[发明专利]蓝相液晶组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝相(blue phase，BP)液晶组合物以及使液晶材料的蓝相状态稳定的方法。此外，本发明涉及使液晶材料的操作电压降低的方法。此外，本发明涉及通过本发明的方法来稳定的蓝相液晶材料或具有根据本发明的方法被降低的操作电压的蓝相液晶材料。本发明还涉及包含蓝相液晶材料的液晶元件以及包含蓝相液晶材料的液晶显示器。此外，本发明涉及使液晶材料在其蓝相状态下的稳定温度范围变宽的方法。

背景技术

液晶的蓝相是由双螺旋扭转柱体结构构成的自组装立方体结构。这种类型的结构被限定在约为1-2℃的非常窄的温度范围内。为了在显示器应用中使用这种液晶的蓝相，必须使蓝相(BP)达到在一个更宽的范围内稳定的状态。近年来，基于Kikuchi等人的工作，已发现使蓝相液晶的温度范围扩大到超过60℃的多种方法，其中借助于聚合物网络来稳定蓝相。Coles等人开发出新颖的二介晶性(bimesogenic)材料，它能产生使液晶材料的蓝相状态存在的约为50℃的温度范围。

液晶的蓝相是光学各向同性相，它在施加电场下基于克尔效应(Kerr effect)变成双折射，并且由于液晶的折射率分布变成光学各向异性的状态，这与其他液晶相不同，其他液晶相是从一个各向异性状态转换为另一个各向异性状态。如果将蓝相置于两个交叉偏振器之间，透射率随电压的增加而增大。该操作需要施加相当大的电压，因为它连接本身高度依赖液晶材料的Kerr常数以及电场强度的感应双折射。尽管蓝相液晶材料稳定温度范围的加宽代表了一种进步，但是蓝相液晶材料仍有相关的缺点，例如需要施加高操作电压使蓝相从暗态转换为亮态，相对低的透射率以及在显示器的实际应用中温度范围仍然不够宽的事实。已采取了不同方法来改善上述方面，例如优化电极结构、调整液晶和手性材料、通过使用多功能单体来改善聚合物网络(参见参考文献1-6)。

1.H.Kikuchi，M.Yokota，Y.Hisakado，H.Yang，T.Kajiyama；Nature materials，Vol.1，64-68，2002.

2.H.Coles，M.Pivnenko，Nature，436，18，997-1000，2005.

3.T.Iwata，K.Suzuki，N.Amaya，H.Higuchi，H.Masunaga，S.Sasaki，H.Kikuchi，Macromolecules，42，2002-2008，2009.

4.Z.Ge，L Rao，S.Gauza，S.-T.Wu，J.Display Technol.，Vol.5，No.7，250-256，2009

5.H.-S.Kitzerow，ChemPhysChem 7，63-66，2006

6.S.Meiboom，J.P.Sethna，W.P.Anderson，W.F.Brinkman，Phys.Rev.Lett.，Vol.46，1216-1219，1981

发明内容

现有的电子器件显示器技术需要具有高亮度和高对比度、低能耗和对施加电场响应时间非常快的显示器，例如三维显示器或场序式显示器。结合了液晶蓝相材料的显示器提供满足这些要求中几项的潜力，但仍有下列问题需要实现：这些蓝相的稳定性以及所述蓝相液晶材料的操作电压。因此，本发明的一个目的是提供增大蓝相液晶材料稳定性的方法。本发明的另一个目的是提供降低蓝相液晶材料操作电压的方法。

本发明的这些目的由一种液晶组合物实现，其包含：

-能形成蓝相的液晶材料；

-至少一种带至少一个烷基侧链的交联单体。

在一个实施方式中，所述组合物进一步包含封端单体，该封端单体优选带一个烷基侧链，更优选是具有至少7个碳原子的烷基侧链。

在一个实施方式中，在所述交联单体上的所述至少一个烷基侧链的分子式为C_pH_2p+1，其中p选自1-20，优选3-20，更优选6-20，甚至更优选8-20，甚至更优选10-20，甚至更优选11-20；其中所述烷基侧链如果存在于所述封端单体中，则分子式为C_pH_2p+1，其中p选自7-20，优选10-20，甚至更优选11-20。

在一个实施方式中，所述至少一种交联单体是下列物质中的一种或几种：