可聚合液晶組合物及其液晶顯示器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液晶組合物，該液晶組合物包含：一種或多種通式I的化合物；一種或多種通式Ⅱ的化合物；以及一種或多種通式Ш的化合物，并且其中所述一種通式Ш的化合物或者所述多種通式Ш的化合物中的至少一種為通式Ш-1的化合物。本發(fā)明的液晶組合物具有合適的折射率、合適的介電各向異性和向列相范圍，適用于PS-IPS或PS-FFS型顯示器。本發(fā)明還提供包含所述液晶組合物的PS型顯示器以及其在液晶顯示器中的用途。
【專利說(shuō)明】可聚合液晶組合物及其液晶顯示器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可聚合液晶組合物和含有該類型液晶組合物的PS (聚合物穩(wěn)定） 型顯不器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前使用的液晶顯示器(也稱為L(zhǎng)C顯示器，簡(jiǎn)稱為"顯示器"或"IXD"）通常是TN (扭曲向列）型的那些。然而，這些具有強(qiáng)烈的對(duì)比度視角依賴性的缺陷。
[0003] 另外，已知所謂的VA (垂直配向）顯示器，其具有更寬的視角。VA顯示器的液晶 盒在兩個(gè)透明電極之間含有液晶介質(zhì)層，其中該液晶介質(zhì)通常具有負(fù)的介電（DC)各向異性 (Λ ε)值。在切斷狀態(tài)下，液晶層的分子垂直于電極表面(垂面地）配向或者具有傾斜垂面 的配向。當(dāng)將電壓施加到電極上時(shí)，發(fā)生液晶分子平行于電極表面的重配向。
[0004] 另外，已知OCB (光學(xué)補(bǔ)償彎曲）顯示器，其基于雙折射效應(yīng)且有著所謂的"彎曲" 配向和通常正的（DC)各向異性的液晶層。當(dāng)施加電壓是，發(fā)生液晶分子垂直于電極表面的 重配向。通常含有一個(gè)或多個(gè)雙折射光學(xué)延遲膜，以防止在暗狀態(tài)下彎曲盒的不期望的對(duì) 光透明性。OCB顯示器與TN顯示器相比具有更寬的視角和更短的響應(yīng)時(shí)間。
[0005] 特別地，已知有IPS (面內(nèi)切換）顯示器，其含有在兩個(gè)基板之間的液晶層，其中僅 有一個(gè)基板具有電極層，通常具有梳形的結(jié)構(gòu)。由此當(dāng)施加電壓時(shí)，產(chǎn)生具有平行于液晶層 的顯著分量的電場(chǎng)。這導(dǎo)致液晶分子在層面內(nèi)的重配向。
[0006] 另外，已經(jīng)提出了所謂的FFS (邊緣場(chǎng)切換）顯示器(尤其參見(jiàn)S. H. Jung等，Jpn. J. Appl. Phys.，第43卷，No. 3, 2004, 1028)，其同樣在相同基板上含有兩個(gè)電極，但與IPS顯 示器相反，它們其中僅一個(gè)是結(jié)構(gòu)化(梳形)的電極的形式，且另一電極是非結(jié)構(gòu)化的。由此 產(chǎn)生強(qiáng)的所謂的垂直分量和強(qiáng)的水平分量。IPS顯示器以及FFS顯示器二者具有低的對(duì)比 度視角依賴性。
[0007] 上述提及的顯示器的類型的另一種發(fā)展是所謂的"PS"（"聚合物穩(wěn)定化的"）顯示 器，其也已知為術(shù)語(yǔ)"PSA"("聚合物穩(wěn)定配向")。其中，將少量(例如0.3%，典型地在>0. 1% 至< 5%，優(yōu)選達(dá)< 3%的范圍內(nèi)）可聚合化合物加入液晶介質(zhì)，并在引入液晶和之后用施加 的電壓，通常通過(guò)UV光聚合而在電極之間使其原位地聚合或交聯(lián)。這些混合物也可以任選 地包含引發(fā)劑，例如US6784665中描述的。優(yōu)選以0-1%的量向包含可聚合化合物的混合物 中加入引發(fā)劑，例如來(lái)自Ciba的Irganox? 1076。將可聚合性的介晶或液晶化合物，也稱為 "反應(yīng)性介晶"(冊(cè))，加入液晶混合物已證實(shí)是特別適宜的。同時(shí)，PSA原理正用于各種傳統(tǒng) 的液晶顯示器。例如已知PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS/FFS和PS-TN顯示器。如在測(cè)試盒中 可以驗(yàn)證的那樣，PSA方法導(dǎo)致在盒中液晶的最初配向的穩(wěn)定化。在PSA-OCB顯示器中，因 此可能實(shí)現(xiàn)彎曲結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化，從而使得偏置電壓降低或者甚至完全省去。在PSA-VA顯示 器的情況下，從垂直于顯示器表面測(cè)量的"預(yù)傾角"降低，這對(duì)其中的響應(yīng)時(shí)間有積極的作 用。在PSA顯示器的情況下，特意在液晶混合物中發(fā)生反應(yīng)性介晶的聚合。其先決條件是 液晶混合物本身不包含任何可聚合組分。
[0008] 此外，已經(jīng)證明所謂的正性VA顯示器是特別有利的實(shí)施方案。在這些顯示器中， 使用介電正性液晶介質(zhì)。這里在無(wú)電壓初始狀態(tài)下液晶的起始配向是垂面的，即基本上垂 直于基板。向交叉指型電極施加電壓，其產(chǎn)生基本上平行于液晶介質(zhì)層的場(chǎng)，這導(dǎo)致將液晶 轉(zhuǎn)化為基本上平行于基板的配向。還通常將該類型的交叉指型電極用于IPS顯示器。相應(yīng) 的聚合物穩(wěn)定化（PSA)也證實(shí)了在這些正性VA顯示器中是成功的。還可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間 的顯著降低。
[0009] 特別是對(duì)于監(jiān)測(cè)器以及特別是TV應(yīng)用，而且對(duì)于移動(dòng)式應(yīng)用（移動(dòng)TV)和"筆記 本"TV (NBTV)，仍然要求響應(yīng)時(shí)間以及液晶顯示器的對(duì)比度和亮度（即也是投射性）的優(yōu)化 u. PSA方法在此處可以提供關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)。特別是PSA-IPS、PSA-FFS和PSA-正性VA的情況 下，可以實(shí)現(xiàn)縮短響應(yīng)時(shí)間，而對(duì)其它參數(shù)沒(méi)有明顯不利影響，例如，特別地，這些顯示器的 對(duì)比度有利的視角依賴性。
[0010] 在例如W02009/156118A1公開(kāi)了包含液晶混合物的顯示器，其具有正性介電各向 異性。
[0011] 然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在用于PSA顯示器中時(shí)，從現(xiàn)有技術(shù)中已知的液晶混合物和RM仍 具有各種缺陷。應(yīng)優(yōu)選借助于UV光而不加入光引發(fā)劑進(jìn)行聚合，這對(duì)某些應(yīng)用可能是有利 的。此外，選擇的包含液晶混合物（以下也稱為"液晶主體混合物"或也簡(jiǎn)稱為"主體混合 物"）和可聚合組分的"材料體系"應(yīng)當(dāng)具有最低可能的旋轉(zhuǎn)粘度和最佳可能的電學(xué)性能。 這里應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)所謂的"電壓保持比"（簡(jiǎn)稱VHR或HR)。尤其對(duì)于PSA顯示器，用UV光照射 后的高VHR是重中之重，因?yàn)閁V曝光通常是顯示器制備過(guò)程中的必要部分，但是當(dāng)然也作 為"正常"曝光而出現(xiàn)在完成的顯示器中。
[0012] 然而，出現(xiàn)的問(wèn)題是，到目前為止并非所有的液晶混合物和可聚合組分的組合都 適合于PSA顯示器，因?yàn)槔纾琕HR經(jīng)常不足以用于TFT顯示器，或者因?yàn)橐壕Щ旌衔锏呐?向的穩(wěn)定化不能令人滿意。
[0013] 特別地，期望具有對(duì)于PSA顯示器可利用的新型材料，其對(duì)于實(shí)際應(yīng)用具有顯著 較少的缺點(diǎn)。
[0014] 因此，繼續(xù)存在對(duì)PSA顯示器、特別是IPS和FFS型的，和用于該類顯示器的液晶 介質(zhì)和可聚合化合物的巨大需求，它們不顯示出上述的缺陷或者僅僅很小程度顯示出這些 缺陷，且具有改進(jìn)的性能。特別地，存在對(duì)于PSA顯示器和用于PSA顯示器的材料的巨大 需求，其促進(jìn)高的比電阻同時(shí)有大的工作溫度范圍，短的響應(yīng)時(shí)間（甚至是在低溫下)，和低 閾值電壓，大量灰度，高對(duì)比度和寬視角，以及還具有高電壓保持比值(特別是還在UV曝光 后)，且特別地具有改進(jìn)的響應(yīng)時(shí)間。
[0015] 對(duì)于通常的一些顯示器和特別在PSA-IPS和PSA-FFS顯示器的情況下，具有改進(jìn) 性能的新型液晶介質(zhì)是必要的。特別地，對(duì)于許多應(yīng)用類型而言必須改進(jìn)尋址時(shí)間。因此， 具有相對(duì)低的粘度、尤其具有相對(duì)低的旋轉(zhuǎn)粘度的液晶介質(zhì)是必要的。
[0016] 因此，對(duì)具有適用于實(shí)際應(yīng)用的性質(zhì)的液晶介質(zhì)存在巨大需求，該性質(zhì)例如寬向 列相范圍、對(duì)應(yīng)于使用的顯示器類型的合適的光學(xué)各向異性（Λη)、合適的高Λ ε和尤其 是用于特別短的響應(yīng)時(shí)間的低粘度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的是提供一種液晶組合物，其具備具有合適的Λη、合適高的Λ ε和 向列相范圍的液晶介質(zhì)，其不具有現(xiàn)有技術(shù)材料的缺點(diǎn)，或者至少僅僅在顯著減少的程度 上具有這些缺點(diǎn)。
[0018] 本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種液晶組合物，包含：
[0019] 一種或多種通式I的化合物
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種液晶組合物，包含： 一種或多種通式I的化合物
一種或多種通式II的化合物 及 ? 一種或多種通式III的化合物
其中， Ri、R2和Rs相同或不同，各自獨(dú)立地表示H、碳原子數(shù)為1-7的焼基或焼氧基，或碳原子 數(shù)為2-7的帰基； Pi和P2相同或不同，各自獨(dú)立地表示
Spi和Sp2相同或不同，各自獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為1-6的間隔基團(tuán)或單鍵； Xi和《2相同或不同，各自獨(dú)立地表示-0-、-C00-、-0C0-、-0C0-0-或單鍵；
相同或不同，各自獨(dú)立地表示環(huán)上一個(gè)或多個(gè)氨可W被氣或甲 基替代的1,4-亞苯基；
Zi表示單鍵、-CH = CH-或-邸2邸2-; k表示H或F ; a和b相同或不同，各自獨(dú)立地表示0或1 ;并且 其中所述一種通式皿的化合物或者所述多種通式皿的化合物中的至少一種為通式 皿-1的化合物
其中， R4表示碳原子數(shù)為1-7的焼基或碳原子數(shù)為2-7的帰基； L2表示H或F。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶組 合物總重量的0. 01-5. 0% ;所述通式II的化合物占所述液晶組合物總重量的40-85% ; W及



所述通式皿的化合物占所述液晶組合物總重量的10-55%，并且其中所述通式皿-1的化合 物占所述液晶組合物總重量的2-25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物還包含符合通式IV的 化合物中的一種或更多種化合物：
其中， 咕表示碳原子數(shù)為1-7的焼基或碳原子數(shù)為2-7的帰基； 其中 ,
中一個(gè)或多個(gè)氨可W被氣替代； C表示0或1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶 組合物總重量的0. 05-1. 0% ;所述通式II的化合物占所述液晶組合物總重量的40-70% ;所 述通式皿的化合物占所述液晶組合物總重量的15-40% 及所述通式IV的化合物占所述 液晶組合物總重量的1-30%，并且其中所述通式皿-1的化合物占所述液晶組合物總重量的 5-20%〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式I的化合物選自化合物 1-1至1-5組成的組中一種或更多種化合物：
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式II的化合物選自化合物 II -1至II -18組成的組中一種或更多種化合物：


7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式HI的化合物選自化合物 III-2至III-7組成的組中一種或更多種化合物：

8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式III-l的化合物選自化合 物至III-1-3組成的組中一種或更多種化合物：
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶組合物，其特征在于，所述通式IV的化合物選自化合物 IV-1至IV-11組成的組中一種或更多種化合物：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物包 含： 1)重量比為0. 2:100的化合物1-1和W下所述的液晶混合物L(fēng)C-2 : 23% (重量）的式II -1的化合物； 10%透量）的式II -2的化合物；
10%透量）的式II -4的化合物； 7% (重量）的式II -11的化合物； 3% (重量）的式II -14的化合物； 3〇/〇 (重量）的式II -15的化合物； 5% (重量）的式II -16的化合物； 5% (重量）的式II -18的化合物； 8% (重量）的式IV -5的化合物； 4% (重量）的式皿-2的化合物； 4% (重量）的式皿-3的化合物； 4% (重量）的式皿-1-2的化合物； 4% (重量）的式皿-1-3的化合物； 4% (重量）的式皿-5的化合物； 3% (重量）的式皿-6的化合物；W及 3% (重量）的式皿-7的化合物， 或者，所述液晶組合物包含： 2) 重量比為0. 4:100的化合物1-1和W下所述的液晶混合物L(fēng)C-3 : 28% (重量）的式II -1的化合物； 4%透量）的式II -2的化合物； 4%透量）的式II -4的化合物； 5%透量）的式II -12)的化合物； 3〇/〇 (重量）的式II -15的化合物； 5% (重量）的式II -16的化合物； 3% (重量）的式II -17的化合物； 5% (重量）的式II -18的化合物； 13%透量）的式IV -5的化合物； 10% (重量）的式IV -2的化合物； 5% (重量）的式皿-1-2的化合物； 5% (重量）的式皿-1-3的化合物； 4% (重量）的式皿-5的化合物； 3% (重量）的式皿-6的化合物；W及 3% (重量）的式皿-7的化合物， 或者，所述液晶組合物包含： 3) 重量比為0. 2:100的化合物1-1和W下所述的液晶混合物L(fēng)C-4 : 5% (重量）的式II -10的化合物； 5%透量）的式II -8的化合物； 10%透量）的式II -4的化合物； 10%透量）的式II -12的化合物； 24%透量）的式II -11的化合物； 5% (重量）的式II -16的化合物； 3% (重量）的式II -17的化合物； 5% (重量）的式II -18的化合物； 2% (重量）的式IV -5的化合物； 4% (重量）的式皿-2的化合物； 4% (重量）的式皿-3的化合物； 4% (重量）的式皿-1-2的化合物； 4% (重量）的式皿-1-3的化合物； 5% (重量）的式皿-5的化合物； 5% (重量）的式皿-6的化合物；W及 5% (重量）的式皿-7的化合物， 或者，所述液晶組合物包含： 4)重量比為0. 2:100的化合物1-4和W下所述的液晶混合物L(fēng)C-5 : 25% (重量）的式II -1的化合物； 5%透量）的式II -4的化合物； 5% (重量）的式II -12的化合物； 5% (重量）的式II -11的化合物； 6〇/〇 (重量）的式II -15的化合物； 5% (重量）的式II -16的化合物； 3% (重量）的式II -17的化合物； 3% (重量）的式II -18的化合物； 6% (重量）的式IV -7的化合物； 6% (重量）的式IV -8的化合物； 6% (重量）的式IV -9的化合物； 4% (重量）的式IV -10的化合物； 5% (重量）的式皿-1-1的化合物； 5% (重量）的式皿-1-2的化合物； 5% (重量）的式皿-1-3的化合物；W及 6% (重量）的式皿-5的化合物。
11. 一種液晶顯示器，其特征在于，其包含： 兩片基板；W及 液晶取向?qū)樱? 其中，所述兩片基板，在顯示區(qū)域內(nèi)，其中一片基板上不存在電極；所述液晶取向?qū)影?含如權(quán)利要求1至10之一所述的液晶組合物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶顯示器為PS-IPS或 PS-FFS型顯示器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的液晶組合物在液晶顯示器中的用途。
【文檔編號(hào)】C09K19/38GK104419428SQ201310375748
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】韓文明, 宋曉龍, 陳昭遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:江蘇和成顯示科技股份有限公司