[发明专利]二色性染料掺杂的各向同性手性液晶

说明书

背景技术

光学各向同性手性液晶(OICLC)具有偏振无关、免对齐(alignmentfree)和响应时间快的理想性质。可使用聚合物稳定技术来扩展此类组合物的各向同性温度范围。然而，由于面内电场诱导的各向异性，因此用OICLC制成的光学显示器需要偏振器。

发明内容

本发明公开了包含二色性染料化合物的液晶组合物。所述液晶组合物可在聚合物基质中包含至少一种向列型液晶化合物和至少一种手性剂，其中所述组合物展示出光学各向同性液晶相。使用二色性染料化合物制成的液晶组合物是偏振无关的并且响应时间快。

制备液晶组合物的方法包括合并至少一种二色性染料、至少一种手性剂、至少一种向列型液晶化合物、和至少一种单体以给出混合物；加热所述混合物以给出各向同性相；和然后聚合所述各向同性相的所述混合物。

本发明公开了一种器件，其具有设置于一对基体(substrate)之间的至少一个电极、设置于所述基体对之间的液晶组合物、和用于经由所述电极向所述液晶组合物施加电场的电场施加工具，其中所述液晶组合物包含至少一种二色性染料化合物。

所述液晶组合物可进一步在聚合物基质中包含至少一种向列型液晶化合物、至少一种手性剂，其中所述液晶组合物展示出光学各向同性液晶相。

附图说明

为了更充分地理解本技术的性质和优点，应参考以下的具体描述并结合附图，在附图中：

图1：描绘了均匀排列液晶盒(cell)的电压调制透射谱。上线为在Vs的电压下的透射谱。下线为在不存在外加电压(0V)下的透射谱。x-轴为波长(nm)，y-轴为透射率百分数。

图2：描绘了UV暴露0分钟、10分钟、25分钟和40分钟过程中二色性染料(2)的UV吸收行为。在452纳米下的吸光度随时间增大，而在365纳米下的吸光度随时间减小。x-轴为波长(nm)，y-轴为吸光度(a.u.)。

图3：描绘了随着偏振方向从0°(三角形)变到45°(圆)、变到90°(正方形)时的电压依赖性对比度行为。x-轴为外加电压(V_rms)，y-轴为对比度。

图4：描绘了具有0.75重量％、1.25重量％和1.75重量％二色性染料(2)的染料掺杂PS-OICLC的滞后。x-轴为外加电压(V_rms)，y-轴为对比度。

图5：描绘了具有不同染料含量的染料掺杂PS-OICLC的上升响应时间(圆形符号)和衰减响应时间(正方形符号)。x-轴为染料含量(重量％)，y-轴为响应时间(微秒)。

图6：描绘了具有不同染料含量的染料掺杂PS-OICLC的克尔(Kerr)常数(nm/V²)。测试在18℃和532nm下进行。x-轴为染料含量(重量％)，y-轴为克尔常数(nm/V²)。

具体实施方式

在描述本发明的组合物和方法之前，应理解它们不限于所描述的特定组合物、方法或方案，因为这些可改变。还应理解描述中使用的术语仅是出于描述特定形式或实施方案的目的，而非意在限制权利要求的范围。

第一个公开方面为包含至少一种二色性染料的液晶组合物。在某些实施方案中，所述液晶组合物为光学各向同性液晶。

二色性染料化合物包括但不限于式(1)的化合物：

Wd—Ad—Zd，

(1)

其中，Wd为烷基、烷氧基、羟基取代的烷基、-CN、-NO₂、N-哌啶基、N-吡咯烷基、N-苯并噻唑基(benzathiazolyl)或-NR₁R₂，其中R₁和R₂独立地为烷基、烷氧基、亚烷基环或羟基取代的烷基；

Ad为亚蒽醌基(anthraquinolenyl)或

其中Xd为键、-C(＝O)-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-N＝N-或亚蒽醌基，并且

Yd为键、-C(＝O)-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-N＝N-或亚蒽醌基；并且

Zd为烷基、烷氧基、羟基取代的烷基、-CN、-NO₂、N-哌啶基、N-吡咯烷基、N-苯并噻唑基或-NR₁R₂，其中R₁和R₂独立地为烷基、烷氧基、亚烷基环或羟基取代的烷基。