液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及一种液晶(LC)介质，其任选地包括可聚合化合物，涉及其用于光学、电光和电子目的的用途，特别是在LC显示器中，尤其是在聚合物维持配向(PSA)类型的LC显示器中，并且涉及包含它的LC显示器，尤其是PSA显示器，尤其涉及具有窄边框的LC显示器。及具有窄边框的LC显示器。

【技术实现步骤摘要】
液晶介质


[0001]本专利技术涉及一种液晶(LC)介质和用于光学、电光和电子目的的LC介质的用途，特别是在LC显示器中，尤其是在IPS、FFS、VA或PS
‑
VA显示器中。

技术介绍

[0002]目前使用的一种液晶显示器(LCD)模式为TN(“扭曲向列”)模式。然而，TN LCD的缺点为对比度对视角具有强依赖性。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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，Liquid Crystals 39(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。
[0009]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(stress load)，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)、色差(mura)、不均匀性(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。
[0010]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(grey shade)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角或预倾角的优先指向。
[0011]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”)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)。
[0012]另一种发展是所谓的PS(“聚合物维持”)或PSA(“聚合物维持配向”)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。
[0013]除非另有说明，当涉及大体的聚合物维持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”。
[0014]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”。
[0015]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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶介质，包含a)一种或多种式I的化合物，其中R
11
表示具有1至12个C原子的直链或支链或环状烷基，或具有至多12个C原子的直链或支链或环状烯基，其中一个或多个H原子任选地被氟替代,R
12
表示具有1至12个C原子的直链或支链或环状烷基或具有1至11个C原子的直链或支链或环状烷氧基，或具有至多12个C原子的直链或支链或环状烯基；和b)一种或多种选自式IIA、IIB、IIC和IID的化合物的化合物,其中R
2A
，R
2B
，R
2C
和R
2D
各自彼此独立地表示H，具有至多15个C原子的烷基或烯基，其是未取代的，被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代，其中此外，在这些基团中一个或多个CH2基团可被
‑
O
‑
，
‑
S
‑
，，
‑
C≡C
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
OC
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
以使得O原子不直接彼此连接的方式替代，L1至L4各自彼此独立地表示F，Cl，CF3或CHF2,Y表示H，F，Cl，CF3，CHF2或CH3，Z2，Z
2B
和Z
2D
各自彼此独立地表示单键，
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH2O
‑
，
‑
OCH2‑
，
‑
COO
‑
，
‑
OCO
‑
，
‑
C2F4‑
，
‑
CF＝CF
‑
或
‑
CH＝CHCH2O
‑
,p表示0，1或2，q表示0或1，和v表示1，2，3，4，5，或6,和c)一种或多种式IVa的化合物，和一种或多种式IVb的化合物其中R
41
和R
42
各自彼此独立地表示具有至多12个C原子的直链烷基、烷氧基、烯基、烷氧基烷基或烷氧基，表示表示和Z4表示单键，
‑
CH2CH2‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
CF2O
‑
，
‑
OCF2‑
，
‑
CH2O
‑
,
‑
OCH2‑
，
‑
COO
‑
，
‑
OCO
‑
，
‑
C2F4‑
，
‑
C4H8‑
，或
‑
CF＝CF
‑
,和d)一种或多种式V的化合物其中R
51
和R
52
，相同或不同地表示具有1至7个C原子的烷基，具有1至7个C原子的烷氧基，或具有2至7个C原子的烷氧基烷基、烯基或烯氧基，相同或不同地表示
Z
51
，Z
52
各自彼此独立地表示
‑
CH2‑
CH2‑
，
‑
CH2‑
O
‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
C≡C
‑
，
‑
COO
‑
或单键，和n为1或2。2.根据权利要求1的介质，其中该介质包含一种或多种权利要求1所定义的式I的化合物，其中基团R
11
和R
12
，相同或不同地表示具有1至12个C原子的直链或支链或环状烷基。3.根据权利要求1的介质，其中该介质包含一种或多种权利要求1所定义的式IIA和/或IIB的化合物，和一种或多种式I
‑
1的化合物和一种或多种式IVa
‑
2的化合物和一种或多种式IVb
‑
1的化合物其中式I
‑
1，IVa
‑
2和IVb
‑
1中的alkyl，alkyl
’
和alkyl*，相同或不同地表示具有1，2，3，4或5个C原子的正烷基。4.根据权利要求1至3中一项或多项的液晶介质，其中该介质包含式I
‑1‑
1的化合物其浓度范围为6％至9％，和式I
‑1‑
5的化合物其浓度范围为6％至9％，和式I
‑1‑
6的化合物
其浓度范围为5％至8％，和式IVa
‑2‑
1的化合物其浓度范围为10％至13％，和式IVb
‑1‑
1的化合物其浓度范围为5％至8％，和式V
‑
16
‑
1的化合物其浓度范围为5％至8％，和式IIA
‑2‑
2的化合物其浓度范围为8至11％，和式IIA
‑2‑
5的化合物其浓度范围为6至9％，和式IIA
‑
10
‑
2的化合物其浓度范围为6％至9％，和式IIA
‑
10
‑
4的化合物其浓度范围为6至9％，和式IIB
‑
10
‑
1的化合物
其浓度范围为7至10％，和式IIB
‑
10
‑
4的化合物其浓度范围为7至10％。5.根据权利要求4的液晶介质，其中该介质包含80重量％至100重量％的如权利要求4所定义的式I

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