CN101586031B

CN101586031B - 液晶复合物及其制造方法

Info

Publication number: CN101586031B
Application number: CN 200910106710
Authority: CN
Inventors: 林宏洲; 陈威宏; 王怜咏; 汤婕茵; 陈司芬
Original assignee: CPT Display Technology Shenzheng Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Cpt Display Technology (shenzhen)co Ltd
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: CN101586031A

Abstract

本发明提供了一种液晶复合物及其制造方法，液晶复合物包括一液晶化合物与一纳米粒子，其中液晶化合物为光学补偿弯曲型液晶化合物，而纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基。液晶复合物组成配方中的纳米粒子之含量为0.1～2wt％，其重量百分比系以液晶复合物之重量为基准。当纳米粒子添加至原有的液晶化合物，可使液晶快速地由辐散态转向至弯曲态，使液晶显示装置在初始驱动时可快速达到稳态，无需特殊高电压的驱动回路，具有较快的应答速度。

Description

液晶复合物及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种液晶复合物，特别是有关于一种光学补偿弯曲型的液晶复合物。

背景技术

近年来，平面显示器产业的相关技术，如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的发展已驱成熟。目前液晶显示器(LCD)已经被广泛的使用在各种电子产品上，诸如个人计算机、笔记型计算机等使用薄膜晶体管显示器(Thin-FilmTransistor LCDs，TFT-LCDs)大尺寸产品，或是PDA、语言翻译机，手机等使用超扭转型(Super Twist Nematic，STN)技术的小尺寸产品都可以看到运用液晶所制造的产品。

仅管液晶显示器因具有低幅射性以及体积轻薄短小的优点，但当使用者从不同角度观看液晶显示器时，随着视角的增加，其对比度(contrast ratio)却会递减，而产生视角的限制。除此之外，目前市面上的液晶显示装置的响应速度仍稍嫌不足，使得在动态影像的显示上常因影像滞留而模糊化。因此，如何增大液晶显示器的视角及增快其反应速度，以提升液晶显示器的影像质量，乃是今日业界所致力的课题之一。

为了解决上述问题，一种使用光学补偿模式(optically compensatedbirefringence，OCB)的液晶显示装置已被研发出来，在OCB的操作模式下，其显示装置具有高反应速率与宽视角等优点，因此具有极高的发展性。

然而，目前市面上的光学补偿模式的液晶显示装置具有长期存在的问题。举例来说，OCB模式在无电场情况下，其液晶分子是平行于面板的辐散态(splaymode)，而较佳的OCB Mode操作情况下，液晶分子必须在其弯曲态(bendmode)。为了实现液晶分子的弯曲排列，每次驱动时都需要一定的预设时间来让液晶分子从辐散态扭转到合适位置的弯曲态，才能正常工作。

详言之，为了让液晶分子从辐散态转态扭转到合适位置的弯曲态，其耗费的驱动电压与其相对的应答速度，会使光学补偿模式的液晶显示装置有延滞反应的效果产生。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种液晶复合物，其可改善液晶显示器的应答速度。

此外，本发明的另一目的在提供一种改善液晶显示器的应答速度的液晶复合物制造方法。

再者，本发明的另一目的是提供一种液晶显示装置，以改善习知液晶显示器的应答速度。

为达到本发明的上述目的，本发明所述液晶复合物，其包括一液晶化合物与一纳米粒子(Nano partical)，其中液晶化合物为光学补偿弯曲型液晶化合物(OCB liquid crystal)，而纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基。

上述发明实施例中，液晶复合物组成配方中的纳米粒子的含量为0.1～2wt％，其重量百分比是以液晶复合物的重量为基准。

上述发明实施例中，所述的压克力官能基是由通式(1)所代表的结构。

通式(1)

上述发明实施例中，纳米粒子是选自由氧化锌、氧化锌的衍生物、二氧化硅以及二氧化硅的衍生物所组成的群组。

上述发明实施例中，液晶复合物可应用于光学补偿弯曲排列型(OCB)的液晶显示装置。

为达到本发明的另一目的，本发明所述液晶复合物的制造方法，包括以下步骤：首先，混合一液晶化合物与一纳米粒子，液晶化合物为光学补偿液晶化合物，纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基，其中纳米粒子的含量为0.1～2wt％。之后，注入混合后的液晶化合物与纳米粒子于一液晶盒内。最后，提供一能量使纳米粒子与液晶化合物产生聚合反应。

上述发明实施例中，压克力官能基是由通式(1)所代表的结构。

通式(1)

上述发明实施例中，注入混合后的液晶化合物与纳米粒子于液晶盒内的方式系为一滴下式注入制程(one drop filling process)或真空毛细现象注入制程。

上述发明实施例中，所述的能量为一紫外光或一外加电压。

为达到本发明的另一目的，本发明所述液晶显示装置，包含一第一基板、一第二基板以及一液晶层。液晶层是设于第一基板及第二基板之间，且液晶层具有一液晶复合物，其中液晶复合物由一液晶化合物与一纳米粒子聚合而成，其中液晶化合物为光学补偿液晶化合物，而纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基，且纳米粒子的含量为0.1～2wt％。

上述发明实施例中，液晶显示装置为光学补偿弯曲排列型的液晶显示装置。

当纳米粒子添加至原有的液晶化合物，可使液晶快速地由辐散态转向至弯曲态，使液晶显示装置在初始驱动时可快速达到稳态，无需特殊高电压的驱动回路，具有较快的应答速度(较低的响应时间)。

附图说明

图1是本发明的光学补偿液晶显示器的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

10液晶显示装置

20第一基板

21第一表面

22第一配向层

40液晶层

42液晶复合物

50第二基板

51第二表面

52第二配向层

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的一较佳实例，其揭露一种光学补偿弯曲排列型的液晶显示装置，其是通过聚合反应合成出一种新的液晶复合物，如此一来，新的液晶复合物可大幅降低光学补偿双弯曲型液晶显示装置在起始驱动时从辐散态转换至弯曲态所需的时间及电源供应，并可消除辐散态至弯曲态之间的不稳定现象，获致比传统液晶显示装置更快的应答效果。

请参考图1，液晶显示装置10包括一第一基板20、一第一配向层22、一第二基板50、一第二配向层52以及一液晶层40。第一基板20具有一第一表面21，第二基板50具有一第二表面51，其中第一基板20是与第二基板50平行设置，且第一表面21是与第二表面51相对。第一配向层22形成于第一表面21之上。第二配向层52形成于第二表面51之上。液晶层40是设于第一基板20及第二基板50之间，且液晶层40具有复数个液晶复合物42，其中，所述的液晶复合物42是通过一聚合反应混合一液晶化合物与一纳米粒子反应而得到。

上述液晶复合物的制造方法，包括下列步骤：首先，混合一液晶化合物与一纳米粒子；之后，注入混合后的液晶化合物与纳米粒子于一液晶盒内；最后提供一能量使纳米粒子与液晶化合物产生聚合反应。

此外，上述的液晶化合物为一光学补偿液晶化合物，而上述的纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基，其压克力官能基是由通式(1)所代表的结构。

通式(1)

其中，纳米粒子系选自由氧化锌、氧化锌的衍生物、二氧化硅以及二氧化硅的衍生物所组成的群组。而纳米粒子的含量为0.1～3wt％，重量百分比系以液晶组合物的重量为基准。

请参照表1，是列举出数个符合本发明所述的具有一压克力官能基的纳米粒子，其中的纳米粒子是以氧化锌的衍生物以及二氧化硅的衍生物为例。

表1

此外，注入混合后的液晶化合物与纳米粒子于一液晶盒内的方式是为一滴下式注入制程或真空毛细现象注入制程。

此外，液晶化合物与纳米粒子可在不添加任何起始剂的条件下，在光或热的作用自行进行具合反应，其中的能量源可为为一紫外光或一外加电压。如此一来，液晶显示器可避免因起始剂残留所造成的影像残留或延迟响应等现象。

除此之外，与现有光学补偿双弯曲式液晶显示器相比，本发明所述的液晶显示装置具有较快的应答速度(较低的响应时间)。以下特举比较实施例及实施例，兹以说明。

实施例1

分别以纯光学补偿弯曲型液晶化合物A(ZCE-5096)与其液晶化合物(ZCE-5096)掺杂不同比例反应型半导体氧化锌(ZnO)纳米粒子的液晶化合物B、C、D、E、F作为显晶显示装置的液晶层来测试，其中氧化锌(ZnO)纳米粒子结构如表1的编号1所示，其纳米粒子的粒径大小为3～10nm。液晶盒间隙为3.90μm，测试结果如表2。

如表2和表3所示，当纳米粒子为一反应型半导体氧化锌(ZnO)纳米粒子时，可发现混掺具有最佳的条件为2wt％时为最佳，其应答时间由未混掺纳米粒子的4.94ms(平均值)增快至3.77ms(掺入含2wt％ZnO)，且其驱动电压由未混掺氧化锌(ZnO)纳米粒子的1.93V(平均值)降为1.73V(混掺后)。

表2：ZCE-5096液晶混掺ZnO纳米粒子的应答速度值

	含ZnO的比例	τon(ms)	τoff(ms)	τtotal(ms)
					A	0wt％	1.22	3.72	4.94
B	0.1wt％	1.1	3.47	4.57
					C	0.5wt％	0.86	3.76	4.62
D	1wt％	1.03	4.07	5.1
					E	2wt％	1.16	2.61	3.77
F	3wt％	0.99	3.37	4.36

表3：ZCE-5096液晶混掺ZnO纳米粒子的驱动电压数据值

	含ZnO的比例	电压值(V)
			A	0wt％	1.93
B	0.1wt％	1.98
			C	0.5wt％	1.85
D	1wt％	1.83
			E	2wt％	1.73
F	3wt％	1.85

实施例2

分别以纯光学补偿弯曲型液晶化合物A(ZCE-5096)与其液晶化合物(ZCE-5096)掺杂不同比例反应型半导体二氧化硅(SiO₂)纳米粒子的液晶化合物作为显晶显示装置的液晶层来测试，其中二氧化硅(SiO₂)纳米粒子结构如表1的编号2所示，其纳米粒子的粒径大小为10～20nm。液晶盒间隙为3.90μm，测试结果如表2。

如表4所示，当纳米粒子为一反应型半导体二氧化硅(SiO₂)纳米粒子时，可发现混掺具有最佳的条件为0.1wt％时为最佳，其应答时间由未混掺纳米粒子的5.06ms(平均值)增快至4.32ms(掺入含0.1％SiO₂)。

表4：ZCE-5096液晶混掺SiO₂纳米粒子的应答速度值

	含SiO₂的比例	τon(ms)	τoff(ms)	τtotal(ms)
					A	0wt％	1.24	3.82	5.06
B	0.1wt％	1.33	2.99	4.32
					C	0.5wt％	1.27	3.08	4.35
D	1wt％	1.2	3.18	4.38
					E	3wt％	1.09	3.4	4.49

本发明所述的液晶显示装置及其制造方法，其是利用包含添加纳米粒子的液晶物组合物，来降低光学补偿型液晶显示装置在起始驱动时从辐散态转换至弯曲态所需的时间及电源供应，可消除辐散态至弯曲态之间的不稳定现象，获致比传统液晶显示装置更快的应答效果。此外，藉由比较表2、表3及表4可得知，本发明所述的液晶显示装置，确实较一般的光学补偿弯曲排列型液晶显示装置具有较快的反应速度，因此也具有较佳的竞争能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种液晶复合物，包括：

一液晶化合物，所述液晶化合物为光学补偿弯曲型液晶化合物；

以及

一纳米粒子，其主链或侧链上至少具有一压克力官能基，其中所述纳米粒子的含量为0.1～2wt％，其重量百分比是以液晶复合物的重量为基准；

其中，所述光学补偿弯曲型液晶化合物为ZCE-5096型液晶化合物，所述纳米粒子是选自由氧化锌、氧化锌的衍生物、二氧化硅以及二氧化硅的衍生物所组成的群组。

2.如权利要求1所述的液晶复合物，其中所述压克力官能基是由通式(1)所代表的结构：

通式(1)。

3.如权利要求1所述的液晶复合物，可应用于光学补偿弯曲排列型的液晶显示装置。

4.一种液晶复合物的制造方法，包括：

混合一液晶化合物与一纳米粒子，所述液晶化合物为光学补偿液晶化合物，所述纳米粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基，其中所述纳米粒子的含量为0.1～2wt％，其重量百分比是以液晶复合物的重量为基准；

注入混合后的所述液晶化合物与所述纳米粒子于一液晶盒内；以及

提供一能量使所述纳米粒子与所述液晶化合物产生聚合反应，形成所述液晶复合物；

5.如权利要求4所述的方法，其中所述压克力官能基是由通式(1)所代表的结构：

通式(1)。

6.如权利要求4所述的方法，其中注入混合后的所述液晶化合物与所述纳米粒子于所述液晶盒内的方式系为一滴下式注入制程或真空毛细现象注入制程。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述能量为一紫外光或一外加电压。

8.一种液晶显示装置，包含：

一第一基板；

一第二基板；以及

一液晶层，是设于所述第一基板及所述第二基板之间，所述液晶层具有一液晶复合物，所述液晶复合物系由一液晶化合物与一纳米粒子聚合而成，其中所述液晶化合物为光学补偿液晶化合物，所述纳米

粒子的主链或侧链上至少具有一压克力官能基，且所述纳米粒子的含量为0.1～2wt％，其重量百分比是以液晶复合物的重量为基准；

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中所述压克力官能基是由通式(1)所代表的结构：

通式(1)。

10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置为光学补偿弯曲排列型的液晶显示装置。