高分子增強負性膽甾相混合液晶材料及其應用方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示技術，特別涉及雙穩(wěn)態(tài)液晶材料以及其應用方法。
【背景技術】
[0002] 液晶顯示（IXD)作為液晶一這一特殊材料的一項重要應用，從液晶特性發(fā)現(xiàn)不久 就一直得到人們的廣泛關注。近幾十年，特別是近十幾年來信息技術的飛速發(fā)展以及人們 對信息顯示方式的不斷追求，液晶顯示得到了最迅猛的發(fā)展。今天，液晶顯示正以多姿多彩 的形態(tài)展示在人們面前，它的許多產(chǎn)品由于其優(yōu)異的特性使其正成為時尚的追求，以及商 場里炙手可得的商品。
[0003] 液晶顯示伴隨液晶的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的發(fā)展道路。1888年奧地利植物學家 Friedrich Reinitzer發(fā)現(xiàn)了第一種液晶材料安息香酸膽固醇（cholesteryl benzoate)。 1917年Manguin發(fā)明了摩擦定向法，用以制作單疇液晶和研究光學各向異性。1909年 E. Bose建立了攢動（Swarm)學說，并得到L.S. Ormstein及F. Zernike等人的實驗支持 (1918年），后經(jīng)De Gennes論述為統(tǒng)計性起伏。G. W. Oseen和H. Zocherl933年創(chuàng)立連續(xù) 體理論，并得到 F. C. Frank 完善（I%8 年）。M. Bornd9I6 年）和 K. Lichtenneckerd926 年）發(fā)現(xiàn)并研究了液晶的介電各向異性。1932年，W. Kast據(jù)此將向列相分為正、負性兩大 類。1927年，V. Freedericksz和V. Zolinao發(fā)現(xiàn)向列相液晶在電場（或磁場）作用下，發(fā) 生形變并存在電壓閾值（Freederichsz轉(zhuǎn)變）。這一發(fā)現(xiàn)為液晶顯示器的制作提供了依據(jù)。
[0004] 1968年美國RCA公司R. Williams發(fā)現(xiàn)向列相液晶在電場作用下形成條紋疇，并 有光散射現(xiàn)象。G. H. Heilmeir隨即將其發(fā)展成動態(tài)散射顯示模式，并制成世界上第一個 液晶顯示器（IXD)。1968年美國Heilmeir等人還提出了賓主效應（GH)模式。1969年 Xerox公司提出Ch-N相變存儲模式。1971年M. F. Schiekel提出電控雙折射（ECB)模式， T.L. Fergason等提出扭曲向列相（Twisted Nematic :TN)模式，1980年N. Clark等提出鐵 電液晶模式（FLC)，1983?1985年T. Scheffer等人先后提出超扭曲向列相（Super Twisred Nematic :STN)模式以及Ρ· Brody在1972年提出的有源矩陣（Active matrix :AM)方式被 重新采用。1986年Nagata提出用雙層盒（DSTN)實現(xiàn)黑白顯示技術；之后又有用拉伸高分 子膜實現(xiàn)黑白顯示的技術（FSTN)。1996年以后，又提出采用單個偏光片的反射式TN(RTN) 及反射式STN(RSTN)模式。
[0005] 根據(jù)控制手段及原理的異同，調(diào)光玻璃可藉由電控、溫控、光控、壓控等等各種方 式實現(xiàn)玻璃之透明與不透明狀態(tài)的切換。其中溫控、光控和壓控技術制作出的調(diào)光玻璃受 環(huán)境的伊蘇影響非常大，不是完全意義上的自主控制的調(diào)光玻璃。 公知的韓國人發(fā)明的可懸浮粒子類調(diào)光玻璃是一種使用電致變色技術制作的調(diào)光玻 璃。該種玻璃是在調(diào)光玻璃的兩層玻璃之間，通過控制懸浮粒子數(shù)量來調(diào)整光線的透射和 散射程度的，該調(diào)光玻璃的缺點是造價非常高，且為了防止粒子泄露，對操作和使用環(huán)境的 要求非常高。除了使用電致變色技術制作調(diào)光玻璃外，還可通過機械方法來完成調(diào)光（例 如中國實用新型專利ZL200320116206. 8)。這種機械方法主要是在中空的夾層玻璃的兩端 放置兩個卷軸，卷軸上面裹有多種彩色薄膜來實現(xiàn)，需要遮光時，將一種顏色的薄膜旋轉(zhuǎn)出 來遮光，而需要透光的時候，可以利用控制卷軸的電機把遮光的彩色薄膜收起來，這種機械 方式最大的缺點是需要手動操作，結(jié)構笨重，且可靠性差，使用壽命短。
[0006] 另外，公知的一種電致調(diào)光玻璃是采用聚合物分散液晶（PDLC)技術實現(xiàn)的。該技 術由肯特大學的Jos印h W Doane博士領導的的小組于1984年發(fā)明，美國專利US4688900。 這項技術使用不溶于水的聚合物單體，如環(huán)氧樹脂和固化劑，與液晶混合而形成一個透明 的溶液。當固化發(fā)生時，由于溶解度減小，液晶微粒會自動析出來，并懸浮在高分子相中。該 工藝包括（1)配制液晶，環(huán)氧樹脂和固化劑的溶液，（2)在固化之前，將該溶液復合在兩層 導電薄膜之間，（3)加熱固化復合好的薄膜。roix工藝只能生產(chǎn)出正型產(chǎn)品。正型roix產(chǎn) 品在不通電時是乳白色的，通電后變?yōu)橥该鳌?br>[0007] roix技術具有良好的開關態(tài)光電效果，但是需要持續(xù)的供電來維持透明狀態(tài)。另 外由于技術本身的缺陷，存在明顯的視角問題，即雖然通電后變?yōu)橥该鲬B(tài)，但從側(cè)視角方向 觀察，仍然顯示一定程度的霧態(tài)。
[0008] 為此美國專利US20090290078發(fā)明了一種基于高分子增強負性膽留相液晶顯示。 但是該驅(qū)動需要高達IOOkHz的驅(qū)動頻率不利于大規(guī)模推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種高分子增強負性膽甾相液晶顯示用的混合液晶材料， 解決現(xiàn)有技術中視角不良以及驅(qū)動頻率過高的技術問題。
[0010] 本發(fā)明中為解決上述技術問題而提供的高分子增強負性膽留相混合液晶材料包 括按質(zhì)量配比為90?98%的負介電各向異性向列相液晶、2?5%的手性添加劑、2?8% 的含有可聚合端基的高分子材料預聚物或單體、添加量為500?2000ppm的光引發(fā)劑以及 添加量為300?800ppm的十六烷基三甲基溴化銨。
[0011] 所述負介電各向異性向列相液晶包括以下結(jié)構式的第一化合物：
【主權項】
1. 一種高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：該混合液晶材料包括按質(zhì) 量配比為90?98%的負介電各向異性向列相液晶、2?5%的手性添加劑、2?8%的含有 可聚合端基的高分子材料預聚物或單體、添加量為500?2000ppm的光引發(fā)劑以及添加量 為300?800ppm的十六烷基三甲基溴化銨。
2. 根據(jù)權利要求1所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：該混合液 晶材料的配比按質(zhì)量比為93?95%的負介電各向異性向列相液晶、2?3%的手性添加劑、 4?6%的含有可聚合端基的高分子材料預聚物或單體、添加量為800?1200ppm的光引發(fā) 劑以及添加量為450?550ppm的十六烷基三甲基溴化銨。
3. 根據(jù)權利要求1所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶包括以下結(jié)構式的第一化合物：
其中Rp R2分別獨立的是2到9個碳原子的烷基或烷氧基。
4. 根據(jù)權利要求3所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述第一 化合物包括以下結(jié)構式中的一種或幾種的組合：
5. 根據(jù)權利要求3所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶包括以下結(jié)構式的第二化合物：
其中R3、R4分別獨立的是2到9個碳原子的燒基或燒氧基，m = 0或1，η = 0或 1
:同，分別獨立的是
6. 根據(jù)權利要求5所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述第二 化合物包括以下結(jié)構式的一種或幾種的組合：
7. 根據(jù)權利要求5所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶包括以下結(jié)構式的第三化合物：
其中R7、R8分別獨立的是2到9個碳原子的烷基或烷氧基。
8. 根據(jù)權利要求7所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述第三 化合物包括以下結(jié)構式的一種或幾種的組合：
9. 根據(jù)權利要求7所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶包括以下結(jié)構式的第四化合物：
其中R9、Rltl分別獨立的是2到9個碳原子的燒基或燒氧基，p = O或1，q = O或
不同，分別獨立的是·
10. 根據(jù)權利要求9所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述第四 化合物包括以下結(jié)構式的一種或幾種的組合：
11. 根據(jù)權利要求9所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶中第一化合物、第二化合物、第三化合物以及第四化合物之間按質(zhì) 量比的比例為5?30%的第一化合物；10?40%的第二化合物； 10?30 %的第三化合物以及20?40 %的第四化合物。
12. 根據(jù)權利要求9所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征在于：所述負介 電各向異性向列相液晶中第一化合物、第二化合物、第三化合物以及第四化合物之間按質(zhì) 量比的比例為10?20%的第一化合物；20?40%的第二化合物；15?25%的第三化合物 以及30?40 %的第四化合物。
13. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征 在于：所述手性添加劑為：
結(jié)構式的R/S811 ;或者
結(jié)構式的R/S1011。
14. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征 在于：所述含有可聚合端基的高分子材料預聚物或單體為：
結(jié)構式的二乙烯基苯。
15. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料，其特征 在于：所述光引發(fā)劑為：
結(jié)構式的Irgacure 819。
16. -種如權利要求1至15中任一項所述高分子增強負性膽留相混合液晶材料的應用 方法，其特征在于：該方法包括以下步驟： A. 用電子天平按比例準確稱量負介電各向異性向列相液晶、手性添加劑、含有可聚合 端基的高分子材料預聚物或單體、光引發(fā)劑以及十六烷基三甲基溴化銨，并混合； B. 在常溫下采用遮光攪拌的方式將上述材料攪拌100?130分鐘； C. 將步驟B攪拌后的混合液晶材料灌入液晶盒中； D. 在灌晶口點膠后，用UV燈照射固化。
17. 根據(jù)權利要求16所述的應用方法，其特征在于：步驟B中的攪拌時間為115?125 分鐘，步驟D中UV燈的光照指標為10?160mw/cm 2,光照時間為1?15分鐘。
【專利摘要】一種高分子增強負性膽甾相混合液晶材料包括按質(zhì)量配比為90～98%的負介電各向異性向列相液晶、2～5%的手性添加劑、2～8%的含有可聚合端基的高分子材料預聚物或單體、添加量為500～2000ppm的光引發(fā)劑以及添加量為300～800ppm的十六烷基三甲基溴化銨。本發(fā)明通過對配方的改善，使其具在雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)實的基礎上，具有更低的轉(zhuǎn)換頻率，更高的霧態(tài)遮蔽性和更高的開態(tài)穿透度。
【IPC分類】C09K19-20, C09K19-52, C09K19-44
【公開號】CN104531164
【申請?zhí)枴緾N201410737389
【發(fā)明人】蘇剛
【申請人】深圳市萬明精工科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月5日