[发明专利]一种聚合物稳定蓝相液晶组合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种聚合物稳定蓝相液晶组合物及其制备方法与应用。

背景技术

蓝相液晶显示技术(Blue Phase Liquid Crystal以下简称BPLC)，其特有的光电响应模式及光电响应速度使其在平板显示领域具有广阔的发展空间。相较于现有液晶材料，蓝相液晶具有以下优点：(1)具有亚毫秒的响应时间；(2)不需要定向层，可以大大简化制管工艺过程；(3)无电场下为光学各向同性，因此具有宽阔切对称的视角；(4)对液晶盒的厚度不敏感，适于制作大尺寸显示屏。但是由于蓝相一般出现与胆甾相与各向同性相之间的狭窄温度范围，且该温度较高，阻碍了蓝相液晶的应用。现有的拓宽蓝相温度区间的方法有纳米粒子掺杂法、香蕉液晶掺杂法、聚合物稳定法以及本身具有宽温蓝相的方法。

纳米粒子掺杂与香蕉分子掺杂虽然能够拓宽蓝相的区间，但是却很难将蓝相稳定在室温范围，因此不利于蓝相液晶的实用。本身具有宽温蓝相的液晶虽然在常温下具有44℃的区间，但是形成该蓝相的条件苛刻，也不利于其实际应用。聚合物稳定法具有获得超宽蓝相范围的潜力，且通过液晶与聚合物的调控，可以方便的调节性能，有望成为下一代液晶显示的主力。

聚合物稳定蓝相液晶材料由液晶材料、手性材料、聚合物材料三部分构成。要分别满足介电常数大，粘度低，稳定性好；螺旋扭曲力大，螺距随温度依赖性好；聚合后对蓝相晶格有固定作用。现阶段聚合物稳定蓝相液晶材料还存在一些待改善的问题如：驱动电压较高；材料粘度较大，不利于加工；有迟滞现象；聚合物网络老化等。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物稳定蓝相液晶组合物及其制备方法与应用。

本发明提供的液晶组合物，包括组分I、组分II和组分III；

其中，所述组分I为满足如下条件的向列相液晶：△n为0.13～0.2；△ε为25～50；

所述组分I具体为△n为0.156、△ε为33.6的向列相液晶，产品编号为P70-003混晶，可购自石家庄诚志永华显示材料有限公司；

组分II选自如下手性化合物中的至少一种：

上述所示化合物均为手性化合物，对于每种结构的手性化合物，其手性中心可以是S型也可以是R型，两种构型均可分别使用，但不能将R、S构型的同种结构的手性化合物混合使用。

其中，的编号为R5011；

所述组分III为由组分A和组分B进行光聚合而得的产物；所述组分A和组分B的质量比为1：4-4：1，具体为3：4、4：4、1：4、1-3：4、3-4：4或1-4：4；

其中，所述组分A选自下述化合物中的至少一种：

所述组分B选自RM257所示化合物和C6M所示化合物中的至少一种：

上述液晶组合物中，所述组分III占所述液晶组合物总重的5％～12％，具体为5％、7％或5-7％；

所述组分I与组分II的质量比为50～99：2～30，具体为93：41.6、95：35.5、93：45、93-95：35.5-45。

所述液晶组合物还包括光引发剂；

所述光引发剂具体为紫外光引发剂；

所述紫外光引发剂更具体为如下化合物：

IGRACURE184、

所述光引发剂占所述液晶组合物总重的0.01～0.08％，具体为0.03-0.08％，具体为0.047％或0.03％或0.03％-0.047％。

所述液晶组合物的蓝相存在的温度区间大于100℃；其中，蓝相存在的温度区间的含义如下：液晶表现出蓝相相态的性质的温度范围；

所述液晶组合物的蓝相温区的温度下限值至少达零下30℃。

本发明提供的制备所述液晶组合物的方法，包括如下步骤：将前述各组分按照配比混合加热至各向同性后，匀速冷却，再进行紫外恒温照射，得到所述液晶组合物。

上述方法中，加热至各向同性步骤中，加热的终温需要通过带热台的偏光显微镜预先确认，加热至清亮点之上1～2℃。

所述匀速冷却步骤中，冷却速率为5-0.2℃/min，具体为1℃/min；

所述紫外恒温照射步骤中，温度为在蓝相温区范围或在蓝相温区上限值之上的5℃内；时间为10～60分钟；能量为0.2～10毫瓦/平方厘米。

另外，上述本发明提供的液晶组合物在制备蓝相液晶材料中的应用，也属于本发明的保护范围。