[发明专利]一种宽温域蓝相液晶材料及其制备方法

说明书

本发明属于液晶材料技术领域。具体涉及一种蓝相液晶材料，包括：组分A、组分B、组分C以及组分D。其中，组分A包括一类含联苯结构的双液晶基元混合液晶材料,材料基本结构为两段棒状液晶片段由中间柔韧的碳链相连。组分B包括一类含三联苯结构的双液晶基元混合液晶材料,材料基本结构为两段棒状液晶片段由中间柔韧的碳链相连。组分C包括一类三联苯结构液晶混合材料，此类液晶材料有高的清亮点和高的折射率各向异性。组分D包括一类液晶用手性掺杂剂。采用本发明的蓝相液晶配方，通过合理地混合不同比例的组分A、B、C、D，可以极大的提高蓝相液晶的热力学稳定性，得到温域超宽的蓝相液晶材料。

技术领域

本发明属于液晶材料领域，具体涉及一种宽温域蓝相液晶材料及其制备方法。

背景技术

蓝相液晶(BP)是一种双螺旋三维超结构材料，通常存在于高手性体系中。液晶分子在手性剂提供的扭曲力的作用下，自组装形成具有双螺旋结构的双扭曲圆柱。根据双扭曲圆柱的排列方式的不同，蓝相大致可以分为三个子相态，分别为体心立方排列的BPⅠ，简单立方排列的BPⅡ，以及无规则排列的雾状相BPⅢ。由于蓝相这种复杂的三维结构，宏观上液晶分子没有平均指向矢，因此蓝相液晶具有光学各向同性的特点。然而，蓝相液晶的螺旋结构会形成折射率的周期分布，从而导致布拉格反射。不同的晶面的布拉格反射波长不同，所以在偏光显微镜下观察到的蓝相呈现彩色碎片结构。

蓝相液晶具有很多非常优异的光学特性，并且因为其一系列特殊的光学特性，如可以选择性的反射可见光和没有光学中常见的双折射现象等特性，而受到了人们的越来越多的关注。蓝相是一种常在高手性液晶体系的清亮点附近很小的温度区间出现的一种稳定的相态。为了获得宽温区蓝相液晶以使得蓝相液晶得到更广泛的应用，现有宽温区蓝相液晶技术主要可以分为两类。第一类技术是稳定蓝相液晶的缺陷从而稳定住蓝相液晶。例如文献Kikuchi H,Yokota M,Hisakado Y,Yang H,Kajiyama T,2002,Nat.Mater.1,64.公开了一种利用聚合物稳定蓝相的方法，得到了常温条件下蓝相温宽达到60℃的蓝相液晶。第二类技术是通过分子设计合成出具有宽温域的蓝相液晶。例如文献Coles HJ,PivnenkoMN,Nature,436(18),997.设计合成的含氟取代的二聚体液晶分子，具有包含室温在内的44℃的蓝相温宽。虽然现有宽温域蓝相液晶技术一定程度上解决了蓝相液晶的蓝相温宽狭窄的问题，但是，现有蓝相液晶体系的蓝相温域范围拓宽有限，通常只能在标准室温(25℃)±30℃的范围内调整。也就是说现有的蓝相液晶不能满足较高环境温度地区和极端低温环境温度下的应用需求(如非洲等地高室外温度地区，高空环境中和南北极等高纬度地区超低温环境下的使用)，因此蓝相液晶在极端环境温度条件下的应用受到限制。需要进行更深入的研究，进一步较大程度地拓宽蓝相液晶的温域。

发明内容

本发明的目的提供一种蓝相液晶材料，其具有超宽的的蓝相温域，且完整覆盖极端条件的环境温度。

本发明的另一目的在于，提供一种宽温域蓝相液晶材料的制作方法，该蓝相液晶材料制备方法简单、效果显著。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种蓝相液晶材料，以质量百分比计，所述液晶材料包括：组分A、组分B、组分C以及组分D，所述组分A、组分B加组分C总质量和占蓝相液晶总量的比例为50％～95％，组分D总质量占蓝相液晶总量的比例为5％～50％；

其中，组分A包括一类含联苯结构的双液晶基元混合液晶材料,材料基本结构为两段棒状液晶片段由中间柔韧的碳链相连；

组分B包括一类含三联苯结构的双液晶基元混合液晶材料,材料基本结构为两段棒状液晶片段由中间柔韧的碳链相连；

组分C包括一类三联苯结构液晶混合材料；此类液晶材料有高的清亮点和高的折射率各向异性。

组分D包括一类液晶用手性掺杂剂。