[发明专利]一种具有宽温域扭曲晶界A相液晶混合材料及其制备方法

说明书

本发明属于光学薄膜材料技术领域，涉及一种具有宽温域扭曲晶界A相液晶混合材料的制备方法。所述方法包括：将近晶A相‑胆甾N*相转变液晶分子、向列相小分子液晶和向列相‑近晶相液晶分子混合获得扭曲晶界A相，并且在混合过程中通过控制三者的混合比例来获得宽温域扭曲晶界A相，即宽温域TGBA相；在确定三者配比后的TGBA相中添加手性添加剂，以调节液晶混合材料处于TGBA相时的初始反射波位。本发明所提供的液晶混合材料具有较宽的TGBA相温域，同时可以调整液晶混合材料TGBA相时的初始(降温过程)反射波位，实验过程简单易操作。

技术领域

本发明属于光学薄膜材料技术领域，涉及一种具有宽温域扭曲晶界A相液晶混合材料的制备方法，用于液晶显示器光屏蔽膜，能够实现光学薄膜材料的宽波反射，且反射波宽随温度变化而改变。

背景技术

液晶是部分有序，各向异性液体，介于三维有序固体和各向同性液体之间。从分子排列的角度看，晶体、液晶、液体之间的主要差异为：液体为各向同性的；液晶有取向序、无位置序；而晶体既有取向序又有位置序。从物质形态及物理特性的角度，液晶同时具有液体和晶体的特性。首先，与液体类似，在液晶的温度范围内，其既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质；另外，与晶体类似，可呈现出空间各向异性，包括介电、磁极化、光折射系数等特性。低维有序的液晶分子排列不如三维有序的晶体分子排列稳固，因此，在受到电场、磁场、温度、应力等外场作用时，液晶分子容易重新排列，而相应的各种光学特异性也发生改变。

当液晶显示技术日新月异的同时，节能环保又成为我们将要面对的新挑战。在液晶材料中，应用较多的胆甾相液晶分子独特的螺旋结构决定它特殊的光学特性，如选择性反射，这一特性常应用于光屏蔽膜或光增亮膜等领域。单一螺距的胆甾相液晶可反射入射光的反射波宽Δλ＝Δn·P，其中Δn为液晶的双折射率，P为胆甾相螺距。

由于胆甾相液晶的螺距稳定性和普通液晶平均折射率的限制，使胆甾相液晶的反射波宽和反射波位均受到一定程度的限制。而具有宽波反射特性的液晶薄膜材料具有广泛的应用前景，通常是通过形成胆甾相的螺距梯度或者螺距不均匀分布得到的。日本九州大学的Yang H等提出了一种利用体系中手性化合物的螺旋扭曲力随温度升高而增大的特性调控N*相液晶体系内的螺距不均匀分布的方法。该方法虽然在一定范围内增加了反射的波宽，但由于手性化合物自身螺旋扭曲常数(HTP)变化范围的限制，且对温度的敏感性较弱(温度变化范围60℃左右)，这种方法最大的反射波宽仅为400nm左右，且实际操作较为繁琐。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种具有宽温域扭曲晶界A(TGBA)相液晶混合材料及其制备方法，本发明提供的该混合材料不涉及手性化合物的螺旋扭曲力(HTP)随温度变化而变化，而是混合物中TGBA相具有一种特殊的类似于N*的螺距结构，这种结构对温度的敏感性较强，温度变化范围10℃，反射波位变化范围600nm。本发明提供的液晶混合材料利用近晶A(SmA)相-胆甾N*相转变液晶分子(SCM)、向列相小分子液晶(SLC1717)和向列相-近晶相液晶分子(8OCB)混合获得扭曲晶界A相，这种材料TGBA相温域较宽，可以选择性反射较宽的波长范围，且通过调节手性化合物的含量，可以调整体系TGBA相时的初始(降温过程)反射波位。

TGBA相液晶介于胆甾相和相应的近晶相之间，类似于蓝相，可在具有较大螺旋扭曲力的液晶材料中观察到。对于单组份液晶材料而言，TGBA相的温度区间很小，通常在1℃左右，而在混合液晶中，其温度区间有所拓宽。TGBA相温域拓宽的条件是液晶混合体系的清亮点较高，熔点较低，且相应的胆甾相温域和近晶相温域相差较小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有宽温域扭曲晶界A相液晶混合材料的制备方法，所述方法包括：

将近晶A相-胆甾N*相转变液晶分子、向列相小分子液晶和向列相-近晶相液晶分子混合获得扭曲晶界A相，并且在混合过程中通过控制三者的混合比例来获得宽温域扭曲晶界A相，即宽温域TGBA相；