包含可聚合化合物的液晶组合物和液晶显示器件制造技术

本发明专利技术提供一种包含可聚合化合物的液晶组合物和液晶显示器件，所述液晶组合物包含至少一种通式I的可聚合化合物、至少一种通式II的化合物、和至少一种通式III的化合物。所述液晶组合物在具有较小的聚合物层表面粗糙度和较高的VHR的情况下，还具有较长的低温储存时间、较好的预倾斜角稳定性和较低的聚合物残留，在应用于液晶显示器时，能够有效改善液晶显示器中存在的“碎亮点”的问题，提高液晶显示器件的显示质量，同时加快PSA型液晶显示器的生产进程，加快生产效率，改善液晶显示器中存在的“图像粘滞”、显示不均的问题，具有较高的实际应用价值。实际应用价值。实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
包含可聚合化合物的液晶组合物和液晶显示器件


[0001]本专利技术涉及液晶领域，具体涉及一种包含可聚合化合物的液晶组合物和包含所述液晶组合物的液晶显示器件。

技术介绍

[0002]液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别是在便携式电子信息产品中获得广泛的应用。根据显示模式的类型，可以将液晶显示器分为PC(phase change，相变)、TN(twist nematic，扭曲向列)、STN(super twisted nematic，超扭曲向列)、ECB(electrically controlledbirefringence，电控双折射)、OCB(optically compensated bend，光学补偿弯曲)、IPS(in-plane switching，共面转变)、FFS(fringe field switching，边缘场切换)、VA(vertical alignment，垂直配向)和PSA(polymer stable alignment，聚合物稳定配向)等类型。
[0003]PSA型液晶显示元件被不断开发，并且被用在各种传统的液晶显示器中，诸如已知的PSA-VA、PSA-OCB、PSA-IPS、PSA-FFS和PSA-TN型液晶显示器。在PSA型液晶显示器中，含有可聚合化合物的液晶组合物位于两个基板之间，其中各基板均配备有电极结构，或者两个电极结构仅置于基板之一上。此外，两个基板中的任意一者或两者可以含有设置于基板或电极结构(若存在)上的配向层，以诱发液晶组合物的初始配向。如常规的液晶显示器一样，PSA型液晶显示器能作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。就有源矩阵显示器的情况而言，各个像素通过集成的非线性有源元件(如晶体管)来进行寻址，而就无源矩阵显示器的情况而言，各个像素通常根据现有技术中已知的多路传输方法来进行寻址。
[0004]将液晶组合物填充至显示器件中之后，液晶组合物中含有的可聚合化合物通常通过UV光聚合进行原位聚合或交联，其中UV光聚合通过将液晶组合物暴露于UV辐射下而实现，并且优选同时向电极结构施加电压。作为UV暴露的结果，经聚合或经交联的可聚合化合物与液晶组合物中的其他化合物发生相分离，并且在基板表面上形成聚合物层，在此处它们引起液晶分子相对于基板的预倾斜角。对于PSA-VA、PSA-OCB、PSA-FFS和PSA-TN型液晶显示器，可聚合化合物的聚合优选在施加电压的情况下进行；对于PSA-IPS显示器，施加或不施加电压皆可，优选不施加电压。
[0005]通常，在PSA型液晶显示器的生产方法中，UV光聚合是通过以下两个步骤实现的：
[0006]在第一步骤(以下称为“UV1步骤”)中，将液晶组合物暴露于由辐射源(以下称为“光源”)发射的UV辐射，同时向电极结构施加电压，以产生预倾斜角。较优选的可聚合化合物应当在相同的时间下产生更小的预倾斜角或在更短的UV1辐射时间下产生相同的预倾斜角(即较快的成角速度)，以提高生产效率、缩短批量生产时的节拍时间(tact time)、降低成本。同时，可聚合化合物的成角速度越快，越有利于可聚合化合物实现完全的聚合，从而降低聚合物残留。为了提高成角速度，优选使用较短波长的UV1辐射，而为了提高电压保持率(Voltage Holding Ratio，VHR)，优选使用较长波长的UV1辐射，因而较快的成角速度与
较高的电压保持率，两者通常难以兼顾；
[0007]在第二步骤(以下称为“UV2步骤”)中，将液晶组合物暴露于UV照射，而不向电极结构施加电压，以确保在UV1步骤中未发生聚合的任何残余的可聚合化合物能够彻底聚合。期待的是，在UV2步骤后，预倾斜角的变化尽可能的小，以减小PSA型液晶显示器受UV制程不均匀性(光、热、应力等外界条件不均)的影响产生显示不均的可能。同时，应当减小UV2步骤中的UV辐射强度，以避免或减小负面效应(如降低的可靠性或图像粘滞)。
[0008]在UV1和UV2的制程中出现聚合物颗粒过大、聚合物颗粒大小不均的现象，则会导致聚合物分布不均，从而导致PSA型液晶显示器出现“碎亮点”的问题。经UV1和UV2制程之后，始终未反应的可聚合化合物可能在显示器制成之后会以不可控的方式聚合而影像显示器的品质，例如，残余的可聚合化合物会受到来自环境的UV光或背光照明的影响而发生聚合，在接通的显示器区域内，经过多个寻址周期之后，预倾斜角会发生变化，透射率也会随之产生变化，而在未接通的区域中，预倾斜角和透射率保持不变，从而产生“图像粘滞”效应。
[0009]另外，现有技术中的可聚合化合物通常具有高的熔点，并且在许多现有的常用液晶组合物中仅显示出有限的溶解性，常常会从液晶组合物中析出。此外，可聚合化合物具有自聚合的可能，这使得其在液晶组合物中的溶解性进一步变差。因此，通常需要在低温下引入溶有可聚合化合物的液晶组合物，以便降低可聚合化合物的自聚合的风险，这对可聚合化合物在液晶组合物中的溶解性提出更高的要求，尤其是其在低温下的溶解性。
[0010]然而，随着技术的发展，液晶显示行业对LCD的显示质量要求更加严格，尤其是在TV行业中，TV尺寸普遍增大，LCD世代线也随之增大，大尺寸LCD面板的制作工艺难度也明显增加。因此，如何保证显示质量是亟待解决的问题。除了不断优化面板制造工艺外，对液晶材料的不断开发也是解决的手段之一，尤其对于PSA型液晶显示器来说，对可聚合化合物的各个方面的性能进行改善是研究的热点。
[0011]因此，期待开发一种可以同时满足上述要求或至少满足上述要求中的一项的液晶组合物。

技术实现思路

[0012]专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种包含可聚合化合物的液晶组合物，该液晶组合物在具有较小的聚合物层表面粗糙度、较高的VHR和较快的成角速度的情况下，还具有较长的低温储存时间、较好的预倾斜角稳定性和较低的聚合物残留。
[0013]本专利技术的目的还在于提供一种包含该液晶组合物的液晶显示器件。
[0014]技术方案：为了实现以上目的，本专利技术提供一种包含可聚合化合物的液晶组合物，该液晶组合物包含：
[0015]至少一种通式I的可聚合化合物：
[0016][0017]至少一种通式II的化合物：
[0018]以及
[0019]至少一种通式III的化合物：
[0020][0021]其中，
[0022]环和环各自独立地表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；
[0023]环表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代；
[0024]环表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含可聚合化合物的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包含：至少一种通式I的可聚合化合物：至少一种通式II的化合物：以及至少一种通式III的化合物：其中，环和环各自独立地表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代，并且一个或更多个环中-CH＝可被-N＝替代；环表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代；环表示其中中的一个或更多个-CH
2-可被-O-替代，并且一个或更多个环中单键可被双键替代，其中中的至多一个-H可被卤素取代；R表示-H、卤素、-CN、-Sp
2-P2、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，并且一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代；Y
1-Y
14
各自独立地表示-H、卤素、-CN、-Sp
3-P3、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、
中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代，并且一个或更多个-H可分别独立地被卤素取代；R1、R2、R3和R4各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、其中所述含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、12个碳原子的直链或支链的烷基、中的一个或不相邻的两个以上的-CH
2-可分别独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代；P1、P2和P3各自独立地表示可聚合基团；Sp1、Sp2和Sp3各自独立地表示间隔基团或单键；X表示-O-、-S-、-CO-、-CF
2-、-NH-或-NF-；L1和L2各自独立地表示-F、-Cl、-CF3或-OCF3；Z1和Z2各自独立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH2O-、-OCH
2-、-CH2S-、-SCH
2-、-CF2O-、-OCF
2-、-CF2S-、-SCF
2-、-(CH2)
n-、-CF2CH
2-、-CH2CF
2-、-(CF2)
n-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CF＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-、-O-CO-CH＝CH-、-CH2CH
2-CO-O-、-O-CO-CH2CH
2-、-CR1R
2-或单键，其中R1和R2各自独立地表示-H或含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基，并且n表示1-4的整数；Z3表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH
2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH
2-、-CF2CF
2-、-(CH2)
4-、-CF2O-或-OCF
2-；Z4表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH
2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH
2-、-CF2CF
2-、-(CH2)
4-、-CF2O-或-OCF
2-；a表示0或1，b表示0、1或2，其中当b表示2时，环可以相同或不同，Z2可以相同或不同；n1表示0、1或2，n2表示0或1，其中当n1表示2时，环可以相同或不同；并且n3表示0或1。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，R表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵腾云，杨亚非，丁文全，徐海彬，徐爽，
申请(专利权)人：江苏和成显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：