一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于液晶材料與顯示領(lǐng)域，特別涉及一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶 復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶的發(fā)現(xiàn)距今已有一百多年的歷史，隨著科技的高速發(fā)展，液晶材料也在顯示 領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。然而，目前液晶顯示器的尺寸、清晰度以及響應(yīng)速度等依舊滿足不 了當(dāng)今社會(huì)的需求。因此，藍(lán)相液晶由于具有微秒級(jí)的響應(yīng)速度、視角廣、無需液晶取向?qū)印?驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具發(fā)展前途的一種新型液晶顯示材料。
[0003] 藍(lán)相一般存在于膽留相與各向同性態(tài)之間，在微觀上藍(lán)相分子呈現(xiàn)扭曲雙圓柱狀 排列，在宏觀上無雙折射現(xiàn)象。然而，藍(lán)相液晶穩(wěn)定存在的溫度范圍只有1°C左右，這極大地 限制了藍(lán)相液晶材料在液晶材料與顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，拓寬藍(lán)相的溫度范圍成為國(guó)內(nèi) 外研究的重點(diǎn)。
[0004] 目前，拓寬藍(lán)相液晶溫度范圍的方法主要有急速降溫法、聚合物穩(wěn)定藍(lán)相法、具雙 軸性液晶二聚體體系、具雙軸性彎曲狀液晶體系、氫鍵藍(lán)相液晶體系以及納米粒子穩(wěn)定藍(lán) 相等，其中，雙軸性彎曲分子穩(wěn)定藍(lán)相被認(rèn)為是小分子穩(wěn)定藍(lán)相的一種有效方法，具有很好 的發(fā)展前景。
[0005] 研究發(fā)現(xiàn)，噁二唑類彎曲分子能很好的拓寬藍(lán)相溫度范圍，最大溫域?qū)⒔?0°C。 然而，此類彎曲分子熔點(diǎn)高，粘度大，與液晶體系相容性差，限制了其在藍(lán)相液晶材料中的 應(yīng)用。
[0006] 針對(duì)以上所述技術(shù)問題，合成一種熔點(diǎn)低、粘度大以及與液晶體系相容性好的一 種彎曲分子，并將其應(yīng)用到藍(lán)相液晶復(fù)合材料中是亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料 的制備方法，通過將彎曲型藍(lán)相輔助分子添加到膽留相母體液晶中，制備獲得有較寬溫度 范圍的藍(lán)相液晶復(fù)合材料;合成的所述彎曲型藍(lán)相輔助的分子熔點(diǎn)低并且與液晶體系的相 容性高。
[0008] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法是將彎 曲型藍(lán)相輔助分子添加到膽留相母體液晶中，制備獲得藍(lán)相液晶復(fù)合材料;所述彎曲型藍(lán) 相輔助分子含有兩個(gè)柔性末端鏈，所述兩個(gè)柔性末端鏈中至少有一個(gè)含有支鏈結(jié)構(gòu);所述 支鏈結(jié)構(gòu)含有一個(gè)或多個(gè)取代基，所述取代基是含有一個(gè)碳或多個(gè)碳的烷基鏈。
[0010]進(jìn)一步地，所述彎曲型藍(lán)相輔助分子結(jié)構(gòu)如下：
[0012] 其中，
[0013] A為 C、0或 S;
[0014] B、C為 C或 N;
[0015] 六元環(huán)m 、H，和H，為苯環(huán)、環(huán)己烷、六元氮雜環(huán)或六元硫雜環(huán)；
[0016] m，n為0、1 或2;
[0017]中間連接鍵 ι^α2α3 和 L4 為單鍵、雙鍵、三鍵、-(：〇〇-、-〇 = (：-(：〇〇-、-〇〇(：-、-(CH2)2-、-CH2〇-、-N=N-、-C = N-S-N=C-;
[0018]環(huán)上取代基XrXhYrYsSH'FXU-CN'-NOh-OCN'-CJfen+h-OCJfen+h-SCJfen+i、-CnH2n-l ^ -0CnH2n-l ^ -SCnH2n-l ^ -CnH2n-3 ^ -〇CnH2n-3 ^ CF3- , -SCnH2n-3 ^ CF3〇-^CHF2〇-;
[0019] RdPR2為所述彎曲型藍(lán)相輔助分子的柔性末端鏈，RdPR2為-CnH2n+1、-〇C nH2n+1、_ SCnH2n+l、_CnH2n-1、_0CnH2n-1、_SCnH2n-1、 _CnH2n-3、_0CnH2n-3或-SCnH2n-3 〇
[0020]進(jìn)一步地，所述柔性末端鏈RjPR2中至少一個(gè)含有支鏈結(jié)構(gòu)，所述支鏈結(jié)構(gòu)的柔性 末端鏈主鏈碳原子個(gè)數(shù)為5~20個(gè)，所述支鏈結(jié)構(gòu)的取代基是一個(gè)或多個(gè)烷基鏈，所述烷基 鏈為-CmH 2m+1，其中m為1~3,所述取代基的取代位置在所述柔性末端鏈主鏈的任意位置。進(jìn) 一步地，所述柔性末端鏈R4PR 2均含有支鏈結(jié)構(gòu)，所述支鏈結(jié)構(gòu)的柔性末端鏈主鏈碳原子個(gè) 數(shù)為8個(gè)，所述支鏈結(jié)構(gòu)的取代基是一個(gè)或多個(gè)_CmH 2m+1，其中m為1或2,所述取代基的取代位 置可在所述柔性末端鏈主鏈的任意位置，所述支鏈結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式如下：
[0022] 進(jìn)一步地，所述彎曲型藍(lán)相輔助為2,5_雙(4_(己氧基)苯基)噻吩、2，5_雙(4-((2- 甲基辛基)氧基)苯基)噻吩、2,5-雙(4-((2-乙基已基)氧基)苯基)噻吩、2,5_雙(4-(3,7-二 甲基辛基)氧基)苯基)噻吩、2，5_雙(4-(4-( (2-乙基己基)氧基）肉桂酯)苯基)噻吩、2，5_雙 (4-(4-((2-乙基己基)氧基)苯甲酯)苯基)噻吩中的任意一種。
[0023]進(jìn)一步地，所述膽留相母體液晶為摻雜有手性化合物的小分子向列相混晶；所述 膽甾相母體液晶中摻雜的所述手性化合物的結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0025]其中，R代表末端烷基或烷氧基長(zhǎng)鏈，碳原子的個(gè)數(shù)為1-15。
[0026] 進(jìn)一步地，所述手性化合物的螺旋扭曲力HTP為δμπΓ1~ΙδΟμπΓ1。
[0027]進(jìn)一步地，所述小分子向列相混晶為烷氧基聯(lián)苯腈、烷基環(huán)己基含氟液晶、雙環(huán)己 基含氟液晶、二苯乙炔類液晶中任意幾種的混合物，所述小分子向列相混晶的運(yùn)動(dòng)粘度要 求小于70mm2/s，液晶材料熔點(diǎn)低于-10°C，清亮點(diǎn)低于100°C。
[0028] -種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料，根據(jù)所述一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分 子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料的制備方法制備獲得，所述藍(lán)相液晶復(fù)合材料包括下列重量份的組 分：
[0029] 小分子向列相混晶 45-90份；
[0030] 手性化合物 3-10份；
[00311彎曲型藍(lán)相輔助分子 5-50份。
[0032]進(jìn)一步地，所述藍(lán)相液晶復(fù)合材料的溫度范圍為20~30°C。
[0033] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果：
[0034] (1)本發(fā)明在添加的彎曲型藍(lán)相輔助分子含有兩個(gè)柔性末端鏈，所述兩個(gè)柔性末 端鏈中至少有一個(gè)含有支鏈結(jié)構(gòu)，所述支鏈結(jié)構(gòu)的引入不僅讓彎曲分子具有較低的相轉(zhuǎn)變 溫度(比如熔點(diǎn)），而且還讓彎曲分子的堆積作用下降。
[0035] (2)支鏈結(jié)構(gòu)的引入造成分子間距離增加，降低了分子間作用力，使得溶劑分子容 易介入，從而提高了彎曲分子的溶解性能。因此，本發(fā)明合成的彎曲型藍(lán)相輔助分子可以很 好地與液晶母體混溶，充分發(fā)揮彎曲結(jié)構(gòu)對(duì)母體液晶的藍(lán)相誘導(dǎo)作用，從而獲得溫域較寬 的藍(lán)相，這對(duì)制備寬溫域藍(lán)相液晶復(fù)合材料種具有很好的借鑒價(jià)值。
[0036] (3)由于藍(lán)相只存在于高手性化合物含量的液晶體系中，手性化合物引入是誘導(dǎo) 藍(lán)相的關(guān)鍵，本發(fā)明添加的手性化合物具有較高的螺旋扭曲力(HTP值），特別是chiral-I類 HTP值能達(dá)至ijlOOynf1以上，僅需在向列相混晶中添加3wt %就能達(dá)到誘導(dǎo)藍(lán)相的手性含量。
[0037] (4)本發(fā)明將彎曲型藍(lán)相輔助分子加入小分子膽留相液晶中，不要求制備過程中 使用的小分子膽留相液晶具備一定的藍(lán)相溫度范圍，從而使得制備獲得寬藍(lán)相溫度范圍的 液晶材料的過程更加簡(jiǎn)單。
[0038] (5)支鏈引入還能有效地降低液晶混合物的相轉(zhuǎn)變溫度，這里主要是指藍(lán)相溫度 范圍的上限和下限溫度點(diǎn)均下移到室溫附近，本發(fā)明制備的藍(lán)相液晶復(fù)合材料的溫度范圍 為20~30°C，使得復(fù)合材料在室溫下就能呈現(xiàn)穩(wěn)定的藍(lán)相狀態(tài)。
【附圖說明】
[0039] 圖1是彎曲型藍(lán)相輔助分子合成示意圖；
[0040] 圖2是彎曲型藍(lán)相輔助分子結(jié)構(gòu)及其相變溫度示意圖；
[0041 ]圖3是Is〇-(80BA)2(手性化合物)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4是樣品C2降溫時(shí)的偏光織構(gòu)示意圖：（a)C2在50.2°C時(shí)的織構(gòu)；（b)C2在47.5°C 時(shí)的織構(gòu)；（c)C2在44.7°C時(shí)的織構(gòu)；（d)C2在43.2°C時(shí)的織構(gòu)；
[0043]圖5是藍(lán)相液晶混合物IPS電光測(cè)試裝置示意圖；
[0044]圖6是樣品F1-F6的光電曲線：（a)Fl的光電曲線；（b)F2的光電曲線；（c)F3的光電 曲線；（d)F4的光電曲線；（e)F5的光電曲線；（f)F6的光電曲線；
[0045]圖7是樣品F1-F4的克爾常數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0046]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0047 ]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替