WO2014043962A1 - 液晶介质混合物及使用其的液晶显示器 - Google Patents

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冯惺
钟新辉
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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一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%。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一种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 本申请要求于 2012 年 9 月 21 日提交中国专利局、 申请号为 201210355415.1、 发明名称为 "液晶介质混合物及使用其的液晶显示器" 的 中国专利申请的优先权， 上述专利的全部内容通过引用结合在本申请中。 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 4艮好的解决了 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，故需要选择合适的可聚合单体以使聚合物的均匀 性好、 配向力强及反应速度快。 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， 采用一 种可聚合单体， 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一种可聚合单体， 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： 液晶材料和一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%； 所述可聚 合单体的结构通式为：
Figure imgf000004_0001
其中， P代表可聚合基团， 其选自曱基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基； m为 连接于同一个芳香环上的可聚合基团 P的个数， m表示 2或 3; Y表示 1或 2; R表示具有 2-9个碳原子的直链或支链婦基；
在上述式 I中， 其中 P不同时为曱基丙烯酸酯基。
其中， 所述可聚合单体的分子式为：
式 II
Figure imgf000004_0002
式 III
Figure imgf000004_0003
式 IV
Figure imgf000005_0001
其中， R代表具有 1-12个碳原子的烷基。
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、 曱基或 -CN。
其中， 所述液晶材料还包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基 化 ：
Figure imgf000005_0002
其中，
Figure imgf000005_0003
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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3; m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
相应地， 本发明实施例的另一方面， 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： 液晶材料和一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 0.1%-1%； 所述可聚合单体的结构通式为：
Figure imgf000006_0001
其中， P代表可聚合基团， 其选自曱基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基； m为 连接于同一个芳香环上的可聚合基团 P的个数， m表示 2或 3; Y表示 1或 2; R表示具有 2-9个碳原子的直链或支链婦基；
在上述式 I中， 其中 P不同时为曱基丙烯酸酯基。
其中， 所述可聚合单体的分子式为：
式 II
Figure imgf000006_0002
式 III
Figure imgf000007_0001
式 IV
Figure imgf000007_0002
其中， R代表具有 1-12个碳原子的烷基。
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、 曱基或 -CN。
其中， 所述液晶材料还包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基 化 ：
Figure imgf000007_0003
Figure imgf000008_0001
Rl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11、 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， 采用一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚 合单体， 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 优选实施例及其附图进行详细描述。
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： 液晶材料及一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液晶介质混合物总量的 0.1 %- 1 %；
其中， 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%； 由一个苯环构成， 所述苯环直接连接可聚合基团， 所述可聚合基 团选自曱基丙烯酸酯或丙烯酸酯基，且所述可聚合单体中的可聚合基团不同 时全为曱基丙烯酸酯基。
在一个实施例中， 所述可聚合单体的分子通式为：
式 I
Figure imgf000009_0001
其中， P代表可聚合基团， 其选自曱基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基； m为 连接于同一个芳香环上的可聚合基团 P的个数， m表示 2或 3; Y表示 1或 2; R表示具有 2-9个碳原子的直链或支链婦基；
在上述式 I中， 其中 P不同时为曱基丙烯酸酯基。
在具体的实施例中， 所述可聚合单体的分子式为下述之一种： 式 II
Figure imgf000009_0002
式 III
Figure imgf000009_0003
式 IV
Figure imgf000010_0001
R代表具有 1-12个碳原子的烷基。
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、 曱基或 -CN。
在一个实施例中，所述可聚合单体在液晶介质混合物中的总重量百分比 为 0.3%。
所述婦基化合物， 其具有如下结构通式：
Figure imgf000010_0002
其中，
别
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0004
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11、 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 :
体， 具体如下:
Figure imgf000011_0001
可聚合单体为 RM—A1 , RM-A1的结构式如下所示:
Figure imgf000011_0002
RM-A1 含量占液晶介质层的 1000ppm。 液晶介质混合物中， 通过紫外 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 一种可聚合单体， 具体如下：
液晶材料的结构式为
Figure imgf000011_0003
可聚合单体为 RM-A2, RM-A2的结构式如下所示:
Figure imgf000012_0001
RM-A2含量占液晶介质层的 3000ppm。 液晶介质混合物中， 通过紫外 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 3:
所述液晶介质混合物 一种可聚合单体， 具体如下：
液晶材料的结构式为
Figure imgf000012_0002
可聚合单体为 RM-A3 , RM-A3的结构式如下所示:
Figure imgf000012_0003
RM-A3含量占液晶介质层的 10000ppm。 液晶介质混合物中， 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一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体， 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

权 利 要 求
1、 一种液晶介质混合物， 其特征在于， 其包括组分： 液晶材料和一种 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 述液晶介质混合物总量的 0.1%-1%； 所述可聚合单体的结构通式为：
Figure imgf000014_0001
其中， P代表可聚合基团， 其选自曱基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基； m为 连接于同一个芳香环上的可聚合基团 P的个数， m表示 2或 3; Y表示 1或 2; R表示具有 2-9个碳原子的直链或支链婦基；
在上述式 I中， 其中 P不同时为曱基丙烯酸酯基。
2、 如权利要求 1所述的液晶介质混合物， 其特征在于， 所述可聚合单 体的分子式为：
Figure imgf000014_0002
式 III
Figure imgf000014_0003
式 IV
Figure imgf000015_0001
其中， R代表具有 1-12个碳原子的烷基。
3、 如权利要求 2所述的液晶介质混合物， 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、 曱基或 -CN。
4、 如权利要求 1所述的液晶介质混合物， 其特征在于， 所述液晶材料 还包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构 通式：
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0003
Rl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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3;
m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
5、 如权利要求 2所述的液晶介质混合物， 其特征在于， 所述液晶材料 还包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构 通
Figure imgf000016_0001
其中，
Figure imgf000016_0002
Rl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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3;
m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
6、 如权利要求 3所述的液晶介质混合物， 其特征在于， 所述液晶材料 还包括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构
Figure imgf000017_0001
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11、 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： 液晶材料和一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%； 所述可聚合单体的结构通式为：
式 I
Figure imgf000018_0001
其中， Ρ代表可聚合基团， 其选自曱基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基； m为 连接于同一个芳香环上的可聚合基团 P的个数， m表示 2或 3; Y表示 1或 2; R表示具有 2-9个碳原子的直链或支链婦基；
在上述式 I中， 其中 P不同时为曱基丙烯酸酯基。
8、 如权利要求 7所述的液晶显示器， 其特征在于， 所述可聚合单体的 分子式为：
Figure imgf000018_0002
式 III
Figure imgf000018_0003
式 IV
Figure imgf000019_0001
其中， R代表具有 1-12个碳原子的烷基。
9、 如权利要求 8所述的液晶显示器， 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、 曱基或 -CN。
10、 如权利要求 7所述的液晶显示器， 其特征在于， 所述液晶材料还包 括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构通 式：
Figure imgf000019_0002
其中，
别
Figure imgf000019_0003
Figure imgf000019_0004
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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3;
m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
11、 如权利要求 8所述的液晶显示器， 其特征在于， 所述液晶材料还包 括 可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构通
Figure imgf000020_0001
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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3;
m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
12、 如权利要求 9所述的液晶显示器， 其特征在于， 所述液晶材料还包 括在可聚合单体聚合时对聚合反应稳定的烯基化合物， 其具有如下结构通 式：
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0002
Rl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11、 F、 Cl、 OCF3或 CF3; m表示 1-4;
n、 k分别表示 0~3。
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