液晶介质制造技术

本发明专利技术涉及包含稳定剂的液晶(LC)介质，其用于光学、电光和电子目的，特别是在LC显示器，尤其是在垂直配向模式LC显示器中的用途，包含所述LC介质的垂直配向模式LC显示器，以及制造所述LC显示器的方法。所述LC显示器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶介质
[0001]本专利技术涉及包含稳定剂的液晶(LC)介质，其用于光学、电光和电子目的，特别是在LC显示器，尤其是在垂直配向模式LC显示器中的用途，包含所述LC介质的垂直配向模式LC显示器，以及制造所述LC显示器的方法。
[0002]8K和游戏监视器的普及导致对具有更高刷新率的LC显示器(LCD)面板的需求增加，因此对具有更快响应时间的LC介质的需求也在增加。这些LCD面板中的许多面板都使用其中LC分子在切断状态下相对于电极表面基本垂直或稍微倾斜地配向的显示模式。
[0003]因此，已知所谓的VA(“垂直配向”)显示器，其具有较宽的视角和快响应时间。VA显示器的LC盒在两个透明电极之间含有LC介质层，其中该LC介质通常具有负的介电各向异性值(Δε)。在切断状态下，LC层的分子垂直配向于电极表面(垂面)或具有倾斜的垂面配向。在向两个电极施加电压时，发生LC分子平行于电极表面的重新配向。
[0004]此外，已报导所谓的FFS(“边缘场切换”)显示器(尤其参见S.H.Jung等人，Jpn.J.Appl.Phys.,第43卷,第3期,2004,1028)，其在同一基板上含有两个电极，该两个电极之一是以梳状方式结构化且另一个未经结构化。由此产生强的所谓“边缘场”，即靠近电极边缘的强电场，和在整个盒中具有强垂直分量和强水平分量二者的电场。FFS显示器具有对比度的低视角依赖性。FFS显示器通常含有具有正介电各向异性的LC介质和通常聚酰亚胺的配向层，该配向层为LC介质的分子提供平面配向。
[0005]FFS显示器可以作为有源矩阵或无源矩阵显示器工作。在有源矩阵显示器的情况下，单个像素通常由集成的非线性有源元件寻址，例如晶体管(例如薄膜晶体管(“TFT”))，而在无源矩阵显示器的情况下，单个像素通常由多路复用方法寻址，如现有技术所已知的。
[0006]还已知的是所谓的IPS(“面内切换”)显示器，其在两个基板之间包含具有平面取向的LC层，其中两个电极仅布置在两个基板中的一个上，并且优选地具有交叉的梳状结构。在向电极施加电压时，在它们之间产生具有显著的平行于LC层的分量的电场。这导致层平面中LC分子的重新配向。
[0007]此外，已公开FFS显示器(参见S.H.Lee等人，Appl.Phys.Lett.73(20),1998,2882
‑
2883和S.H.Lee等人，Liquid Crystals 39(9),2012,1141
‑
1148)，其具有如FFS显示器的类似电极设计和层厚度，但包含具有负介电各向异性的LC介质而非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，具有负介电各向异性的LC介质显示具有更少倾斜和更多扭曲取向的更有利的指向矢取向，作为其结果，这些显示器具有更高的透射率。
[0008]此外，已经公开使用由光配向制备的配向层的VA显示器，也称为UV2A模式(参见例如Q.Tang等人，SID Symposium Digest of Technical Papers 2018,414
‑
417)。这些显示器利用由可交联和可光取向的单体或预聚物例如肉桂酸酯发色团，用线性偏振UV光倾斜照射来制备的配向层。结果，形成交联的配向层，其在靠近其表面的LC分子中诱导具有预倾斜角的单轴配向。通过改变照射方向，可以获得具有不同预倾斜方向的多畴结构。
[0009]然而，在VA或FFS显示器中使用具有负介电各向异性的LC介质也有几个缺点。例如，与具有正介电各向异性的LC介质相比，它们具有显著低的可靠性。
[0010]下文中使用的术语“可靠性”是指显示器在一段时间内和在导致例如图像粘附(区域和线图像粘附)、显示不匀、污垢(yogore)等显示缺陷的不同应力负载(例如光负载、温度、湿度或电压)下的性能质量，并且其是LC显示器领域的技术人员已知的。作为对可靠性进行分类的标准参数，通常使用电压保持率(VHR)值，其为在测试显示器中保持恒定电压的度量。VHR值越高，介质的可靠性越好。
[0011]在VA或FFS显示器中具有负介电各向异性的LC介质的可靠性降低可以通过LC分子与配向层的聚酰亚胺的相互作用来解释，作为其结果，离子从聚酰亚胺配向层被萃取，并且其中具有负介电各向异性的LC分子更有效地萃取这种离子。
[0012]这导致了对VA或FFS显示器中使用的LC介质的新要求。特别地，LC介质必须在UV暴露后显示出高可靠性和高VHR值。进一步的要求是高比电阻、大的工作温度范围、即使在低温下的短的响应时间、低阈值电压、多个灰度级、高对比度和宽视角以及降低的图像粘附。
[0013]因此，在现有技术中已知的显示器中，经常观察到所谓的“图像粘附”或“图像烧焦”的不希望的效果，其中，即使在这些像素中的电场已经被切断之后，或者在其他像素已经被寻址之后，通过对单个像素的临时寻址而在LC显示器中产生的图像仍然保持可见。
[0014]一方面，如果使用具有低VHR的LC介质，就会发生这种“图像粘附”。日光或背光的UV分量会导致其中LC分子的不希望的分解反应，并因此引发离子或自由基杂质的产生。这些可以特别地在电极或配向层处累积，在那里它们可以降低有效施加的电压。
[0015]在现有技术中观察到的另一个问题是，用于显示器(包括但不限于VA和FFS显示器)的LC介质确实经常表现出高粘度，并因此表现出高切换时间。为了降低LC介质的粘度和切换时间，在现有技术中已经建议加入具有烯基的LC化合物。然而，观察到含有烯基化合物的LC介质经常表现出可靠性和稳定性的降低，以及VHR的降低，特别是在暴露于UV辐射以及来自通常不发射UV光的显示器背光的可见光之后。
[0016]为了减少可靠性和稳定性的降低，提出使用稳定剂，例如HALS
‑
(受阻胺光稳定剂)类型的化合物。典型的实例是Tinuvin 770，一种下式化合物
[0017][0018]然而，这些LC混合物在显示器的运行期间，例如在用典型的CCFL
‑
(冷阴极荧光灯)背光照射时，仍然表现出不够的可靠性。
[0019]用于稳定液晶的不同种类的化合物是衍生自苯酚的抗氧化剂，例如在DE 19539141 A1中描述化合物
[0020][0021]这种稳定剂可用于使LC混合物抵抗热或氧的影响而稳定，但通常在光应力下不显示出优势。
[0022]由于不同种类的稳定剂的复杂作用模式和显示器中的微小效应，其中液晶(本身为许多不同类型化合物的复杂混合物)与不同种类的物种(包括聚酰亚胺)相互作用，对于技术人员来说，选择正确的稳定剂以识别最佳材料组合也是一项具有挑战性的任务。因此，对具有不同性能以拓宽材料的适用范围的新型稳定剂仍有很大的需求。
[0023]因此，本专利技术的一个目的是提供用于VA
‑
、IPS
‑
或FFS显示器的改进的LC介质的方法，其不表现出上述缺点或仅在小程度上表现出上述缺点，并且具有改进的性能。本专利技术的另一个目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.LC介质，其包含浓度为>0重量％且≤0.02重量％的一种或多种式I化合物，其中各基团彼此独立且每次出现时相同或不同地具有以下含义：P为CW＝CH
‑
CO
‑
O
‑
，W为H、F、Cl、CF3或具有1
‑
5个C原子的烷基，优选H或CH3，Sp1、Sp2、Sp3为间隔基团或单键，L为F、Cl、
‑
CN、P
‑
Sp
‑
或具有1
‑
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‑
基团任选地以使得O
‑
和/或S
‑
原子不与彼此直接连接的方式被
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
、CR0＝CR
00
‑
、
‑
C≡C
‑
、替代，并且其中一个或多个H原子各自任选地被P
‑
Sp
‑
、F或Cl替代，r、s为0、1、2、3或4，并且进一步包含一种或多种式II化合物其中各基团彼此独立且每次出现时相同或不同地具有以下含义：R1、R2为具有1
‑
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基团任选以使得O
‑
和/或S
‑
原子不与彼此直接连接的方式被
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
O
‑
、CR0＝CR
00
‑
、
‑
C≡C
‑
、替代，且其中一个或多个H原子各自任选被F或Cl替代，A1、A2为选自下式的基团
Z1、Z2为
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
O
‑
CO
‑
、
‑
C2F4‑
、
‑
CF＝CF
‑
、
‑
CH＝CH
‑
CH2O
‑
或单键，L1、L2、L3、L4为F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2，Y为H、F、Cl、CF3、CHF2或CH3，L
C
为CH3或OCH3，a1为1或2，a2为0或1。2.根据权利要求1所述的LC介质，其特征在于在式I化合物中P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。3.根据权利要求1或2所述的LC介质，其特征在于在式I化合物中L表示F、Cl、CN或OCH3。4.根据权利要求1
‑
3中一项或多项所述的LC介质，其特征在于在式I化合物中至少一个基团Sp不同于单键。5.根据权利要求1
‑
4中一项或多项所述的LC介质，其特征在于如果Sp不同于单键，其选自
‑
(CH2)2‑
、
‑
(CH2)3‑
、
‑
(CH2)4‑
,
‑
O
‑
(CH2)2‑
、
‑
O
‑
(CH2)3‑
、
‑
O
‑
CO
‑
(CH2)2和
‑
CO
‑
O
‑
(CH)2‑
，其中O原子或CO基团连接到苯环上。
6.根据权利要求1
‑
5中一项或多项所述的LC介质，其特征在于式I化合物选自下式
其中P具有权利要求1或2的含义，L和L具有权利要求3的含义，并且Sp
’
具有权利要求1或6中给出的Sp的不同于单键的含义之一。7.根据权利要求1
‑
6中一项或多项所述的LC介质，其特征在于式I化合物选自下式：
8.根据权利要求1
‑
7中一项或多项所述的LC介质，其特征在于其包含一种或多种选自式IIA、IIB、IIC和IID化合物的式II化合物
其中R
2A
和R
2B
各自彼此独立地表示H、具有最多15个C原子的烷基或烯基，其为未取代的、被CN或CF3单取代或被卤素至少单取代，其中另外，这些基团中的一个或多个CH2基团可以使得O原子不与彼此直接连接的方式被
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
OC
‑
O
‑
或
‑
O
‑
CO
‑
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，优选H或CH3，特别优选H，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
‑
、
‑
CH＝CHCH2O
‑
，p表示0、1或2，和q每次出现时相同或不同地表示0或1。9.根...

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