一种psva显示装置及其车载应用
阅读说明：本技术 一种psva显示装置及其车载应用 (PSVA display device and vehicle-mounted application thereof ) 是由 毛林峰 蒋建青 钟宇铖 孙武峰 赵龙旦 陈瑛 单元龙 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：公开了一种PSVA显示装置,包括上基板和下基板以及夹在上下基板之间的液晶盒,上下基板内表面具有聚酰亚胺PI配向层,液晶盒充填VA模式的显示介质,该显示介质由可聚合混合物和液晶混合物组成,该液晶混合物包含第一成分和第二成分。还公开了该显示装置在车载显示器例如全液晶仪表盘中的应用。该显示装置不仅响应速度更快,同时能够提供更佳的诱导预倾角变化值。(Disclosed is a PSVA display device comprising upper and lower substrates having polyimide PI alignment layers on inner surfaces thereof and a liquid crystal cell sandwiched between the upper and lower substrates, the liquid crystal cell filled with a VA mode display medium composed of a polymerizable mixture and a liquid crystal mixture containing a first component and a second component. The application of the display device in an on-board display such as an all-liquid crystal instrument panel is also disclosed. The display device not only has faster response speed, but also can provide better induced pretilt angle change value.)
技术领域
本发明属于液晶显示领域，具体涉及一种PSVA显示装置及其车载应用。
背景技术
随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为普通家庭的主要交通工具。作为反映汽车各系统工作状况的装置，汽车仪表盘是日常接触最多的汽车部件之一。传统上，转速、水温、油量、时速都是用机械仪表盘显示的。机械仪表盘的特点就是技术稳定、成熟可靠。
然而，近年来，由于汽车、通讯和显示科技的快速发展，人们需要更直观、更现代化的显示设备满足人们的即时通信、导航和娱乐需求，于是全液晶仪表盘呼之欲出。这种新型仪表盘以其特有的轻便、低功耗和彩色花的特点应用于汽车上取代了传统的机械仪表盘，实现了数字化显示功能，用于显示汽车的平均油耗、瞬时油耗、室外温度、平均车速、驾驶时间、行驶里程、导航和多媒体娱乐。全液晶仪表盘在驾驶时更安全；显示效果更好，科技感更强。
作为汽车仪表盘的液晶显示装置，较常使用的显示模式有TN(扭曲向列相)、STN(超扭曲向列相)和VA(垂直取向)等显示模式。
TN和STN显示模式的响应时间短，工作温度较宽，但对比度和可视角度不够理想。
VA显示模式具有宽视角和高对比度的特点，同时具有高相应速度的特点。这就要求填充在液晶盒中的负性液晶介质绝对值大、动力学粘度低、向列相-各向同性液体相转变温度高，同时，根据折射率各向异性与液晶盒厚度之积的设定，将液晶介质的折射率各向异性调节至合适的范围之内。
日本公开特许公报JP2006-233182A公开了一种负性液晶介质绝对值大的化合物以及包含其的液晶介质，但是该液晶介质的动力学粘度仍然不能令人满意。
日本公开特许公报JP2006-37054A公开了在负性液晶介质中添加具有烯基的液晶单体能够改善动力学粘度和响应速度。
日本公开特许公报JP2006-301643A公开了使用大的特定参数的液晶介质提高VA显示模式液晶盒的响应速度。该特定参数是响应速度的量度，与γ1/K33成反比，并且与Δn的平方成正比。然而，上述液晶介质同样不能较好地实现在保持折射率各向异性和向列相-各向同性液体相转变温度较为适中的前提下，尽可能地降低旋转粘度γ1，同时增加K33数值。
另外，作为VA显示模式的升级模式，聚合物稳定垂直配向(PSVA)显示模式能够进一步缩短液晶盒的响应时间，以及增加透光率。PSVA模式的显示装置通过将包含可聚合单体化合物和液晶单体的液晶介质注入到基板之间，在电场作用下使液晶单体取向，同时使可聚合单体化合物聚合，二者发生相分离，聚合得到的聚合物在取向膜上形成规则的凸起，并使得液晶单体取向，并且产生一定的预倾角。
欧洲专利公开EP1378557A1公开了一种液晶介质，含(a)式(I)的亚环己基-或亚苯基-二氟亚苯基化合物；(b)式(II)的亚环己基-亚环己基(或亚苯基)-二氟亚苯基化合物；(c)聚合性化合物。与不加入聚合性化合物的混合物相比，响应时间尤其是灰色调响应时间明显降低。然而，该专利公开UV照射后的诱导预倾角变化值仍然不能令人满意。
因此，迫切需要针对现有技术的上述缺陷，提供一种响应速度更快同时提供一定预倾角的PSVA显示装置及其车载应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种响应速度更快同时提供一定预倾角的PSVA显示装置及其车载应用。相对于现有技术，所述PSVA显示装置不仅响应速度更快，同时能够提供更佳的诱导预倾角变化值。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种PSVA显示装置，包括上基板和下基板以及夹在上下基板之间的液晶盒，上下基板内表面具有聚酰亚胺PI配向层，液晶盒充填VA模式的显示介质，所述显示介质由可聚合混合物和液晶混合物组成，所述液晶混合物包含第一成分和第二成分，其特征在于，所述第一成分包含式I的化合物和式II的化合物，
式I；
式II；
所述第二成分包含介电常数各向异性为负且绝对值大于3的化合物。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式I的化合物含量为4-12％，优选为6-8％；式II的化合物含量为10-30％，优选为15-25％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第二成分同时包含式III的化合物和式IV的化合物，
式III；
其中，R1表示2-8个碳原子优选2-6个碳原子的烯基；R2表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基；
式IV；
其中，R3-R4各自独立地表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
在本发明中，烯基定义为一个或多个不相邻的CH2被CH＝CH所取代的烷基。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式III的化合物含量为12-20％，优选为14-18％；式IV的化合物含量为10-20％，优选为12-18％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第二成分进一步包含式V的化合物，
式V；
其中，R5-R6各自独立地表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式V的化合物含量为5-9％，优选为6-8％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第二成分进一步包含式VI的化合物和/或式VII的化合物，
式VI；
式VII；
其中，R7或R9表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基；R8或R10表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示或
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式VI的化合物和/或式VII的化合物含量为6-12％，优选为8-10％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第一成分进一步包含式VIII的化合物，
式VIII。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式VIII的化合物含量为4-12％，优选为6-10％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第一成分进一步包含式IX的化合物，
式IX；
其中，R11-R12表示1-8个碳原子优选1-6个碳原子的烷基。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式IX的化合物含量为3-7％，优选为4-6％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述第一成分进一步包含式X的化合物，
式X。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，式X的化合物含量为6-12％，优选为8-10％；基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，第一成分含量为40-60％，优选为48-56％；第二成分含量为40-60％，优选为44-50％；基于液晶混合物总重量计。
在优选的实施方式中，根据本发明所述的液晶混合物不包含3-CC-V。
在进一步优选的实施方式中，根据本发明所述的液晶混合物仅由第一成分和第二成分组成。
在更进一步优选的实施方式中，根据本发明所述的液晶混合物有利地由上述式I至X的化合物组成。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述可聚合混合物的添加量为0.1-0.5wt％，基于液晶混合物总重量计。
优选地，所述可聚合混合物的添加量为0.2-0.4wt％，基于液晶混合物总重量计。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述可聚合混合物包含可聚合单体化合物和光引发剂。
根据本发明所述的PSVA显示装置，其中，所述可聚合单体化合物选自下列化合物，
有利地，所述可聚合单体化合物在所述可聚合混合物的重量比例为90-99.5wt％。
优选地，所述可聚合单体化合物在所述可聚合混合物的重量比例为95-99wt％。
另一方面，本发明还提供了根据本发明所述的PSVA显示装置在车载显示器中的应用，所述车载显示器选自全液晶仪表盘。
发明人发现，使用特定比例和特定结构尤其是特定环状单元和侧基的不同单体化合物进行组合得到液晶混合物，后者进一步与可聚合混合物混合，并且充填汽车全液晶仪表盘的液晶盒。基于此，本发明提供了一种响应速度更快同时提供一定预倾角的PSVA显示装置及其车载应用。相对于现有技术，所述PSVA显示装置不仅响应速度更快，同时能够提供更佳的诱导预倾角变化值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
应理解，本发明的具体实施方式仅用于阐释本发明的精神和原则，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。
在本发明中，如无其它说明，所有份数均为重量份；所有百分比均为重量百分比；Cp表示清亮点，单位为℃。
Δn表示在25℃和589nm下的光学各向异性值。
Δε表示在25℃和1kHz下6μm厚VA测试盒得到的介电各向异性值。
γ1表示在25℃下测得的旋转粘度(mPa·s)。
K33表示在25℃下测得的弹性常数K33(pN)。
在本发明中，各单体化合物使用(环状单元+连接基)+左侧基+右侧基的三段式缩写形式表示。其中，
连接基和侧基：
n(O)-＝CnH2n+1(O)-；
-(O)n＝-(O)CnH2n+1；
Vn-＝CH2＝CHCnH2n-；
-nV＝-CnH2nCH＝CH2；
nV-＝CnH2nCH＝CH-；
-V＝-CH＝CH2；
-T-＝-C≡C-；
-1O-＝-CH2O-
n＝CnH2n+1；
n＝自然数；
O表示氧原子。
环状单元：
实施例1
液晶混合物LC1
Δn＝0.107；Δε＝-3.8；Cp＝77.4；γ1＝97；K33＝16.4；γ1/K33＝5.9。
将98wt％可聚合单体化合物和2wt％的UV光引发剂Irgacure651共溶化，得到可聚合混合物。然后按照液晶混合物重量0.3％的比例向液晶混合物LC1中添加上述可聚合混合物并使其充分溶解在液晶混合物中，得到PLC-1显示介质。
可聚合单体化合物结构式如下：
实施例2
液晶混合物LC2
Δn＝0.103；Δε＝-3.6；Cp＝75.9；γ1＝92；K33＝15.1；γ1/K33＝6.1。
将98wt％可聚合单体化合物和2wt％的UV光引发剂Irgacure651共溶化，得到可聚合混合物。然后按照液晶混合物重量0.3％的比例向液晶混合物LC2中添加上述可聚合混合物并使其充分溶解在液晶混合物中，得到PLC-2显示介质。
可聚合单体化合物结构式如下：
比较例1
液晶混合物C-LC1
Δn＝0.104；Δε＝-3.6；Cp＝76.1；γ1＝107；K33＝13.2；γ1/K33＝8.1。
将98wt％可聚合单体化合物和2wt％的UV光引发剂Irgacure651共溶化，得到可聚合混合物。然后按照液晶混合物重量0.3％的比例向液晶混合物C-LC1中添加上述可聚合混合物并使其充分溶解在液晶混合物中，得到C-PLC-1显示介质。
可聚合单体化合物结构式如下：
将实施例1的PLC-1显示介质、实施例2的PLC-2显示介质和比较例1的C-PLC-1显示介质填充到用于汽车全液晶仪表盘的6μm厚VA测试盒(上下基板内表面具有聚酰亚胺PI配向层)，使用6V方波电压(频率1kHz)和100MW/cm2320nm前截止UV光照射2min，并测定UV光照射前的初始预倾角和照射后的聚合后预倾角，同时测定响应时间(τ，ms)。后者定义为6V驱动电压下VA测试盒的上升时间和下降时间之和；前者定义为透射率由最大透射率的10％上升直至达到90％的时间；后者为透射率由最大透射率的90％下降直至达到10％的时间。
结果参见表1。
表1
由表1可知，相对于比较例1，本发明实施例1-2的PSVA显示装置不仅响应速度更快，同时能够提供更佳的诱导预倾角变化值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种负性的宽温相液晶组合物材料及其应用