溫度范圍，本發(fā)明直接將合成 的彎曲型藍(lán)相輔助分子加入小分子膽留相液晶中，由于所屬彎曲型藍(lán)相輔助分子中含有支 鏈結(jié)構(gòu)，所以不要求制備過程中必須使用的具有藍(lán)相的母體液晶，克服了傳統(tǒng)技術(shù)制備寬 藍(lán)相溫度范圍液晶材料受限于母體液晶的缺陷，，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。
[0071 ]用偏光顯微鏡觀察所述藍(lán)相液晶復(fù)合材料的織構(gòu)，并測(cè)定其相變溫度;所述藍(lán)相 液晶復(fù)合材料的組成及相變溫度如表1所示;其中，樣品C2降溫時(shí)的偏光顯微鏡照片如圖4 所示。
[0072] 表1藍(lán)相液晶復(fù)合材料組成及其相變溫度
[0073]

[0075]表中：N*LC:小分子膽留相液晶;N*_BP:藍(lán)相到膽留相的相轉(zhuǎn)變溫度;BP-I:各項(xiàng)同 性態(tài)到藍(lán)相的轉(zhuǎn)變溫度;ΛΤ:藍(lán)相溫度區(qū)間。
[0076] 從表1中可以看出，Th-BC 1和Th_BC2對(duì)母體液晶起不到誘導(dǎo)和拓寬藍(lán)相的作用， 這可能是由于這兩種分子彎曲角度較小，對(duì)藍(lán)相的穩(wěn)定效果就不能體現(xiàn)。其他四種分子的 加入都能對(duì)藍(lán)相起到誘導(dǎo)和拓寬溫度范圍的效果。Th-BC3和Th-BC4兩種分子可以將藍(lán)相溫 度范圍拓寬到7.6°C和7.8°C，兩種分子的最大添加量只能達(dá)到10wt%，再添加就會(huì)產(chǎn)生相 分離，可能的原因是Th-BC3和Th-BC4分子剛性較小以及不具備液晶性。Th-BC5和Th-BC6摻 雜體系中，藍(lán)相溫度范圍分別拓寬至11.5°C和20.4°C，并且兩者的最大摻雜量均可達(dá)到 50wt%。此類彎曲型藍(lán)相輔助分子具有較低的熔點(diǎn)，而且此類彎曲型藍(lán)相輔助分子的末端 為支鏈烷氧基，支鏈結(jié)構(gòu)的引入造成分子間距離增加，從而降低分子間作用力，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，很好的改善了彎曲分子與液晶體系的相容性，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。
[0077] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：按實(shí)施例1的配方可以混配得到較寬的藍(lán)相液晶，其中最寬的一個(gè) 配比溫度區(qū)間為108.4°C~88.0°C，藍(lán)相穩(wěn)定存在溫度達(dá)20.4°C;觀察藍(lán)相液晶的相行為是 在降溫條件下進(jìn)行，降溫速度為〇. 5°C/min。
[0078] 藍(lán)相液晶復(fù)合材料的電光性能測(cè)試示意圖如圖5所示，將上述所得藍(lán)相液晶材料 注入IPS液晶盒，然后將樣品加熱到穩(wěn)定的藍(lán)相織構(gòu)BPI，維持恒定溫度并加電。升電壓過程 中，所加電壓每次升高5V，直到光透過率最大停止加電。降電壓過程也是如此，從最大電壓 開始每次降5V直到電壓為0V。表2中可以看出，樣品F1-F4的響應(yīng)時(shí)間均小于lms，并且隨著 Th-BC6摻雜量的增加，驅(qū)動(dòng)電壓與飽和電壓均先減小后增大。
[0079] 表2樣品F卜F4的驅(qū)動(dòng)電壓、飽和電壓及響應(yīng)時(shí)間
[0080]
[00811樣品F卜F6的(V-T)變化曲線如圖6所示，從中可以看出隨著Th-BC6摻雜量的增加， 遲滯現(xiàn)象先減小后增大，當(dāng)Th-BC6摻雜量為15wt %時(shí)，可以看作是遲滯消失；當(dāng)Th-BC6摻雜 量為大于20wt %時(shí)，遲滯現(xiàn)象嚴(yán)重，并且過高電壓會(huì)導(dǎo)致體系相變。
[0082]圖7是樣品F1-F4的克爾常數(shù)的變化情況，隨著Th_BC6摻雜量的增加，克爾常數(shù)先 增加后減小。根據(jù)研究表明，克爾常數(shù)與材料的雙折射率△ η，各向介電常數(shù)△ ε以及彈性常 數(shù)k等參數(shù)呈線性關(guān)系。噻吩彎曲分子摻入液晶體系在一定程度有助于提高材料的雙折射 率A n，但是會(huì)使得材料的Δ ε降低。所以，隨著Th_BC6的摻雜量增加時(shí)，液晶復(fù)合材料的克 爾常數(shù)先增加后減小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 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，其特征在于，所述制備 方法是將彎曲型藍(lán)相輔助分子添加到膽醬相母體液晶中，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。2. 根據(jù)權(quán)利要求1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，其 特征在于，所述彎曲型藍(lán)相輔助分子結(jié)構(gòu)如下： 其中，A為C、0或S; B、C為C或N; 六元環(huán)化\出\出 > 和為苯環(huán)、環(huán)己燒、六元氮雜環(huán)或六元硫雜環(huán)； m，n為0、1 或2; 中間連接鍵i^i、L2、L3 和 L4為單鍵、雙鍵、S鍵、-coo-、-c=c-coo-、-ooc-、-(oi2)2-、-CH2O-、-N=N-、-C = N-或-N=C-; 環(huán)上取代基X廣X日、Y廣Y日為H、F、Cl、-CN、-N02、-0CN、-Cn出nパ、-0CnH2nパ、-SCnH2nパ、-CnHsn-l、_0CnH2n-l、_SCnH2n-l、_CnH2n-3、_OCnH2n-3、CF3_、_SCnH2n-3、CF30-或CHF20-; Rl和R2為所述彎曲型藍(lán)相輔助分子的柔性末端鏈，Rl和R2為-CnH2n+l、-0CnH2n + l、-SCn出n+1、-Cn出n-1、-OCn出n-1、-SCn出n-1、-Cn出n-3、-OCn出n-3或-SCn出n-3。3. 根據(jù)權(quán)利要求2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，其 特征在于，所述柔性末端鏈Ri和R2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-Cm出"+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。4. 根據(jù)權(quán)利要求2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，其 特征在于，所述柔性末端鏈Ri和R2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)-Cm此"+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：5. 根據(jù)權(quán)利要求1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，其 特征在于，所述彎曲型藍(lán)相輔助為2,5-雙(4-(己氧基）苯基）嚷吩、2,5-雙(4-((2-甲基辛 基)氧基)苯基)嚷吩、2，5-雙(4 -((2-乙基已基)氧基)苯基)嚷吩、2,5-雙(4-(3,7-二甲基 辛基)氧基)苯基)嚷吩、2,5-雙(4-(4-((2-乙基己基)氧基）肉桂醋）苯基）嚷吩、2,5-雙(4-(4-((2-乙基己基)氧基)苯甲醋)苯基)嚷吩中的任意一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1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，其 特征在于，所述膽醬相母體液晶為滲雜有手性化合物的小分子向列相混晶；所述膽醬相母 體液晶中滲雜的所述手性化合物的結(jié)構(gòu)式如下所示：其中，R代表末端烷基或烷氧基長鏈，碳原子的個(gè)數(shù)為1-15。7. 根據(jù)權(quán)利要求6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，其 特征在于，所述手性化合物的螺旋扭曲力HTP為如nfi~150wifi。8. 根據(jù)權(quán)利要求6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，其 特征在于，所述小分子向列相混晶為烷氧基聯(lián)苯臘、烷基環(huán)己基含氣液晶、雙環(huán)己基含氣液 晶、二苯乙烘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 TOmm^s，液晶材料烙點(diǎn)低于-10°C，清亮點(diǎn)低于100°C。9. 一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料，根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述一種含 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，其特征在于，所述藍(lán)相液晶 復(fù)合材料包括下列重量份的組分： 小分子向列相混晶 45-90份； 手性化合物 3-10份； 彎曲型藍(lán)相輔助分子5-50份。10. 根據(jù)權(quán)利要求9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，其特征在于， 所述藍(lán)相液晶復(fù)合材料的溫度范圍為20~30°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含支鏈結(jié)構(gòu)彎曲分子的藍(lán)相液晶復(fù)合材料的制備方法，屬于液晶材料與顯示領(lǐng)域。所述制備方法是將彎曲型藍(lán)相輔助分子添加到膽甾相母體液晶中，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；所述液晶復(fù)合材料的藍(lán)相溫度范圍為20~30℃；本發(fā)明制備藍(lán)相液晶復(fù)合材料的制備方法簡(jiǎn)單，所添加的彎曲型藍(lán)相輔助分子可以很好地與液晶體系混溶，與液晶體系的相容性高，制備獲得的藍(lán)相液晶復(fù)合材料具有較寬藍(lán)相溫度范圍。
【IPC分類】C09K19/58, C09K19/54
【公開號(hào)】CN105505406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510885249
【發(fā)明人】何萬里, 楊洲, 張衛(wèi)鍇, 王冬, 曹暉
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日