高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方及光學(xué)各向同性液晶元件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，包括：50～99.5重量份的光學(xué)各向同性液晶材料；以及0.5～50重量份的高分子，其中該高分子包括由具液晶相壓克力單體或/和非具液晶相壓克力單體、以及含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。本發(fā)明還提供一種光學(xué)各向同性液晶元件，包括一對(duì)基板、以及由該對(duì)基板所夾集的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該對(duì)基板中至少一塊基板為透明基板。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方及光學(xué)各向同性液晶元件
【【技術(shù)領(lǐng)域】】[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)各向同性液晶配方，尤其是涉及一種高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方及其應(yīng)用。
【【背景技術(shù)】】
[0002]所謂各向同性液晶或光學(xué)各向同性液晶是指在無(wú)電場(chǎng)施加下雙折射性為零，藍(lán)相或溫度高于藍(lán)相(blue phase, BP)的各向同性相(isotropic phase)即屬此類(lèi)。藍(lán)相是存在于膽甾相(cholesteric phase, CH)與各向同性相之間廣2度很窄的溫度范圍的液晶相，實(shí)用化極受限制。藍(lán)相液晶中加入5~20被％的高分子，可以使藍(lán)相的溫度范圍擴(kuò)大。高分子穩(wěn)定化方法也同樣應(yīng)用于各向同性相液晶，稱(chēng)為高分子穩(wěn)定化各向同性相液晶(polymer-stabilized isotropic phase liquid crystal，PSIP)。
[0003]前述藍(lán)相與各向同性相液晶具有在未施加電場(chǎng)的狀態(tài)下呈現(xiàn)光學(xué)各向同性的優(yōu)點(diǎn)，所以不需要像傳統(tǒng)向列型液晶需要特別控制配向；原本的光學(xué)各向同性材料可以通過(guò)電場(chǎng)轉(zhuǎn)為光學(xué)各向異性(anisotropic),也就是雙折射性(Δη, birefringence)可透過(guò)電場(chǎng)誘發(fā)。而且因?yàn)閼?yīng)答時(shí)間小于1ms、高對(duì)比又不需配向，如此優(yōu)異的光電特性很快地就成為令人注目的新興顯示技術(shù)。
[0004]高分子穩(wěn)定化技術(shù)有效拓寬藍(lán)相或各向同性相的使用溫度，然而此類(lèi)顯示元件具有操作電壓的問(wèn)題與遲滯現(xiàn)象急需解決。
[0005]因此，業(yè)界亟需一種可降低操作電壓，減少遲滯現(xiàn)象產(chǎn)生的光學(xué)各向同性液晶以改善光學(xué)元件的性能。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明提供一種高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，包括:50~99.5重量份的光學(xué)各向同性液晶材料；以及0.5~50重量份的高分子，其中該高分子包括由具液晶相壓克力單體或/和非具液晶相壓克力單體、以及含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。
[0007]本發(fā)明還提供一種光學(xué)各向同性液晶元件，包括一對(duì)基板、以及由該對(duì)基板所夾集的前述高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該對(duì)基板中至少一炔基板為透明基板。
[0008]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，下文特舉出實(shí)施例，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0009]圖1a-1b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，分別顯示本發(fā)明的光學(xué)元件的俯視圖與剖面圖。
[0010]圖2為根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，顯示本發(fā)明的光學(xué)元件的操作電壓及降低遲滯的效果。[0011]【主要附圖標(biāo)記說(shuō)明】[0012]100-光學(xué)各向同性液晶兀件；[0013]103、104~基板；[0014]Iio^高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方；[0015]101~像素電極；[0016]102~對(duì)應(yīng)電極；[0017]110-液晶分子;[0018]105~電場(chǎng)。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]本發(fā)明一實(shí)施例提供一種高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，包括:約50~99.5重量份或約75~95重量份的光學(xué)各向同性液晶材料；以及約0.5~50重量份或約I~30重量份的高分子。在一實(shí)施例中，上述高分子包括至少由:約10-90重量份或約15~65重量份的上述具液晶相壓克力單體或/和非具液晶相壓克力單體以及約I~90重量份或約15~35重量份的上述含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。
[0020]在另一實(shí)施例中，上述高分子包括至少由:約35~65重量份的上述具液晶相壓克力單體及約15~35重量份非具液晶相壓克力單體以及約15~35重量份的上述含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。
[0021]在又一實(shí)施例中，上述高分子為高分子網(wǎng)絡(luò)型態(tài)。
[0022]在一實(shí)施例中，上述光學(xué)各向同性液晶材料可為藍(lán)相液晶材料或各向同性相液晶材料。在另一實(shí)施例中，上述光學(xué)各向同性液晶材料的雙折射率(Δη, birefringence)約介于0.05~0.5 ;介電各向異性(Δ ε , dielectric anisotropic)約介于3~250。
[0023]在又一實(shí)施例中，上述光學(xué)各向同性液晶材料可以是液晶分子或是液晶分子的組合，也可以包含至少一種液晶分子與旋光物，上述液晶分子例如是可呈現(xiàn)向列相、層列相、膽甾相的單液晶核或多液晶核的分子。例如包含:棒狀液晶、非棒狀液晶、或前述的組合，其中該非棒狀液晶包含彎曲形(bent-shape)液晶、T形(T_shape)液晶、U形(U_shape)液晶、λ形(λ-shape)液晶、盤(pán)狀液晶、柱狀(columnar)液晶、或前述的組合。
[0024]當(dāng)上述光學(xué)各向同性液晶材料包含至少一種液晶分子與旋光物時(shí)，上述液晶分子與上述旋光物的重量比為約100:1至100:30或約100:2至100:10。上述旋光物例如可為旋光向列型化合物，例如:任選取代的聯(lián)苯(optionally substituted biphenyl)或具有-Ar-B-Ar結(jié)構(gòu)的化合物，其中Ar為任選取代的芳香基，B為連結(jié)基，例如羰基(-C(O)-;carbonyl group)、酯基(-C (0) O-; ester group)、碳酸酯基(-OC(O)O-) ；carbonate estergroup)、酰胺基(-C(O)NH- ；amide group)、偶氮基(-N=N- ；azo group)、亞甲基(-CH2-；methylene group)、亞乙基(-C2H4- ；ethylene group)、亞乙烯基(-CH=CH- ；vinylenegroup)、亞乙炔基(-C = C- ；ethynylene group)、氧(-0-)、硫(_S_)等，又例如可使用 US7，623, 214第5~6欄所列舉的旋光物,其螺旋扭轉(zhuǎn)力(helical twisting power, HTP)范圍可介于約20 μ m-1至約200 μ m-1或更高。
[0025]在一實(shí)施例中，具液晶相壓克力單體包括:單官能基具液晶相壓克力單體、雙官能
【權(quán)利要求】
1.一種高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，包括:50~99.5重量份的光學(xué)各向同性液晶材料；以及0.5~50重量份的高分子，其中該高分子包括由具液晶相壓克力單體或/和非具液晶相壓克力單體、以及含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。
2.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該高分子包括由:10-90重量份的該具液晶相壓克力單體或/和非具液晶相壓克力單體；以及I~90重量份的該含氟基的壓克力單體所聚合而成的高分子。
3.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該含氟基的壓克力單體包括含氟基的丙烯酸甲酯類(lèi)化合物、含氟基的丙烯酸酯類(lèi)化合物、或前述的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該含氟基的壓克力單體包括甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸六氟異丙酯、甲基丙烯酸三氟甲基三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸七氟丁酯、丙烯酸七氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸全氟己基乙酯、甲基丙烯酸全氟己基乙酯、甲基丙烯酸全氟辛基乙酯、甲基丙烯酸全氟甲基辛基乙酯、丙烯酸全氟甲基辛基乙酯、丙烯酸全氟癸基乙酯、甲基丙烯酸全氟癸基乙酯、或上述的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)`定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該非具液晶相壓克力單體包括:單官能基非具液晶相壓克力單體、雙官能基非具液晶相壓克力單體、多官能基非具液晶相壓克力單體、或上述的組合。
6.如權(quán)利要求5所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該單官能基非具液晶相壓克力單體包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、3，5，5-三甲基己基丙烯酸酯、或前述的組合；該雙官能基非具液晶相壓克力單體包括1，3- 丁二醇二丙烯酸酯、亞乙基二丙烯酸酯、或前述的組合；以及該多官能基非具液晶相壓克力單體包括三丙烯酸三羥甲基丙烷。
7.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該液具液晶相克力單體包括:單官能基具液晶相壓克力單體、雙`官能基具液晶相壓克力單體、多官能基具液晶相壓克力單體、或上述的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該具液晶相壓克力單體具有下列化學(xué)式:R-S-M-P或R-S-M-S-R，其中，R為含甲基丙烯酸酯類(lèi)的官能基或含丙烯酸酯類(lèi)的官能基；S為柔軟鍵；P為C1至C12的烷基、C1至C12的烷氧基或氰基；-M-具有下列化學(xué)式:其中，
9.如權(quán)利要求8所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該柔軟鍵包括單鍵、亞烷基(-(CH2)m-邱為I至12)或亞烷氧基(-O(CH2)n- ;n為I至12)。
10.如權(quán)利要求7所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該單官能基具
11.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該光學(xué)各向同性液晶材料包含液晶分子與旋光物，以及該液晶分子與該旋光物的重量比為100:1至100:30。
12.如權(quán)利要求1或11所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該光學(xué)各向同性液晶材料為藍(lán)相液晶材料或各向同性相液晶材料。
13.如權(quán)利要求1所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該光學(xué)各向同性液晶材料具有下列物理性質(zhì):雙折射率為0.05、.5 ;以及介電各向異性為3~250。
14.如權(quán)利要求11所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該液晶分子包含呈現(xiàn)向列相、層列相、膽留相的單液晶核或多液晶核的液晶分子。
15.如權(quán)利要求11所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方，其中該液晶分子包含:棒狀液晶、非棒狀液晶、或前述的組合，其中該非棒狀液晶包含彎曲形液晶、T形液晶、U形液晶、λ形液晶、盤(pán)狀液晶、柱狀液晶、或前述的組合。
16.—種光學(xué)各向同性液晶兀件,包括一對(duì)基板、以及由該對(duì)基板所夾集的如權(quán)利要求1-15任一項(xiàng)所述的高分子穩(wěn)定化的光學(xué)各向同性液晶配方,其中該對(duì)基板中至少一炔基板為透明基板 。
【文檔編號(hào)】G02F1/1333GK103509560SQ201210347754
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】謝葆如 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院