專利名稱：液晶介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)(LC介質(zhì))，其用于電光學(xué)目的的用途，以及涉及包含該介質(zhì)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶主要在顯示器件中用作電介質(zhì)，因為這類物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)能通過施加的電壓而改變?；谝壕У碾姽鈱W(xué)器件對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是極為熟知的且可以基于各種效應(yīng)。這類器件的實例是具有動態(tài)散射的盒(cells)，DAP(排列相畸變(deformation ofaligned phases))盒、賓/主盒(guest/host)、具有扭曲向列結(jié)構(gòu)的TN盒、STN(超扭曲向列)盒、SBE (超雙折射效應(yīng))盒和OMI (光學(xué)模式干涉)盒。最為常見的顯示器件基于 Schadt-Helfrich效應(yīng)并且具有扭曲向列結(jié)構(gòu)。此外，還有以與基板和液晶面平行的電場工作的盒，例如，IPS (面內(nèi)切換)盒。特別地，TN、STN,FFS (邊緣場切換)和IPS盒是對于根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)而言當(dāng)前商業(yè)上令人關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。液晶材料必須具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性和對電場和電磁福射的良好的穩(wěn)定性。此外，液晶材料應(yīng)當(dāng)具有低粘度并在盒中產(chǎn)生短的尋址時間、低的閾值電壓和高的對比度。此外，它們應(yīng)當(dāng)在通常的操作溫度，即高于和低于室溫的最寬的可能范圍內(nèi)具有合適的中間相(mesophase)，例如用于上述盒的向列型中間相或膽甾型中間相。因為通常將液晶作為多種組分的混合物使用，因此重要的是組分彼此易于混溶。更進一步的性質(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)盒類型和應(yīng)用領(lǐng)域而滿足各種要求。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。例如，對于具有集成的非線性元件以切換獨立像素的矩陣液晶顯示器(MLC顯示器)，期望具有大的正介電各向異性、寬的向列相、相對低的雙折射、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)。這類矩陣液晶顯示器是已知的。能用于獨立地切換獨立像素的非線性元件的實例是有源元件(即晶體管)。于是使用術(shù)語“有源矩陣(active matrix)”，其中可區(qū)分為以下兩種類型I.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.在作為基板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，因為甚至是不同分顯示器的模塊組裝也會在接頭處導(dǎo)致問題。就優(yōu)選的更有前景的類型2的情況來說，所用的電光效應(yīng)通常是TN效應(yīng)。區(qū)分為兩種技術(shù)包含化合物半導(dǎo)體例如WSe的TFT,或基于多晶娃或非晶娃的TFT。對于后一種技術(shù)，全世界范圍內(nèi)正在進行深入的工作。將TFT矩陣施用于顯示器的一個玻璃板的內(nèi)部，而另一玻璃板在其內(nèi)部帶有透明反電極。與像素電極的尺寸相比，TFT非常小且對圖像幾乎沒有不利作用。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、綠和藍濾光片的鑲嵌物(mosaic)以使得濾光片元件與每個可切換的像素相對的方式布置。TFT顯示器通常作為在傳輸中具有交叉的起偏器(polarisers)的TN盒來運行且是背光照明的。術(shù)語“MLC顯示器”在此包括具有集成非線性元件的任何矩陣顯示器，即除了有源矩陣外，還有具有無源(passive)元件的顯示器，如可變電阻或二極管(MM=金屬-絕緣體-金屬)。這類MLC顯示器特別適用于TV應(yīng)用(例如袖珍電視)或用于計算機應(yīng)用(膝上型電腦)和汽車或飛行器構(gòu)造中的高信息顯示器。除了關(guān)于對比度和響應(yīng)時間的角度依賴性問題之外，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[TOGASHI，S.
，SEKI-GUCHI，K.，TANABE, H.，YAMAMOTO, E.，SORIMACHI, K.，TAJIMA, E.，WATANABE, H.，SHIMI·ZU, H.，Proc. Eurodisplay84, 1984 年 9 月:A210-288 Matrix LCD Controlled by DoubleStage Diode Rings,第 141 頁及后續(xù)頁，Paris; STR0MER, M.，Proc. Eurodisplay84, 1984年9月:Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television LiquidCrystal Displays, pp. 145 ff. ,Paris]。隨著降低的電阻,MLC顯示器的對比度劣化,并且可能出現(xiàn)殘留影像消除的問題。因為由于與顯示器內(nèi)部表面的相互作用，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說，至今不可能實現(xiàn)很高的電阻率值。此外重要的是，電阻率顯示出隨溫度升高和在加熱和/或UV曝光后最小可能的增加。來自現(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性要盡可能低。因此，來自現(xiàn)有技術(shù)的MLC顯示器不滿足當(dāng)今的要求。除了使用背光照明的，即透射式和期望的話透反式(transflectively)工作的液晶顯示器之外，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)尺寸和分辨率的背光照明的液晶顯示器消耗明顯更少的能量。因為TN效應(yīng)特征在于非常良好的對比度，這類反射式顯示器甚至可在明亮的環(huán)境條件中很好地讀取。這已經(jīng)以簡單的反射式TN顯示器，如用于例如手表和袖珍計算器中的那些已知。然而，該原理還可用于高質(zhì)量、更高分辨率的有源矩陣尋址的顯示器，例如TFT顯示器。在此，如已經(jīng)在一般常規(guī)的透射式TFT-TN顯示器中的那樣，低雙折射率(An)的液晶的使用對于達到低光學(xué)延遲((! An)而言是必需的。該低光學(xué)延遲導(dǎo)致通?？山邮艿膶Ρ榷鹊牡鸵暯且蕾囆?參見DE 30 22 818)。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，因為在反射式顯示器中光所經(jīng)過的有效層厚度為在具有相同層厚度的透射式顯示器中的大約兩倍大。對于TV和視頻應(yīng)用，為了能夠以接近真實的質(zhì)量再現(xiàn)多媒體內(nèi)容，例如電影和視頻游戲，要求具有快速響應(yīng)時間的顯示器。特別地，如果使用具有低粘度值、特別是旋轉(zhuǎn)粘度Y i，以及具有聞光學(xué)各向異性(An)的液晶介質(zhì)，就能實現(xiàn)這樣的短響應(yīng)時間。因此，繼續(xù)存在著對具有非常高的電阻率同時也具有大的工作溫度范圍、短響應(yīng)時間(甚至在低溫下)，和低閾值電壓的MLC顯示器的很大需求，這種顯示器不顯示出或僅僅較小程度地顯示出這些缺點。在TN(Schadt-Helfrich)盒中，期望有助于盒中的以下優(yōu)點的介質(zhì)-拓寬的向列相范圍(特別是直到低溫的)
-在極低溫下切換的能力(戶外應(yīng)用、汽車、航空電子技術(shù))-提高的對紫外輻射的耐受性(更長的服務(wù)壽命)-低閾值(驅(qū)動)電壓-快速響應(yīng)時間-足夠高的雙折射-足夠高的電阻率以提供足夠高的電壓保持比(HR)-在盒和顯示器中的足夠高的預(yù)傾角，特別是為避免取向中的缺陷?？蓮默F(xiàn)有技術(shù)中獲得的介質(zhì)不能實現(xiàn)這些優(yōu)點而同時保持其它參數(shù)。
就超扭曲(STN)盒來說,期望促進更大的多路傳輸性(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)的介質(zhì)。為此，迫切地需要進一步擴展可利用的參數(shù)范圍(清亮點、近晶-向列相轉(zhuǎn)變點或熔點、粘度、介電參數(shù)、彈性參數(shù))。特別是在用于TV和視頻應(yīng)用(例如IXD TV、監(jiān)視器、PDA、筆記本、游戲控制臺)的液晶顯示器的情況下，要求響應(yīng)時間顯著縮短。減少液晶盒中的液晶介質(zhì)的層厚度d( “盒間隙”)理論上得到更快的響應(yīng)時間，但是要求液晶介質(zhì)具有更高的雙折射An以確保足夠的光學(xué)延遲(d An)。然而，現(xiàn)有技術(shù)中已知的聞雙折射的液晶材料一般同時也具有聞旋轉(zhuǎn)粘度，其轉(zhuǎn)而對響應(yīng)時間有不利影響。因此，存在對于同時具有快速響應(yīng)時間、低旋轉(zhuǎn)粘度和高雙折射的液晶介質(zhì)的需求。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供用于這類的MLC、TN、FFS、VA-IPS或IPS顯示器，特別是用于TN-TFT顯示器的介質(zhì)，其不具有或者僅僅在減少的程度上具有如上所述的缺點，并且優(yōu)選具有低閾值電壓、低旋轉(zhuǎn)粘度、快速響應(yīng)時間和同時具有高電阻率值、高熱穩(wěn)定性、高UV穩(wěn)定性以及特別是在UV暴露和加熱下高的電壓保持比(VHR)值?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，被加入到具有正的介電各向異性的特定液晶介質(zhì)中、應(yīng)用于液晶盒并在原位聚合之后的少量可聚合化合物改善響應(yīng)時間和電光學(xué)性質(zhì)。通過將少量的一種或多種可聚合化合物，也稱為“反應(yīng)性介晶”(RM)，加入用于TN模式的液晶混合物中，獲得與不具有任何RM的液晶混合物相比顯示出改進的性能的液晶介質(zhì)。包含本發(fā)明混合物的顯示器能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)定預(yù)傾斜角并優(yōu)選同時具有很高的電阻率值、低閾值電壓和短相應(yīng)時間。本發(fā)明涉及液晶介質(zhì)，特征在于其包含-包含一種或多種可聚合化合物的，優(yōu)選選自介晶化合物的可聚合化合物的可聚合組分(A)以及-包含一種或多種式I的化合物和/或一種或多種式IA的化合物的液晶組分(B)
權(quán)利要求
1.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和/或IA化合物的液晶組分(B)
2.根據(jù)權(quán)利要求I的液晶介質(zhì)，其特征在于可聚合組分(A)包含至少一種選自下式化合物的可聚合化合物
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的液晶介質(zhì)，其特征在于所述可聚合組分(A)包含至少一種選自RM-I到RM-79的可聚合物化合物
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含至少一種選自式1-1、1-2、1-3、1-4、IA-I和IA-2的化合物的化合物
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于式I和式IA中的Rtl表示具有I到6個碳原子的直鏈烷基或具有2到6個碳原子的直鏈烯基。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于組分B包含至少一種式I的化合物和至少一種式IA的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種式II和/或III的化合物
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種式II和/或III的化合物
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種選自式IV到VIII的化合物的化合物，
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種選自式Va到Vg的化合物的化合物，
11.根據(jù)權(quán)利要求I到10的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含一種或多種選自式VI-Ia到VI-Id的化合物的化合物，
12.根據(jù)權(quán)利要求I到11的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含一種或多種選自式VI-2a到VI-2f的化合物的化合物，
13.根據(jù)權(quán)利要求I到12的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種選自下式的化合物，
14.根據(jù)權(quán)利要求I到13的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種選自下式的化合物，
15.根據(jù)權(quán)利要求I到14的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含一種或多種式XIb的化合物，
16.根據(jù)權(quán)利要求I到15的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其包含1-25重量％式I的化合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求I到16的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其基于液晶混合物包含O. 01-10重量％的可聚合化合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求I到17的一項或多項的液晶介質(zhì)，其特征在于其另外包含一種或多種UV穩(wěn)定劑和/或抗氧化劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求I到18的一項或多項的液晶介質(zhì)用于電光學(xué)目的的用途。
20.包含根據(jù)權(quán)利要求I到18的一項或多項的液晶介質(zhì)的電光學(xué)液晶顯示器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的電光學(xué)液晶顯示器，其特征在于其為PS-TN、PS-TN-TFT、PS-FFS, PS-VA-IPS 或 PS-IPS 顯示器。
22.制備根據(jù)權(quán)利要求I到18的一項或多項的液晶介質(zhì)的方法，其特征在于將至少一種式I和/或IA的化合物和至少一種可聚合化合物與至少一種另外的液晶化合物以及任選與一種或多種合適的添加劑混合。
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和/或IA化合物的液晶組分(B)其中R0、X0和L1-6具有權(quán)利要求1中指明的含義，以及涉及其在電光學(xué)液晶顯示器中的用途。
文檔編號C09K19/52GK102952550SQ20121028166
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者洪銓, 張志傑, 蔡百軒, 歐陽岱岳 申請人:默克專利股份有限公司