专利名称：液晶显示器的制作方法
液晶显不器本发明涉及LC(液晶)化合物和包含它们的液晶介质在PS(聚合物稳定)或 PSA(聚合物稳定配向)型液晶显示器中的用途。
背景技术：
目前使用的液晶显示器主要是TN(扭曲向列)型的那些。然而，它们具有强烈的对比度视角依赖性的缺陷。另外，已知所谓的具有更宽的视角的VA(垂直配向)显示器。VA显示器的液晶盒在两个透明电极之间含有液晶介质层，其中该液晶介质通常具有负的介电(DC)各向异性值。在断电状态下，液晶层的分子垂直于电极面地(垂面地)取向或者具有倾斜垂面的取向。当将电压施加到电极上时，发生液晶分子平行于电极面的重取向。另外，已知OCB(光学补偿弯曲)显示器，其基于双折射效应且具有有所谓的“弯曲”取向和通常正的(DC)各向异性的液晶层。当施加电压时，发生液晶分子垂直于电极面的重取向。另外，OCB显示器通常含有一个或多个双折射光学延迟膜，以防止在黑暗状态下弯曲盒的不期望的光透明性。OCB显示器与TN显示器相比具有更宽的视角和更短的响应时间。还已知有IPS(面内切换)显示器，其含有在两个基板之间的液晶层，但其中两个电极只是布置在其中一个基板上，通常具有梳形的交叉指形结构。由此当给电极施加电压时，产生具有平行于液晶层的显著分量的电场。这导致液晶分子在层面内重新取向。另外， 提出了所谓的FFS(边缘场切换)显示器(尤其参见S. H. Jung等，Jpn. J. Appl. Phys.，第 43卷，No. 3，2004，10 )，其同样在相同基板上含有两个电极，但与IPS显示器相反，其中仅一个构造为结构化(梳形)的电极形式，且另一电极是非结构化的。由此产生强的所谓的 “边缘场”，即紧挨电极边缘处的强电场，并且在整个盒中产生电场，该电场同时具有强的垂直分量和强的水平分量。IPS显示器以及FFS显示器二者具有低的对比度视角依赖性。在较新类型的VA显示器中，液晶分子的均一取向限于在液晶盒之内的多个较小的畴(domains)上。这些畴，也已知为倾斜畴之间可以存在向错(disclinations)。与传统 VA显示器相比，具有倾斜畴的VA显示器具有更大的对比度和灰度的视角不依赖性。另外， 这种类型的显示器更容易制备，因为用于在接通状态下使分子均一取向的额外的电极表面处理(例如通过摩擦)不再是必需的。替换地，通过电极的特定构造来控制倾角或倾斜角的优先指向。在所谓的MVA(多域垂直配向)显示器中，这点通常通过使电极具有导致局部预倾斜的凸起来实现。由此，在施加电压时在不同的、特定的盒区域内在不同方向上使液晶分子平行于电极面取向。由此实现“受控的”切换，且防止干扰性的向错线的形成。虽然这种布置改进了显示器的视角，但是其导致其透光性的降低。MVA的进一步改进使用了仅在一个电极侧上的凸起，而对置的电极具有切口，这改进了透光性。该切口的电极在施加电压时在液晶盒中产生不均勻的电场，意味着仍然实现了受控切换。为进一步改进透光性，可以扩大切口与凸起之间的间距，但是这又导致响应时间的延长。在所谓的PVA(图案化VA)中， 使得凸起完全多余，因为两个电极在对置侧上通过切口来结构化，这导致增高的对比度和改进的透光性，但是这在技术上是困难的并且使显示器对机械影响(拍打等)更敏感。然而对于许多应用，例如监视器且尤其是TV屏幕，期望缩短响应时间以及改进显示器的对比度和亮度(透射率)。另一种发展是所谓的PS (聚合物稳定)或PSA(聚合物稳定配向)显示器，其也已知为“聚合物稳定的”显示器。在这些中，将少量(例如0.3重量％，典型地< 1重量％)可聚合化合物加入液晶介质，并在引入液晶盒之后任选地采用施加在电极之间的电压使其通常通过UV光聚合而原位聚合或交联。将可聚合的介晶或液晶化合物，也已知为“反应性介晶”(RM)，加入液晶混合物已证实是特别适宜的。同时，PS或PSA原理正用于各种传统的液晶显示器。因此，例如已知PSA-VA、 PSA-OCB、PS-IPS和PS-TN显示器。在PSA-VA和PSA-OCB显示器中，通常在施加给电极电压的同时进行聚合，而在PSA-IPS显示器中在施加或不施加、优选不施加电压的情况下进行聚合。如在测试盒中可以证实的那样，PSA方法导致盒中的预倾斜。因此，在PSA-OCB-显示器的情形下，能够实现使弯曲结构稳定化，从而使得没有偏置电压也是可行的或者可以将其减少。在PSA-VA-显示器的情形下，这种预倾斜对响应时间具有积极影响。对于 PSA-VA-显示器，可以使用标准MVA或PVA像素和电极配置结构(Layout)。但是另外地，例如也能够通过仅一个结构化的电极侧且不使用凸起来实现，这显著地简化了制备，且同时在极佳透光性的同时导致极佳的对比度。PSA-VA 显示器描述在例如 JP 10-036847 A、EPl 170 626 A2、US6, 861，107、US 7，169, 449,US 2004/0191428 AUUS 2006/0066793 Al 和US 2006/0103804 Al 中。PSA-OCB 显示器例如描述在 T. -J-Chen 等，Jpn. J. Appl. Phys. 45，2006，2702-2704 和 S. H. Kim, L. -C-Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43，2004，7643-7647 中。PS-IPS 显示器描述在例如 US 6，177，972 和 Appl. Phys. Lett. 1999, 75 (21), 3264 中。PS-TN 显示器描述在例如 Optics Express 2004，12(7)，1221 中。 如上述常规显示器，PSA显示器可以作为有源矩阵或无源矩阵显示器来操作。在有源矩阵型显示器中，单个像素通常通过集成的非线性有源元件例如薄膜晶体管(TFT)来进行寻址，在无源矩阵型显示器中通过多路传输方法来进行，这两种方法是现有技术公知的。特别是对于监测器以及尤其是TV应用，一直以来都要求响应时间以及液晶显示器的对比度和亮度(以及透光性)的优化。在此，PSA方法仍然似乎提供关键的优点。特别是对于PSA-VA的情况来说，与在测试盒中可测量的预倾斜相关的响应时间的缩短能在对于其它参数没有明显损害的情况下实现。但是，现已发现，现有技术中公开的液晶混合物和RM在用于PSA显示器时仍具有一些缺陷。因此，绝非每种任意的可溶性RM都适用于PSA显示器，且通常难以找到相比于采用预倾斜测量的直接PSA试验更加适宜的选择标准。当期望借助于UV光且不添加光引发剂来聚合(这可能对某些应用来说是有利的)时，选择变得甚至更小。另外，所选的液晶混合物(下面也称作“液晶主体混合物”)与可聚合组分的“材料体系”应当具有尽可能好的电学性能，特别是高的“电压保持比”(HR或VHIO。尤其对于在PSA显示器中应用而言，用UV光照射后的高HR是重要的，因为UV照射是显示器制备过程中的必要部分，尽管在最后制成的显示器中也可以作为“正常的”负荷(stress)而发生。然而问题是并非每一种液晶混合物和可聚合组分的组合都适用于PSA显示器，因为，例如建立不充分的倾斜或者完全没有建立倾斜，或者因为例如HR不足以用于TFT显示器应用。特别地，令人期望的是可获得用于PSA显示器的、能够产生小的预倾斜的新型并且改进的材料。尤其希望的材料是其在聚合期间在与用于现有技术材料的相同的UV照射时间后产生较小的预倾斜，和/或已经在较短的曝露时间后产生与现有技术材料相同的预倾斜。这容许减少显示器的制造时间(节拍时间)和制造成本。生产PSA显示器时的另一个问题是在用于倾斜角产生的聚合步骤之后未反应的 RM的存在和去除。这类未反应的RM可能例如通过在显示器中于其操作期间不可控的聚合而负面地影响显示器性能。因此，现有技术的PSA显示器经常显示出不希望的“图像残留”或者“图像烧焦”效应，其中通过使选择的像素寻址而在显示器中产生的图像保持可见，即使当用于该像素的电压已经断开时或者当其他像素已经被寻址时。例如当使用具有低HR的液晶主体混合物时可能出现图像残留，其中环境光或者由显示器背光照明发出的光的UV分量(components)可能导致在液晶分子中不希望的分裂反应。这可能导致富集在电极或取向层上的离子杂质，其中它们造成施加于显示器的有效电压降低。对于不含聚合组分的传统显示器，该效应也是已知的。在PSA显示器中，可能观察到由于存在残余的未聚合的RM而造成的额外的图像残留效应。在这类显示器中，环境光或者由背光照明发出的光的UV分量造成不希望的未反应的RM自发聚合。在寻址的像素中，这在几个寻址周期后可能改变倾斜角，由此造成透射率变化，而在未寻址的像素中，倾斜角和透射率保持不受影响。因此希望当制造PSA显示器时聚合反应尽可能完全，并且在其制造后PSA显示器中残余未聚合的RM的量尽可能低。为了这些目的，希望能够完全并且有效聚合反应的RM和液晶主体混合物。另外， 希望实现仍然存在于显示器中的任何残余量的未反应RM的受控聚合。还希望能够比目前已知的材料更快并且更有效聚合的RM和液晶主体混合物。另一个问题是用于通过UV光聚合制造PSA显示器的传统RM在短波长，尤其在 300nm以下通常表现出最大UV吸收。然而在PSA显示器的制造工艺中，希望避免曝露于这种短波长的UV辐射下，因为这些“强烈(hard)UV分量”是有害的并且增加了损害显示器中使用的各种材料和组件的风险。因此，显示器制造者优选使用较长波长，尤其是超过320nm 或甚至超过350nm的UV曝光体系。因此希望有适合于解决上述问题的用于PS或PSA显示器中的可获得材料和材料组合，尤其是RM和液晶主体混合物。特别地，所述材料应该提供一种或多种以下改进-能够使用较长的UV波长，尤其是320nm或更大，优选350nm或更大的波长有效地
壞入水 I=I，-提供更好的保护免于用于RM光聚合的UV照射的不利影响，-通常提供改进的UV稳定性，-允许更快且更有效的聚合反应，-减少显示器中残余未聚合RM的量，-与现有技术的PSA显示器和材料相比，能够更快产生小的倾斜角和/或产生更小的倾斜角。
-减少PSA显示器中的图像残留。本发明的目的是提供新的PSA显示器和用于PSA显示器的新材料，特别是液晶主体混合物和冊，这些适合于解决上述问题，不具有上述缺点或者仅有较小程度的缺点，并且提供一种或多种上述改进和优点。另外，所述PSA显示器应该在大的工作温度范围的同时有高的电阻率、即使在低温下的短响应时间以及低阈值电压，这有助于大数量的灰度、高对比度和宽的视角，并且在 UV曝露之后具有高的HR值。在用于移动应用的PSA显示器中，液晶介质应该表现出低阈值电压和高双折射率。现已惊奇地发现，通过在PSA显示器中使用根据下文所述的本发明的液晶化合物、液晶混合物和液晶介质，可以实现这些目的。特别地，已经惊奇地发现，当将包含特定的三联苯基或四联苯基化合物的液晶主体混合物与RM组合使用时，与现有技术的液晶主体混合物相比，其可以使RM在较高波长下并且用UV辐射剂量进行聚合，提供对于有害且损害性的UV光的改进的防护，使得能够用较长的UV波长来光聚合，并且实现更快、更有效和更完全的RM光聚合。另外，这使得能够更快产生预倾斜角并且减少UV曝露时间和/或UV强度和/或UV辐射剂量，允许更时间和成本有效的制造工艺。另外允许减少未反应的RM的残余量并且抑制图像残留效应。
发明内容
本发明涉及式I的化合物或者包含一种或多种式I的化合物的液晶混合物在进一步包含一种或多种可聚合化合物或冊(反应性介晶)的液晶介质中的用途，优选用于液晶显示器、非常优选用于PS (聚合物稳定)或PSA(聚合物稳定配向)型显示器的用途，
权利要求
1.式I的化合物或者包含一种或多种式I的化合物的LC(液晶)混合物在进一步包含一种或多种可聚合化合物或RM(反应性介晶)的液晶介质中，用于PS(聚合物稳定)或 PSA(聚合物稳定配向)显示器中的用途，
2.根据权利要求1的用途，特征在于在式I的化合物中，R0表示X°并且环孙孙仿和选自以下环
3.根据权利要求2的用途，特征在于式I的化合物包含一个或多个环和/或两个或多个环
4.根据权利要求1-3的一项或多项的用途，特征在于式I的化合物选自以下子式
5.根据权利要求1-4的一项或多项的化合物的用途，特征在于液晶混合物另外包含一种或多种选自下式的化合物
6.根据权利要求5的用途，特征在于液晶混合物包含一种或多种选自下式的化合物
7.根据权利要求1-6的一项或多项的用途，特征在于除了式I的化合物外，液晶混合物包含一种或多种选自如权利要求5和6中定义的包含链烯基的式CY、PY、3(和DK的化合物。
8.根据权利要求1-7的一项或多项的用途，特征在于可聚合化合物或RM选自式I*或II*Ra-B1-(Z1-B2)ml-Rb I* (R^-(B1-Z1)ml)k-Q II* 其中各个基团具有以下含义Ra和Rb各自彼此独立地表示P、P-Sp-、H、卤素、SF5、NO2、碳基或烃基，其中基团Ra和Rb 的至少一个表示P-Sp-，P在每一情形下相同或不同，表示可聚合基团， Sp在每一情形下相同或不同，表示间隔基团或单键，B1和B2各自彼此独立地表示优选具有4-25个C原子的芳族、杂芳族、脂环族或杂环基团，其还可以包含稠合环并且任选地被L单或多取代，Z1 在每一情形下相同或不同，表示-0-、-S-、-co-、-C0-0-, -0C0-, -0-C0-0-, -OCH2-,-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、- (CH2) nl-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、- (CF2) nl-、-CH = CH-、-CF = CF-、-C = C-、-CH = CH-COO-, -OCO-CH = CH_、CR0R00 或者单键， L 表示 P、P-Sp-, H、OH、CH2OH,卤素、SF5, NO2、碳基或烃基， R0和R°°各自彼此独立地表示H或具有1-12个C原子的烷基， ml 表示 0、1、2、3 或 4， nl表示1、2、3或4，R*在每一情形下相同或不同，具有在式中对于Ra所述的含义之一， Q表示k-价手性基团，其任选地被L单或多取代， k 表示 1、2、3、4、5 或 6。
9.液晶介质，其包含一种或多种根据权利要求1-4的一项或多项的式I的化合物，或者包含根据权利要求5、6或7的液晶混合物，并且进一步包含一种或多种优选选自如权利要求8中定义的式I *或II *的可聚合化合物或RM。
10.PS或PSA显示器，其包含一种或多种根据权利要求1-4的一项或多项的式I的化合物，或者包含根据权利要求5、6或7的液晶混合物或者根据权利要求9的液晶介质。
11.根据权利要求10的显示器，特征在于其是PS-VA或PS-IPS模式的显示器。
12.根据权利要求1-8的一项或多项的用途、根据权利要求9的液晶介质，或者根据权利要求10或11的显示器，其中可聚合化合物或反应性介晶聚合。
13.PS或PSA显示器，其包括两个基板和两个电极以及位于基板之间的包含聚合组分和低分子量组分的液晶介质层，其中至少一个基板对光透明并且至少一个基板在其上提供有一个或两个电极，其中聚合组分可通过优选在施加电压给电极的同时使在液晶介质中于显示单元的基板之间的一种或多种可聚合化合物聚合获得，特征在于所述低分子量组分是包含一种或多种根据权利要求1-4的一项或多项的式I化合物的液晶混合物。
14.通过以下方式制造根据权利要求13的PS或PSA显示器的方法将包含一种或多种可聚合化合物的液晶介质和包含一种或多种根据权利要求1-4的一项或多项的式I化合物的液晶混合物提供在包括两个基板和两个电极的显示单元中，其中至少一个基板是对光透明的并且至少一个基板具有提供在其上的一个或两个电极，和优选在施加电压给电极的同时使一种或多种可聚合化合物聚合。
15.根据权利要求14的方法，特征在于可聚合化合物通过曝露于具有320nm-400nm波长的UV光而聚合。
全文摘要
本发明涉及LC(液晶)化合物和包含它们的液晶介质在PS(聚合物稳定)或PSA(聚合物稳定配向)型液晶显示器中的用途。
文档编号C09K19/12GK102482577SQ201080039450
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月13日 优先权日2009年9月8日
发明者宋东美, 李升恩, 李殷圭, 金恩荣 申请人:默克专利股份有限公司