一种液晶组合物及液晶透镜制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶组合物，其由如下所示的以通式I表示的第一类化合物、以通式Ⅱ表示的第二类化合物、以通式Ⅲ表示的第三类化合物及以通式Ⅳ表示的第四类化合物组成：

Liquid crystal composition and liquid crystal lens

The invention discloses a liquid crystal composition, comprising as shown by the general formula I, first class compound expressed by formula II said second compounds, represented by the general formula III third compounds and fourth compounds of formula IV said:

【技术实现步骤摘要】
一种液晶组合物及液晶透镜
本专利技术涉及液晶显示
，特别是涉及一种液晶组合物及其液晶透镜。
技术介绍
现今3D显示主流的都是需佩戴眼镜的观看方式，对观众会造成一定的不便，特别是对本身已经戴眼镜的观众，而裸眼3D显示无需佩戴眼镜，提供了一种便捷的观看方式，将会是3D显示的发展方向。裸眼3D显示的原理是在显示屏幕上通过一种分光装置对屏幕图像进行分光，使左眼和右眼接收屏幕上有区别的图像信息，让我们“感觉”到3D效果。裸眼3D常用的分光器件有狭缝和光栅等。3D装置中使用的透镜光栅可以大体分为两种，一种是具有透镜常规的物理形状，比如曲面结构，常使用可聚合各向异性的光学材料通过UV聚合或热聚合等方法制备；另一种为液晶透镜，将液晶材料夹在两层电极基板中间，通过电场梯度作用来实现透镜的效果。如公式(1)所示，公式(1)f是液晶透镜焦距，r是透镜半径，d是透镜厚度及Δn是液晶材料光学各向异性(即双折射率)，在保持液晶透镜焦距f和透镜半径r不变的情况下，较大的液晶材料光学各向异性Δn可以减小透镜厚度d，从而减小所需要的液晶材料层的厚度。从另外一个角度分析，在保持透镜厚度d不变的情况下，较大的光学各向异性Δn可以减小焦距f。从3D显示领域去理解，由于所设计的光学分光器件，需要与显示屏贴合在一起从而对应于显示器中的像素单元，分光器件中液晶材料所形成液晶透镜焦距f需匹配其与显示器像素点之间的距离，那么液晶透镜焦距f越小，意味着整体的3D显示装置加分光器件可以做的更加轻薄，这与目前电子产品追求轻薄化的大趋势相符合。此外，液晶分子在外加电压下可以沿电场方向排列，其阈值电压Vth遵循公式(2)其中，Δε为液晶材料的介电各向异性。从公式(2)可知，液晶材料的介电各向异性Δε越大，阈值电压Vth越低。N型液晶材料的响应时间由其弛豫时间决定，弛豫时间τoff遵循公式(3)(式3)，其中，γ1为旋转粘度，d为液晶盒厚，Keff为有效弹性系数。对于N型液晶，Keff表现为展曲弹性系数K11。所以，粘弹比γ1/K11越小，响应时间越快。N型液晶作为各类液晶中应用最广泛的一种液晶，其分子结构为长棒状，具有较大的长宽比。应用于常规显示领域的N型液晶在经过多年研究后已经非常成熟。然而，在3D显示领域所需要的N型液晶不同于传统的N型液晶，其需要更大的光学各向异性，同时需具有较低的旋转粘度和宽的液晶态温度范围。目前应用于3D显示的液晶材料主要特性是具备高双折射率Δn，液晶材料的双折射率越大，则显示分光器件的盒厚降得更低，降低盒厚的降低意味着可以更节省液晶材料成本，并且3D显示器件可以做得更加轻薄。本文所采用的3D分光器件为液晶透镜，其使3D与2D之间的随意切换变为可能，但3D模式下，由于液晶透镜的开启，3D显示器件比起传统显示会有一项不可忽视的功耗增加，这将会比较大的影响液晶透镜在移动端的使用，如3D手机，由于其有限的电池电量，加上了液晶透镜的功耗后，必然导致手机的正常使用时间降低。而液晶透镜的功耗与液晶材料的阈值电压Vth有密切的关系，降低Vth有助于其功耗的降低，根据公式(2)可知，液晶材料的介电各向异性Δε越大，阈值电压Vth越低。鉴于液晶组合物各组分的选择和配比决定了液晶组合物的各性能，而现有技术的液晶组合物的性能参数未能实现较理想的组合，因此，有必要对液晶组合物中的单体液晶选择和组分配比做进一步的优化。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种液晶组合物及其液晶透镜，以解决现有技术的液晶组合物的性能参数未能实现较理想组合的问题。本专利技术提供了一种液晶组合物，该液晶组合物由以下化合物组成：a.重量百分比为0％-45％的由通式I表示的第一类化合物：其中，R1和R2彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K1和K2彼此独立地是H或F，为b.重量百分比为0-45％的由通式Ⅱ表示的第二类化合物：其中，R3和R4彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K3、K4、K5和K6彼此独立地是H或F，为c.重量百分比为10％-50％的由通式Ⅲ表示的第三类化合物：其中，R5和R6彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的不饱基和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K7和K8彼此独立地是H或F，，Z1为-C≡C-或-CH2O-；以及d.重量百分比为0-30％的由通式Ⅳ表示的第四类化合物：其中，R7和R8彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K9和K10彼此独立地是H或F，Z2为单键或-C≡C-。进一步的，所述第一类化合物分子结构式为重量百分比为18％-41％，其中，R1选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R2选自-NCS、-CN、-F，K1和K2分别独立地是H或F，为进一步的，所述第二类化合物的分子结构式为重量百分比为8％-42％，其中，R3选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R4选自-NCS、-CN、-F，K3和K4分别独立地是H或F，为进一步的，所述第三类化合物的分子结构式为重量百分比为15％-42％，其中，R5选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R6选自-NCS、-CN、-F，K7和K8分别独立地是H或F，Z1为-C≡C-或-CH2O-。进一步的，所述第四类化合物的分子结构式为重量百分比为5％-20％，其中，R7选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R8选自-NCS、-CN、-F，K9和K10分别独立地是H或F，Z2为单键或-C≡C-。进一步的，所述由通式I表示的第一类化合物选自下列化合物中的一种或多种：以及进一步的，所述由通式Ⅱ表示的第二类化合物选自下列化合物中的一种或多种：以及进一步的，所述由通式Ⅲ表示的第三类化合物选自下列化合物中的一种或多种：以及进一步的，所述由通式Ⅳ表示的第四类化合物选自下列化合物中的一种或多种：以及进一步的，所述由通式I表示的第一类化合物的重量百分比为23％-35％。进一步的，所述由通式Ⅱ表示的第二类化合物的重量百分比为15％-36％。进一步的，所述由通式Ⅲ表示的第三类化合物的重量百分比为18％-37％。进一步的，所述由通式Ⅳ表示的第四类化合物的重量百分比为8％-20％。本专利技术还提供了一种液晶透镜，该液晶透镜包括本专利技术的液晶组合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种液晶透镜，其采用具有较高的双折射率、较低的粘弹比，不仅响应速度快，而且能减小液晶透镜的厚度或焦距，有利于实现3D显示装置的轻薄化，同时具有较大介电各向异性，较小阈值电压，降低3D显示装置的功耗。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述液晶组合物和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物由以下化合物组成：a.重量百分比为0％‑45％的由通式I表示的第一类化合物：

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物由以下化合物组成：a.重量百分比为0％-45％的由通式I表示的第一类化合物：其中，R1和R2彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K1和K2彼此独立地是H或F，b.重量百分比为0-45％的由通式Ⅱ表示的第二类化合物：其中，R3和R4彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K3、K4、K5和K6彼此独立地是H或F，c.重量百分比为10％-50％的由通式Ⅲ表示的第三类化合物：其中，R5和R6彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的不饱基和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K7和K8彼此独立地是H或F，，Z1为-C≡C-或-CH2O-；以及d.重量百分比为0-30％的由通式Ⅳ表示的第四类化合物：其中，R7和R8彼此独立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子的不饱和烃基或具有1-10个碳原子的烷氧基，K9和K10彼此独立地是H或F，Z2为单键或-C≡C-。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第一类化合物分子结构式为重量百分比为18％-41％，其中，R1选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R2选自-NCS、-CN、-F，K1和K2分别独立地是H或F，3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述第二类化合物的分子结构式为重量百分比为8％-42％，其中，R3选自具有3-7个碳原子的烷基，具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，R4选自-NCS、-CN、-F，K...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国贤，包瑞，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，深圳市墨克瑞光电子研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44