[发明专利]液晶组合物及包含该液晶组合物的显示器件

说明书

技术领域

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

液晶显示元件可以在以钟表、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，可以列举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）、OCB（optically compensated bend，光学补偿弯曲）、IPS（in-plane switching，共面转变）、VA（vertical 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的类型有非晶硅（amorphous silicon）和多晶硅（polycrystal 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、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。

在这些显示方式中，IPS模式、ECB模式、VA模式或CSH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。在这些显示方式中，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。

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，预倾角也难以控制，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 Vertical Alignment，MVA）、图像垂直配向（Patterned Vertical 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模式以高穿透率、高对比度和快响应等特点，渐渐成为主流。

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。

PSA型液晶显示元件的制造如下：

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，已知由杂质以及液晶分子的取向变化（预倾角的变化）导致。

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。

以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，如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，但是由于这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。

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。