液晶组合物及包含该液晶组合物的显示器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶组合物，特别涉及一种包含可聚合化合物的液晶组合物及其 在液晶显示器件中的应用。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件可W在W钟表、电子计算器为代表的家庭用各种电器、测定机器、汽 车用面板、文字处理剂、电脑、打印机、电视等中使用。作为夜景显示方式，在其代表性的 方式中，可 W列举 PC (phase change,相变)、TN (twist nematic,扭曲向列）、STN(super twisted nematic,超扭曲向列）、ECB (electrically controlled birefringence,电控双 折射）、〇CB (optically compensated bend,光学补偿弯曲）、IPS (in-plane switching,共 面转变）、VA (ve;rtical alignment,垂直配向）、CSH (color super homeotropic,彩色超垂 面)等类模式。根据元件的驱动方式分为PM (passive matrix,被动矩阵)型和AM (active matrix,主动矩阵）型。PM分为静态（static)和多路（multiplex)等类型。AM分为TFT (thin film transistor,薄膜晶体管）、MIM (metal insulator metal,金属-绝缘层-金 属)等类型。TFT的类型有非晶娃（amo;rphous silicon)和多晶娃（polyciystal silicon)。 后者根据制造工艺分为高温型和低温型。液晶显示元件根据光源的类型分为利用自然光的 反射型、利用背光的透过型、W及利用自然光和背光两种光源的半透过型。
[0003] 在该些显示方式中，IPS模式、ECB模式、VA模式或C甜模式等与现在常用的TN模 式或STN模式不同在于，前者使用具有负介电各向异性的液晶材料。在该些显示方式中，尤 其是通过AM驱动的VA型显示，在要求高速且宽视角的显示元件中的应用，其中，最值得期 待的是在电视等液晶元件中的应用。
[0004] VA模式与IPS模式同样是常黑，但不同的是，VA模式面板的液晶层中的液晶分 子用负性液晶，透明电极设于上下基板，形成垂直于基板的电场。未加电时，液晶分子的长 轴垂直于基板，而形成暗态；加电时，液晶分子的长轴向平行于基板的方向倒下。其初始 配向同样需要对基板进行摩擦，从而产生污染性、静电等问题，预倾角也难W控制，为解决 VA模式的初始配向问题，又有各种衍生模式，如多区域垂直配向（Multi-domain VeKical Alignment, MVA)、图像垂直配向（Patterned Ve;rtical Alignment, PVA)、聚合物稳定取 向（Polymer Sustained Alignment, PSA)和聚合物稳定垂直配向（Polymer Stabilized Vertical Alignment, PSVA)。其中，PSA模式和PSVA模式W高穿透率、高对比度和快响应 等特点，渐渐成为主流。
[0005] 聚合物稳定取向（Polymer Sustained Alignment,PSA)型液晶显示装置是为了控 制液晶分子的预倾角（Pretilt angle)而具有在盒内形成聚合物结构的装置，由于其快响 应性、高对比度的特性，而作为液晶显示元件被应用。
[0006] PSA型液晶显示元件的制造如下：
[0007] 将由液晶性化合物和聚合性化合物组成的组合物注入到基板间，施加电压，在使 液晶分子取向的状态下，使聚合性化合物聚合，固定液晶分子的取向。PSA型液晶显示元件 的显示不良，即图像残留的原因，已知由杂质w及液晶分子的取向变化颁倾角的变化）导 致。
[000引由分子的预倾角的变化引起的图像残留原因是；在构成元件的情况下，长时间持 续显示同一图案时，聚合物的结构发生变化，其结果预倾角发生变化。因此，需要可形成具 有聚合物结构不发生变化的刚直性的结构的聚合物的聚合性化合物。
[0009] W往为了通过提高聚合物的刚直性来防止图像残留，对于使用具有具有环 状结构和聚合性官能团的1,4-亚苯基等结构的聚合性化合物来构成显示器件，女口 JP2003-307720,使用具有联芳基结构的聚合性化合物来构成显示元件，如JP2008-116931， 但是由于该些聚合性化合物对液晶性化合物的相溶性低，因而在制备液晶组合物时，产生 该聚合性化合物析出的问题。
[0010] PSVA使用了可聚合型化合物来控制液晶分子的排列方向；通过外加电场使液晶 处于理想的排列状态，在保持此状态的同时进行UV曝光，使混合液晶中的可聚合型化合物 聚合，从而"固化"住了液晶的理想排列状态。
[0011] PSVA模式不需要摩擦配向工序，因此能够避免TN、IPS等模式中由于摩擦带来的 静电及污染等问题。
[0012] 令人遗憾的是，目前的聚合性液晶单体还存在很多缺陷，例如美国专利US6136225 记载的聚合性液晶单体的烙点太高，实际生产中需要在80~9(TC的温度条件下才能进行 操作，该大大增加了能耗，而且在高温下还容易引起配向不均、异常聚合等严重影响光学品 质的缺陷。
[0013] 因此，试图采用制作聚合性液晶组合物的方法来提高聚合性液晶的性能。日本专 利JP2003193053提供了 一种较低烙点的聚合性液晶组合物，但存在严重的配向不均的问 题。美国专利US6090308提供了一种较低烙点的聚合性液晶组合物，但存在稳定性差、容易 结晶等问题。
[0014] 现有技术中，一般都是使用单个可聚合化合物，W至于出现各种问题，如；聚合速 度较慢或较快，不易控制，聚合后残留量过高，并且还会出现各种显示不良的现象，如残影， 显示不均等。
[0015] 因此，非常需要一种新型聚合性液晶组合物，该液晶组合物没有或者在很大程度 上减少上述缺点。
【发明内容】
[0016] 本发明的目的是提供一种液晶组合物，所述液晶组合物能够控制聚合速率，降低 聚合型化合物残留，大大减少产生图像残影，图像显示不均等显示不良问题的风险。
[0017] 为了完成上述发明目的，本发明提供一种液晶组合物，包含：
[0018] 至少一种通式I的化合物作为第一组分 [00191
【主权项】
1. 一种液晶组合物，包含： 至少一种通式I的化合物作为第一组分
其中， R、R1、R2、R3和R4相同或不同，各自独立地表示1-7个碳原子的烷基或烷氧基、1-7个碳 原子的氟代烷基或氟代烷氧基或2-7个碳原子的烯基或烯氧基； Li、L2、L3、L4、L5、L6、L 7、L8、L9、L10、Ln、L 12、Li3、L14、L15、L16、L17、L 18、L19、L20、L21、L22、L 23 和 L24相同或不同,各自独立地表示F或H ; X1表示F、OCF3、1-7个碳原子的烷基或烷氧基、2-7个碳原子的链烯基或链烯氧基； X2和X3相同或不同，各自独立地表示-CF3、-〇CF3、-CH 3、H或F ; Z1 表示单键、-ch2o-、-och2-、-CH2CH2-、-COO-或-OCO-;
立地选自由
m、n、p和q相同或不同，各自独立地表示O或1，当p=q=l时，环
表示
2. 根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶 组合物总重量的1-10% ;所述通式II的化合物占所述液晶组合物总重量的〇. 01-0. 5% ;所述 通式III的化合物占所述液晶组合物总重量的30-65% ;以及所述通式IV的化合物占所述液 晶组合物总重量的30-60%。
3. 根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式I的化合物选自由如下 化合物组成的组中一种或多种的化合物：
其中， R表示1-5个碳原子的烷基或烷氧基、1-5个碳原子的氟代烷基或氟代烷氧基或2-5个 碳原子的烯基或烯氧基； X1表示F、OCF3、1-3个碳原子的烷基或烷氧基、或2-3个碳原子的链烯基或链烯氧基。
4.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式II的化合物选自由如下 化合物组成的组中一种或多种的化合物：
5.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式III的化合物选自由如下 化合物组成的组中一种或多种的化合物：
其中， R1和R2相同或不同，各自独立地表示1-5个碳原子的烷基或烷氧基、2-5个碳原子的链 烯基或链烯氧基。
6.根据权利要求2所述的液晶组合物，其特征在于，所述IV的化合物选自由如下化合 物组成的组中的一种或多种：
R3和R4相同或不同，各自独立地表示1-5个碳原子的烷基或烷氧基、1-5个碳原子的氟 代烷基或氟代烷氧基或2-5个碳原子的烯基或烯氧基。
7. 根据权利要求3-6中任一项所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括： 占所述液晶组合物总重量99. 6%的液晶组合物LC-I ;以及 占所述液晶组合物总重量〇. 40%的化合物II -5, 或者所述液晶组合物包括： 占所述液晶组合物总重量99. 6%的液晶组合物LC-3 ;以及 占所述液晶组合物总重量〇. 40%的化合物II -5, 或者所述液晶组合物包括： 占所述液晶组合物总重量99. 6%的液晶组合物LC-5 ; 占所述液晶组合物总重量〇. 20%的化合物II -5 ;以及 占所述液晶组合物总重量〇. 20%的化合物II -6。
8. -种液晶显示器，所述液晶显示器包含权利要求1-7中任一项所述的液晶组合物。
9. 根据权利要求8所述的液晶显示器件可以用于VA模式、PS-VA模式、PALC模式、FFS 模式、IPS模式或ECB模式。
【专利摘要】本发明提供了一种液晶组合物，包含：至少一种通式Ⅰ的化合物作为第一组分；至少一种通式Ⅱ的化合物作为第二组分；至少一种通式Ⅲ的化合物作为第三组分；以及至少一种通式Ⅳ的化合物作为第四组分。所述液晶组合物能够控制聚合速率，降低聚合型化合物残留，大大减少产生图像残影，图像显示不均等显示不良问题的风险。本发明再一方面提供一种包含该液晶组合物的液晶显示器件。
【IPC分类】G02F1-1333, C09K19-30, C09K19-44
【公开号】CN104673324
【申请号】CN201310615567
【发明人】马文阳, 韩文明, 李鹏飞, 陈晶晶, 毛良良
【申请人】江苏和成光电科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日