CN117130201A - 一种液晶调光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶调光器件,本发明的调光器件由下到上依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层和上基板;所述上取向层与下取向层的取向方向为平行取向;宾主液晶组合物层包含至少一种二色性染料、至少一种手性剂以及至少一种液晶组合物;其中,液晶组合物包含至少一种通式N的液晶化合物。本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
Description
技术领域
本发明属于调光器件技术领域,涉及一种液晶调光器件。
背景技术
目前,液晶调光器件在建筑、交通领域的应用越来越广泛,其要求液晶调光器件具有较宽的温度适用范围,尤其是在高温下,能够正常使用。现有智能调光面板市场中有聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)智能调光器件、电致变色智能调光器件等产品。PDLC智能调光器件智能实现透明与雾度的切换,不遮光、不隔热;电致变色智能调光器件存在膜层工艺复杂、响应时间长(8~20s)、暗态颜色偏蓝等问题。宾主型液晶调光器件利用液晶中二色性染料分子对光的选择性吸收,实现亮态与暗态的切换,相较于现有的PDLC、电致变色智能调光器件,在黑态纯度、响应时间等光学性能上有大幅提升。
宾主型液晶调光器件规避了传统调制器件的缺点,在高亮度显示的同时,保证了光学显示效果,提高了使用寿命。但对于掺入二色性染料的液晶组合物所制备的光调制器件,仍存在许多技术问题待解决。通常,为了增大宾主型液晶调光器件的暗态透过率,提高对比度,可以增大染料液晶混合物中染料分子的浓度,或者增加盒厚。但当二色性染料分子浓度较大时,会从液晶中析出影响液晶性能,所以一般染料液晶分子中染料液晶的浓度是有限的。另一方面,通过提高制造工艺,增大液晶盒厚,以提高对比度。但延迟量(Δn×d)通常是固定的,则盒厚较大的液晶显示器件往往使得液晶组合物具有较小的光学各向异性,而往往较小的光学各向异性也会导致对比度的降低。
另一方面,为了提高单盒染料液晶的对比度,在染料液晶中引入手性剂,增加液晶盒内液晶分子的扭曲度,降低P(陡度因子)值。超扭曲负性液晶在初始状态垂直于基板排列,加电驱动时,负性液晶分子倒下,并在手性剂的作用下扭曲,染料分子随着液晶分子的扭曲而扭曲,吸收多个偏振方向的光,表现出透过率更低的暗态,从而增加对比度。但在现有的器件结构下,依然会出现显示不良,配向不均以、显示mura以及影像残留的问题。
影像残留是由于液晶受到长时间的驱动被极化,发生偏转而不受信号电压控制,从而使得一段时间内屏幕上显示同一画面。该现象随着时间的推移有所减弱,最后达到消失。影像残留可分为线残留和面残留,其中,线残留与液晶材料本身的可靠性有很大关系,常用来表征液晶材料可靠性的性能参数为电压保持率(VHR),VHR越高,液晶材料受干扰因素(如液晶杂质、高低温、UV辐射等)影响的可能性越低。
如何解决以上问题,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种液晶调光器件,所述液晶调光器件具有较高的透过率、较好的对比度以及较高的稳定性(VHR(初始)、VHR(RA)),能有效解决调光器件显示mura及影像残留的问题,且符合建筑、交通等领域对温度使用范围的要求。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供一种液晶调光器件,所述液晶调光器件由下到上依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层和上基板;
上取向层与下取向层的取向方向为平行取向;
宾主液晶组合物层包含至少一种二色性染料、至少一种手性剂以及至少一种液晶组合物;
其中,所述液晶组合物包含至少一种通式N的液晶化合物:
其中,
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个)碳原子的直链或支链的烷基、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环和环/>各自独立地表示/>其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,一个或更多个环中单键可被双键替代,其中/>中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
LN1和LN2各自独立地表示-H、卤素、含有1-3个(例如1、2或3个)碳原子的烷基、或含有1-3个(例如1、2或3个)碳原子的烷氧基;并且
nN1表示0、1、2或3,nN2表示0或1,且0≤nN1+nN2≤3,当nN1=2或3时,环可以相同或不同,ZN1可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中,通式N的化合物选自由如下化合物组成的组:
其中RN1和RN2与通式N中定义相同。
在本发明的一些实施方案中,通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-98%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%、68%、70%、72%、74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%、90%、92%、94%、96%、98%、或其中任何两个数值之间的范围。
在为了获得较好的显示效果,有效避免显示mura及影像残留的问题,通式N的化合物选自由通式N-2的化合物、通式N-5的化合物、通式N-11的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;进一步优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;再进一步优选地,RN1和RN2各自独立地表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明中,限定基团的碳原子个数时所涉及到的数值范围指的是碳原子个数可以是限定的范围内的所有可选择的整数,例如1-10个碳原子指的是碳原子个数可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个,以此类推。
在本发明的一些实施方案中,液晶组分的介电各向异性<0(例如,<-1、<-2、<-2、<-3、<-4、<-5、<-6)。
在本发明中,当上取向层与下取向层的取向方向为平行取向时,可以抑制液晶分子的扭曲,在调光器件加电状态下,不易出现反扭曲,使得超扭曲负性液晶具有更好的扭曲状态,使得本发明的液晶调光器件显示更均匀,能够有效改善影响残留的问题。
在本发明的一些实施方案中,二色性染料分子选自由偶氮类、蒽醌类、酞菁、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基组成的组中的一种或更多种染料。
在本发明的一些实施方案中,二色性染料分子选自由偶氮类和蒽醌类组成的组。
在本发明中,二色性染料根据结构不同对可见光谱显示出不同的吸收特性,单一的二色性染料主要吸收特定波长的光,显示的颜色为透过所有光的补色,而单一染料很难实现黑色,因此需要多种染料混合从而吸收多个波长的光,再根据人眼对光的敏感程度,达到可见光波段的均匀吸收,称之为黑色。对于含有二色性染料的液晶调光器件,在可见光波段,液晶组合物对不同波长的光的吸收越均匀,透过率曲线的分布就会越均匀,则显示器件的显示效果就越好,所以多种二色性染料的搭配,需要选择合适的比例,色度再现性均较佳;此外,液晶组合物和染料具有较好的互溶性时,可加入的二色性染料的含量越高,对比度越高。
在本发明的一些实施方案中,二色性染料分子选自如下化合物组成的组:
在本发明的一些实施方案中,二色性染料在液晶组合物中的重量百分比为0.01%-10%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如,0.1%、0.5%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.2%、2.5%、2.8%、3%、3.2%、3.5%、3.8%、4%、4.2%、4.5%、4.8%、5%、5.2%、5.5%、5.8%、6%、6.2%、6.5%、6.8%、7%、7.2%、7.5%、7.8%、8%、8.2%、8.5%、8.8%、9%、9.2%、9.5%、9.8%、10%、或其中任何两个数值之间的范围;优选为1%-6%。
在本发明的一些实施方案中,二色性染料分子选自染料编号为5的染料~染料编号为35的染料中的一种或至少两种的组合,优选为染料编号为5的染料~染料编号为22的染料中的一种或至少两种的组合。
在本发明的一些实施方案中,紫色染料选自染料编号为5的染料~染料编号为9的染料中的一种或至少两种的组合。
在本发明的一些实施方案中,橙色染料选自染料编号为10的染料~染料编号为16的染料中的一种或至少两种的组合。
在本发明的一些实施方案中,蓝色染料选自染料编号为17的染料~染料编号为35的染料中的一种或至少两种的组合,优选为染料编号为17的染料~染料编号为22的染料中的一种或至少两种的组合。
在本发明的一些实施方案中,所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物:
其中,
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环环/>和环/>各自独立地表示/>其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,并且,一个或更多个环中单键可被双键替代,/>中的至多一个-H可被卤素取代;
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-;并且
nM表示0、1或2,其中当nM=2时,环可以相同或不同,ZM2可以相同或不同。
本发明中的烯基优选地选自式(V1)至式(V9)中的任一者所表示的基团,特别优选为式(V1)、式(V2)、式(V8)或式(V9)。式(V1)至式(V9)所表示的基团如下所示:
其中,*表示所键结的环结构中的碳原子。
本发明中的烯氧基优选地选自式(OV1)至式(OV9)中的任一者所表示的基团,特别优选为式(OV1)、式(OV2)、式(OV8)或式(OV9)。式(OV1)至式(OV9)所表示的基团如下所示:
/>
其中,*表示所键结的环结构中的碳原子。
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物选自由如下化合物组成的组:
/>
以及
/>
其中RM1和RM2与通式M中定义相同。
在本发明的一些实施方案中,通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-60%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、或其中任何两个数值之间的范围;优选地,通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为1%-50%。
在本发明的一些实施方案中,为了获得较好的显示效果,有效避免显示mura及影像残留的问题,通式M的化合物选自由通式M-1的化合物、通式M-2的化合物、通式M-12的化合物、通式M-16的化合物、通式M-26的化合物、通式M-27的化合物、通式M-28的化合物、通式M-29的化合物、通式M-30的化合物、通式M-31的化合物、通式M-32的化合物、通式M-33的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,为了获得较好的显示效果(较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围),有效避免显示mura及影像残留的问题,通式M的化合物包含至少一种选自通式M-26的化合物、通式M-27的化合物、通式M-28的化合物、通式M-29的化合物、通式M-30的化合物、通式M-31的化合物、通式M-32的化合物、通式M-33的化合物组成的组的化合物。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;RM1和RM2进一步优选各自独立地为含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基;RM1和RM2再进一步优选各自独立地为含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有2-8个碳原子的直链的烯基;进一步优选各自独立地为含有2-5个碳原子的直链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RM1和RM2中的任一者为含有2-5个碳原子的直链的烯基,而另一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基。
在本发明的一些实施方案中,RM1和RM2优选各自独立地为含有1-8个碳原子的直链的烷基、或含有1-7个碳原子的直链的烷氧基;进一步优选各自独立地为含有1-5个碳原子的直链的烷基、或含有1-4个碳原子的直链的烷氧基。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RM1和RM2中的任一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基,而另一者为含有1-5个碳原子的直链的烷基、或含有1-4个碳原子的直链的烷氧基;进一步优选地,RM1和RM2两者均各自独立地为含有1-5个碳原子的直链的烷基。
在本发明的一些实施方案中,在重视可靠性时,优选RM1和RM2均为烷基;在重视降低化合物的挥发性的情形时,优选RM1和RM2均为烷氧基;在重视粘度降低的情形时,优选RM1和RM2中至少一者为烯基。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物还包含至少一种通式A-1和/或通式A-2的化合物:
其中,
RA1和RA2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、/> 中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
环环/>环/>和环/>各自独立地表示 其中中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,一个或更多个环中单键可被双键替代,其中/> 中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
ZA11、ZA21和ZA22各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH2O-或-OCH2-;
LA11、LA12、LA13、LA21和LA22各自独立地表示-H、含有1-3个碳原子的烷基或卤素;
XA1和XA2各自独立地表示卤素、含有1-5个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基、含有2-5个碳原子的卤代烯基或卤代烯氧基;
nA11表示0、1、2或3,当nA11=2或3时,环可以相同或不同,ZA11可以相同或不同;
nA12表示1或2,其中当nA12=2时,环可以相同或不同;并且/>
nA2表示0、1、2或3,其中当nA2=2或3时,环可以相同或不同,ZA21可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中,至少一种通式A-1和/或通式A-2的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-60%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、或其中任何两个数值之间的范围。
在本发明的一些实施方案中,通式A-1的化合物选自如下化合物组成的组:
/>
/>
以及
其中,
RA1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基,含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
Rv和Rw各自独立地表示-CH2-或-O-;
LA11、LA12、LA11’、LA12’、LA14、LA15和LA16各自独立地表示-H或-F;
LA13和LA13’各自独立地表示-H或-CH3;
XA1表示-F、-CF3或-OCF3;并且
v和w各自独立地表示0或1。
在本发明的一些实施方案中,通式A-1的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-50%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、或其中任何两个数值之间的范围。
在本发明的一些实施方案中,通式A-2的化合物选自由如下化合物组成的组:
/>
以及
其中,
RA2表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基,含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
LA21、LA22、LA23、LA24和LA25各自独立地表示-H或-F;并且
XA2表示-F、-CF3、-OCF3或-CH2CH2CH=CF2。
在本发明的一些实施方案中,通式A-2的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-50%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如0.1%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、32%、34%、35%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、或其中任何两个数值之间的范围。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物还包含至少一种通式F的化合物:
其中,
RF1和RF2各自独立地表示-H、卤素、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、 含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
环和环/>各自独立地表示/> 其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可被双键替代,其中/>中的一个或更多个-H可分别独立地被-CN、-F或-Cl取代,并且一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
XF表示-O-、-S-或-CO-;LF1和LF2各自独立地表示-H、-F、-Cl、-CF3或-OCF3;
ZF1和ZF2各自独立地表示单键、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
nF1和nF2各自独立地表示0、1或2,其中当nF1表示2时,环可以相同或不同,其中当nF2表示2时,环/>可以相同或不同,ZF2可以相同或不同;以及
nF4表示0-4的整数。
在本发明的一些实施方案中,通式F的化合物选自如下化合物组成的组:
/>
/>
/>
以及
其中,
RF2'表示含有1-11个碳原子的直链或支链的烷氧基;
XF1和XF2各自独立地表示-CH2-或-O-;
nF3表示1-5(例如1、2、3、4或5)的整数;以及
RF3表示含有1-5个碳原子的直链或支链的烷基、或含有1-4个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-5个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,通式F的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-30%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如,0.1%、0.5%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、20%、22%、24%、25%、26%、28%、30%、或其中任何两个数值之间的范围。
在本发明的一些实施方案中,液晶组合物还包含至少一种通式RM的可聚合化合物:
其中,
环和环/>各自独立地表示其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可被双键替代,其中中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl、-CN、-Sp3-P3、含有1-12个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷基、含有1-11个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷氧基、/>取代,并且一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
环表示/>其中/> 中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl、-CN、-Sp3-P3、含有1-12个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷基、含有1-11个碳原子的卤代或未卤代的直链的烷氧基、/> 取代,并且一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
R1表示-H、卤素、-CN、-Sp2-P2、含有1-12(例如,可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)个碳原子的直链或支链的烷基、其中含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、/>中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
P1、P2和P3各自独立地表示可聚合基团;
Sp1、Sp2和Sp3各自独立地表示间隔基团或单键;
X0表示-O-、-S-或-CO-;
Z1和Z2各自独立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2S-、-SCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)d-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)d-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2CH2-CO-O-、-O-CO-CH2CH2-、-CHR1-、-CR1R2-或单键,其中R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基,并且d表示1-4的整数;以及
a表示0、1或2,b表示0或1,其中当a表示2时,环可以相同或不同,Z1可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中,通式RM的可聚合化合物选自由如下化合物组成的组:
/>
/>
/>
以及
其中,
X1-X10和X12各自独立地表示-F、-Cl、-Sp3-P3、含有1-5个碳原子的直链的烷基或烷氧基、
在本发明的一些实施方案中,X1-X10和X12各自独立地表示-F、-Cl、-Sp3-P3、-CH3、或-OCH3。
在本发明的一些实施方案中,Sp1和Sp2均表示单键。
本发明所涉及的可聚合基团是适用于聚合反应(例如,自由基或离子键聚合、加聚或缩聚)的基团、或者适用于聚合物主链上加成或缩合的基团。对于链式聚合,特别优选包含-CH=CH-或-C≡C-的可聚合基团;对于开环聚合,特别优选例如氧杂环丁烷基或环氧基。
在本发明的一些实施方案中,可聚合基团P1、P2、P3各自独立地表示 或-SH;优选地,可聚合基团P1、P2、P3各自独立地表示/> 或-SH;进一步优选地,可聚合基团P1、P2、P3各自独立地表示/>
如本文所使用的,术语“间隔基团”是本领域技术人员已知的,并且描述于文献(例如,Pure Appl.Chem.2001,73(5),888和C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368)中。如本文所使用的,术语“间隔基团”表示在可聚合化合物中连接介晶基团和可聚合基团的柔性基团。典型的间隔基团例如为-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-(CH2CH2S)q1-CH2CH2-、-(CH2CH2NH)q1-CH2CH2-、-CR0R00-(CH2)p1-或-(SiR0R00-O)p1-,其中,p1表示1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)的整数,q1表示1-3(例如,1、2、或3)的整数,R0和R00各自独立地表示-H、含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的烷基、或含有3-12(例如,3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的环烷基。特别优选的间隔基团为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-CR0R00-(CH2)p1-。
在本发明的一些实施方案中,通式RM的可聚合化合物占液晶组合物的重量百分比为0.001%-5%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如,0.001%、0.002%、0.004%、0.005%、0.006%、0.008%、0.01%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.2%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.3%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.6%、1.8%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、或其中任何两个数值之间的范围。
在本发明的一些实施方案中,所述液晶组合物还包含至少一种通式SA的自配向剂:
其中,
RS1表示-Sp1-P1、含有1-12(例如,可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)个碳原子的直链或支链的烷基、其中含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、中的一个或更多个-H可分别独立地被-F或-Cl取代;
环表示/>其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,并且一个或更多个环中单键可被双键替代;
Ls1和Ls3各自独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(O)N(RS0)2、-C(O)RS0、含有1-12(例如,可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)个碳原子的直链或支链的烷基、 其中含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、/>中的一个或更多个-H可分别独立地被-F取代,其中RS0表示含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的烷基;
Ls2表示-Sp3-P2或
RS2和RS3各自独立地表示锚定基团,锚定基团为 其中*表示所键结的结构中的连接位点;/>
p表示1或2,其中当p表示2时,-Sp8-X2可以相同或不同;
o表示0或1;
MS1表示
IS1和JS1各自独立地表示-CH2-、-O-或-S-;
NS1表示=O或=S;
VK1、VK2和VK3各自独立地表示-CH=或-N=;
X1和X2各自独立地表示-H、-OH、-SH、-NH2、-NHR11、-N(R11)2、-NHC(O)R11、-OR11、-C(O)OH、-CHO、或含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的卤代或未卤代的烷基,其中X1和X2中的至少一者选自-OH、-SH、-NH2、-NHR11、-C(O)OH和-CHO组成的组,其中R11表示含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的烷基;
P1、P2和P3各自独立地表示可聚合基团;
Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5、Sp7和Sp8各自独立地表示间隔基团或单键;
Sp6各自独立地表示
Z1和Z2各自独立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2S-、-SCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)d-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)d-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2CH2-CO-O-、-O-CO-CH2CH2-、-CHR1-、-CR1R2-或单键,其中R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基,并且d表示1-4的整数;
ns1表示1、2或3,ns2表示1、2、3或4,且ns1+ns2≥3,其中当ns1表示2或3时,可以相同或不同,其中当ns2表示2、3或4时,/>可以相同或不同;以及
ps1、ps2、ps3和ps4各自独立地表示0、1或2,其中当ps1表示2时,Ls2可以相同或不同,其中当ps2表示2时,Ls1可以相同或不同;其中当ps3表示2时,-Sp5-RS3可以相同或不同;其中当ps4表示2时,Ls3可以相同或不同。
在本发明的一些实施方案中,Ls2表示-Sp3-P2、
在本发明的一些实施方案中,Sp3、Sp4和Sp5各自独立地表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-CR0R00-(CH2)p1-,其中,p1表示1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)的整数,R0和R00各自独立地表示-H或含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的烷基、或含有3-12(例如,3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的环烷基;优选地,Sp3、Sp4和Sp5各自独立地表示-(CH2)p1-或-(CH2)p1-O-。
在本发明的一些实施方案中,通式SA的自配向剂选自由如下化合物组成的组:
/>
/>
/>
以及
其中,
Ls31表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(O)N(RS0)2、-C(O)RS0、含有1-12(例如,可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)个碳原子的直链或支链的烷基、 其中含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代,并且含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、/>中的一个或更多个-H可分别独立地被-F取代,其中RS0表示含有1-12(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12)个碳原子的直链或支链的烷基;
Ls21表示-Sp3-P2或并且
Z11表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2S-、-SCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)d-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)d-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CF-、-CF=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-、-CH2CH2-CO-O-、-O-CO-CH2CH2-、-CHR1-、-CR1R2-或单键,其中R1和R2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基,并且d表示1-4的整数。
在本发明的一些实施方案中,优选地,Ls1、Ls3和Ls31各自独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(O)N(RS0)2、-C(O)RS0、含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;进一步优选地,Ls1、Ls3和Ls31各自独立地表示-F、-Cl、含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,优选地,RS1表示-Sp1-P1、含有1-10个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-9个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-10个碳原子的直链或支链的烯基;进一步优选地,RS1表示含有1-8个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-7个碳原子的直链或支链的烷氧基、或含有2-8个碳原子的直链或支链的烯基。
在本发明的一些实施方案中,RS2和RS3各自独立地表示-OH、-SH、-NH2、-NHR11、-N(R11)2、-NHC(O)R11、-OR11、-C(O)OH、 或-X1。
在本发明的一些实施方案中,RS2和RS3各自独立地选自由如下基团组成的组:
以及/>
其中,
*表示所键结的结构中的连接位点。
在本发明的一些实施方案中,RS2和RS3各自独立地选自由如下基团组成的组:
以及/>
进一步地,RS2和RS3各自独立地优选为:
在本发明的一些实施方案中,ps1表示1或2。
在本发明的一些实施方案中,通式SA的自配向剂占液晶组合物的重量百分比为0.001%~5%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如,0.001%、0.005%、0.05%、0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%、0.7%、0.75%、0.8%、0.85%、0.9%、0.95%、1.0%、2%、3%、4%、5%、或其中任何两个数值之间的范围;优选地,通式SA的自配向剂占液晶组合物的重量百分比为0.1%~2%。
在本发明中,通式SA的自配向剂在加入液晶组合物时使得本发明的液晶组合物在不设置PI配向层的情况下也能够使液晶分子取向。
在本发明的一些实施方案中,手性剂在液晶组合物中的重量百分比为0.01%-10%(包含该范围之间的任何数值或子范围),例如,0.01%、0.1%、0.2%、0.4%、0.5%、0.6%、0.66%、0.7%、0.72%、0.1%、1%、1.1%、1.14%、1.2%、1.25%、1.3%、1.36%、1.5%、1.8%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.2%、8.5%、9%、9.5%、10%、或其中任何两个数值之间的范围;优选为0.1%-3%。
在本发明的一些实施方案中,手性剂为S型手性化合物或R型手性化合物。
在本发明的一些实施方案中,S型手性化合物选自S1011,S2011,S5011,S811,S6N的手性剂组成的组,R型手性化合物选自R1011,R2011,R5011,R811,R6N中的的手性剂组成的组。
在本发明的一些实施方案中,手性剂选自由S1011、S2011、S811组成的组。
在本发明的一些实施方案中,手性剂的HTP值≥5(例如≥6,≥7,≥7,≥8,≥9,≥10,≥11)。
除上述化合物以外,本发明的液晶组合物也可含有通常的向列型液晶、近晶型液晶、胆固醇型液晶、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、光引发剂、聚合性单体或光稳定剂等。
在本发明的一些实施方案中,所述液晶组合物中还包含掺杂剂,所述掺杂剂选自如下化合物组成的组:
/>
以及
在本发明的一些实施方案中,所述掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0%-5%,例如0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%或5%;优选地,所述掺杂剂占液晶组合物的重量百分比为0.01%-1%。
另外,本发明的液晶组合物所使用的抗氧化剂、光稳定剂等添加剂优选以下物质:
/>
/>
/>
其中,n表示1-12的正整数。
优选地,抗氧化剂选自如下所示的光稳定剂:
在本发明的一些实施方案中,添加剂占液晶组合物的总重量百分比为0%-5%,例如0.3%、0.5%、1%、2%、3%、4%或5%;优选地,添加剂占液晶组合物的总重量百分比为0.01%-1%,例如0.01%、0.05%、0.08%、0.1%、0.5%、0.8%或1%。
在本发明的一些实施方案中,本发明的液晶组合物还包含如下所示的光引发剂:
本发明所述的液晶调光器件可以应用在建筑、交通领域。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
附图说明
图1为将实施例1的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图2为将对比例1的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图3为将实施例2的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图4为将对比例2的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图5为将实施例3的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图6为将对比例3的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图7为将实施例4的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图8为将对比例4的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图9为将实施例5的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图10为将对比例5的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图11为将实施例6的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图12为将对比例6的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图13为将实施例7的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图;
图14为将对比例7的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件的表面照片图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是,下面的实施例为本发明的示例,仅用来说明本发明,而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下,可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
为便于表达,以下各实施例中,各化合物的基团结构用表1所列的代码表示:
表1.化合物的基团结构代码
以如下结构式的化合物为例:
该结构式如用表1所列代码表示,则可表达为:nCCGF,代码中的n表示左端烷基的C原子数,例如n为“3”,即表示该烷基为-C3H7;代码中的C代表1,4-亚环己基,G代表2-氟-1,4-亚苯基,F代表氟。
以下实施例中测试项目的简写代号如下:
Cp 清亮点(向列相-各向同性相的转变温度,℃)
Δn 光学各向异性(589nm,25℃)
Δε 介电各向异性(1KHz,25℃)
Tc 低温存储相变点(即向列相下限温度,℃)
VHR(初始) 初始电压保持率(%)
VHR(Ra) 85℃下高温保持500h后的电压保持率(%)
t-30℃ 低温储存时间(h,-30℃)
Tr0 关态透过率(25℃,%)
Tr255 开态透过率(25℃,%)
CR 对比度(25℃)
其中,
Cp:通过熔点仪测试获得。
Δn:Δn=ne-n0,使用阿贝折光仪在钠光灯(589nm)光源下、在25℃测试得到。
Δε:Δε=ε‖-ε⊥,其中,ε‖为平行于分子轴的介电常数,ε⊥为垂直于分子轴的介电常数;测试条件:25℃、1KHz、盒厚6μm的VA型测试盒。
Tc:将向列相液晶材料放在玻璃瓶中,分别在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃的温度保存在冰箱中,然后观察10天时的低温情况,如:若样品在-20℃呈向列相而在-30℃变为晶体状态或近晶状态,则Tc为<-20℃。
VHR(初始,25℃):初始电压保持率,使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得;测试温度为25℃,测试电压为5V,测试频率为6Hz。
VHR(初始,60℃):初始电压保持率,使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得;测试温度为60℃,测试电压为5V,测试频率为6Hz。
VHR(Ra,25℃):使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得;液晶在85℃下高温保持500h后测试,测试温度25℃,测试电压为5V,测试频率为6Hz。
VHR(Ra,60℃):使用TOY06254型液晶物性评价系统测试得;液晶在85℃下高温保持500h后测试,测试温度60℃,测试电压为5V,测试频率为6Hz。
t-30℃:将向列相液晶介质置于玻璃瓶中,在-30℃保存,并且在观察到有晶体析出时所记录的时间。
CR:使用DMS 505测试仪在255灰阶电压和0灰阶电压下分别测试液晶盒的穿透率,即Tr255和Tr0,由Tr255/Tr0得到。
在以下的实施例中所采用的各成分,均可以通过公知的方法进行合成,或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的,所得到的各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。
按照以下实施例规定的各液晶化合物的配比制备液晶组合物。液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的,如采取加热、超声波、悬浮等方式按照比例混合制得。
实施例1
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表2中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物1,将占液晶组合物质量百分数为3.8%的染料加入液晶组合物1中,将占液晶组合物质量百分数为1.14%的手性剂S811加入液晶组合物1中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表3所示。
表2.液晶组合物的配方
/>
表3
将实施例1的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图1所示。
对比例1
本对比例1与实施例1的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。对其进行性能测试,结果如表4所示。
表4
将对比例1的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图2所示。
由对比例1和实施例1的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图2和图1的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例2
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表2中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物1,将占液晶组合物质量百分数为3%的染料加入液晶组合物1中,将占液晶组合物质量百分数为1.36%的手性剂S811加入液晶组合物1中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表5所示。
表5
将实施例2的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图3所示。
对比例2
本对比例2与实施例2的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表6所示。
表6
将对比例2的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图4所示。
由对比例2和实施例2的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图4和图3的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例3
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表7中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物2,将占液晶组合物质量百分数为4%的染料加入液晶组合物2中,将占液晶组合物质量百分数为1.1%的手性剂S811加入液晶组合物2中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表8所示。
表7.液晶组合物的配方
表8
将实施例3的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图5所示。
对比例3
本对比例3与实施例3的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表9所示。
表9
将对比例3的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图6所示。
由对比例3和实施例3的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图6和图5的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例4
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表7中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物2,将占液晶组合物质量百分数为3.6%的染料加入液晶组合物2中,将占液晶组合物质量百分数为0.72%的手性剂S1011加入液晶组合物2中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表10所示。
表10
将实施例4的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图7所示。
对比例4
本对比例4与实施例4的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表11所示。
表11
将对比例4的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图8所示。
由对比例4和实施例4的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图8和图7的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例5
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表12中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物3,将占液晶组合物质量百分数为3%的染料加入液晶组合物3中,将占液晶组合物质量百分数为1.3%的手性剂S811加入液晶组合物3中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表13所示。
表12.液晶组合物的配方
/>
表13
将实施例5的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图9所示。
对比例5
本对比例5与实施例5的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表14所示。
表14
将对比例5的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图10所示。
由对比例5和实施例5的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图10和图9的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例6
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表12中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物3,将占液晶组合物质量百分数为3.8%的染料加入液晶组合物3中,将占液晶组合物质量百分数为1.25%的手性剂S1011加入液晶组合物3中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表15所示。
表15
将实施例6的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图11所示。
对比例6
本对比例6与实施例6的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表16所示。
表16
将对比例6的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图12所示。
由对比例6和实施例6的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图12和图11的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例7
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表12中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物3,将占液晶组合物质量百分数为3.8%的染料加入液晶组合物3中,将占液晶组合物质量百分数为0.66%的手性剂S2011加入液晶组合物3中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表17所示。
表17
将实施例7的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图13所示。
对比例7
本对比例6与实施例6的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表18所示。
表18
将对比例7的液晶调光器件通电2h,在撤电瞬间器件表面如图14所示。
由对比例7和实施例7的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。由图14和图13的对比可知,本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例8
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表19中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物4,将占液晶组合物质量百分数为3.8%的染料加入液晶组合物4中,将占液晶组合物质量百分数为1.14%的手性剂S811加入液晶组合物4中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表20所示。
表19.液晶组合物的配方
表20
对比例8
本对比例8与实施例8的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。对其进行性能测试,结果如表21所示。
表21
/>
由对比例8和实施例8的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
实施例9
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表22中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物4,将占液晶组合物质量百分数为4%的染料加入液晶组合物4中,将占液晶组合物质量百分数为1.1%的手性剂S811加入液晶组合物4中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表23所示。
表22.液晶组合物的配方
表23
对比例9
本对比例9与实施例9的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表24所示。
表24
由对比例9与实施例9的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。
实施例10
本实施例提供一种液晶调光器件,由下到上,依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层、上基板;其中,上取向层与下取向层的取向方向为平行取向。
按表7中所列的各化合物及其重量百分数配制成液晶组合物4,将占液晶组合物质量百分数为3.6%的染料加入液晶组合物4中,将占液晶组合物质量百分数为0.72%的手性剂S1011加入液晶组合物4中,并且将其填充于本实施例宾主液晶组合物层中,对液晶调光器件进行性能测试,其测试结果如表25所示。
表25
对比例10
本对比例10与实施例10的区别仅在于上取向层与下取向层的取向方向为反平行取向。
对其进行性能测试,结果如表26所示。
表26
由对比例10和实施例10的对比可知,将具有较高的清亮点、适当的光学各向异性、适当的介电各向异性绝对值、较好的低温储存稳定性的液晶组合物与手性剂、染料填充于本发明的液晶调光器件中,使得本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0、Tr255)、适当的对比度、较高的VHR(初始)、较高的VHR(Ra)以及较宽的温度使用范围。
综上,本发明的液晶调光器件具有适当的透过率(Tr0为12.6-21.4、Tr255为53.4-64.2)、适当的对比度(3-4.5)、较高的VHR(初始)(VHR(初始,25℃)为84以上,VHR(初始,60℃)为55以上)、较高的VHR(Ra)(VHR(Ra,25℃)为62以上,VHR(Ra,60℃)为14以上,甚至达到23以上)以及较宽的温度使用范围(低温储存相变点≥-30℃)。本发明的调光器件在通电2h,撤电瞬间具有较好的显示效果,能够有效避免显示mura及影像残留的问题。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的液晶调光器件,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种液晶调光器件,其特征在于,所述液晶调光器件由下到上依次包括下基板、下导电层、下取向层、宾主液晶组合物层、上取向层、上导电层和上基板;
所述上取向层与所述下取向层的取向方向为平行取向;
所述宾主液晶组合物层包含至少一种二色性染料、至少一种手性剂以及至少一种液晶组合物;
其中,所述液晶组合物包含至少一种通式N的液晶化合物:
其中,
RN1和RN2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环和环/>各自独立地表示/>其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,一个或更多个环中单键可被双键替代,其中/>中的一个或更多个-H可分别独立地被-F、-Cl或-CN取代,一个或更多个环中-CH=可被-N=替代;
ZN1和ZN2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCF2-;
LN1和LN2各自独立地表示-H、卤素、含有1-3个碳原子的烷基、或含有1-3个碳原子的烷氧基;并且
nN1表示0、1、2或3,nN2表示0或1,且0≤nN1+nN2≤3,当nN1=2或3时,环可以相同或不同,ZN1可以相同或不同。
2.根据权利要求1的液晶调光器件,其特征在于,所述通式N的化合物选自由如下化合物组成的组:
以及
优选地,所述通式N的化合物选自由通式N-2的化合物、通式N-5的化合物、通式N-11的化合物组成的组的化合物。
3.根据权利要求1或2所述的液晶调光器件,其特征在于,所述液晶组分的介电各向异性<0。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的液晶调光器件,其特征在于,所述二色性染料分子选自由偶氮类、蒽醌类、酞菁、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基组成的组中的一种或更多种染料。
5.根据权利要求4所述的液晶调光器件,其特征在于,所述二色性染料分子选自如下化合物组成的组:
以及
6.根据权利要求1所述的液晶调光器件,其特征在于,所述手性剂为S型手性化合物或R型手性化合物。
7.根据权利要求6所述的液晶调光器件,其特征在于,所述S型手性化合物选自S1011、S2011、S5011、S811、S6N的手性剂组成的组,所述R型手性化合物选自R1011、R2011、R5011、R811、R6N的手性剂组成的组。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的液晶调光器件,其特征在于,所述液晶组合物还包含至少一种通式M的化合物:
其中,
RM1和RM2各自独立地表示含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基、含有1-12个碳原子的直链或支链的烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-CO-O-或-O-CO-替代;
环环/>和环/>各自独立地表示其中/>中的一个或更多个-CH2-可被-O-替代,并且,一个或更多个环中单键可被双键替代,/>中的至多一个-H可被卤素取代;
ZM1和ZM2各自独立地表示单键、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH2CH2-或-(CH2)4-;并且
nM表示0、1或2,其中当nM=2时,环可以相同或不同,ZM2可以相同或不同。
9.根据权利要求8所述的液晶调光器件,其特征在于,所述通式M的化合物选自由如下化合物组成的组:
以及
优选地,所述通式M的化合物选自由通式M-1的化合物、通式M-2的化合物、通式M-12的化合物、通式M-16的化合物、通式M-26的化合物、通式M-27的化合物、通式M-28的化合物、通式M-29的化合物、通式M-30的化合物、通式M-31的化合物、通式M-32的化合物、通式M-33的化合物组成的组的化合物;
优选地,所述通式M的化合物包含至少一种选自通式M-26的化合物、通式M-27的化合物、通式M-28的化合物、通式M-29的化合物、通式M-30的化合物、通式M-31的化合物、通式M-32的化合物、通式M-33的化合物组成的组的化合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的液晶调光器件,其特征在于,所述通式N的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-98%,所述通式M的化合物占液晶组合物的重量百分比为0.1%-60%。
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