CN102863970A - 液晶介质混合物及使用其的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶介质混合物及使用其的液晶显示器，该液晶介质混合物包括组分：至少一种各相异性液晶材料、及两种或两种以上可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体；所述可聚合单体按重量份计算占液晶介质混合物总量的0.1%-1%。本发明的液晶介质混合物及使用其的液晶显示器，液晶介质混合物采用通过采用两种或两种以上可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体以及合适配比，可以聚合反应得到尺寸较小、均匀性好的聚合物突起物，避免了液晶配向不良、液晶面板暗态亮点现象的发生，从而使液晶面板响应速度变快并获得高对比度，实现稳定的量产性。

Description

液晶介质混合物及使用其的液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种液晶介质混合物及使用其的液晶显示器。 

背景技术

TN(Twisted nematic，扭曲向列型)或STN(Super twisted nematic，超扭曲向列型)液晶显示器所用的液晶为正型液晶，未加电时液晶分子长轴平行于基板表面。基板表面液晶分子的排列方向由配向层(Alignment layer，材质通常为Polyimide)的摩擦方向(Rubbing direction)决定，两基板表面配向方向垂直，所以从一个基板表面到另一个基板表面，液晶层的分子呈连续扭转排列状态。当施加电压之后，液晶分子的长轴将倾向于沿电场的方向排列。TN/STN型液晶显示器的缺点是可视角小，在大视角下的亮度差异和色差严重，需要通过补偿膜对此进行改善，从而提高了显示器的制造成本。 

MVA(Multi-domain vertical alignment，多象限垂直配向型)TFT-LCD很好的解决了TN/STN显示器视角限制的问题，它采用负型液晶与垂直配向膜材料。未施加电压时，液晶分子长轴均垂直于基板表面，施加电压会使液晶分子倾倒，液晶分子长轴倾向于沿垂直电场方向排列。为了解决视角问题，一个亚像素被分成多个区域，使液晶分子朝不同的方向倾倒，让显示器从不同的方向看到的效果趋于一致。在一个亚像素内使不同区域的液晶分子导向不同的方向有多种方法。第一种是通过曝光显影的办法在LCD的上下基板制作出Bump(隆起物)，使Bump周围的液晶分子产生一定的预倾角，引导液晶分子朝固定方向倾倒；第二种是在上下基板上形成具有一定图案的ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)像素电极，由此产生的电场具有一定的倾斜角度，从而控制不同区域的液晶分子的导向，此技术被称为PVA(Patterned vertical alignment，垂直取向构型)技术；第三种是在LCD基板的TFT侧形成ITO slit(裂缝)，另一侧为Full ITO，在液晶介质中添加可聚合的monomer(单体)，先通过电场使液晶分子倾倒，同时用紫外光照射面板使monomer聚合形成具有引导液晶分子倾倒的聚合物颗 粒，沉积在基板表面起到配向的作用，这种技术成为PSVA(Polymer stabilized vertical alignment，聚合物稳定垂直对齐)技术。 

可聚合单体的反应速度、聚合物的大小及分布、在基板表面均匀性、配向力的强弱等因素对面板的光学品味、量产稳定性有重要影响，这些因素除了受制程条件的影响之外，决定这些因素的主要原因是可聚合单体的分子结构，因为可聚合单体的分子结构直接决定了其光反应的快慢、形成聚合物的特性、对液晶的配向力强弱等。由于现有的液晶介质中一般含有烯基化合物，有利于获得低的旋转粘度，因而可提高液晶介质的响应，由于现有的液晶介质中一般含有烯基化合物，有利于获得低的旋转粘度以提高液晶介质的响应，而在液晶介质中含有的烯基化合物容易影响可聚合单体的反应聚合，从而影响到液晶介质的配向，故通常情况，故通常情况，单一一种可聚合单体很难达到让这几个因素都处于有利的情况，出现的情况往往是顾此失彼，比如形成聚合物的均匀性好但是配向力不够，或配向力强但是反应速度太慢等诸如此类问题。 

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于，提供一种液晶介质混合物，采用两种或两种以上功能性不同的可聚合单体进行合理搭配，其聚合反应的反应速度、形成聚合物的均匀性及配向力的强度能同时达到平衡，且均得到较高的水平。 

以及提供一种液晶显示器，其液晶介质混合物采用两种或两种以上功能性不同的可聚合单体进行合理搭配，单体的聚合反应的反应速度、形成聚合物的均匀性及配向力的强度能同时达到平衡，且均得到较高的水平，提高了面板的光学品味和总体表现，实现稳定的量产性。 

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种液晶介质混合物，其包括组分：液晶材料和两种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体，该液晶材料包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物，所述可聚合单体按重量份计算占所述液晶介质混合物总量的0.1%-1%；其中， 

第一种可聚合单体由一个苯环构成，所述苯环上直接连接至少有两个可聚合基团，所述可聚合基团选自甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，且所述至少两个可聚合基团不同时全为甲基丙烯酸酯基； 

第二种可聚合单体的分子式为: 

其中，所述第一种可聚合单体的结构通式为下述中之一种： 

其中，P1、P2、P3代表可聚合基团，分别独立的表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基、环氧基，且P1、P2、P3不同时全为甲基丙烯酸酯。 

其中，所述可聚合单体的结构通式中的任意芳香环上的氢原子可以被如下基团取代：-F、-Cl、-Br、甲基或-CN。 

其中，所述第一种可聚合单体具体为下述分子式中的一个： 

其中，所述两种可聚合单体在液晶介质混合物中的含量摩尔比例为1:5。 

其中，所述烯基化合物，其具有如下结构通式： 

或/及 

其中， 

分别独立的表示： 

或 

R1表示具有2-9个碳原子的直链或支链烯基； 

R2表示具有1-12个碳原子的直链或支链烷基； 

X分别独立的表示H、F、Cl、OCF₃或CF₃； 

m表示1～4； 

n、k分别表示0～3。 

相应地，本发明实施例提供一种液晶显示器，其包括：相对平行设置的上基板与下基板、及设于该上基板与下基板之间的液晶介质混合物，该液晶介质混合物包括组分：液晶材料和两种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体，所述可聚合单体按重量份计算占所述液晶介质混合物总量的0.1%-1%；其中， 

第一种可聚合单体由一个苯环构成，所述苯环上直接连接至少有两个可聚合基团，所述可聚合基团选自甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，且所述至少两个可聚合基团不同时全为甲基丙烯酸酯基； 

第二种可聚合单体的分子式为: 

其中，所述第一种可聚合单体的结构通式为下述中之一种： 

其中，P1、P2、P3代表可聚合基团，分别独立的表示甲基丙烯酸酯或丙烯 酸酯、乙烯基、乙烯氧基、环氧基，且P1、P2、P3不同时全为甲基丙烯酸酯。 

其中，所述可聚合单体的结构通式中的任意芳香环上的氢原子可以被如下基团取代：-F、-Cl、-Br、甲基或-CN。 

其中，所述第一种可聚合单体具体为下述分子式中的一个： 

其中，所述两种可聚合单体在液晶介质混合物中的含量摩尔比例为1:5。 

其中，所述烯基化合物，其具有如下结构通式： 

或/及 

其中， 

分别独立的表示： 或 

R1表示具有2-9个碳原子的直链或支链烯基； 

R2表示具有1-12个碳原子的直链或支链烷基； 

X分别独立的表示H、F、Cl、OCF₃或CF₃； 

m表示1～4； 

n、k分别表示0～3。 

实施本发明的实施例，具有如下有益效果： 

本发明的液晶介质混合物，采用两种或两种以上可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体及其合理配比，可以聚合反应得到尺寸较小、均匀性好的聚合物突起物，避免了液晶配向不良、液晶面板暗态亮点现象的发生，从而使液晶面板响应速度变快并获得高对比度。。将其应用于液晶显示器中，提高了液晶显示器面板的光学品味和总体表现，实现稳定的量产性。 

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例进行详细描述。 

本发明提供一种用于液晶显示器的液晶介质混合物，所述液晶介质混合物包括如下组分：液晶材料及两种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体；所述可聚合单体按重量份计算占液晶介质混合物总量的0.1%-1%； 

其中，第一种可聚合单体由一个苯环构成，所述苯环上直接连接至少有两个可聚合基团，所述可聚合基团选自甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，且所述至少两个可聚合基团不同时全为甲基丙烯酸酯基； 

第二种可聚合单体由两个苯环直接连接构成，在每个苯环上均连接一个可聚合基团，具体地，其分子式为： 

具体地，所述第一种可聚合单体的结构通式为下述中之一种： 

其中，P1、P2、P3代表可聚合基团，分别独立的表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基、环氧基，且P1、P2、P3不同时全为甲基丙烯酸酯。所述可聚合单体的结构通式中的任意芳香环上的氢原子可以被如下基团取代：-F、-Cl、-Br、甲基或-CN。 

在一些实施例中，第一种可聚合单体具体为下述分子式中的一个： 

在一个实施例中，所述两种可聚合单体在液晶介质混合物中的含量摩尔比例为1:5。 

所述烯基化合物，其具有如下结构通式： 

或/及 

其中， 

分别独立的表示： 或 

R1表示具有2-9个碳原子的直链或支链烯基； 

R2表示具有1-12个碳原子的直链或支链烷基； 

X分别独立的表示H、F、Cl、OCF₃或CF₃； 

m表示1～4； 

n、k分别表示0～3。 

下面通过具体实施例，说明本发明实施方式。 

实施例1： 

所述液晶介质混合物采用负型液晶材料及两种可聚合单体，具体如下： 

负型液晶材料的结构式为 

两种可聚合单体分别为RM-A1与RM-B1，RM-A1的结构式如下所示： 

RM-B1的结构式如下所示： 

RM-A1与RM-B1的摩尔比是1:5，两者的总含量占液晶介质层的10000ppm。液晶介质混合物中，混合使用RM-A1和RM-B1，通过紫外线照射生成的聚合物bump的尺寸小、均匀，不存在暗态亮光现象。 

实施例2： 

所述液晶介质混合物采用负型液晶材料及两种可聚合单体，具体如下：负型液晶材料的结构式为 

两种可聚合单体分别为RM-A2与RM-B1，RM-A2的结构式如下所示： 

RM-B1的结构式如下所示： 

RM-A2与RM-B1的摩尔比是1:5，两者的总含量占液晶介质层的10000ppm。液晶介质混合物中，混合使用RM-A2和RM-B1，通过紫外线照射生成的聚合物bump的尺寸小、均匀，不存在暗态亮光现象。 

综上所述，本发明所述的用于液晶显示器的液晶介质混合物，通过该液晶 介质混合物中含有的两种或两种以上可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体以及合适配比，可以控制聚合反应形成聚合物突起物的大小和均匀性，避免了液晶配向不良、液晶面板暗态亮点现象的发生，以此使得液晶面板获得好的光学表现，如高对比度和高响应速度。 

本发明的液晶介质混合物可应用于显示器，本发明的使用上述液晶介质混合物的液晶显示器，其包括：相对平行设置的上基板与下基板、及设于该上基板与下基板之间的液晶介质混合物，该液晶介质混合物即为本发明上述的液晶介质混合物，在此不累赘述之。液晶介质混合物通过使用功能性不同的可聚合单体，使得可聚合单体在聚合反应的反应速度、形成聚合物的均匀性及配向力的强度能同时达到平衡，且获得较高的水平，即，聚合反应速度快的同时，形成聚合物均匀性及配向力强度也高，从而可提高液晶显示器面板的光学品味和总体表现，实现稳定的量产性。 

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。 

Claims (12)

1.一种液晶介质混合物，其特征在于，其包括组分：液晶材料和两种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体，该液晶材料包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物，所述可聚合单体按重量份计算占所述液晶介质混合物总量的0.1%-1%；其中，

第一种可聚合单体由一个苯环构成，所述苯环上直接连接至少有两个可聚合基团，所述可聚合基团选自甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，且所述至少两个可聚合基团不同时全为甲基丙烯酸酯基；

第二种可聚合单体的分子式为:

2.如权利要求1所述的一种液晶介质混合物，其特征在于，所述第一种可聚合单体的结构通式为下述中之一种：

其中，P1、P2、P3代表可聚合基团，分别独立的表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基、环氧基，且P1、P2、P3不同时全为甲基丙烯酸酯。

3.如权利要求2所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述可聚合单体的结构通式中的任意芳香环上的氢原子可以被如下基团取代：-F、-Cl、-Br、甲基或-CN。

4.如权利要求2所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述第一种可聚合单体具体为下述分子式中的一个：

5.如权利要求4所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述两种可聚合单体在液晶介质混合物中的含量摩尔比例为1:5。

6.如权利要求1至5任一项所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述烯基化合物，其具有如下结构通式：

或/及

其中，

分别独立的表示：

或

R1表示具有2-9个碳原子的直链或支链烯基；

R2表示具有1-12个碳原子的直链或支链烷基；

X分别独立的表示H、F、Cl、OCF₃或CF₃；

m表示1～4；

n、k分别表示0～3。

7.一种液晶显示器，其特征在于，其包括：相对平行设置的上基板与下基板、及设于该上基板与下基板之间的液晶介质混合物，该液晶介质混合物包括组分：液晶材料和两种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体，该液晶材料包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物，所述可聚合单体按重量份计算占所述液晶介质混合物总量的0.1%-1%；其中，

第一种可聚合单体由一个苯环构成，所述苯环上直接连接至少有两个可聚合基团，所述可聚合基团选自甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，且所述至少两个可聚合基团不同时全为甲基丙烯酸酯基；

第二种可聚合单体的分子式为:

8.如权利要求7述的一种液晶显示器，其特征在于，所述第一种可聚合单体的结构通式为下述中之一种：

其中，P1、P2、P3代表可聚合基团，分别独立的表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯、乙烯基、乙烯氧基、环氧基，且P1、P2、P3不同时全为甲基丙烯酸酯。

9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述可聚合单体的结构通式中的任意芳香环上的氢原子可以被如下基团取代：-F、-Cl、-Br、甲基或-CN。

10.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一种可聚合单体具体为下述分子式中的一个：

11.如权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于，所述两种可聚合单体在液晶介质混合物中的含量摩尔比例为1:5。

12.如权利要求7至11任一项所述的液晶显示器，其特征在于，所述烯基化合物，其具有如下结构通式：

或/及

其中，

分别独立的表示：

或

R1表示具有2-9个碳原子的直链或支链烯基；

R2表示具有1-12个碳原子的直链或支链烷基；

X分别独立的表示H、F、Cl、OCF₃或CF₃；

m表示1～4；

n、k分别表示0～3。