包含具有可聚合化合物的液晶介质的液晶显示器的生产方法技术

本发明专利技术涉及液晶(LC)显示器的生产方法，该液晶显示器包括包含一种或多种可聚合化合物的LC介质，特别是用于聚合物持续配向(PS，PSA)或自配向(SA)型的LC显示器。该方法包括两个或更多个聚合步骤，一个将电势施加至显示器的电极和一个不将电势施加至显示器的电极。

【技术实现步骤摘要】
包含具有可聚合化合物的液晶介质的液晶显示器的生产方法
本专利技术涉及液晶(LC)显示器的生产方法，该液晶显示器包括包含一种或多种可聚合化合物的LC介质，特别是用于聚合物持续配向(PS，PSA)或自配向(SA)型的LC显示器。该方法包括两个或更多个聚合步骤，其中将电势施加和不施加至显示器的电极。
技术介绍
目前使用的液晶显示器(LCD)模式中的一种是TN(扭曲向列)模式。然而，TNLCD具有强烈的对比度视角依赖性的缺点。另外，已知所谓的具有更宽视角的VA(垂直配向)显示器。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质的层，其中LC介质通常具有负的介电各向异性。在断电状态下，LC层的分子垂直于电极表面面地(垂面地)配向或者具有倾斜的垂面配向。当将电压施加到两个电极上时，发生LC分子平行于电极表面的重配向。另外，已知OCB(“光学补偿弯曲”)显示器，其基于双折射效应且具有LC层(其具有所谓的“弯曲”配向和通常正的介电各向异性)。施加电压时，发生LC分子垂直于电极表面的重配向。另外，OCB显示器通常含有一个或多个双折射光学延迟膜，以防止在黑暗状态下弯曲盒的不期望的光透过性。OCB显示器相对于TN显示器具有更宽的视角和更短的响应时间。还已知的是所谓的IPS(“面内切换”)显示器，其含有在两个基板之间的LC层，其中两个电极只是布置在两个基板中的一个上，和优选具有互相啮合的梳状结构。在施加电压到电极时，由此在它们之间产生具有平行于LC层的显著分量的电场。这样导致LC分子在层平面内重配向。另外，已经报导了所谓的FFS(边缘场切换)显示器(尤其参见S.H.Jung等,Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷,第3期,2004,1028)，其在相同基板上含有两个电极，其中的一个以梳状的方式结构化，且另一个是非结构化的。由此产生强的所谓的“边缘场”，即接近于电极边缘处的强电场，并且在整个盒中的这样的电场，其具有强的垂直分量以及强的水平分量两者。FFS显示器具有小的对比度视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质，和配向层，通常是聚酰亚胺的配向层，其提供对LC介质的分子的平面配向。FFS显示器可以作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。在有源矩阵显示器的情况下，单个像素通常通过集成的非线性有源元件如晶体管(例如薄膜晶体管或“TFT”)来进行寻址，而在无源矩阵显示器的情况下，单个像素通常根据如现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。此外，FFS显示器已经被公开(参照S.H.Lee等，Appl.Phys.Lett.73(20),1998,2882-2883和S.H.Lee等，LiquidCrystals39(9),2012,1141-1148)，其具有与FFS显示器相似的电极设计和层厚度，但包括具有负介电各向异性的LC介质的层，而不是具有正介电各向异性的LC介质的层。与具有正介电各向异性的LC介质相比，具有负的介电各向异性的LC介质显示出更有利的指向矢取向，其具有更少倾斜和更多扭转的取向，其结果是这些显示器具有更高的透射率。显示器还包括配向层，优选提供在至少一个基板上的聚酰亚胺，其与LC介质接触并诱导LC介质的LC分子的平面配向。这些显示器也被称为“超亮度FFS(UB-FFS)”模式显示器。这些显示器需要具有高可靠性的LC介质。下文中使用的术语“可靠性”意指在时间期间和在不同应力负载(stressload)(如光负载)、温度、湿度、电压下显示器的性能的品质，并且包括显示效果如图像粘滞(面和线图像粘滞)、不均匀性(mura)、污迹(yogore)等，这些是LC显示器领域的技术人员已知的。作为用于对可靠性进行分类的标准参数，通常使用电压保持比(VHR)值，其是用于在测试显示器中维持恒定电压的量度。在其他因素中，高VHR为LC介质的高可靠性的前提条件在较新类型的VA显示器中，LC分子的均一配向限于在LC盒之内的多个相对小的畴上。这些畴之间可以存在向错(disclination)，也称为倾斜畴。具有倾斜畴的VA显示器，相对于常规的VA显示器，具有更大的对比度和灰阶的视角不依赖性。另外，这种类型的显示器更容易生产，因为不再需要用于在接通状态下使分子均一配向的额外的电极表面处理(例如通过摩擦)。替换此地，通过电极的特殊设计来控制倾斜角或预倾斜角的优先指向。在所谓的MVA(多畴垂直配向)显示器中，这通常通过具有导致局部预倾斜的突出物(protrusion)的电极来实现。由此，在施加电压时在不同的、限定的盒区域内以不同的方向使LC分子平行于电极表面配向。由此实现“受控的”切换，且防止干扰性的向错线的形成。虽然这种布置改进了显示器的视角，然而这导致其透光性的降低。MVA的进一步改进使用了仅在一个电极侧上的突出物，而相对的电极具有狭缝(slit)，这改进了透光性。该狭缝电极在施加电压时在LC盒中产生不均匀的电场，意味着仍然实现了受控切换。为进一步改进透光性，可以扩大狭缝与突出物之间的间隔，但是这反之导致响应时间的延长。在所谓的PVA(“图案化VA”)显示器中，使得突出物是完全多余的，因为两个电极在相对侧上通过狭缝来结构化，这导致增加的对比度和改进的透光性，但是这在技术上是困难的并且使显示器对机械影响(“拍打(tapping)”等)更敏感。然而，对于许多应用，例如监视器且尤其是TV屏幕，要求缩短显示器的响应时间以及改进显示器的对比度和亮度(透射率)。另一种发展是所谓的PS(“聚合物稳定”)或PSA(“聚合物稳定配向”)型显示器，对其偶尔也采用术语“聚合物稳定化”。在这些中，将少量(例如0.3重量％、典型地<1重量％)的一种或多种可聚合化合物、优选可聚合单体化合物加到LC介质中，并在将LC介质充入显示器之后，使其原位聚合或交联(通常通过UV光聚合)，同时任选地向显示器的电极施加电压。聚合在LC介质显示液晶相的温度下进行，通常在室温。将可聚合介晶或液晶化合物(也称为反应性介晶或“RM”)加到LC混合物中已证实是特别适宜的。除非另有说明，当涉及通常聚合物稳定配向类型的显示器时下文使用术语“PSA”，和当涉及特定显示器模式(如PS-VA、PS-TN等)时使用“PS”。此外，除非另有说明，当涉及可聚合介晶或液晶化合物时，下文使用术语“RM”。同时，PS(A)原理正用于各种常规的LC显示器模式。因此，例如已知PS-VA、PS-OCB、PS-IPS、PS-FFS、PS-UB-FFS和PS-TN显示器。RM的聚合，在PS-VA和PS-OCB显示器的情况下，优选在施加的电压下发生，在PS-IPS显示器的情况下在有或者没有、优选没有施加电压的情况下发生。如在测试盒中可以验证的那样，PS(A)方法导致在盒中预倾斜。在PS-OCB显示器的情况下，例如可以使得弯曲结构被稳定化，从而使得失调电压是不需要的或者可被降低。在PS-VA显示器的情况下，该预倾斜对响应时间有积极的作用。对于PS-VA显示器，可使用标准的MVA或PVA像素和电极布局。然而，另外，例如仅采用一个结构化的电极侧而没有突出物也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.LC显示器的制造方法，/n其中LC显示器包括在一个或两个基板上提供有电极的一对基板，以及位于基板之间的LC介质层，/n其中该方法包括以下步骤：/n-在LC显示器的基板之间提供LC介质，/nLC介质初始包含/n-由一种或多种可聚合化合物组成的可聚合组分A)，/n-液晶组分B)，其包含一种或多种介晶或液晶化合物，/n在第一UV方法步骤中，在未向电极施加电势的情况下，使LC介质的可聚合组分A)聚合，然后/n在第二UV方法步骤中，在存在施加到电极的电势或电场的情况下，使LC介质的可聚合组分A)聚合，其中LC介质采用预倾斜。/n

【技术特征摘要】
20190311 EP 19162001.21.LC显示器的制造方法，
其中LC显示器包括在一个或两个基板上提供有电极的一对基板，以及位于基板之间的LC介质层，
其中该方法包括以下步骤：
-在LC显示器的基板之间提供LC介质，
LC介质初始包含
-由一种或多种可聚合化合物组成的可聚合组分A)，
-液晶组分B)，其包含一种或多种介晶或液晶化合物，
在第一UV方法步骤中，在未向电极施加电势的情况下，使LC介质的可聚合组分A)聚合，然后
在第二UV方法步骤中，在存在施加到电极的电势或电场的情况下，使LC介质的可聚合组分A)聚合，其中LC介质采用预倾斜。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在LC介质的第一和第二UV聚合步骤之后进行第三聚合步骤，而不向电极施加电势。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述LC介质的第一UV方法步骤进行10至200s。


4.根据权利要求1-3中一项或多项所述的方法，其中所述LC介质的第一UV聚合步骤进行20-150s。


5.根据权利要求1-4中一项或多项所述的方法，其中将所述LC介质的第二UV方法步骤进行10-200s。


6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其中在所述第一UV步骤完全聚合所述LC介质之前，所述LC介质的第一UV方法步骤被终止，并由所述第二UV方法步骤替代。


7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其中所述LC介质包含
-可聚合组分A)，其包含一种或多种可聚合化合物，优选由其组成，其中至少一种是式I的化合物，
P-Sp-A1-(Z1-A2)z-RbI
其中各个基团，彼此独立地和在每次出现时相同或不同地具有以下含义
Rb为P-Sp-或R,
R为F，Cl，-CN或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以使得O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代，和其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代，
P为可聚合基团,
Sp为任选被P取代的间隔基团,或单键，
A1、A2为具有4至20个环原子的单环或多环芳族或杂芳族基团，其任选被一个或多个基团L或P-Sp-取代,
Z1为-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-，-OCH2-，-CH2O-，-SCH2-，-CH2S-，-CF2O-，-OCF2-，-CF2S-，-SCF2-，-(CH2)n1-,-CF2CH2-，-CH2CF2-，-(CF2)n1-，-CH＝CH-，-CF＝CF-，-CH＝CF-，-CF＝CH-，-C≡C-，-CH＝CH-CO-O-，-O-CO-，-CH＝CH-，-CH2-CH2-CO-O-，-O-CO-CH2-CH2-，-CR0R00-,或单键,
R0，R00为H或具有1至12个C原子的烷基，
L为F、Cl、-CN、P-Sp-或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基或烯基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O-原子和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代，且其中一个或多个H原子各自任选被P-Sp-、F或Cl替代,
z为0，1，2或3,
和
n1为1，2，3或4。


8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其中所述LC介质包含
-一种或多种选自式II的用于垂直配向的自配向添加剂的添加剂
MES-RaII
其中
MES是棒状介晶基团，所述棒状介晶基团包含两个或更多个环，其直接或间接彼此连接或其彼此稠合，其任选被取代和其介晶基团任选地额外被一个或多个可聚合基团取代，该可聚合基团直接或经由间隔基连接至MES上，和
Ra为极性锚固基团，位于棒状介晶基团MES的末端位置，其包含至少一个碳原子和至少一个选自以下的基团：-OH、-SH、-COOH、-CHO或伯或仲胺官能团或具有三个或更多个O原子的基团，优选具有一个或两个OH基团的基团，和其任选地含有一个或两个可聚合基团P。


9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的方法，其中所述LC介质包含
-包含至少一种式I的化合物和至少一种用于式II的垂直配向的可聚合的自配向添加剂的可聚合组分A)，
-液晶组分B)，包含一种或多种介晶或液晶化合物，优选由其组成，
P-Sp-A1-(Z1-A2)z-RbI
MES-RaII
其中各个基团，彼此独立地和在每次出现时相同或不同地具有以下含义
Rb为P-Sp-或R,
R为F，Cl，-CN或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以使得O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代，和其中一个或多个H原子各自任选地被F或Cl替代，
P为可聚合基团,
Sp为任选被P取代的间隔基团,或单键，
A1，A2为具有4至20个环原子的单环或多环芳族或杂芳族基团，其任选地被一个或多个基团L或P-Sp-取代。
Z1为-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-，-OCH2-，-CH2O-，-SCH2-，-CH2S-，-CF2O-，-OCF2-，-CF2S-，-SCF2-，-(CH2)n1-,-CF2CH2-，-CH2CF2-，-(CF2)n1-，-CH＝CH-，-CF＝CF-，-CH＝CF-，-CF＝CH-，-C≡C-，-CH＝CH-CO-O-，-O-CO-，-CH＝CH-，-CH2-CH2-CO-O-，-O-CO-CH2-CH2-，-CR0R00-，或单键,
R0，R00为H或具有1至12个C原子的烷基，
L为F，Cl，-CN，P-Sp-或具有1至25个C原子的直链，支链或环状烷基或烯基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地被-O-，-S-，-CO-，-CO-O-，-O-CO-，-O-CO-O-以使得O-和/或S-原子彼此不直接连接的方式替代，和其中一个或多个H原子各自任选地被P-Sp-，F或Cl替代,
z为0，1，2或3,
n1为1，2，3或4,
MES是棒状介晶基团，所述棒状介晶基团包含两个或更多个环，其直接或间接彼此连接或其彼此稠合，其任选被取代和其介晶基团额外被一个或多个可聚合基团取代，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪銓，林昆逸，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE