 士簡言之，於一態樣中，本發明提供一種三穩態液晶顯示裝置，其包括（a)第一及第二片相對之基板，至少一片上具有排列塗層，而每一片皆具有至少一電極，以界定一或多個像素，·（b)傾斜或被謗發傾斜之近晶型液晶組合物，位於該基板之間；（c ) 一對正交放置之偏光板，各具有一偏光軸，一偏光軸係與液晶組合物傾斜近晶型或被謗導傾斜近晶型中間相之零電場光軸排列；其中該基板係放置成提供液晶組合物之排列，該組合物包含（丨）至少一種對掌性液晶化合物；及（Η)至少一種下式所示之非對掌性液晶化合物：R-M-N-(P)a.〇CH2Rf (I) 其中Μ、N及P係個別選自芳族、雜芳族、脂環族、雜脂環族、經取代芳族、經取代雜芳族、經取代脂環族、及經取代雜脂環族環，該個別環係稠合或非稠合，而該等環係藉由共價鍵結或有機連接基而彼此連接；R係為燒基、晞基、燒氧基、或燒氧伸燒基；a係為整數〇或丨；而 Rf係為全氟酸基；其中該液晶組合物具有三穩態切換。 Μ、N、及P以個別選自以下基團為佳 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) π 1225952 A7 B7 五、發明説明（4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 A7 B7 五、發明説明（5 其中一或多個環氫原子可被氟原子置換；R具有約4至約 1 2個碳原子；而心可由通式（CxF2x〇)zCyF2…表示，其中就 (CJ^O)而言，X個別係為！至約1〇之整數，丫係為1至約 10之整數，而z係為1至約4之整數（以整數2或3更佳）。 Rf以具有約5至約1 6個碳原子為佳。已發現前述式I之非對掌性液晶化合物意外地具有潛在之二穩態切換性質。換言之，該非對掌性化合物本身不具有此種性質，但當與對掌性成分結合時，則發現此種性質。即使當該對掌性成分本身不具有該種性質，而即使使用極少量之對掌性成分，仍可藉著該非對掌性成分誘發三穩態切換性質。本發明裝置所使用之液晶組合物意外地通常亦具有低臨界電壓。本發明液晶顯7F裝置可提供三穩態切換、階度顯示（灰階）、臨界值控制、遲滯控制、及快速響應時間。該裝置可或為被動陣列或主動陣列裝置，而同時可使用於小型或大型顯示器。此外，相對於先前技藝裝置，本發明裝置具有改良之偏光特性、改良之臨界電壓控制、及之對比。於另一態樣中，本發明亦提供一種驅動三穩態液晶顯示裝置之方法，其包括於包含前述液晶組合物之本發明液晶顯不裝置上施加電壓之步驟，該電壓足以使該液晶組合物之零電場光軸自零電場狀態（例如反鐵電性狀態向鐵电性狀怨，而於I亥零電場光轴中產生淨傾斜。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐）請先閲讀背面之注意事項 I· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1225952 發明説明（6 ) 圖式簡單在參考以下描述、φ ^土直甲叫專利範圍、及附圖之後，可對本發明之此等及並 ^ 八争色、®樣、及優點有更充分之睁解，其中： <τ' 圖1係顯不本發明访曰顧— 贫月硬日日顯不裝置之一具體實例的剖面圖。圖2係顯示本發明1古、个赞力具有正值記憶儲備之液晶裝置之一且體實例的電光響應（雙重遲滯）。 ^ 圖3係顯示本發明具有負值記憶儲備之液晶裝置之一具體貫例的電光響應（雙重遲滯）。此等圖型係為理想圖型，未按比例描繪，僅供說明而限制。發明之詳細說明參照圖1，本發明三穩態液晶顯示裝置之具體實例1包括兩片相對之基板2及2，，其中至少一片透光。該相對表面（彼此面對之内表面）具有導電性電極3及3，，其中至少一者係透明，放置之結構係產生所需之像素圖樣。經濟部中央標準局員工消費合作社印製基板2及2,可包括技藝界已知用以作為液晶顯示裝置之基板的任一材料，例如玻璃或塑料。電極3及3，可為任何導電性材料，例如氧化銦錫（ΙΤ〇 )，而可藉任何技藝界已知之方法施加於基板表面。因此，該基板可塗佈Sll〇2、 In〇3或ITO薄膜，以形成之電極3及3，。基板2及2，及該電極具有排列塗層4及4 ·，可包括任何技藝界可使用之已知排列組合物。該兩塗層可相同或相 -9- ____—-— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 1225952 A7 B7 五、發明説明（異。適於製備排列塗層之材料包括聚乙烯醇、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、聚酯、聚醯胺、聚酯_醯亞胺、聚對二甲苯、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮乙醛、聚氯乙婦、聚苯乙烯、聚矽氧烷、纖維素樹脂、三聚氰醯胺樹脂、脲樹脂、丙烯酸樹脂等，及其混合物。該排列塗層4及4，之表面可進行所需之預定（單軸）排列處理，例如使用纖維材料諸如天我I絨、布、或紙摩擦該表面。基板2及2 ’可進行不同之排列處理，以適當地控制排列狀態，尤其是原始排列狀態。例如，一基板可具有經摩檫處理 < 排列塗層，而另一基板可具有未進行摩擦處理及/或包括異於經摩擦處理之排列塗層之組合物的排列塗層。本發明液晶裝置以具有至少一層厚度足以使該裝置之三穩態切換性質最佳化之排列塗層為佳。該塗層以具有由約5 0至約5000埃之厚度為佳，由約5 〇至約2500埃更佳，以於見幅溫度範圍内提供良好之驅動特性、高可信度、及驅動穩定性。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 泉

較佳狀況係本發明裝置之一排列塗層包括聚醯亞胺或聚醯胺（例如耐綸）薄膜。該膜通常可藉著施加聚醯胺酸（聚醯亞胺先質）或聚醯胺溶液於該基板表面上，所施加之塗層經加熱，之後使形成之之排列塗層進行摩擦處理而製備。若需要，則本發明裝置可使用排列處理諸如例如EP 755993 (Canon)及美國專利第 5,377,033 號（Radcliffe)所描述。本發明裝置可視情況另外包括絕緣層（未示於圖1 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 A7 ______B7 五、發明説明（8 ) 中）。具有該排列塗層4及4 ’之基板2及2，係由間隔物5分隔於固定距離（"單元間隙”），使容裝於該基板間所形成之命間中的液晶組合物6沿該排列塗層排列❶該單元間隙通^ 係高達約1 0微米，以約0.5至約5微米為佳，以使該裳置具有三穩態切換。於基板2及2,之外表面上裝置正交之偏光板7及7，，各具有一偏光（或透光）軸。該偏光板可為技藝界已知可用於液晶顯示裝置中之任何設計及材料。偏光板中之一之偏光軸係與液晶組合物6之傾斜或被謗發傾斜近晶型中間相之零電場光軸排列。經濟部中央樣準局員工消費合作社印裳適於作為偏光添加劑（本發明裝置使用之液晶組合物的成分（i))之對掌性液晶化合物係同時包括氟化及非氟化對掌性化合物（以經氟化為佳）。該化合物通常包含兩個末端邵分及連接該末端部分之中心核心。任一末端部分（或兩者）可經氟化及/或可含有對掌性部分。該化合物之中心核心一般包括至少一或兩個環，個別選自芳族、雜芳族、脂環族、雜脂環族、經取代芳族、經取代雜芳族、經取代脂環族、及經取代雜脂環族環，該等環係藉由共價鍵結或有機連接基而彼此連接。適當之非氣化偏光添加劑（具有兩個末端部分之對掌性化合物，任一者皆非氟化學末端部分）係為技藝界已知，而例如由 H. Nohira，S· Nakamura，及 M· Kamei 描述於”具有經氟1化框架之鐵電性液晶之合成及中間形態性質，·， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公楚） 1225952 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 )

Mol. Cryst. Liq. Cryst. 180Β· 379-388 (1990) ; D. Dijon 之 1 晶中之鐵電性液晶顯示器：應用及用途，第1冊，Birenda Bahadur，ed·，第 330-333 頁，World Scientific Publishing Ltd·，New Jersey (1990);及 S· Arakawa，K. Nito，及 J. Seto 之’'含ll鐵電性液晶之合成”，Mol. Cryst. Liq. Cryst. 204, 15-25 (1991)。適當之氟化偏光添加劑（具有兩末端之對掌性化合物，任一者（或兩者）係為氟化學末端部分）亦為技藝界已知。可使用之該類添加劑係為含氟之液晶化合物（包括氟碳化物末端；對掌性烴或烴醚末端部分；及連接該末端部分之中心核心）係描述於美國專利第4,886,619號（Janulis)、第 5,254,747 號（Janulis)及第 5,399,701 號（Janulis)。其他可使用之類型係為含氟之液晶化合物（包括氟醚末端部分；對掌性烴或烴醚末端部分；及連接該末端部分之中心核心）係描述於美國專利第5,474,705號及第5,399,291號 (Janulis )中。另一類可使用之氟化偏光添加劑係為含氟之液晶化合物 (包括一對掌性氟化學末端部分，選擇性地含有至少一個側鏈醚氧原子；對掌性或非對掌性烴或烴醚末端部分；及連接該末端部分之中心核心）係描述於美國專利第 5,474,705 號及第 5,702,637 號中，及於 USSN 08/965348 (1997 年 11 月 6 曰申請）及 USSN 08/998400 ( 1997 年 1 2 月 2 4日申請）。該化合物之對掌性氟化學末端部分以由下式表示為佳 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 A7 B7 五、發明説明（10 ) -D-R*-D-Rf· ⑴）其中R*係為環狀或非環狀對掌性部分全氟烷基、氟醚、或全氟醚· f係為亂烷基王鼠醚，而D個別選自共價鍵結、 ~C (=0) **0~CcH-'r- -o-r u 八一，〇 GH:·。_〇-(〇=) 〇CrH，「，《一 -CH=CH-, -C(=〇卜， “，^ , 一CHCsH2S0*KCr，H，r.一一c Η 〜u 一、,“Η:·广，》K：sH2s〇\Cr.H〜、_〇一，_s_. -〇S0:_, -S02-, -SO:-crH2f

CpH^p+i -CfH2r-N-C (=0) -, -CH=N-, ---------^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製及其組合物’纟中—或多個氫原子可選擇性地由氣置換i而其中Π，係個別為〇至約20之整數，就（CsH2s〇) S個別係為1至約1 0之整數，t係為1至約ό之整數，而ρ係為0至約4之整數。该化合物之一較佳副群係具有下式者： R-M-N-(P)a-D^R*-D-Rf!, (in) =中Μ、ND個別選自芳族、雜芳族、脂環族、雜脂環狹、經取代芳族、經取代雜芳族、經取代脂環族、及經取代雜脂環族環，個別環係稠合或非稠合，該等環係藉由共價鍵結或有機連接基而彼此連接；R係為烷基、烯基 ^氧基、或烷氧基伸烷基；D及R*係如前文式11所定義；a係為0或丨之整數；而R/f係為全氟醚基。 M、N、及ρ以個別選自以下基團為佳 13-

訂-

-I II 1225952 A7 B7 五、發明説明（Ή

N.

---------^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

NIN

N 及

N——N

ν 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΝΛν^ I s N夕 N,

Ν,

〇

S

S Ν· Ν- 及 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1225952 A7 B7 五、發明説明（12 其中該壤氯原子中之一或多個可被氟原子所置換；尺具有約4至約I2個碳原子；而以，，可由通式（CxF2x〇)zCyF2川表不’其中就各（CxF2x〇)而言，X個別係為！至約丨〇之整數’ y係為1至約1 〇之整數，而z係為1至約4之整數（以2 或3之整數更佳）。該化合物之更佳副群可由式I V表示：

〇CH〇CHF*CH2〇CH2Rf v/^/OCH2Cr：OC：r4OC,F9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C4 F^OCaF^OCF^CHy CeH】 C7H,5〇

0CH：Cr>0C2r4O：4ra C,〇H： ^οοη?ορ2οογρ4οο,ρ9 CeHl7 其中一或多個環氫原子可被氟原子置換；而其中R及 Rf"係如前文式III所定義。作為偏光添加劑之較佳對掌性化合物係包括由下式所示者：

CSHP 〇x/As^OCH:CF;0 (CF:CF:0) ：cr3

0CH2CF20C?F40C2F5 -15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1225952 A7 B7 五、發明説明（13 ) ,0CH2(CP2)s0C2F40C4F9 CfiH,7* v^〇CHJ(Cr2)3〇(CF2)4〇c4F9 C6H17

,OCH2CF2-N F 0 y〇CH2(CF2)5〇c2F4〇C4F6 (C，4。) 2cf3 0\A/_cW(c，4〇)2cf3 %Η，—2〇Η(^·Η(^)»·ο」^0(：—4〇ζ：Α C7H，5"^0^^^〇^^〇CH2CF2〇C2F4〇C4F9 CflH，^^^^O^vA/OCH2CF2〇C2F,〇C4F9 雖然前文僅就每一化合物列示一個光學異構物，但R -或S -異構物皆可使用於本發明裝置之液晶組合物中。適於作為本發明裝置液晶組合物之成分（i i)的非對掌性液晶化合物係為前式I所表示之化合物。此等非對掌性液晶化合物具有潛在三穩態切換性質，可於添加一或多種對掌性偏光添加劑時表現出來。該化合物及其製備係描述於例如美國專利第5,262,082號（Janulis)、第5,437 812 號（Janulis)、第 5,474,705 號（Janulis)、第 5,482 650 穿 (Janulis)、及第 5,658,491 號（Kistner)中。較佳成分（i i)包含下式之化合物： C8h,7- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C〇H2dM(0)

•〇CH2(CxF2x°) zcyF2yM (V) 其中d係為約4至約1 2之整數；w係為0或1之整數·广尤各 (CxF2x〇 )而言，X個別係為1至約i 〇之整數；、 y你為1至約 6之整數；且z係為1至約4之整數。 -16- 本紙張尺度適用中國國家橾輋f CNS ) A4規格（210X297公煃 I225952 五、發明説明（ 14 較佳之非對掌性化合物包括：

»CH2CFjOC2F4OC4Fe •〇ch2c3f6oc4f9 〇CH2CF20(C2F,0)2CF3

CeH17

OCH2C9Fie〇C?F4OC4Fe \ f c8h17·

och2cf2oc4f0〇c4f9 c8h, 〇CH2C3F6〇C4F8OC4F9

och2cf2oc2f4〇c2f5

CeH17 'WQr 〇CH2C3F6〇C4FeOC4F9

-〇CH2C3F6〇C4Fa〇C4F9 CeH

-〇CH2CF2〇(c2F40)2CF3 麵濟部中夬榡準局員工消費合作社印製包含孩化合物之本發明裝置液晶組合物可具有潛在近晶 J性質。潛在近晶型液晶化合物係為本身不具有特定近口 1中間相，例如傾斜近晶型中間相，但與具有近晶型中間相之化合物或其他具有潛在近晶型中間相之化合物摻合時，可於適當之條件下發展或具有近晶型中間相。本發明含有前述液晶組合物之裝置可藉著被動陣列或主動陣列顯不器驅動。典型液晶顯示器係由例如兩偏光板：兩透明基板、用以界定像素之切換元件或電極、及用以疋址像素列及行之驅動器積體電路（η )所組成。該列及行可由導電性材料條構成。於被動陣列顯示器中，可藉著位在兩相對基板之内表面 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-17- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 1225952 A7 B7 五、發明説明（15 ) 上之透明導體材料例如氧化錮錫（ITO)列或行的交點而界定。切換或定址置於此等像素-矩陣元件之間的液晶組合物時，施加電荷於適當之列及行上，以政變液晶材料之取向（即由黑暗像素變成明亮像素）。被動陣列顯示器已描述於例如Peter J. Collings之液晶：物質之自然微妙相，第 100-103 頁，Princeton University Press，Princeton，N.J (1990) 及Peter J. Collings與M i c h a e 1 Hird之液晶化學及物理學導論，學 271-285 頁 ’ Taylor and Francis Ltd·, London (1997)。為了改善被動陣列顯示器之限制（諸如由驅動波型所致之串話），發展一種主動陣列顯示器。主動陣列顯示器一般具有位於玻璃基板上之薄膜電晶體（TFTs)或二極體陣列，其間接地定址各像素元件。該薄膜電晶體可包括非晶矽（a-Si)或多晶矽（p-Si)或可包括單晶半導體裝置諸如 CMOS (互補金屬氧化物半導體）以矽為底質之裝置。該薄膜電晶體使該顯示器中之像素元件彼此絕緣，而消除部分有效像素之問題。薄膜電晶體可簡單地視為一開關；選擇（連通）時，使電荷流通，而斷開時，作為防止或至少限制電荷流動之障壁。定址一薄膜電晶體列時，閘極線有效，而連通該”開關”，使電荷自該行流入該像素中，而設定該圖框周期中之影像。一旦定址一列，則該閘極線逆向偏壓（斷開該開關），以確定電荷無法自該行進入該像素元件中。因此，當定址該顯示器之其餘部分時，隔離該像素。主動陣列係描述於例如前述Collings及美國專 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 A7 B7 五、發明説明（16 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝利第 5,631，752 號（Tonaka)。本發明裝置所使用之如述液晶組合物具有優越之臨界電壓特性。臨界電壓係為當逐漸增加或減低電壓以使該裝置之透光度大幅改變時，需施加於一裝置，以達到特定百分比之透光度的電壓，例如自黑暗（接近零透光度）狀態至明亮（高百分比透光度）狀態，或相反。液晶組合物可使用臨界電壓值V1G (+)及V% (+)評估，其個別係為當增加電壓以產生由黑暗至明亮之透光度變化時，達到1〇百分比及90百分比透光度所需之電壓。臨界電壓值v,w (+)及 ν’9〇 (+)係為當降低電壓以產生由明亮至黑暗之透光度變化時，達到10百分比及90百分比透光度所需之電壓。如圖2及3所示，以電場Ε之函數評估液晶組合物經常比使用電壓函數更容易針對組合物之切換性質得到較不具有裝置相依性之評估。因此，可得到Ε】。（+)、I。（+)、 E’10 (+)及E’90 (+)值，其與Vl〇⑴等值之關係如下： v1〇(+)(伏特）/單元厚度（微米）= Eiq(+)(伏特/微米）本發明裝置所使用之液晶組合物以具有低於丨〇伏特/微米之臨界E1()值為佳，以低於5伏特/微米更佳，而低於1伏特/微米最佳。遲滯係為液晶組合物所擁有之特性，其中該組合物之實驗透光或透光度視施加電壓或電場係增加或降低而呈現不同值。若孩電壓或電場係於適當之範圍内猶環，則透光度之圖形成-閉合環。電場遲滯值Ehyst9。⑴係為e“+) 與E、〇 (+)值間之電場差值。 (請先閲^:面之注意事項再填寫本頁) 訂- • ί I 1- · -19- • I · · 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )八4^格（2丨〇><297公釐） 1225952 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（17 ) 本發明裝置所使用之許多液晶組合物皆具有遲滯。該組合物所具之遲滯特別適於三穩態切換顯示器。就具有相當向值遲滞之組合物而言（例如圖2所示），含有該組合物之裝置的透光度可因電壓之小值變化而大幅變化（尤其是隨溫度改變而變化），使得該組合物較不適於得到灰階。液晶組合物之記憶儲備（Μ)係由其遲滯及其臨界特性決定。遲滯愈大及該臨界特性愈陡峭，則記憶儲備通常愈大。該記憶儲備係對應於高遲滯液晶裝置所具之雙穩性。記憶儲備可如下計算： M = (E10 _ E，90)/(E90 - Ε10) 其中Ε1()係為當電場自〇伏特/微米增高時，液晶組合物具有ίο百分比透光度時之電場，而e9g係為當電場自〇伏特/微米增高時，液晶組合物具有9 0百分比透光度時之電 %，而E’9〇係為電場自其1〇〇百分比透光度之值降低時，液曰曰組合物具有9 〇百分比透光度時之電場。當電場係為〇伏特/微米時，透光度係為〇百分比，而當電場係為最大值時係為100百分比。當液晶組合物具有小值遲滯、相對平坦之電壓/透光度斜率、及低臨界電壓時，其記憶儲備接近q，如圖3所 π。當孩組合物不具有遲滯時，其記憶儲備係為_丨。具有負值記憶儲備之液晶組合物特別可使用於主動陣列/灰階裝置。當一組合物之電場/透光度曲線具有陡峭之斜率及/或當其遲滯值大時，其記憶儲備具有正值，如圖2所示。具有正值圮憶儲備之液晶組合物特別可用於被動陣 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) b Γ 1225952 A7 B7 五、發明説明（18 ) 列三穩態裝置。特別令人感興趣的是液晶裝置中之” V型’’三穩態切換。此意指無臨界、無遲滯之切換，例如S. Inui等人於j. Mater· Chem.色(4)，671-673 (1996)中所述，建議使用於主動陣列或薄膜電晶體裝置中。本發明裝置所使用之許多組合物具有極低之臨界值及低遲滯切換，而接近Inui所述之理想” V型”切換。然而’於具有自發性偏光之液晶組合物的被動定址中，低偏光混合物對於液晶裝置之實際操作具有重要性。偏光混合物愈高，偏光反向電場愈大，而該偏光反向電場可使之切換或部分切換回至組合物之原始定向子排列。此將導致對三穩態液晶裝置之被動陣列驅動具有決定性之三穩態的喪失。使用高偏光混合物之另一可能缺點係為其定向子排列係對應於非切換（次要）信號於驅動波型下部分切換。此種定向子之連續響應或波動，使三穩態液晶裝置之對比大幅降低。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明^置所使用之液晶組合物之傾斜近晶型或被謗導傾斜近晶型中間相之自發偏光值匕在該裝置之操作溫度範圍内可低於約100 nC/cm2。較高之自發偏光值需要施加較高電場以切換該裝置。於被動陣列裝置中，例如，該必要之較高電場可增加_話，而降低解析度。於主動陣列裝置中，薄膜電晶體（TFTs)於每-單位時間僅能操作有限量之電荷，使得較高之電場可能損壞該電晶體。可於 -21 - 1225952 A7 B7 五、發明説明（19) 高電場下操作之薄膜電晶體大幅增加該裝置之成本。液晶體積之偏光可藉著摻合一或多種對掌性液晶化八物 (偏光添加劑，其可具有於該裝置操作溫度範園内高達約 150至約250 nC/cm2之偏光值）與一或多種前述非對掌性夜晶化合物，以適當地調整該組合物之偏光而得到控制。使用於二穩怨液晶裝置中時’在該裝置之操作溫度範園内（以約30°C為佳），組合物之偏光以低於約1〇〇 nC/cm2為佳，低於約75 nC/cm2更佳，而低於約50 nC/cm2最佳。用以製備本發明裝置之液晶組合物的成分（i)相對於成分（i i)之比例係視該液晶裝置所需之操作特性而定，例如淨偏光、操作溫度範圍、臨界性質、響應時間、仰角、及對比。液晶組合物通常可含有約5至約5 0重量百分比或更高之偏光添加成分（成分（i))及由約95至約50重量百分比或較低之非對掌性成分（成分（i i ))。較佳範圍係反映該裝置所需之操作特性。經濟部中央標準局員工消費合作社印裝液晶顯示裝置最重要特性之一係為其響應時間，即，該裝置自斷開（黑暗）狀態切換至連通（明亮）狀態及回復至斷開（黑暗）狀態所需之時間。於鐵電性或反鐵電性裝置中，響應時間〇=nSin20/PsE)係與該裝置所容裝之液晶組合物的旋轉黏度（η )成比例，亦與該組合物傾斜或被誘導傾斜近晶型中間相之錐體仰角（Θ)的正弦平方成比例，與該組合物之偏光（Ps)及所施加之電場（Ε)成反比。因此，使用具有所需之低偏光的組合物，可藉著使用具有低黏度之組合物而得到快速響應時間。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（20 ) * 一裝置之液晶組合物係定向成使零電場光軸（薄層法線）平行於該裝置之交叉偏光板之一的偏光軸時，該裝置之透光度依循以透光通式，而於施加電場下產生三穩態切換結果：一心心 I = I〇 (sin2 (2Θ)) (sin2 (ττΔηά/λ)) > 其中平行偏光板之透光，Θ =液晶組合物之錐體仰角，△!!=液晶組合物之雙折射，d =裝置間隔（單元間隙），而λ=使用之光波長。當sin2 (26))&sin2 (；^nd/ λ) 同時係為最大值（每項皆等於丨）時，得到最大透光。因為第一項係於裝置中之液晶組合物具有4 5度錐體仰角時具有取大值，故技藝界極需要一種錐體仰角接近4 $度之液曰曰化合物（或可與其他液晶化合物混合，以形成錐體仰角接近4 5度之組合物）。本發明裝置之液晶組合物中所使用之氟化對掌性傾斜近晶型化合物在與其他液晶化合物捧合時，具有數種所需之性質，該化合物以具有氟化末端之化合物為佳，諸如例如美國專利第4,886,619號（Janulis)、第5,082,587號 (Janulis)、及第5,262,082號（janulis等人）所述之化合物。例如，本發明裝置之化合物與該較佳液晶化合物摻合時，顯示優越之相容性，當使用於本發明裝置中時，對於形成之混合物的傾斜近晶型或被謗導傾斜近晶型溫度範圍顯示正面之影響或最小之負面影響（即使使用高濃度），可控制薄層間隔，並提供具有快速電響應時間、低偏光、及低黏度之三穩態可切換混合物。 •23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（21 ) 液晶組合物傾斜近晶型或被謗導傾斜近晶型中間相包括在不施加電場下傾斜之液晶分子層。該近晶型A中間相一般不傾斜，但就本發明裝置所使之某些液晶化合物而言，可藉著施加電場而謗導傾斜，得到三穩態切換。於近晶型A相中具有三穩態切換之裝置具有電場/透光度曲線’其特徵為幾乎沒有或完全沒有遲滯，且沒有突然轉化° 以下實施例係進一步說明本發明之目的及優點，但此等實施例所列示之特定材料及用量，及其他條件和細節應不致對本發明構成不當之限制。於以下實施例中，任何溫度皆以攝氏度數表示，而任何份數及百分比皆以重量計，除非另有陳述。市售材料經熟習此技藝者所熟知之反應路徑進行化學變化。化學變化包括醯化、酯化、醚化、烷基化、及其組合，使用含氣及不含氣之反應物以&供先質化合物，其依序一起反應而產生本發明裝置所使用之液晶化合物。所製備供本發明裝置使用之化合物係藉其熔點及滞點而進行表徵鑑定’結構係使用至少一種以下分析方法確許層析；13C-、、及19F-NMR ;及紅外線光譜及質譜。實施例

實施例1 i 2 0及對照例A及B 根據以下方式製備液晶顯示裝置並進行評估·· 於一片具有預定圖樣氧化銦錫膜之玻璃板上，藉轉塗法施加耐綸-6,6於甲酸中之0.5重量百分比溶液，之後乾 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1225952 A7 B7 五、發明説明（22 ) 燥，摩擦形成之耐綸膜進行定向處理，以形成400埃厚之排列控制層。於另一片具有預定圖樣氧化銦錫膜之玻璃板上，轉塗施加聚矽氧烷諸如Techniglas™ GR65 1L之溶液，之後熱固化，以形成之200埃厚之排列控制層。於一玻璃板上放置兩間隔物（平均尺寸2微米），結合該板，以提供具有2.3微米單元間隙之空單元。根據前述方式製備數個空單元，於氮氛圍下，較組合物之澄淨點（各向同性變成近晶型相之溫度）高約攝氏5度下充填表1所列之液晶組合物。該液晶組合物置於單元開口，該單元置於室溫之爐中。該爐以真空泵抽真空並填回氮歷經數次。於氮氛圍下使爐溫跳高至較該澄淨點高5 度。該單元於此溫度下停留約1 5至3 0分鐘，足以藉毛細作用充填單元之時間，之後使用約3至4小時於爐中自然冷卻至室溫，視澄淨點溫度而定。使用棉塊拭除任何過量之液晶組合物，單元開口使用市售之5分鐘環氧樹脂密封。使用錮：錫焊劑於該氧化銦錫接觸片上黏上塗銀導線。每個單元皆置入具有開口之熱台上，以使光透射。熱台及單元置於透射型偏光顯微鏡之交叉偏光板之間。該顯微鏡裝置有Hamamatsu HC 124-01型光電倍增管（PMT)及放大器，以偵測透射光標準。該PMT放大器輸出係連接於Tektronix TDS 420型示波器。藉Wavetek 395型任意函數產生器產生三角形波型測試信號。來自產生器之信號經 Krone-Hite 7602型寬頻放大器放大。設定示波器以繪出透 -25- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（23 ) 光信號相對於該三角形波型測試信號之圖型。該單元加熱至較該液晶組合物之各向同性轉化點高約1〇度，於每分鐘0.5度下冷卻回至近晶型八相，不施加任何信號於該 XTT7 一早兀。旋轉顯微鏡台以排列液晶組合物之零電場光軸（近晶型層法、、泉）與父叉偏光板中之一。該單元冷卻至較該液晶組合=之傾斜近晶型相高數度。偵測傾斜相時，於該單元上她加二角形乜號。自近晶型A中間相至傾斜近晶型中間 4之相改又(丁c)係由透光信號變成非線性響應而偵測。於近曰曰型A中間相中，來自pMT之任何透光信號皆係因電臨床放尤、所致，產生播功能區域之線性透光響應。於傾斜近晶型或被誘導傾斜近晶型中間相中，該透光響應變成非、、泉性。於下表2所列之特定頻率及特定溫度下產生透光度對電壓之曲線。或者，使用D C拂掠測定某些透光/電壓圖。使用前述裝. 置。又足不波器以描繪電壓相對於時間之圖、及透光相對於時間义圖，而非透光相對於電壓之圖。取得以下數據=D C包壓標準碉至所需之電壓，而透光值係於丨〇秒至 1刀/鉍延遲 < 後測定，使液晶切換固定。該d c電壓係調 ^後續電壓標準，再次於切換固定之後記錄透光標準。 ' V 4壓至足以達到最大透光之正電壓，之後經由零電壓回至足以達到最大透光之負電壓，之後使DC電壓掃回零屯壓的拂知中重複此方法。使用此備擇方法試驗之測疋值係列不於表2中標為，•頻率"之攔的，· D C拂掠，，中。 -26- A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 五、發明説明（24 ) 使用Linkham ΤΗΜόΟΟ熱台及Zeiss偏光顯微鏡，於光學上觀察材料相變化，而評估該液晶組合物之轉化溫度。於冷卻時經由各向同性狀態（j)變成近晶型A中間相（Sa)及近晶型C中間相（Sc)所得之轉化溫度（)係列示於表3 中。液晶組合物之偏光基本上係如Miyasat0等人於日本應用物理學U，66丨G983)所述般地測定。電子響應心係於施加方型遠壓脈衝下由液晶裝置之位移電流所衍生。该電流於1 00兆赫頻寬示波器上觀測。發現在發性偏光（ps) 切換脈衝之後’充填介電質之電容器具有常見之指數衰 ’交。自電壓脈衝之升高邊緣至ps脈衝尖峰之時間视為丁eleetri。。旋轉黏度（近晶型黏度β )係如下計算：以1〇-3公斤/米•秒）==0·01 ·ρ8·Ε·τ…。心其中Ps、Ε及Teleetri。之單位個別係為nC/cm2、伏特/微米及微秒。混合物之之仰角φ視為分隔驅動狀態之消光點之角度的一半。此等測量之結果係列示於表3。 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 A7 B7 五、發明説明（25 ) 表1 · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製實施例 .¾¾號成分 f量 % 製備 1 •2 5 a.s. 5262032 賞施例16 9 8.8 U.S. 5482650 實施例65 C8Hir^^)-H^^)-〇CH2CF20(C2F40)2CF3 16.2 U.S. 5482650 實施例61 C,H·W<〇C，e 50 U.S. 5702637 實施例5 2 CeH,；-(^))—(^^-OC^CFjOC.F^OC.F. 25 U.S. 5262082 實施例16 CeHl7—^^^^—OCH2C9F,3〇C2F4〇C4F9 25 U.S. 5482650 實施例 50 U.S. 5702637 實施例5 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1225952 五、發明説明（26 ) 賞施例成分 % 製備 3 CeH,,-^)^-^^-0CH7CF?0C?F40C4Fe 25 U.S. 5262082 實施例16 CeHi7H^))M(^)~〇CH2C3F6OC4F9 8.8 U.S. 5482650 實施例65 CeH,T—(^y-〇CH2CF20(C2F40)2CF3 16.2 U.S. 5482650 實施例61 c，.H?,J^L^_〇-S^〇CW(CF?CW7Ci3 50 USSN 08/965348 實施例67 4 CeH,;-^))—^^-0CH?CF20C4Fe0C4F9 25 U.S. 5262082 實施例16 CeH,7~<^))—(^>-〇CH2CeFieOC?F,OC4Ffl 25 U.S. 5482650 實施例111 CeH)70-^^-~^^-O^X^OCH2CF2OC2F4OC4F9 50 U.S. 5702637 實施例10 · 5 C®H,7~"^0)™^^^^~0CH?C^20C^60C4F9 37.5 U.S. 5262082 實施例16 CeHl7~^^))~^^^~OCH?C9F ie0C?FJ°C-*F® 37.5 U.S. 5482650 實施例11丄〇βΗ,7ο>-^))-^^)-ο^Χ^ο〇Η2〇Ρ?〇ς?Ρ,〇ς4Ρ9 25 U.S. 5702637 實施例l〇 6 ^^)~ο〇ΗΓ〇Γ?οο,Γβ〇ς,Ρβ 12.5 U.S. 52620S2 實施例l6 -29- 請先閱讀背面之注意事項再 :· 旁訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952

A 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（27 ) |實施例' 编號成分 % 製備 CeH,7-^))H^)-〇CH2V，eOC，4OCA 12.5 U. S. 5482650 實施例111 CeH,;*H^)M^)^NxI^/〇CH,CF?OC2F4OC4F9 75 U. S. 5702637 實施例5 CeH17-^)]^^^-0CH2CF20C,Fe0C4F9 37.5 U. S. 5262082 實施例16 37.5 U. S. 5482650 實施例111 CeH,7-H^)H^^)M)>^/〇CH2CF2OC2F4OC4Fe 25 U.S. 5702637 實施例5 CeH,7-^))-^^^-0CH2CF20C4Fe0C4Fe 25 U.S. 5262082 ! 實施例16 CeH,7~~^^))^^^~OCH?CpF，a〇C2F<<OC*F9 25 U.S. 54S2650 實施例111 CeH,7-^^)H^>-〇vJ^/〇CH2C9Fie〇C?F4OC,Fe 50 U.S. 5702637 實施例13 9 c7h,sH^)-<^)--〇ch?cf2oc2f.oc2f5 75 U.S. 5482650 7Γ施例3 6 25 U.S. 5702637 實施例10 10 c8hwh(^)}--(^)--〇ch2C3F6oc4f6oc4f9 7 5 U.S. 5482650 實施例5 9 -30- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952

A 五、發明説明（28 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 t施例編號成分重量 % ηΐϋϊ 11 CeH,7C>--^))--^^M)x/L>v〇CH2CF2OC2F4〇C4Fe 25 U. S. 5702637 實施例10 CeH„~^))—^^~〇CH2CF;?OC4FtiOC4Fe 75 U.S. 5262082 實施例16 C…丄。—A 25 U.S. 5702637 實施例10 12 叫3W 知 9 75 U.S. 5482650 實施例60 25 U.S. 5702637 實施例10 13 75 U.S. 5262082 實施例16 CeH.yO-^^-^^^^^X^OC^CF.OCjF.OC.F, 25 U.S. 5*7 02637 實施例10 14 ceHir-^^)^~^^^~〇ch2c f2〇(C2f4〇)2cf3 75 U.S. 5482650 實施例61 CeHl70-^)-H^)--〇vJ^/0CH2CF20C2F,0C4Fe 25 U.S. 5702637 實施例l〇 15 CeHl7-<^))-^^--0CH2CF?0C4Fe0C4F9 37.5 U.S. 52620S2 實施例16 〇βΗ„-^))-Η^)-〇〇Η?ο?ριβοο2ρ,οο4Γ9 37.5 U.S. 5482650 ；實施例 -31 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 A7 B7 五發明説明（29) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

-32- 請先閱讀背面 i 事項再填本頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 A7 B7 五、發明説明（30 ) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製實施例成分重量 % 製備匕^0CH;cfV)C2wu 10 u. s. 5702637 實施例3 3 20 CeHl7H^))—^^H)CH2CF20C2F40C,Fe 6.3 U.S. 5262082 實施例16 C8Hi7~och2c3f6oc4f9 2.2 U.S. 5482650 實施例66 CeHl7-H^))M(^^-〇CH2CF20(C2F40)2CF3 4.0 U.S. 5482650 實施例61 12.5 U.S. 5702637 實施例5 75 USSN 08/965348 實施例81 ; 對照例 A c-〜七och?cf?oc?F4〇c，9 80 USSN 08/998.400 實施例1W Ce·^ ^^-〇-^3h6och?cf2o ( c2f4o ) 2cf3 20 U.S. 5658491 實施例3 鈐照例 B ceH,, 100 USSN 08/998400 實施例14 4 -33- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1225952 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（31 ) 實施例 ilt 溫度 (•C) e90 (V/μ) ^10 (V/μ) 遲滯， E9〇-E9〇# (V/ μ) 頻率記憶儲備 la 48 0.55 0.40 0.33 DC拂掠 1.2 lb AO .0.86 0.73 0.65 1 mHz 4.0 2 48 1.22 0.9 0.46 DC拂掠 0.4 4 3 33 1.2 0.98 0.19 DC拂掠 -0.14 4 38 1.7 0.9 1.5 ^ DC怫掠 0.88 5a 74 1.0 0.65 0.39 DC拂掠 0.11 5b 54 3.9 2.5 2.9 DC拂掠 1.1 6 54 0·5Ί 0·37 0.37 DC拂掠 0.85 7a 63 2.28 1.7 6 1.81 DC拂掠 2.5 7b 60 1.93 1.75 1.23 1 mHz 5.8 7c 40 3.73 3.07 2.19 1 mHz 2.3 8 Ί6 0.26 0.06 0.17 DC拂掠 -0.15 9 54 1.33 1.09 0.98 DC拂掠 3.1 10a 48 2.44 1.74 2.0 DC拂掠 1.9 10b 40 2.99 2.22 1.92 1 mHz 1.9 11a 63 1.81 1.65 0.4 DC拂掠 1.5 lib 54 3.13 2.86 1.16 DC拂掠 3.3 12 28 3.52 2.86 2.31 DC拂掠. 2.5 13a 60 3.20 .3.00 1.60 10 mHz 7.0 13b 50 4.3 3.6 1.80 1 mHz 1.5 14 55 0.8 0.7 0.5 1 mHz 4.0 15a .50 5.8 5.5 2.9 1 mHz 8.6 15b 30 6.4 5.1 2.6 1 mHz 1.0 16 30.0 18.20 16.45 10.23 0.1 Hz 4 . 83 17 41.2 1.94 1.60 1.88 1.0 Kz 4.5Q 18 60.6 1.33 1.08 0.89 0.01 Hz 2.50 19 56.2 3.65 2.81 2.19 0.1 Hz 1.60 20 25.0 3.98 1.40 0.17 1.0 Hz --0.93 對照例A .雙穩態對照例B 雙穗態表2中，對照例具有雙穩性，即，在不經由均勻黑暗狀態下於鐵電性狀態間切換。 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1225952 A7 B7 五、發明説明（32 ) 表3 · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

Sa變成Sc* 偏光，PS •實施例之轉化溫溫度踅子響應·，仰角编说度0：) (°C) (nC/cm2) "^el^ctric ( ) (度） 1 54 47 40.2 5.3 25.2 20 70.5 15.5 28.5 2 67 50 61.6 8 32.1 20 90.6 24.6 30.1 3 38 28 75.7 11.8 26.1 24 87.6 16.9 26.8 4 84 74 49.2 6.0 32.7 34 82.8 19 36.5 5 7 8 64 30.4 , 9.3 34.2 53 37.0， 12.7 35.4 6 64 21 130.2 15.0 31.0 51 85.8 6.2 28.6 69 60 . 27.3 9.2 31.6 49 · 35.8 12.6 33.7 8 83 67 34.0 8.5 32.1 49 · 50.0 15.2 33.7 9 56 43 25.3 7.2 24.3 17 37.8 19.5 26.1 10 Ί5 54 32.0 10.8 31.9 24 45.7 33.3 33.2 11 65 52 29.9 10.7 34.5 22 41.0 32.9 33.9 ·· 12 .. 74 47 33.1 18.9 36.6 27 40.2 40.9 36.5 13 65 55 26.1 S.5 30·· 3 45 31.7 13.3 33.0 14 59 49 2β. 6 8.0 -26.2 19 40.8 24.4 30.9 15 69 49 35.0 10.1 30.3 29 41.8 12.8 34.7 16 54.8 45.0 9.5 450 19.5 17 51.2 41.0 36.6 11.1 26.1 11.0 59.1 58.7 30.9 16 58.6 48.1 17.3 15.0 28.0 18.2 2Ί.8 44 .1 31.0 19 7 3.4 58.2 41.e 8.2 32.8 24.2 64.1 36.9 36.3 20 60.3 48.1 59.6 5.3 23.2 18.5 80.0 8.3 2b,Ί 對照例A 52.8 43.7 22.9 29.3 42.9 4 . 5 8.7 19.3 21.4 對照例B 59.5 50.2 19.5 25.3 42.2 5.8 9.9 22.6 24.6 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再_本頁) 訂' 夢丨 1225952 A7 ________B7 五、發明説明（33 ) 表2及3中之數據顯示充填有表1所述之液晶組合物的本發明裝置通常具有低於約1 〇伏特/微米之臨界Eig值及低於約100 nC/cm2之偏光（Ps)。因此，該液晶組合物具有有利於三穩態切換裝置之特性。實施例3、8及2〇具有介於〇及· 1之間的記憶儲備，特別適用於主動陣列裝置。所有其他實施例皆具有正值記憶儲備，而特別適用於被動陣列裝置。熟習此技藝者已知可於不偏離本發明範圍及精神下進行各種修飾及變化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 -36- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS >A4規格（21〇 X297公釐)

Claims

丨1379號專利申請案中文申請專利範圍替換本(92年3月) 六、申請專利範圍

1. 公告本彳4 …一示裝置了(a)第一及第一片相對之基板，至少一片上具有排列塗層，而每一片皆具有至少一電極，以界定一或多個像素；（b )傾斜或被謗發傾斜之近晶型液晶組合物，位於該基板之間；（C ) 一對正交放置之偏光板，各具有一偏光軸，一偏光軸係隨液晶組合物傾斜近晶型或被誘導傾斜近晶型中間相之零電場光軸排列；其中該基板係配置成提供液晶組合物之排列，該組合物包含（i)至少一種對掌性液晶化合物；及（i i)至少一種下式所示之非對掌性液晶化合物： R-M-N-(P)a-〇CH2Rf (!) 其中Μ、N、及P係個別選自以下基團

本紙張尺度適用中國圏家樣準(CNS> Α4规格(210X 297公釐) A8 B8 C8 D8 1225952 六、申請專利範圍

其中一或多個環氫原子可被氟原子置換；而該等環係藉由共價鍵結或有機連接基而彼此連接；R係為烷基、缔基、烷氧基、或烷氧伸烷基；a係為整數〇或1 ;而Rf 係為全氟醚基；其中該液晶組合物具有三穩態切換。 2·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該液晶組合物具有低於1 0伏特/微米之臨界電場值’以達到1 〇百分比透光 -2- 本纸張尺度適用中8 B家料(CNS) Α4^Ί(21ί>>< 297/>ίί) 1225952 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 (E1());而其中該液晶組合物於該裝置之操作溫度範圍内具有低於1〇〇 nC/cm2之偏光（Ps)。 3·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該液晶組合物具有 0至-1之記憶儲備（Μ)。 4·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該液晶組合物具有 V型切換。 5·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該R具有4至1 2個碳原子；而Rf具有5至16個碳原子而由通式 (CxF2x〇)zcyF2y+1表示，其中就（CxF2x〇)而言，X個別係為1至1 0之整數，y係為i至丨〇之整數，而z係為i至4 之整數。 6·如申請專利範圍第丨項之裝置，其中該非對掌性液晶化合物係由下式表示： %〜♦、{〇)

CH2(CxF 2x〇)rcyF2yt 其中d係為4至1 2之整數；w係為整數〇或i，•就（CxF2x〇) 而T，X個別係為1至丨〇之整數，y係為i至6之整數，而z係為丨至4之整數^ 如中請專利範圍第丨項之裝置，其中該非對掌性液晶化合物係由以下通式中之一：

CMjCFjOC^qc.F^ CeH, CeH,

CeH„

l CW(C?F‘〇)2Cf3 〇CH?Cp?,e〇C?F4OC4F9 -3^

A BCD 1225952 申請專利範i

C^H2y-^)y^(^y-0CH2C2F60C4ft0C4f9 C6H’rH^^^Q)^<)CH2C〜。(W)2CF3 8·如申請專利範圍第1項之裝置’其中該對掌性液晶化合物係為含氟之液晶化合物，包括一對掌性氟化學末端部分，選擇性地含有至少一個側鏈酸氧原子；一對掌性或非對掌性烴或烴醚末端部分；及一連接該末端部分之中心核心。 9·如申請專利範圍第8項之装置’其中該對掌性液晶化合物係由下式表示 R-M-N.(P)a-D-R*-D-RfM (HI) 其中Μ、N及P個別選自芳族、雜芳族、脂環族、雜脂環族、經取代芳族、經取代雜芳族、經取代脂環族、及經取代雜脂環族環，個別環係稠合或非稠合，該等環係藉由共價鍵結或有機連接基而彼此連接；R係為烷基、晞基、烷氧基、或烷氧基伸烷基；a係為〇或1之整數；其中R*係為環狀或非環狀對掌性部分；而D個別選自共價鍵結、 -C(=0)-0-CfH：r-, -O-CrH:·" -〇{〇=} 〇CrH:r-, -CHSCH-, _C(=〇)-, -CrH:r-,+CsH2s〇fcCr.H2r.·, -S-, -4 - _本纸張尺度適财8 8家#利^鄉）A4規格(2ig x 297公釐) · 一 """" 1225952 A8 B8 C8

~os〇:-, -so, -SO^C.Hzr-, -CrH2f~N^s〇,-. I CpH2i -N(CpH：pM) PM ’CrH2r-N-C (=0)，，-CH==N、及其組合物，其中一或多偭 ^夕個虱原子可選擇性地由氟置挟’而其中Γ及•佴個別A 工；你彳』為0至20<整數，就（csh2so) 5個別係為1至10之整數，t係為1至6之整數，而P係為0至4之整數；而汉£”係為全氟醚基。 10·如申清專利&圍第9項之裝置，其中該對掌性液晶化合物係由下式表示

0CH2CHF*CH20CH2Rf ·· (IV) 其中一或多個環氫原子可被氟原子所置換^ 11·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該對掌性液晶化合物係由下式中之一表示：

-5- 本纸浪尺度連用中《國家橾準(CNS) A4规格(210 X 297公釐） 1225952 申請專利範圍 A BCD

och2cf2-n OCH?(CF2)30(CF2)40C4F； 0CH2(CF2)s0C2F40C4F9

OCH2CF2OC?F4OC4F9 C3H,7〇

CeH17

,o-c w(c?Wf3 •o ^/^O-CHjCFjO (C?F40) ?CF3 CeM 一

0CH2Cf20C2F40C4F9 12· —種驅動三穩態液晶顯示裝置之方法，其包括於包含該液晶組合物之如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置上施如電壓之步驟，該電塵足以使該液晶組合物之零電場光軸自零電場狀態偏向鐵電性狀態，而於該零電場光袖中產生淨傾斜。 -6 - 本纸張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4规格(210 X297公釐)