[发明专利]一种宽温蓝相液晶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料与显示领域，涉及一种宽温蓝相液晶复合材料的制备方法。

背景技术

液晶自1888年被发现以来，在上个世纪六十年代开始应用于显示领域。随着技术的不断更新，液晶显示器先后经历了TN、STN、TFT等模式，解决了液晶显示中存在的稳定性差、分辨率低、对比度低和视角窄等问题，如今在显示市场中占据了绝对的优势。然而，随着人们生活水平的提高，大尺寸、高清晰液晶显示器成为了时代的主流，迫切需要提高液晶显示器的响应速度。蓝相液晶材料由于具有微秒级的电场响应速度、且蓝相液晶显示器视角广、无需液晶取向层、驱动电压低(仅为TFT液晶显示器的1/3)等，被认为是最具发展前途的下一代快速光电响应液晶显示材料。

蓝相(Liquid crystalline Blue Phases，BPs)是宏观上介于各向同性态和胆甾相之间的一种特殊相态，常出现在高手性液晶体系之中。微观上，蓝相是一种无双折射现象的晶格缺陷相，其晶格参数大小与可见光波长的数量级相当(几百纳米)，从晶体结构上可以分为三个子相蓝相I(BPI)、蓝相II(BPII)和蓝相III(BPIII)，分别为简单立方结构、面心立方结构以及无定形态。然而，蓝相液晶稳定存在的温度范围特别窄，通常只有1℃左右，这就大大地限制了蓝相材料在显示、激光、通讯以及微电子等领域的应用。因此，拓宽蓝相的温域成为国内外研究人员急需解决的问题，对宽温域蓝相液晶材料的研究也具有重要的理论意义和应用价值。

液晶的分子结构对液晶相态稳定性有重要影响，理论研究表明双轴性分子有利于拓宽蓝相温域。【D.C.Wright and N.D.Mermin，Rev.Mod.Phys.，1989，61，385.】本发明将一系列弯曲状液晶分子按一定比例加入到联苯腈类混晶中，再添加适量的一种或几种手性化合物，可获得较宽温域的蓝相。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

本发明是一种宽温蓝相液晶复合材料的制备方法，尤其涉及一种快速显示用宽温域蓝相液晶材料的制备方法，本发明旨在将特殊结构的弯曲型液晶分子引入到小分子联苯腈类向列相混晶中，再添加适量的一种或几种手性化合物，以诱导并拓宽蓝相液晶的温域；可得较宽温域蓝相，温度范围可达5℃～30℃。

一种宽温蓝相液晶复合材料的制备方法，是将弯曲型的液晶分子按一定比例添加到小分子向列相混晶中，再添加适量的一种或几种螺旋扭曲力(HTP)为8μm^-1～100μm^-1的手性化合物，以诱导并拓宽蓝相液晶的温域，该体系的组分按重量比分别为：

小分子向列相混晶        50～90％

手性化合物              5～50％

弯曲型液晶分子                2～30％。

所述弯曲型的液晶分子为噻吩类液晶分子和噁二唑类液晶分子。

所述弯曲型的液晶分子结构如下：

其中，五元环中X可为O或S，Y和Z可为C或N；六元环A’、B’、C’和D’可为环的个数m、n、g和h取值为0、1或2。桥键A1、A2、B1和B2可为单键、双键、三键、-COO-、-OCO-、-(CH₂)₂-、-CH₂O-或-N＝N-；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12为H、F、Cl、-CN、-NO₂、-OCN、-C_nH_2n+1、-OC_nH_2n+1、-SC_nH_2n+1、-C_nH_2n-1、-OC_nH_2n-1、CF₃O-或CHF₂O-。

所述弯曲型的液晶分子中当Y或Z为氮(N)时，没有R1、R2取代。

所述的小分子向列相混晶的主要成分(小分子母体液晶)为联苯腈类液晶，即CB类、OCB类及含氟小分子液晶的低粘度向列型混合物，粘度要求小于50mPa，液晶材料熔点低于-10℃，清亮点在30～200℃。