多稳态液晶材料显示器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及的是一种具有长期记忆特性、螺矩不随温度改变的多稳态液晶材料显示器及其制备方法，本发明专利技术所述的多稳态液晶材料显示器含有至少一种通式（Ｉ）～（ＩＩＩ）所表示的手性化合物组合而成的手性组合物（本发明专利技术所述的第一组分），和由通式（ＩＶ）～（ＸＩＩ）表示的液晶化合物组成的向列相液晶组合物（本发明专利技术所述的第二组分），所述的多稳态液晶材料制备的液晶显示器；本发明专利技术的所述多稳态液晶材料显示器具有工作电压低、粘度低、在胆甾相态温度范围内，螺矩不随温度改变、具有长期记忆特性，可以满足多稳态液晶显示技术的发展与要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种，具体地讲，本专利技术涉及的是一种包含手性化合物及其手性组合物、具有宽温、高双折射率，大介电各向异性的多稳态液晶材料显示器。众所周知，多稳态液晶材料及其显示器具有在零电场下显示内容长期保持不变、能耗极低的特点，采用这种材料制备的显示器能够实现多灰度连续调节、高光度、高对比度、宽视角(比STN-LCD和TN-LCD等的视角要宽)；采用所述材料制备的显示器为视频扫描显示，因此不受行、列数目限制，可实现高密度、高清晰度显示；还由于该种形式的显示器不需要偏振片、背光源、和滤光膜，使得这种多稳态显示器制作工艺简单、成品率高、生产成本低，因此多稳态液晶材料是一类市场前景非常好地液晶显示材料。Annual Reviews Materials Science 27117-146(1997)中公开了多稳态液晶材料及其显示器的显示原理；Appl.Phys.Lett.641905(1992)、美国专利US5889566、US5933203以及中国专利CN1184534(申请号96193977)中公开了多稳态液晶材料及其显示器的显示特征。美国专利US5933203、US5731859、US6061107、US5570216公开了多稳态液晶材料的性能。但其中的多稳态液晶材料都是从市场上购置的向列相混合液晶和手性添加剂S811，R1011和CB15调制而成的。由于手性添加剂的限制，使其液晶材料的螺矩及其螺矩随温度的改变较大，工作电压大都在35V以上，而且双折射率(Δn)的调制也受到极大的限制，无法满足显示技术发展要求。最近，日本专利JP11,323,342、JP11,305,187和JP2000,129,261也公开了多稳态液晶显示器，从显示器技术研究的角度提出了对液晶材料的要求及其配制技术。但没有见到有关多稳态液晶材料开发方面的报道。中国专利CN1223657A和CN1257532A公开了手性掺杂剂和低粘度液晶材料以及其它的胆甾相液晶，其中涉及与多稳态液晶相关或相似的手性向列相或胆甾相液晶组合物或材料，但都只局限在某一方面，没有对多稳态液晶材料的配制、组合方法和性能进行系统研究和开发。本专利技术的目的在于提供一种多稳态液晶材料显示器，所述的显示器采用工作电压低、粘度低、在胆甾相态温度范围内(-50℃-100℃)，螺矩不随温度改变、具有长期记忆特性的多稳态液晶材料组合物组成，可以满足多稳态液晶显示技术的发展与要求。本专利技术的另一目的在于提供一种所述多稳态液晶材料显示器的制备方法。本专利技术的目的可以通过一下方式得以实现一种多稳态液晶材料显示器，其特征在于所述的显示器采用具有长期记忆特性、螺矩不随温度改变的多稳态液晶材料组合物制备，其双折射率(Δn)在0.1500-0.2800之间，工作电压在10-35V之间；所述的显示器在零电场时长期保持显示图象或内容；所述的显示器包括；a).选自通式(I)～(III)所示的至少一种通式的手性化合物为第一组分，所述第一组分的含量为多稳态液晶材料组合物的5-40wt％； 在通式I～III中R1～R3是具有1-13个碳原子的烷基、链烯基或烷氧基，此烷基或链烯中的任选亚甲基可被氧原子取代，但两个或多个亚甲基不能被氧原子连续取代。R4、R5是只有2-10个碳原子的烷基，环A～F结构是相互独立的反式-1，4-环己基、1，4-亚苯基、嘧啶-2，5-二基。Z1～Z4是单键、-CO2-或氧原子；X＝F、CN或含1-5个碳的烷基；L1～L2分别为H或F原子；m、n、l和k分别是0、1或2。b)选自通式(IV)～(IX)所示的低粘度、宽温液晶化合物中的至少一种通式的化合物作为第二组分，所述第二组分的含量为60-95wt％； 通式IV～IX中R1-R8是具有1-12个碳原子的烷基或链烯基，或烷氧基；环A-F分别为相互独立的反式-1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、嘧啶-2.5-二基、1，3-二恶烷基中的任一基团；L1-L5分别是H、F或Cl；X和Y分别为F、CN、NCS、CF3、Cl、OCF3、OCHF2，C1-C7的直链烷基或烷氧基；Z＝CO2，CH2O，-CH2CH2-或单键，-OCO-，-OCH2-，m，n，l，q，j，r分别是1或2，k为0或1。其中所述的第二组分进一步包括至少一种通式X～XII所示的高双折射率或大介电各向异性化合物 在通式X～XII中R1-R3为1-15直链烷基或链烯基，其中亚甲基单元可被氧原子取代，或亚甲基上的氢原子被氟原子取代；Z为CO2，-CH2CH2-或单键；L1-L7分别独立为H、F或Cl原子，环A和C分别独立为反式-1，4-二亚环己基、1， 4-亚苯基或有一两个氢原子被氟原子取代的亚苯基、嘧啶-2.5-二基、1，3-二恶烷-2，5-二基中的一个基团、环B分别为1，4-亚苯基或有一两个氢原子被氟原子取代的亚苯基、嘧啶-2.5-二基、1，3-二恶烷-2，5-二基；m，n分别为0，1，2；k为0和1；Y1和Y3分别为CN、F、NCS、OCF3、CF3、OC2H5、OCH3、OC3H7，OCHF2等；Y2为CN或NCS基。本专利技术中，优选以通式(I)～(III)所示的化合物中的至少两种通式的化合物为第一组分；两种化合物可以以任意比例组合，例如每种化合物含量为5-95wt％(重量百分比)，在所选范围内，两种化合物的总量为100wt％，且所述第一组分的含量为液晶组合物的5-40wt％。也可以优选以通式(I)～(III)所示的每一种通式的手性化合物为第一组分，所选的每一组分化合物按重量含量1-95wt％的比例组合；也可以每一类通式的化合物在第一组分中的含量为通式(I)5-55wt％；通式(II)5-45wt％；通式(III)5-65wt％；但无论怎样的比例混合，手性化合物形成的组合物的总量为100％，且第一组分的含量为液晶组合物的5-40wt％。本专利技术发现，采用至少一种通式(I)～(III)所表示的3类特征手性化合物作为手性组合物的第一组分；一般为至少通式(I)～(III)所表示的3类特征手性化合物的组合，这时每一类通式的总含量为(I)5-55wt％；通式(II)5-45wt％；通式(III)5-65wt％。例如本专利技术的手性组合物中至少含有一种选自Ia-Ie中的手性化合物，至少一种选自IIa-IIc中的手性化合物，以及至少一种选自式IIIa-IIIc的手性化合物。在优选的实施方案中，至少一种选自通式(I)所示的化合物，其含量为15-50％，至少一种选自通式(II)的化合物，其含量为15-50％，至少一种选自通式(III)的化合物，其含量为20-60％，且优选5-8种手性化合物进行组合。在上述各种实施方案中，当所述液晶组合物的第一组分中包括通式(I)所示化合物时，所述液晶组合物的第一组分中至少包括2种通式(I)所示的化合物。在上述各种实施方案中，当所述液晶组合物的第一组分中包括通式(II)所示化合物时，所述液晶组合物的第一组分中至少包括2种通式(II)所示的化合物。在上述各种实施方案中，当所述液晶组合物(第一组分)中包括通式(III)所示化合物时，所述液晶组合物的第一组分中至少包括2种通式(III)所示的化合物。也就是当所述液晶组合物的第一组分中包括通式I、或II、或I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多稳态液晶材料做成的液晶显示器，所述的显示器采用具有长期记忆特性、螺矩不随温度改变的多稳态液晶材料组合物制备的，其双折射率（Δｎ）在０．１５００－０．２８００之间，工作电压在１０－３５Ｖ之间；所述的显示器具有在零电场时长期保持显示图象或内容的特性；所述的显示器包括：ａ）．选自通式（Ⅰ）～（Ⅲ）所示的至少一种通式的手性化合物为第一组分，所述第一组分的含量为多稳态液晶材料显示器的５－４０ｗｔ％；＊＊＊在通式Ⅰ～Ⅲ中；Ｒ↓［１］～Ｒ↓［３］是具有１－１３个碳原子 的烷基、链烯基或烷氧基，此烷基或链烯中的任选亚甲基可被氧原子取代，但两个或多个亚甲基不能被氧原子连续取代。Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］是只有２－１０个碳原子的烷基，环Ａ～Ｆ结构是相互独立的反式－１，４－环已基、１，４－亚苯基、嘧啶－２，５－二 基。Ｚ↓［１］～Ｚ↓［４］是单键、－ＣＯ↓［２］－或氧原子；Ｘ＝Ｆ、ＣＮ或含１－５个碳的烷基；Ｌ↓［１］～Ｌ↓［２］分别为Ｈ或Ｆ原子；ｍ、ｎ、ｌ和ｋ分别是０、１或２。ｂ）选自通式（Ⅳ）～（Ⅸ）所示的低粘度、宽温液晶化合物中的 至少一种通式的化合物作为第二组分，所述第二组分的含量为６０－９５ｗｔ％；＊＊＊通式Ⅳ～Ⅸ中：Ｒ↑［１］－Ｒ↑［８］是具有１－１２个碳原子的烷基或链烯基，或烷氧基；环Ａ－Ｆ分别为相互独立的反式－１，４－亚环已基，１，４－亚苯基、嘧啶－ ２．５－二基、１，３－二恶烷基中的任一基团；Ｌ↓［１］－Ｌ↓［５］分别是Ｈ、Ｆ或Ｃｌ；Ｘ和Ｙ分别为Ｆ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＣＦ↓［３］、Ｃｌ、ＯＣＦ↓［３］、ＯＣＨＦ↓［２］，Ｃ↓［１］－Ｃ↓［７］的直链烷基或烷氧基；Ｚ＝ＣＯ↓［２］，ＣＨ↓［２］Ｏ，－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－或单键，－ＯＣＯ－，－ＯＣＨ↓［２］－，ｍ，ｎ，ｌ，ｑ，ｊ，ｒ分别是１或２，ｋ为０或１。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚乃燕，张智勇，康杰，邓友节，朱凯培，
申请(专利权)人：石家庄永生华清液晶有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]