CN102250624A - 蓝相液晶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓝相液晶组合物以及使液晶材料的蓝相状态稳定的方法。此外，本发明还涉及使液晶材料的操作电压降低的方法。此外，本发明涉及根据本发明的方法来稳定的蓝相液晶材料或具有根据本发明的方法被降低的操作电压的蓝相液晶材料。此外，本发明涉及包含蓝相液晶材料的液晶元件以及包含蓝相液晶材料的液晶显示器。本发明还涉及使液晶材料在其蓝相状态下的稳定温度范围变宽的方法。

Description

蓝相液晶组合物
技术领域
本发明涉及一种蓝相液晶组合物以及使液晶材料的蓝相状态稳定的方法。此外，本发明还涉及使液晶材料的操作电压降低的方法。此外，本发明涉及通过本发明的方法来稳定的蓝相液晶材料或具有根据本发明的方法被降低的操作电压的蓝相液晶材料。此外，本发明涉及包含蓝相液晶材料的液晶元件以及包含蓝相液晶材料的液晶显示器。本发明还涉及使液晶材料在其蓝相状态下的稳定温度范围变宽的方法。 
背景技术
液晶的蓝相(blue phase，BP)是由双螺旋扭转柱体结构构成的自组装立方体结构。这种类型的结构被限定在约为1-2℃的非常窄的温度范围内。为了在显示器应用中使用这种液晶的蓝相，必须使蓝相(BP)达到在一个更大的温度范围内稳定的状态。近年来，基于Kikuchi等人的工作，已发现使蓝相液晶的温度范围扩大到超过60℃的多种方法，其中借助于聚合物网络来稳定蓝相。Coles等人开发出新颖的二介晶性(bimesogenic)材料，它能产生使液晶材料的蓝相状态存在的约为50℃的温度范围。 
液晶的蓝相是光学各向同性相，它在施加电场下基于克尔效应(Kerreffect)变成双折射，并且由于液晶的折射率分布变成光学各向异性的状态，这与其他液晶相不同，其他液晶相是从一个各向异性状态转换为另一个各向异性状态。如果将蓝相置于两个交叉偏振器之间，透射率随电压的增加而增大。该操作需要施加相当大的电压，因为它连接本身高度依赖液晶材料的Kerr常数和电场强度的感应双折射。尽管蓝相液晶材料稳定温度范围的加宽代表了一种进步，但是蓝相液晶材料仍有相关的缺点，例如需要施加高操作电压来使蓝相从暗态转换为亮态，相对低的透射率以及在显示器的实际应用中温度范围仍然不够宽的事实。已采取了不同方法来改善 上述方面，例如优化电极结构、调整液晶和手性材料、通过使用多功能单体来改善聚合物网络(参见参考文献1-6)。 
1.H.Kikuchi，M.Yokota，Y.Hisakado，H.Yang，T.Kajiyama；Nature materials，Vol.1，64-68，2002. 
2.H.Coles，M.Pivnenko，Nature，436，18，997-1000，2005. 
3.T.Iwata，K.Suzuki，N.Amaya，H.Higuchi，H.Masunaga，S.Sasaki，H.Kikuchi，Macromolecules，42，2002-2008，2009. 
4.Z.Ge，L.Rao，S.Gauza，S.-T.Wu，J.Display Technol.，Vol.5，No.7，250-256，2009 
5.H.-S.Kitzerow，ChemPhysChem 7，63-66，2006 
6.S.Meiboom，J.P.Sethna，W.P.Anderson，W.F.Brinkman，Phys.Rev.Lett.，Vol.46，1216-1219，1981 
发明内容
现有的电子器件显示器技术需要具有高亮度和高对比度、低能耗和对施加电场响应时间非常快的显示器，例如三维显示器或场序式显示器。结合了液晶蓝相材料的显示器提供满足这些要求中几项的潜力，但仍有下列问题需要解决：这些蓝相的稳定性以及所述蓝相液晶材料的操作电压。因此，本发明的一个目的是提供增大蓝相液晶材料稳定性的方法。本发明的另一个目的是提供降低蓝相液晶材料操作电压的方法。 
本发明的这些目的由一种液晶组合物实现，其包含： 
-能形成蓝相的液晶材料； 
-用于交联的第一可聚合单体，所述第一可聚合单体包含单体片段； 
-包含单体片段的第二可聚合单体； 
其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％。 
在一个实施方式中，所述第一可聚合单体没有液晶侧链而所述第二可聚合单体具有液晶侧链。 
在一个实施方式中，在所述第一和/或第二可聚合单体中，所述液晶侧 链(如果存在)直接连接到所述单体片段上或者通过长度为1-20个碳原子、优选2-10个碳原子、更优选4-8个碳原子的间隔基团连接到所述单体片段上。 
在一个实施方式中，所述液晶侧链连接了至少一个极性基团，例如-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OR、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、OR、-SCN、-NCS，其中R是烷基链CnH2n+1，其中n＝1-22。 
在一个实施方式中，所述第二可聚合单体是丙烯酸酯单体或丙烯酸酯单体的混合物。 
在一个实施方式中，所述第二可聚合单体选自包含下列物质的组： 
即丙烯酸4-(4-戊基-苯乙炔基)-苯基酯和丙烯酸4-(4-丙基-环己基乙炔基)-苯基酯的混合物， 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500032
即3，5-二氟-苯甲酸4-(5-丙烯酰氧基-戊氧基)-苯基酯， 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500033
， 
即2-甲基-丙烯酸5-(4’-氰基-联苯基-4-基氧)-戊基酯， 
其中X连接在芳香体系的任何位置，且是下列中的一个：-H、-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、-OR、-SCN、-NCS，并且 
其中Z是(CH2)n，其中n为0-22，优选0-10，并且 
其中W是-C≡C-、-‘RC＝CR’-、O、S、NR、-COO、-OCO-；R’是CmH2m，其中m为0-22，优选0-10；R为H或CnH2n+1，其中n为0-22，优选0-10； 
其中Y是下列中的一个：苯基、联苯基、三苯基、一个或更多个环己基，每一个都可选地且独立地被下列取代基中的一个或更多个取代：-H、-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OCH3-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR；其中R为-(CH2)nCH3，其中n为0-22、优选0-10；并且 
其中V为-(CH2)nCH3，其中n为0-22，优选0-10；并且 
其中R为H或CnH2n+1，其中n为0-22，优选0-10。 
在一个实施方式中，所述能形成蓝相的液晶材料是液晶化合物的混合物。 
在一个实施方式中，所述液晶组合物额外包含光引发剂，例如2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPAP)。 
在一个实施方式中，所述能形成蓝相的液晶材料是包含下列物质的混合物：向列型液晶混合物(例如JC- 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500051
)、另一种液晶化合物(例如4-氰基-4’-戊基联苯 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500052
)和手性掺杂剂(例如ZLI- 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500053
)。 
在一个实施方式中，所述用于交联的第一可聚合单体选自二丙烯酸酯单体(例如 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500054
)或在单体分子两端都具有可聚合片段的其他单体(例如二乙烯基单体)。 
本发明的目的还通过下列方法实现：使能形成蓝相的液晶材料的蓝相状态稳定的方法和/或使能形成蓝相的液晶材料的蓝相状态所在的温度范围变宽的方法，所述方法包括： 
-向所述能形成蓝相的液晶材料中添加用于交联的第一可聚合单体(所述第一可聚合单体包含单体片段)和包含单体片段的第二可聚合单体，其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧 链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％； 
所述的两种可聚合的单体以及所述能形成蓝相的液晶材料如上面所定义； 
-在所述液晶材料的蓝相存在的条件下诱导所述可聚合单体聚合。 
本发明的目的还通过下列方法实现：使能形成蓝相的液晶材料的操作电压降低的方法，所述方法包括： 
-向所述能形成蓝相的液晶材料中添加用于交联的第一可聚合单体(所述第一可聚合单体包含单体片段)和包含单体片段的第二可聚合单体，其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％； 
-所述液晶侧链直接连接到所述单体片段上或者通过长度为1-20个碳原子、优选2-10个碳原子、更优选4-8个碳原子的间隔基团连接到所述单体片段上，和/或所述液晶侧链连接了至少一个极性基团，例如-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OR、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、OR(R是烷基链CnH2n+1，其中n＝1-22)、-SCN、-NCS； 
-所述的两种可聚合的单体以及所述能形成蓝相的液晶材料如上面所定义； 
-在所述液晶材料的蓝相存在的条件下诱导所述可聚合单体聚合。 
本发明的目的还通过下列技术方案实现：通过根据本发明的方法稳定的蓝相液晶组合物或通过根据本发明的方法操作电压被降低的蓝相液晶组合物。 
本发明的目的还通过下列技术方案实现：通过根据本发明的方法稳定温度范围被加宽的蓝相液晶组合物。 
本发明的目的还通过下列技术方案实现：包含根据本发明的蓝相液晶组合物的液晶元件。 
本发明的目的还通过下列技术方案实现：包含根据本发明的蓝相液晶组合物或根据本发明的液晶元件的液晶显示器。 
在一个实施方式中，根据本发明的液晶组合物具有下列浓度： 
40-48mol％的能形成蓝相的液晶材料； 
40-48mol％的另一种液晶化合物； 
2.8-20mol％的用于交联的第一可聚合单体； 
2-20mol％的第二可聚合单体，限制性条件是所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链，所述第一和第二可聚合单体如上面所定义。 
在一个实施方式中，根据本发明的液晶组合物包含： 
40-45mol％的所述能形成蓝相的液晶材料； 
40-45mol％的另一种液晶化合物； 
2.8-10mol％的所述用于交联的第一可聚合单体； 
3-10mol％的所述第二可聚合单体。 
应该理解的是在上面所列举的典型组合物中，总数应该构成100mol％。如果上述成分组成小于100mol％，当然还可以存在附加的组分，例如一种或几种手性掺杂剂材料(优选在3-6mol％的范围内)和光引发剂(优选在0.1-2mol％的范围内)。 
如本文中所用的，术语“蓝相”指的是液晶材料或组合物的一种状态，其中双扭转结构出现在延展的维度中。在一个实施方式中，这样的蓝相状态是液晶材料/组合物的自组装的三维立体缺陷结构。 
如本文中所用的，能形成蓝相的液晶材料是这样的液晶材料：在规定的条件下可以形成所述蓝相。通常，有一个规定的温度范围。本领域普通技术人员能确定和辨别能形成蓝相的液晶材料。在一个实施方式中，所述液晶材料是额外包含手性掺杂剂材料的正型(positive type)的向列型液晶材料。所述液晶材料还可以是多种液晶化合物的混合物。蓝相液晶材料还可以商购自多种来源。蓝相液晶材料的可商购的实例是JC- 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500071
它是多种正型的向列型液晶化合物的混合物。手性掺杂剂材料的实例是ZLI- 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500072
根据本发明，能形成蓝相的液晶材料是液晶化合物与一种或更多种手性材料的混合物。本领域普通技术人员通过下列方法能够确定液晶混合物是否能形成蓝相：在规定的条件下，通过简单地升高液晶材料的温度，随后再降低温度，在从各向同性相转变为手性向列相(或反之亦然)的相转换期间测试或观察光透射。 
术语 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500081
指4-氰基-4’-戊基联苯；术语 指6-(4’-氰基联苯基-4-基氧)己基丙烯酸酯。 
本发明人惊讶地发现：能形成蓝相的液晶材料混合物中通过包含至少一种具有液晶侧链的可聚合单体，如果具有所述液晶侧链的可聚合单体在液晶材料处于蓝相状态时发生聚合，便可以稳定液晶材料的蓝相状态。根据本发明的一个实施方式，液晶组合物包含： 
-能形成蓝相的液晶材料； 
-用于交联的第一可聚合单体，所述第一可聚合单体包含单体片段； 
-包含单体片段的第二可聚合单体； 
其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％。 
不想受限于任何理论，本发明人认为可聚合单体的液晶侧链与蓝相液晶材料相互作用并且包含在蓝相状态的组织中。取决于侧链的性质，通过加宽所述蓝相的稳定温度范围，蓝相状态的稳定性增大和/或蓝相状态操作电压降低。首先，通过简单地包含所述具有液晶侧链的可聚合单体，蓝相的稳定性因为稳定温度范围被加宽而增大。其次，如果液晶侧链具有一个或几个连接的极性基团，例如卤素(例如F)或CN；或者液晶侧链通过长度超过1个碳原子的间隔基团连接到单体片段上，蓝相状态的操作电压都会降低。 
根据本发明，在一个实施方式中，在一种或更多种手性材料的存在下液晶组合物包含能形成蓝相的液晶材料，另外，液晶组合物包含至少一种这样的可聚合单体：所述可聚合单体包含单体片段并且具有液晶侧链。本 身能形成蓝相的液晶材料还包含用于交联的可聚合单体，该可聚合单体带或不带液晶侧链，还可以被引发聚合从而使液晶组合物稳定。总而言之根据本发明的液晶组合物包含至少两种不同的单体，一种用于交联/聚合而一种用于封端/聚合，并且它们中的至少一种具有液晶侧链。作为聚合的结果，液晶侧链与能形成蓝相的液晶材料相互作用，因此使其稳定和/或降低蓝相的操作电压。 
如本文中所用的，术语“交联单体”和“用于交联的可聚合单体”指的是具有至少两个允许该单体在聚合反应中交联的化学官能团的单体。这种“交联单体”的实例是二丙烯酸酯单体、二乙烯基单体等。二丙烯酸类单体的具体可商购的例子为 
Figure DEST_PATH_GSB00000625172500091
附图说明
下面说明各图，其中： 
图1显示了典型标准BP(蓝相)液晶混合物(见上述Kikuchi等人的文献)的电压-透射率曲线，其稳定温度范围仅为2度。该液晶混合物是具有80V的操作电压的未经稳定的蓝相液晶组合物。 
图2显示了相同的蓝相液晶混合物经聚合物稳定后的电压-透射率曲线，其中稳定温度范围扩大到-30℃至+50℃；但是操作电压也显著地增大到超过140V。稳定的温度范围通过在温度增大或降低时使用光学显微镜来监测。 
图3显示了通过如下方法而稳定的蓝相液晶混合物的电压-透射率曲线：通过丙烯酸酯单体的聚合和通过具有液晶侧链但没有连接极性基团的单体的聚合。在这个具体的例子中，蓝相液晶混合物是由丙烯酸4-(4-戊基-苯乙炔基)-苯基酯和丙烯酸4-(4-丙基-环己基乙炔基)-苯基酯组成的液晶单体混合物ULC(其结构在图6中给出)稳定的。ULC不含对施加电场快速反应的极性基团。 
图4显示了经稳定的蓝相液晶混合物(其中各种具有液晶侧链的单体已经聚合)与其中单体已经聚合但是不带液晶侧链(无LC-单体)的蓝相液晶混合物相比的电压-透射率曲线。所用的单体是F-LC(即3，5-二氟-苯 甲酸4-(5-丙烯酰氧基-戊氧基)-苯基酯)，ULC(丙烯酸4-(4-戊基-苯乙炔基)-苯基酯和丙烯酸4-(4-丙基-环己基乙炔基)-苯基酯的混合物)，6CBA(2-甲基-丙烯酸5-(4’-氰基-联苯基-4-基氧)-戊基酯)和不带液晶侧链的丙烯酸酯单体(无LC-单体)。其中的液晶侧链带或不带极性基团。 
图5显示了经稳定的蓝相液晶混合物(包括包含单体ULC和6CBA的蓝相液晶混合物以及仅包含ULC的蓝相液晶混合物)的电压-透射率曲线。 
图6-8分别显示了ULC、F-LC和6CBA的化学结构。 
图9显示了合成F-LC的方法。 
具体实施方式
如本文中所用的，术语“经稳定的蓝相液晶混合物”指的是这样的液晶混合物，其中至少一种可聚合单体已经引发聚合形成聚合物网络。这种稳定还可以使用不带液晶侧链的单体。但是，根据本发明，所用单体中的至少一种是可聚合的，且是带液晶侧链的。带液晶侧链的单体可以单独使用或与之前提到的单体共同使用形成聚合物网络用于稳定。据信，这种具有液晶侧链的单体的使用加宽了蓝相的稳定范围。另外，如果液晶侧链连接有极性基团和/或液晶侧链通过长度为1-20个碳原子的间隔基团连接到单体片段上，将降低蓝相液晶材料的操作电压。如本文中所用的，术语“蓝相液晶材料的操作电压”指的是如果所述蓝相液晶材料包含在液晶元件中，为了实现从光学各向同性状态向光学各向异性状态的转换所必需的操作电压。如本文中所用的，术语“LC元件”或“液晶元件”指的是液晶显示器和/或液晶测试显示器。 
液晶侧链中存在的一种或几种极性基团和/或间隔基团的长度会影响操作电压。侧链极性越大，操作电压越低。 
上述多种单体的聚合可以通过常规方法来实现，例如：热或辐照，其中在一个优选的实施方式中，聚合反应使用UV-辐射通过辐照来引发并完成。本领域的普通技术人员熟知这些聚合方法。 
此外，参考下面的实施例来说明但不是限制本发明。 
实施例
实施例1
使用带LC(液晶)侧链的丙烯酰基单体制备蓝相液晶测试显示板的典型过程如下：包含两块粘在一起、具有ITO电极的玻璃基板的元件(其中至少一块基板涂有相互交叉的ITO-电极)通过毛细管填充来填入BPLC混合物。该BPLC混合物(＝能形成蓝相的液晶组合物)包含一种或几种液晶、手性掺杂剂、光引发剂、一种或更多种用于交联的单体以及一种或更多种用于封端的单体。根据本发明，单体中的一种或两种都是液晶LC单体。 
该元件在加热阶段(Linkam LTS350)被加热至各向同性相，然后在液氮(Linkam LNP)的帮助下以0.1℃/min的速度冷却。在冷却的过程中检测到蓝相。将器件保持在出现蓝相的特定温度下，用1.5mW/cm2(Hamamatsu)的UV光照射该元件20分钟。将元件冷却至室温，然后准备测试BP温度范围和光电响应特性。 
BPLC混合物的实例
用于稳定蓝相使其具有宽的温度范围的典型混合物包含下列组分：43mol％的LC-混合物JC-1041XX、43mol％的LC 5CB、4.50mol％的手性掺杂剂ZLI-4572、3mol％的活性单体RM257、6.29mol％的丙烯酸LC ULC-001-K1(用于封端的LC单体)、0.50mol％的光引发剂DMPAP。 
上述混合物与标准混合物进行对比。两种混合物的不同之处在于本发明使用的是LC单体，而标准混合物使用的是EHA单体，所述用于交联的单体存在的最小浓度也不同。标准混合物的组成如下：43mol％的LC-混合物JC-1041XX、43mol％的LC 5CB、4.50mol％的手性掺杂剂ZLI-4572、2.9mol％的活性单体RM257、4.1mol％的丙烯酸EHA(用于封端的单体)、0.50mol％的光引发剂DMPAP。 
使用上述具有LC单体的混合物，在UV固化之前，蓝相混合物显示出的稳定温度范围介于59-61℃之间，而文献中混合物的稳定温度范围仅 介于46-49℃之间。这些结果说明最初的混合物中LC单体和BPLC混合物之间的相互作用与非LC单体和BPLC混合物之间的相互作用相比更强。 
通过UV固化使两种BPLCs均被稳定后，通过LC单体混合物实现最终稳定温度＞0℃-60℃，而非LC单体混合物的最终稳定温度＞0℃-50℃。这些结果非常成功地表明即使聚合后新形成聚合物中的LC侧链仍与BPLC相互作用。 
经上述LC单体稳定的蓝相的转换行为如图3所示，其中仍需要施加高操作电压。由LC单体ULC-001-K1制成的混合物需要更高电压的原因可以简单地归因于下列事实：所测试的LC侧链没有任何极性基团，这就意味着LC链不能足够快地对所施加的电场作出响应。为了解决这个问题，本发明人使用了其他LC单体，其中的一种是由本发明人合成的(请参见合成部分)，其中的一种是可商购的。这些新材料在LC侧链中具有极性基团，例如氟(F-LC)或氰基(6CBA)。使用这些新材料，图4可以显示出：当LC侧链连接有极性基团时所需的操作电压会降低。 
本发明人还使用了ULC和6CBA单体混合在一起的混合物。如下面的图5所示，在6CBA的帮助下所需的操作电压再次降低。混合物在高达58.5℃下仍然稳定。 
图6-8中给出了LC单体ULC(ULC-001-K1)、F-LC和6CBA的结构。 
实施例2
F-LC(7)的合成： 
在第一步反应中，通过用碳酸钾(12mmol)在甲基乙基酮(30ml)中回流24小时，使对苯二酚1(12mmol)与5-氯-1-戊醇2(8mmol)发生偶联。反应完成后，将反应混合物过滤除去碳酸钾，并在降低的压力下除去溶剂。纯化在硅胶柱中通过乙酸乙酯/正己烷(1∶1)洗脱来进行，以30％的产率得到4-(5-羟基-戊氧基)-苯酚3。 
随后，通过向冰浴中4-(5-羟基-戊氧基)-苯酚3(0.76mmol)和三乙胺(200μl)在二氯甲烷(无水；10ml)中的混合物滴加3，5-二氟苯甲酰氯4(0.5mmol)来进行后续反应。混合物搅拌30分钟后除去冰浴，反应混合 物在室温下再搅拌16h。反应完成后，在降低的压力下除去溶剂，粗产品在硅胶柱中通过乙酸乙酯/正己烷(1∶1)来纯化，以75％的产率得到4’-(5-羟基-戊氧基)-苯基-3，5-二氟苯甲酸酯5。 
最后反应阶段中，将丙烯酰氯6(0.45mmol)滴加到冰浴中4’-(5-羟基-戊氧基)-苯基-3，5-二氟苯甲酸酯5(0.36mmol)和三乙胺(150μl)在二氯甲烷(无水；10ml)中的混合物。搅拌30分钟后除去冰浴，混合物在室温下搅拌16h。然后向混合物中加入水，并用二氯甲烷进行萃取。有机层先用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤，再用饱和的氯化钠溶液洗涤，然后用硫酸镁干燥。在降低的压力下除去溶剂，在硅胶柱中通过二乙醚/戊烷(1∶4)的洗脱进行纯化，以75％的产率得到最终产品(3，5-二氟-苯甲酸4-(5-丙烯酰氧基-戊氧基)-苯基酯)7。 
根据本发明，具有液晶侧链的可聚合单体被用于扩大和加宽蓝相液晶的稳定温度范围以及降低其操作电压。根据本发明，这些单体的液晶侧链的特征可以是：没有连接的极性基团，有一个或更多个连接的极性基团，和/或液晶侧链可以通过间隔基团连接到单体片段上，这样也能降低操作电压。根据本发明，带液晶侧链的可聚合单体具有活性单元，这些活性单元有助于聚合物网络的形成，而聚合物网络在蓝相的稳定中很重要。其次，液晶侧链与蓝相体系相互作用，扩大了蓝相的温度范围并降低了蓝相液晶混合物的操作电压(当结合到液晶元件中时)。 
说明书、权利要求和/或附图中所公开的本发明的特征可以单独地或任意组合来以不同形式实现本发明。 

Claims (16)

1.一种液晶组合物，其包含：
-能形成蓝相的液晶材料；
-用于交联的第一可聚合单体，所述第一可聚合单体包含单体片段；
-包含单体片段的第二可聚合单体；
其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％。
2.如权利要求1所述的液晶组合物，所述第一可聚合单体没有液晶侧链而所述第二可聚合单体具有液晶侧链。
3.如权利要求1-2中任意一项所述的液晶组合物，其中在所述第一和/或第二可聚合单体中，所述液晶侧链如果存在则直接连接到所述单体片段上或者通过长度为1-20个碳原子、优选2-10个碳原子、更优选4-8个碳原子的间隔基团连接到所述单体片段上。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的液晶组合物，其中所述液晶侧链连接了至少一个极性基团，例如-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OR、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、OR、-SCN、-NCS，其中R是烷基链CnH2n+1，其中n＝1至22。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的液晶组合物，其中所述第二可聚合单体是丙烯酸酯单体或丙烯酸酯单体的混合物。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的液晶组合物，其中所述第二可聚合单体选自包含下列物质的组：
Figure FSA00000466628100011
即丙烯酸4-(4-戊基-苯乙炔基)-苯基酯和丙烯酸4-(4-丙基-环己基乙炔基)-苯基酯的混合物，
Figure FSA00000466628100021
即3，5-二氟-苯甲酸4-(5-丙烯酰氧基-戊氧基)-苯基酯，
Figure FSA00000466628100022
即2-甲基-丙烯酸5-(4’-氰基-联苯基-4-基氧)-戊基酯，
Figure FSA00000466628100023
其中X连接在芳香体系的任何位置，是下列中的一个：-H、-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、-OR、-SCN、-NCS，并且
其中Z是(CH2)n，其中n为0-22，优选0-10，并且
其中W是-C≡C-、-‘RC＝CR’-、O、S、NR、-COO、-OCO-；R’是CmH2m，其中m为0-22，优选0-10；R为H或CnH2n+1，其中n为0-22，优选0-10；
其中Y是下列中的一个：苯基、联苯基、三苯基、一个或更多个环己基，每一个都可选地且独立地被下列取代基中的一个或更多个取代：-H、-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OCH3-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR；其中R为-(CH2)nCH3，其中n为0-22，优选0-10；并且
其中V为-(CH2)nCH3，其中n为0-22，优选0-10；并且
其中R为H或CnH2n+1，其中n为0-22，优选0-10。
7.如前面任何一个权利要求所述的液晶组合物，其中所述能形成蓝相的液晶材料是液晶化合物的混合物。
8.如权利要求7所述的液晶组合物，其中所述液晶组合物还包含光引发剂，例如2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPAP)。
9.如权利要求7-8中任意一项所述的液晶组合物，其中所述能形成蓝相的液晶材料是包含下列物质的混合物：向列型液晶混合物(例如JC-
Figure FSA00000466628100032
)、另一种液晶化合物(例如4-氰基-4’-戊基联苯
Figure FSA00000466628100033
)和手性掺杂剂(例如
Figure FSA00000466628100034
)。
10.如前面任何一个权利要求所述的液晶组合物，其中所述用于交联的第一可聚合单体选自二丙烯酸酯单体(例如
Figure FSA00000466628100041
)或在单体分子两端都具有可聚合片段的其他单体(例如二乙烯基单体)。
11.一种使能形成蓝相的液晶材料的蓝相状态稳定的方法和/或使能形成蓝相的液晶材料的蓝相状态所在的温度范围变宽的方法，所述方法包括：
-向所述能形成蓝相的液晶材料中添加用于交联的包含单体片段的第一可聚合单体和包含单体片段的第二可聚合单体，其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％；
所述的两种可聚合单体以及所述能形成蓝相的液晶材料如权利要求1-10中任意一项所定义；
-在所述液晶材料的蓝相存在的条件下诱导所述可聚合单体聚合。
12.一种降低能形成蓝相的液晶材料的操作电压的方法，所述方法包括：
-向所述能形成蓝相的液晶材料中添加用于交联的包含单体片段的第一可聚合单体和包含单体片段的第二可聚合单体，其中所述第一可聚合单体和所述第二可聚合单体中的至少一种具有液晶侧链；并且其中如果所述第一可聚合单体是2-甲基-1，4-亚苯基双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯}，所述用于交联的第一可聚合单体在所述组合物中存在的浓度为2.8mol％-10mol％，优选为2.9mol％-5mol％；
-其中所述液晶侧链直接连接到所述单体片段上或者通过长度为1-20个碳原子、优选2-10个碳原子、更优选4-8个碳原子的间隔基团连接到所述单体片段上，和/或所述液晶侧链连接了至少一个极性基团，例如-Cl、-F、-Br、-I、-OH、-OR、-CF3、-OCF3、-CN、-NO2、-SF3、-OSF3、-COOR、OR、-SCN、-NCS，其中R是烷基链CnH2n+1，其中n＝1-22。
-所述的两种可聚合的单体以及所述能形成蓝相的液晶材料如权利要求1-10中任意一项所定义；
-在所述液晶材料的蓝相存在的条件下诱导所述可聚合单体聚合。
13.一种蓝相液晶组合物，其通过权利要求11所述的方法稳定或具有通过权利要求12所述的方法被降低的操作电压。
14.一种蓝相液晶组合物，其具有根据权利要求11所述的方法被加宽的稳定温度范围。
15.一种液晶元件，其包含如权利要求13或14所述的蓝相液晶组合物。
16.一种液晶显示器，其包含如权利要求13或14所述的蓝相液晶组合物或如权利要求15所述的液晶元件。
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