聚合性液晶組合物及其顯示器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型聚合性液晶組合物，包含：至少一種通式Ⅰ的化合物作為第一組分；至少一種通式Ⅱ的化合物作為第二組分；至少一種通式Ⅲ的化合物作為第三組分；以及至少一種通式Ⅳ的化合物作為第四組分。所述聚合性液晶組合物能夠控制聚合速率，降低聚合型化合物殘留，大大減少產(chǎn)生圖像殘影，圖像顯示不均等顯示不良問題的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明再一方面提供一種包含該聚合性液晶組合物的液晶顯示器件。
【專利說明】聚合性液晶組合物及其顯示器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液晶組合物，特別涉及一種包含可聚合化合物的聚合性液晶組合 物及其在液晶顯示器件中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示元件可以在以鐘表、電子計(jì)算器為代表的家庭用各種電器、測(cè)定機(jī)器、汽 車用面板、文字處理劑、電腦、打印機(jī)、電視等中使用。作為夜景顯示方式，在其代表性的 方式中，可以列舉PC (phase change，相變）、TN (twist nematic，扭曲向列）、STN(super twisted nematic,超扭曲向列）、ECB (electrically controlledbirefringence,電控雙 折射）、〇CB (optically compensated bend，光學(xué)補(bǔ)償彎曲）、IPS (in-plane switching，共 面轉(zhuǎn)變）、VA (vertical alignment，垂直配向）、CSH (color super homeotropic，彩色超垂 面)等類模式。根據(jù)元件的驅(qū)動(dòng)方式分為PM (passive matrix，被動(dòng)矩陣)型和AM (active matrix,主動(dòng)矩陣）型。PM分為靜態(tài)（static)和多路（multiplex)等類型。AM分為TFT (thin film transistor，薄膜晶體管）、MIM (metal insulator metal，金屬-絕緣層-金 屬)等類型。TFT的類型有非晶娃（amorphous silicon)和多晶娃（polycrystal silicon)。 后者根據(jù)制造工藝分為高溫型和低溫型。液晶顯示元件根據(jù)光源的類型分為利用自然光的 反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光和背光兩種光源的半透過型。
[0003] 在這些顯示方式中，IPS模式、ECB模式、VA模式或CSH模式等與現(xiàn)在常用的TN模 式或STN模式不同在于，前者使用具有負(fù)介電各向異性的液晶材料。在這些顯示方式中，尤 其是通過AM驅(qū)動(dòng)的VA型顯示，在要求高速且寬視角的顯示元件中的應(yīng)用，其中，最值得期 待的是在電視等液晶元件中的應(yīng)用。
[0004] VA模式與IPS模式同樣是常黑，但不同的是，VA模式面板的液晶層中的液晶分 子用負(fù)性液晶，透明電極設(shè)于上下基板，形成垂直于基板的電場(chǎng)。未加電時(shí)，液晶分子的長(zhǎng) 軸垂直于基板，而形成暗態(tài)；加電時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸向平行于基板的方向倒下。其初始 配向同樣需要對(duì)基板進(jìn)行摩擦，從而產(chǎn)生污染性、靜電等問題，預(yù)傾角也難以控制，為解決 VA模式的初始配向問題，又有各種衍生模式，如多區(qū)域垂直配向（Multi-domain Vertical Alignment，MVA)、圖像垂直配向（Patterned Vertical Alignment，PVA)、聚合物穩(wěn)定取 向（Polymer Sustained Alignment，PSA)和聚合物穩(wěn)定垂直配向（Polymer Stabilized Vertical Alignment，PSVA)。其中，PSA模式和PSVA模式以高穿透率、高對(duì)比度和快響應(yīng) 等特點(diǎn)，漸漸成為主流。
[0005] 聚合物穩(wěn)定取向（Polymer Sustained Alignment,PSA)型液晶顯示裝置是為了控 制液晶分子的預(yù)傾角（Pretilt angle)而具有在盒內(nèi)形成聚合物結(jié)構(gòu)的裝置，由于其快響 應(yīng)性、高對(duì)比度的特性，而作為液晶顯示元件被應(yīng)用。
[0006] PSA型液晶顯示元件的制造如下：
[0007] 將由液晶性化合物和聚合性化合物組成的聚合性組合物注入到基板間，施加電 壓，在使液晶分子取向的狀態(tài)下，使聚合性化合物聚合，固定液晶分子的取向。PSA型液晶顯 示元件的顯示不良，即圖像殘留的原因，已知由雜質(zhì)以及液晶分子的取向變化(預(yù)傾角的變 化）導(dǎo)致。
[0008] 由分子的預(yù)傾角的變化引起的圖像殘留原因是：在構(gòu)成元件的情況下，長(zhǎng)時(shí)間持 續(xù)顯示同一圖案時(shí)，聚合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其結(jié)果預(yù)傾角發(fā)生變化。因此，需要可形成具 有聚合物結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的剛直性的結(jié)構(gòu)的聚合物的聚合性化合物。
[0009] 以往為了通過提高聚合物的剛直性來(lái)防止圖像殘留，對(duì)于使用具有具有環(huán) 狀結(jié)構(gòu)和聚合性官能團(tuán)的1，4-亞苯基等結(jié)構(gòu)的聚合性化合物來(lái)構(gòu)成顯示器件，如 JP2003-307720,使用具有聯(lián)芳基結(jié)構(gòu)的聚合性化合物來(lái)構(gòu)成顯示元件，如JP2008-116931， 但是由于這些聚合性化合物對(duì)液晶性化合物的相溶性低，因而在制備液晶組合物時(shí)，產(chǎn)生 該聚合性化合物析出的問題。
[0010] PSVA使用了可聚合型化合物來(lái)控制液晶分子的排列方向：通過外加電場(chǎng)使液晶 處于理想的排列狀態(tài)，在保持此狀態(tài)的同時(shí)進(jìn)行UV曝光，使混合液晶中的可聚合型化合物 聚合，從而"固化"住了液晶的理想排列狀態(tài)。
[0011] PSVA模式不需要摩擦配向工序，因此能夠避免TN、IPS等模式中由于摩擦帶來(lái)的 靜電及污染等問題。
[0012] 令人遺憾的是，目前的聚合性液晶單體還存在很多缺陷，例如美國(guó)專利US6136225 記載的聚合性液晶單體的熔點(diǎn)太高，實(shí)際生產(chǎn)中需要在80?90°C的溫度條件下才能進(jìn)行 操作，這大大增加了能耗，而且在高溫下還容易引起配向不均、異常聚合等嚴(yán)重影響光學(xué)品 質(zhì)的缺陷。
[0013] 因此，試圖采用制作聚合性液晶組合物的方法來(lái)提高聚合性液晶的性能。日本專 利JP2003193053提供了 一種較低熔點(diǎn)的聚合性液晶組合物，但存在嚴(yán)重的配向不均的問 題。美國(guó)專利US6090308提供了一種較低熔點(diǎn)的聚合性液晶組合物，但存在穩(wěn)定性差、容易 結(jié)晶等問題。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般都是使用單個(gè)可聚合化合物，以至于出現(xiàn)各種問題，如：聚合速 度較慢或較快，不易控制，聚合后殘留量過高，并且還會(huì)出現(xiàn)各種顯示不良的現(xiàn)象，如殘影， 顯示不均等。
[0015] 因此，非常需要一種新型聚合性液晶組合物，該液晶組合物沒有或者在很大程度 上減少上述缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的是提供一種新型聚合性液晶組合物，所述聚合性液晶組合物包含至 少兩種可聚合化合物，使得所述液晶組合物能夠控制聚合速率，降低聚合型化合物殘留，大 大減少產(chǎn)生圖像殘影，圖像顯示不均等顯示不良問題的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017] 為了完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種聚合性液晶組合物，包含：
[0018] 至少一種通式I的化合物作為第一組分
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚合性液晶組合物，包含： 至少一種通式I的化合物作為第一組分
其中， R1和R2相同或不同，各自獨(dú)立地表示H、1-12個(gè)碳原子的烷基或烷氧基、2-12個(gè)碳原子 的鏈烯基或鏈烯氧基，其中，所述R1和R2中的一個(gè)或多個(gè)H可以各自獨(dú)立地被鹵素取代，所 述R1和R2中的一個(gè)或更多個(gè)-CH2-基團(tuán)可以各自獨(dú)立地被-CHzCH'-O'-CO-O'-O-CO'- Q^CF-、 -CF=CH- 或 -CF=CF- 替代， 其前提是氧原子不直接彼此連接； R3和R4相同或不同，各自獨(dú)立地表示1-7個(gè)碳原子的烷基或烷氧基、1-7個(gè)碳原子的氟 代烷基或氟代烷氧基或2-7個(gè)碳原子的烯基或烯氧基； Li、Lg、L3、L4、、Lg、L7、Lg、Lg、Li〇、Ln、L12、L13、L14、L15、Li6、L17、Li8、Lig 矛Pl L20 才目 I口J I口J ? 各自獨(dú)立地表示1-3個(gè)碳原子的烷基、_CF3、-〇CF3、F、Cl或H ; X1、X2、X3和X4相同或不同，各自獨(dú)立地表示-CF 3、-OCF3、-CH3、H或F ;
P和q相同或不同，各自獨(dú)立地表示O或1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合性液晶組合物，所述通式I的化合物占所述聚合性液 晶組合物總重量的〇. 01-0. 3% ;所述通式II的化合物占所述聚合性液晶組合物總重量的 0. 001-0. 3% ;所述通式III的化合物占所述聚合性液晶組合物總重量的20-79. 4% ;以及所述 通式IV的化合物占所述聚合性液晶組合物總重量的20-79. 4%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合性液晶組合物，所述通式I的化合物選自由如下化合物 組成的組中一種或多種的化合物：


5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合性液晶組合物，所述通式III的化合物選自由如下化合物 組成的組中一種或多種的化合物：
其中， R1和R2相同或不同，各自獨(dú)立地表示H、1-8個(gè)碳原子的烷基或烷氧基、2-8個(gè)碳原子的 鏈烯基或鏈烯氧基，其中，所述R1和R2中的一個(gè)或多個(gè)H可以各自獨(dú)立地被F或Cl取代，所 述R1和R2中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)可以各自獨(dú)立地被-CH=CH-、-〇-、-〇)-〇-或-O-CO-替 代，其前提是氧原子不直接彼此連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合性液晶組合物，所述IV的化合物選自由如下化合物組成 的組中的一種或多種：

其中， R3和R4相同或不同，各自獨(dú)立地表示1-5個(gè)碳原子的烷基或烷氧基、1-5個(gè)碳原子的氟 代烷基或氟代烷氧基或2-5個(gè)碳原子的烯基或烯氧基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的聚合性液晶組合物，包含： 占所述聚合性液晶組合物總重量99. 7%的液晶組合物L(fēng)C-I ; 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 20%的化合物I -5 ;以及 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 10%化合物II -1， 或者所述聚合性液晶組合物包含： 占所述聚合性液晶組合物總重量99. 7%的液晶組合物L(fēng)C-I ; 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 20%的化合物I -5 ;以及 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 10%化合物II -4, 或者所述聚合性液晶組合物包含： 占所述聚合性液晶組合物總重量99. 7%的液晶組合物L(fēng)C-2 ; 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 20%的化合物I -6 ;以及 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 10%化合物II -7, 或者所述聚合性液晶組合物包含： 占所述聚合性液晶組合物總重量99. 7%的液晶組合物L(fēng)C-2 ; 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 20%的化合物I -6 ;以及 占所述聚合性液晶組合物總重量〇. 10%化合物II -4, 其中，

8. -種液晶顯示器件，所述液晶顯示器件包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的聚合性 液晶組合物。
9. 如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器件，其中所述液晶顯示器件可以用于VA模式、PS-VA 模式、PALC模式、FFS模式、IPS模式或ECB模式。
【文檔編號(hào)】C09K19/38GK104342170SQ201310334598
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】宋曉龍, 李鵬飛, 韓文明 申請(qǐng)人:江蘇和成顯示科技股份有限公司