[发明专利]一种蓝相液晶复合材料和含该材料的液晶显示器

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种蓝相液晶复合材料和含该材料的液晶显示器。

背景技术

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）。蓝相从晶体结构上可以分为三个子相，分别命名为蓝相I（BPI)、蓝相II(BPII)和蓝相III(BPIII)，其相应的晶格结构分别为体心立方结构、简单立方结构和无定型态。蓝相液晶材料由于具有微秒级的电场响应速度，被认为是最具发展前途的下一代液晶显示材料。与传统的液晶显示器相比，蓝相液晶显示器具有以下四大突出优点：

（1）由于蓝相液晶具有微秒级的电场响应速度，可以采用场序驱动，不再需要彩色滤光片，这样不仅可以降低材料成本，还可以提高背光源利用率；

（2）蓝相液晶由于宏观上呈现光学各向同性，因此，蓝相液晶显示器的基板内表面不再需要取向处理，这可以大幅度地简化生产工艺，从而降低生产成本；

（3）蓝相液晶显示器具有较宽的视觉特性，不再需要视觉补偿膜，且视觉宽窄可以根据实际需要进行调控；

（4）蓝相液晶显示器中光的透过率不受基板间隙的影响，故生产过程中基板间隙无需严格控制，从而可大幅度简化生产工艺，进一步降低生产成本。

但是，由于聚合物蓝相液晶中聚合物单体的含量通常小于10wt%，聚合物网络在电场损伤下极其容易发生形变，最终大幅度缩短液晶显示器寿命。

为了提高蓝相液晶的性能，可将蓝相液晶微滴均匀的分散在聚合物基体中而形成聚合物分散蓝相液晶，高分子网络在电场作用下具有较好的稳定性，且容易实现大面积生产。

但由于高分子网络对液晶分子束缚作用较强，蓝相液晶具有较高的驱动电压，且在强电场作用下，蓝相液晶微滴极易发生相变而产生的电光迟滞现象。因此，开发兼具低驱动电压和无电光迟滞特性的蓝相液晶复合材料，有着重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术方法制得的蓝相液晶复合材料的驱动电压高和存在电光迟滞的问题，提供一种驱动电压低和几乎无电光迟滞蓝相液晶复合材料。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种蓝相液晶复合材料，其是由原料组分经光聚合形成，所述原料组分包括：母体蓝相液晶、光可聚合单体、光引发剂、无机纳米粒子。

聚合物分散蓝相液晶的驱动电压高低主要取决于材料的科尔常数K以及显示器件的器件参数A，增大K值或降低A值有利于降低聚合物分散蓝相液晶的驱动电压；增大材料的双折射率和介电常数有利于增加K值，而A主要取决于器件的电极构型，能够在液晶层中产生均匀电场的电极结构有利于降低A值。

无机纳米粒子具有较大的折射率和介电常数，本发明通过向液晶中引入纳米粒子有利于增加液晶的双折射率和介电常数，从而增加蓝相液晶的科尔常数，可在一定程度上降低蓝相液晶的驱动电压；同时，无机纳米粒子较大偶极距可减小蓝相液晶的电光迟滞。

优选的是，所述原料组分的质量百分含量为：

母体蓝相液晶：68.0wt%～88.95wt%；

光可聚合单体：10.0wt%～30.0wt%；

光引发剂：1.0wt%～3.0wt%；

无机纳米粒子：0.05wt%～2.0wt%。

优选的是，所述的母体蓝相液晶的蓝相温域大于等于5.0℃。

优选的是，所述的母体蓝相液晶的成分包括：SLC-X、R811和Iso-(6OBA)₂，其中，R811和Iso-(6OBA)₂的结构式为：

优选的是，所述的母体蓝相液晶的质量百分含量为：SLC-X：70.0wt%～85.0wt%，R811：5.0wt%～15.0wt%，Iso-(6OBA)₂：5.0wt%～15.0wt%。

优选的是，所述的母体蓝相液晶的蓝相温域为5.0℃～20.0℃。

优选的是，所述的光引发剂的结构式如下：

优选的是，所述的光可聚合单体为非液晶性丙烯酸酯类单体。

优选的是，所述的非液晶性丙烯酸酯类单体为单官能度单体与多官能度单体的混合单体，所述的非液晶性丙烯酸酯类单体中单官能度单体与多官能度单体的摩尔比为1︰1～1︰9。