[發明專利]聚合性液晶組合物及其顯示器件

有效

• 申請號: 201310335995.2
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104342167A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 宋曉龍;李鵬飛;韓文明
• 申請（專利權）人: 江蘇和成顯示科技股份有限公司
• 主分類號: C09K19/44
• 分類號: C09K19/44;G02F1/1333
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 甘玲

技術領域

本發明涉及一種液晶組合物，特別涉及一種包含可聚合化合物的聚合性液晶組合物及其在液晶顯示器件中的應用。

背景技術

液晶顯示元件可以在以鐘表、電子計算器為代表的家庭用各種電器、測定機器、汽車用面板、文字處理劑、電腦、打印機、電視等中使用。作為夜景顯示方式，在其代表性的方式中，可以列舉PC（phase?change，相變）、TN（twist?nematic，扭曲向列）、STN(super?twisted?nematic，超扭曲向列)、ECB（electrically?controlled?birefringence，電控雙折射）、OCB（optically?compensated?bend，光學補償彎曲）、IPS（in-plane?switching，共面轉變）、VA（vertical?alignment，垂直配向）、CSH（color?super?homeotropic，彩色超垂面）等類模式。根據元件的驅動方式分為PM（passive?matrix，被動矩陣）型和AM（active?matrix，主動矩陣）型。PM分為靜態（static）和多路（multiplex）等類型。AM分為TFT（thin?film?transistor，薄膜晶體管）、MIM（metal?insulator?metal，金屬-絕緣層-金屬）等類型。TFT的類型有非晶硅（amorphous?silicon）和多晶硅（polycrystal?silicon）。后者根據制造工藝分為高溫型和低溫型。液晶顯示元件根據光源的類型分為利用自然光的反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光和背光兩種光源的半透過型。

在這些顯示方式中，IPS模式、ECB模式、VA模式或CSH模式等與現在常用的TN模式或STN模式不同在于，前者使用具有負介電各向異性的液晶材料。在這些顯示方式中，尤其是通過AM驅動的VA型顯示，在要求高速且寬視角的顯示元件中的應用，其中，最值得期待的是在電視等液晶元件中的應用。

VA模式與IPS模式同樣是常黑，但不同的是，VA模式面板的液晶層中的液晶分子用負性液晶，透明電極設于上下基板，形成垂直于基板的電場。未加電時，液晶分子的長軸垂直于基板，而形成暗態；加電時，液晶分子的長軸向平行于基板的方向倒下。其初始配向同樣需要對基板進行摩擦，從而產生污染性、靜電等問題，預傾角也難以控制，為解決VA模式的初始配向問題，又有各種衍生模式，如多區域垂直配向（Multi-domain?Vertical?Alignment，MVA）、圖像垂直配向（Patterned?Vertical?Alignment，PVA）、聚合物穩定取向（Polymer?Sustained?Alignment，PSA）和聚合物穩定垂直配向（Polymer?Stabilized?Vertical?Alignment，PSVA）。其中，PSA模式和PSVA模式以高穿透率、高對比度和快響應等特點，漸漸成為主流。

聚合物穩定取向（Polymer?Sustained?Alignment，PSA）型液晶顯示裝置是為了控制液晶分子的預傾角（Pretilt?angle）而具有在盒內形成聚合物結構的裝置，由于其快響應性、高對比度的特性，而作為液晶顯示元件被應用。

PSA型液晶顯示元件的制造如下：

將由液晶性化合物和聚合性化合物組成的聚合性組合物注入到基板間，施加電壓，在使液晶分子取向的狀態下，使聚合性化合物聚合，固定液晶分子的取向。PSA型液晶顯示元件的顯示不良，即圖像殘留的原因，已知由雜質以及液晶分子的取向變化（預傾角的變化）導致。

由分子的預傾角的變化引起的圖像殘留原因是：在構成元件的情況下，長時間持續顯示同一圖案時，聚合物的結構發生變化，其結果預傾角發生變化。因此，需要可形成具有聚合物結構不發生變化的剛直性結構的聚合物的聚合性化合物。

以往為了通過提高聚合物的剛直性來防止圖像殘留，對于使用具有環狀結構和聚合性官能團的1，4-亞苯基等結構的聚合性化合物來構成顯示器件，如JP2003-307720，使用具有聯芳基結構的聚合性化合物來構成顯示元件，如JP2008-116931，但是由于這些聚合性化合物對液晶性化合物的相溶性低，因而在制備液晶組合物時，產生該聚合性化合物析出的問題。

PSVA使用了可聚合性化合物來控制液晶分子的排列方向：通過外加電場使液晶處于理想的排列狀態，在保持此狀態的同時進行UV曝光，使混合液晶中的可聚合性化合物聚合，從而“固化”住了液晶的理想排列狀態。