包含可聚合化合物的液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及包含可聚合化合物的液晶介质。具体地，本发明专利技术涉及液晶(LC)介质，其包含含有可聚合化合物的可聚合组分A)，其中所述可聚合化合物的至少一种是用于垂直配向的式MES

【技术实现步骤摘要】
包含可聚合化合物的液晶介质


[0001]本专利技术涉及液晶(LC)介质，其包含含有可聚合化合物的可聚合组分A)，其中所述可聚合化合物的至少一种是用于垂直配向的式MES
‑
R
a
(I)的可聚合自配向添加剂，和包含选自式CY和PY的一种或多种介晶或液晶化合物的液晶LC组分B)，其中所述式如下以及在权利要求中定义，以及包含具有至少6个下式的基团的有机分子的其他添加剂(HH)。
[0002]
技术介绍

[0003]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。
[0004]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。
[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]此外，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]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，通常是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。
[0008]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)、不均(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，通常使用电压保持率(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。
[0009]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)。可替换地，通过电极的特殊设计来控制倾角或预倾角的优先指向。
[0010]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的进一步发展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)。
[0011]另一种发展是所谓的PS(“聚合物稳定”)或PSA(“聚合物稳定配向”)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。
[0012]除非另有说明，当涉及大体的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”。
[0013]同样地，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”。
[0014]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显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.液晶(LC)介质，其包含
‑
包含可聚合化合物的可聚合组分A)，其中所述可聚合化合物的至少一种是式I的用于垂直配向的可聚合自配向添加剂，MES
‑
R
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)和
‑
液晶LC组分B)，其包含一种或多种选自式CY和PY的介晶或液晶化合物：其中各个基团具有以下含义：a表示1或2，b表示0或1，表示表示表示R1和R2各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基，其中此外，一个或两个不相邻的CH2基团，包括任何末端碳，可以被
‑
O
‑
，
‑
CH＝CH
‑
，
‑
C≡C
‑
，
‑
CO
‑
，
‑
O
‑
CO
‑
或
‑
CO
‑
O
‑
以O和H原子彼此不直接连接的方式替代，Z
x
表示
‑
CH＝CH
‑
,
‑
CH2O
‑
,
‑
OCH2‑
,
‑
CF2O
‑
,
‑
OCF2‑
,
‑
O
‑
,
‑
CH2‑
,
‑
CH2CH2‑
或单键，优选单键，L1‑4各自彼此独立地表示F，Cl，OCF3，CF3，CH3，CH2F或CHF2，L5表示H或具有对于L1‑4给出的含义之一，和
‑
一种或多种其他添加剂(HH)，其包含具有至少6个下式基团的有机分子
其中所述式已限定，MES是包含两个或更多个彼此直接或间接连接的或彼此稠合的环的棒状介晶基团，其中所述环任选被取代并且任选地另外被一个或多个直接或通过间隔基连接到MES的可聚合基团取代，和R
a
为极性锚定基团，其位于棒状介晶基团MES的末端，其中基团R
a
包含至少一个碳原子和至少一个选自
‑
OH，
‑
SH，
‑
COOH，
‑
CHO，砜，膦酸酯，原酸酯，二酮或伯、仲或叔胺官能团的基团，并且其任选地被一个或两个直接或通过间隔基连接到R
a
的可聚合基团取代，其中MES或R
a
中的至少一个直接或经由间隔基被至少一个可聚合基团取代。2.根据权利要求1所述的LC介质，其中一种或多种所述式I的用于垂直配向的可聚合自配向添加剂以0.5重量％或更多的量包含在介质中。3.根据权利要求1或2所述的LC介质，其特征在于，另外包含一种或多种选自下式的其他可聚合化合物
其中，各个基团具有以下含义：P1、P2和P3各自彼此独立地表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，Sp1、Sp2和Sp3各自彼此独立地表示单键或具有上下文中对于Sp所指出的含义之一的间隔基团，并且特别优选表示
‑
(CH2)
p1
‑
、
‑
(CH2)
p1
‑
O
‑
、
‑
(CH2)
p1
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
(CH2)
p1
‑
O
‑
CO
‑
或
‑
(CH2)
p1
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
，其中p1是1至12的整数，其中此外，基团P1‑
Sp1‑
，P1‑
Sp2‑
和P3‑
Sp3‑
中的一个或多个可以表示R
aa
，条件是存在的基团P1‑
Sp1‑
，P2‑
Sp2‑
和P3‑
Sp3‑
中的至少一个不同于R
aa
，R
aa
表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中此外一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被C(R0)＝C(R
00
)
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
N(R0)
‑
、
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
以使得O和/或S原子彼此不直接相连的方式替代，以及其中此外一个或多个H原子可被F、Cl、CN或P1‑
Sp1‑
替代，特别优选具有1至12个C原子的直链或支链、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中烯基和炔基具有至少两个C原子以及支化基团具有至少三个C原子)，R0、R
00
各自彼此独立地以及每次出现时相同或不同地表示H或具有1至12个C原子的烷基，R
y
和R
z
各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3,X1、X2和X3各自彼此独立地表示
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
或者单键，Z1表示
‑
O
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
C(R
y
R
z
)
‑
或
‑
CF2CF2‑
,
Z2和Z3各自彼此独立地表示
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
或
‑
(CH2)
n
‑
，其中n为2、3或4，L每次出现时相同或不同地表示F，Cl，CN或具有1至12个C原子的直链或支链的、任选单或多氟代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，优选F，L'和L”各自彼此独立地表示H、F或Cl，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3,t表示0、1或2,x表示0或1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的LC介质，其中式I和M1至M31中所述的可聚合基团表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。5.根据权利要求1至4中任一项所述的LC介质，其中所述LC介质包含式HH
‑
A的添加剂化合物HH，其中n是3或4，B为具有至少一个C原子的n次取代的有机基团，Pip是式的基团，X是
‑
O
‑
，
‑
O(CO)
‑
，
‑
(CO)O
‑
或
‑
O
‑
(CH2)
m
‑
O
‑
，其中m是1、2、3、4、5、6、7或8，Z1为单键，
‑
O
‑
，
‑
(CO)O
‑
，
‑
O(CO)
‑
，
‑
(CO)
‑
，具有1至8个C原子的亚烷基
‑
O
‑
，Z2为具有1至15个C原子的亚烷基或单键，A1为单键，芳族或脂环族基团，其也可被基团L单或多取代，和R1为具有1至12个C原子的烷基，其中H可被F或Cl取代，或H。6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的LC介质，其中所述用于垂直配向的自配向添加剂为式IaR1‑
[A2‑
Z2]
m
‑
A1‑
R
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Ia其中环A1和A2中的至少一个或锚定基团R
a
具有至少一个可聚合基团
‑
Sp
‑
P，并且其中定义为A1，A2各自彼此独立地表示芳族，杂芳族，脂环族或杂环基团，其也可以包含稠环，并且其也可以被基团L或
‑
Sp
‑
P单或多取代，
L在每种情况下彼此独立地表示H，F，Cl，Br，I，
‑
CN，
‑
NO2，
‑
NCS，
‑
C(＝O)N(R0)2，
‑
C(＝O)R0,任选取代的硅烷基，具有3至20个C原子的任选取代的芳基或环烷基，或具有至多25个C原子的直链或支链烷基，烯基，烷氧基，烷基羰基，烷氧基羰基，烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中此外，一个或多个H原子可以各自被F或Cl替代，P表示可聚合基...

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