專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含至少一種可聚合化合物的液晶介質(zhì)，其用于電光學(xué)目的的用途， 以及包含該介質(zhì)的顯示器件。
背景技術(shù)：
由于液晶的光學(xué)性質(zhì)能通過(guò)施加的電壓來(lái)調(diào)節(jié)，所以液晶主要用作為顯示器件中 的電介質(zhì)?；谝壕У碾姽鈱W(xué)器件是本領(lǐng)域技術(shù)人員非常熟知的且可基于各種效應(yīng)。這類(lèi) 器件的實(shí)例是具有扭曲向列結(jié)構(gòu)的TN盒、STN( “超扭曲向列”)盒、ECB( “電控雙折射”) 盒和IPS( “面內(nèi)切換”)盒。最尋常的顯示器件基于khadt-Helfrich效應(yīng)且具有扭曲向列結(jié)構(gòu)，例如在TN和 STN盒中。它們可作為多路傳輸(multiplex)或有源矩陣顯示器(AMD_TN、AMD =有源矩陣 驅(qū)動(dòng))來(lái)工作。就TN顯示器來(lái)說(shuō)，期望能夠在盒中實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)的液晶介質(zhì)擴(kuò)大的向列相范圍 (特別是向下直到低溫)，在極端低溫下的可切換性(戶(hù)外用途、汽車(chē)、航空電子技術(shù))以及 對(duì)UV輻射增強(qiáng)的耐受性(更長(zhǎng)的使用壽命)。然而，采用現(xiàn)有技術(shù)中可獲得的介質(zhì)，不可能 在保持其他參數(shù)的同時(shí)獲得這些優(yōu)點(diǎn)。就更加高度扭曲的STN顯示器來(lái)說(shuō)，期望能實(shí)現(xiàn)更大的多路傳輸性 (multiplexability)和/或更低的閾值電壓和/或更寬的向列相范圍(特別是在低溫下) 的液晶介質(zhì)。為此，迫切地期望進(jìn)一步擴(kuò)展可利用的參數(shù)范圍(清亮點(diǎn)、近晶-向列型轉(zhuǎn)變 點(diǎn)或熔點(diǎn)、粘度、介電參數(shù)、彈性參數(shù))。除了其中用于重新排列的電場(chǎng)基本上垂直于液晶層而產(chǎn)生的已知液晶顯示器 (TN、STN、ECB和IPS)外，也存在著其中電信號(hào)以使得電場(chǎng)具有平行于液晶層的顯著分量的 方式產(chǎn)生的顯示器。這類(lèi)顯示器稱(chēng)作IPS( “面內(nèi)切換”)顯示器，公開(kāi)在例如WO 91/10936 中。包含已知液晶介質(zhì)的TN顯示器的特征在于不適當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間且經(jīng)常要過(guò)高 的工作電壓。因此，存在著對(duì)于沒(méi)有這些缺點(diǎn)或僅僅以減少的程度有這樣的缺點(diǎn)的用于TN 顯示器的液晶介質(zhì)的需求。為此，存在著對(duì)于除了足夠的相范圍、在低溫下低的結(jié)晶傾向、 低雙折射率和足夠的電阻外，特別是具有低閾值電壓(Vltl)和小的響應(yīng)時(shí)間的液晶材料的 特別需求。TN顯示器可以例如作為矩陣顯示器來(lái)工作。矩陣液晶顯示器是已知的。能用于各個(gè)切換各個(gè)像素的非線(xiàn)性元件的實(shí)例是有源 元件(即晶體管)。于是，使用術(shù)語(yǔ)“有源矩陣(activematrix)”，其中可區(qū)分為以下兩種類(lèi) 型1.在作為基板的硅晶片上的MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)或其它二極管。2.在作為基材的玻璃板上的薄膜晶體管(TFT)。將單晶硅作為基板材料使用限制了顯示器尺寸，因?yàn)榧词故歉鞣N分顯示器(part-displays)的模塊組裝也會(huì)在接頭處導(dǎo)致問(wèn)題。就優(yōu)選的更有前景的類(lèi)型2的情況來(lái)說(shuō)，所用的電光學(xué)效應(yīng)是TN效應(yīng)。區(qū)分為兩 種技術(shù)包含化合物半導(dǎo)體例如Cdk的TFT，或基于多晶硅或非晶硅的TFT。對(duì)于后一種技 術(shù)，全世界范圍內(nèi)正在進(jìn)行深入的工作。將TFT矩陣施用于顯示器的一個(gè)玻璃板的內(nèi)側(cè)，而另一玻璃板在其內(nèi)側(cè)帶有透明 反電極。與像素電極的尺寸相比，TFT非常小且對(duì)圖像幾乎沒(méi)有不利作用。該技術(shù)還可以 推廣到全色功能的(fully colour-capable)顯示器，其中將紅、綠和藍(lán)濾光片的鑲嵌物 (mosaic)以使得濾光片元件與每個(gè)可切換的像素相對(duì)的方式排列。TFT顯示器通常作為在透射中具有交叉的起偏器的TN盒(TN-TFT)來(lái)工作且是背 景照明的。術(shù)語(yǔ)“MLC顯示器”在此處包括具有集成非線(xiàn)性元件的任何矩陣顯示器，即除了有 源矩陣外，還有具有無(wú)源(passive)元件，如可變電阻或二極管(MIM =金屬-絕緣體-金 屬)的顯示器。對(duì)于具有集成的非線(xiàn)性元件以切換各個(gè)像素的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)，期 望例如具有大的正介電各向異性、寬的向列相、相對(duì)低的雙折射率、很高的電阻率、良好的 UV和溫度穩(wěn)定性和低蒸氣壓的介質(zhì)。這類(lèi)MLC顯示器特別適用于TV應(yīng)用(例如袖珍電視)和用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用(膝 上型電腦)和汽車(chē)或飛機(jī)構(gòu)造中的高信息顯示器。除了關(guān)于對(duì)比度和響應(yīng)時(shí)間的角度依 賴(lài)性方面的問(wèn)題之外，由于液晶混合物不夠高的電阻率，MLC-顯示器中也還產(chǎn)生一些困 難[T0GASHI, S. ， SEKIGUCHI, K. ， TANABE, H. ， ΥΑΜΑΜ0Τ0, E. ， S0RIMACHI, K. ， TAJIMA, E.， WATANABE, H.，SHIMIZU, H.，Proc. Eurodisplay 84，1984 年 9 月A 210-288Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings,第 141 M fe， Paris ；STR0MER, Μ. ， Proc. Eurodisplay 84,1984年9月Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing ofTelevision Liquid Crystal Displays，第 145 頁(yè)起，Paris]。隨著降低的電阻，MLC-顯 示器的對(duì)比度劣化，并且可能出現(xiàn)殘留影像(afterimage)消除的問(wèn)題。因?yàn)橛捎谂c顯示器 內(nèi)表面的相互作用，液晶混合物的電阻率通常隨MLC-顯示器的壽命下降，所以高的(初始) 電阻非常重要以獲得可接受的使用壽命。特別是就低電壓的混合物來(lái)說(shuō)，至今不可能實(shí)現(xiàn) 很高的電阻率值。更重要的是，電阻率具有隨溫度升高和在加熱和/或UV曝露后的最小可 能的增加。來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的混合物的低溫性能也是特別不利的。要求即使在低溫下也不出 現(xiàn)結(jié)晶和/或近晶相，以及粘度的溫度依賴(lài)性要盡可能低。已知的MLC顯示器不滿(mǎn)足這些 要求。因此，繼續(xù)存在著對(duì)具有非常高的電阻率且同時(shí)具有大的工作溫度范圍、短響應(yīng) 時(shí)間(甚至在低溫下)和低閾值電壓的MLC顯示器的很大需求，這種顯示器不具有或僅僅 以降低的程度地具有上述缺點(diǎn)。除了使用背景照明的即透射地和任選透射反射地操作的液晶顯示器，反射式液晶 顯示器也是特別令人感興趣的。這些反射式液晶顯示器使用環(huán)境光用于信息顯示。因此 它們比具有相應(yīng)尺寸和分辨率的背景照明的液晶顯示器消耗明顯更少的能量。因?yàn)門(mén)N效 應(yīng)特征在于非常良好的對(duì)比度，這類(lèi)反射式顯示器甚至可在明亮的環(huán)境條件中很容易地識(shí) 別。這是已經(jīng)已知的簡(jiǎn)單的反射式TN顯示器，如用于例如手表和袖珍計(jì)算器中的那些。然而，該原理還可用于高質(zhì)、更高分辨率的有源矩陣控制的顯示器，例如TFT顯示器。在此，如 已經(jīng)在一般常規(guī)的透射TFT-TN顯示器中的那樣，低雙折射率(Δη)的液晶的使用對(duì)于達(dá)到 低光學(xué)延遲(d· Δη)是必需的。該低光學(xué)延遲產(chǎn)生通?？山邮艿膶?duì)比度的低視角依賴(lài)性 (參見(jiàn)DE 3022818)。在反射式顯示器中，低雙折射率液晶的應(yīng)用甚至比在透射式顯示器中 更重要，因?yàn)樵诜瓷涫斤@示器中光所穿越的有效層厚度為具有相同層厚度的透射式顯示器 中的大約兩倍。 反射式顯示器相對(duì)于透射式顯示器的優(yōu)點(diǎn)除了低能耗(因?yàn)椴恍枰彻?之外， 還在于節(jié)省空間(這導(dǎo)致非常小的物理深度)和減少了由于背光不同程度的加熱導(dǎo)致的溫 度梯度引起的問(wèn)題。通常，上述類(lèi)型的液晶材料必須具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性和對(duì)電場(chǎng)和電磁輻射 的良好的穩(wěn)定性。此外，液晶材料應(yīng)當(dāng)具有低粘度并在盒中提供短的尋址時(shí)間、低的閾值電 壓和高對(duì)比度。此外，它們應(yīng)當(dāng)在通常的工作溫度，即低于和高于室溫的最寬的可能范圍內(nèi)具有 合適的介晶相(mesophase)，例如用于上述盒的向列型或膽甾醇型介晶相。因?yàn)橥ǔ⒁壕?作為多種組分的混合物形式使用，因此重要的是組分能彼此易于混溶。其他的性質(zhì)如導(dǎo)電 性、介電各向異性和光學(xué)各向異性必須根據(jù)盒類(lèi)型和應(yīng)用領(lǐng)域而滿(mǎn)足各種要求。例如，用于 具有扭曲向列結(jié)構(gòu)的盒的材料應(yīng)當(dāng)具有正的介電各向異性和低導(dǎo)電率。在TN(Schadt-Helfrich)盒中，期望在盒中有助于以下優(yōu)點(diǎn)的介質(zhì)-擴(kuò)展的向列相范圍(特別是向下直到低溫)-在極其低的溫度下切換的能力(戶(hù)外用途、汽車(chē)、航空電子技術(shù))-對(duì)UV輻射提高的耐受性(更長(zhǎng)的使用壽命)_低閾值(驅(qū)動(dòng))電壓_快速響應(yīng)時(shí)間-足夠高的雙折射率-提供足夠高的電壓保持比(HR)的足夠高的電阻率-在盒和顯示器中足夠高的預(yù)傾斜(pretilt)，特別是以避免取向上的缺陷。從現(xiàn)有技術(shù)中可獲得的介質(zhì)不能使得這些優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)而同時(shí)保持其它參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供用于這類(lèi)MLC、TN、FFS或IPS顯示器，特別是用于 TN-TFT顯示器的介質(zhì)，其不具有上述缺點(diǎn)，或僅僅以降低的程度具有上述缺點(diǎn)，以及優(yōu)選具 有低閾值電壓、低旋轉(zhuǎn)粘度、快速響應(yīng)時(shí)間以及同時(shí)有高電阻率值、高熱穩(wěn)定性、高UV穩(wěn)定 性和特別是在UV曝光和受熱時(shí)的高電壓保持比例(VHR)值。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，被加入到具有正介電各向異性的特定液晶介質(zhì)、運(yùn)用到液晶盒中 并在原位聚合之后的少量可聚合化合物能改善響應(yīng)時(shí)間和電光學(xué)性質(zhì)。通過(guò)將少量的一種或多種又稱(chēng)為“反應(yīng)性介晶”(RM)的可聚合化合物加入到用于 TN模式的液晶混合物，獲得了顯示出與沒(méi)有任何RM的液晶混合物相比改善性質(zhì)的液晶介 質(zhì)。包含根據(jù)本發(fā)明的混合物的顯示器使得能夠設(shè)置預(yù)傾斜角度，并優(yōu)選同時(shí)具有非常高的電阻率數(shù)值、低閾值電壓和短響應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)，其特征在于它包含-包含一種或多種可聚合化合物的可聚合組分(A)以及-包含一種或多種通式I的化合物的液晶組分(B)，
權(quán)利要求
1.液晶介質(zhì)，特征在于其包含-包含一種或多種可聚合化合物的可聚合組分(A)以及 -包含一種或多種通式I的化合物的液晶組分(B)
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶介質(zhì)，其特征在于液晶組分(B)包含一種或多種式Il到15 的化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的液晶介質(zhì)，其特征在于該可聚合組分(A)包含至少一種選自 式I * 1到I * 20的化合物的可聚合化合物，
4.根據(jù)權(quán)利要求3的液晶介質(zhì)，其特征在于可聚合組分(A)包含至少一種選自RMl到 RMl2的可聚合化合物
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)，其特征在于該液晶組分(B)另外包 含一種或多種選自通式III到VIII的化合物的化合物，
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)，其特征在于在混合物整體中式I的 化合物的比例為基于全部混合物計(jì)2到30wt%的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含基于液晶混合物 計(jì)< 5wt%的可聚合化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)用于電光學(xué)目的的用途。
9.包含根據(jù)權(quán)利要求1到7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶介質(zhì)的電光學(xué)液晶顯示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電光學(xué)液晶顯示器，其特征在于它是TN、TN-TFT,FFS或IPS顯 不器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶介質(zhì)，其特征在于其包含-包含一種或多種可聚合化合物的可聚合組分(A)以及-包含一種或多種通式(I)的化合物的液晶組分(B)，其中R、環(huán)A1和A2、Z1、Z2、Y1、Y2、X0和r如權(quán)利要求1中定義。
文檔編號(hào)C09K19/20GK102076821SQ200980124099
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者宋東美, 樸璟娥, 樸相炫, 李昇恩, 李殷圭, 金恩榮 申請(qǐng)人:默克專(zhuān)利股份有限公司