高分子稳定化的光学各向同性液晶配方及光学各向同性液晶元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，包括：50～99.5重量份的光学各向同性液晶材料；以及0.5～50重量份的高分子，其中该高分子包括由具液晶相压克力单体或/和非具液晶相压克力单体、以及含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。本发明还提供一种光学各向同性液晶元件，包括一对基板、以及由该对基板所夹集的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该对基板中至少一块基板为透明基板。
【专利说明】高分子稳定化的光学各向同性液晶配方及光学各向同性液晶元件
【【技术领域】】[0001]本发明涉及一种光学各向同性液晶配方，尤其是涉及一种高分子稳定化的光学各向同性液晶配方及其应用。
【【背景技术】】
[0002]所谓各向同性液晶或光学各向同性液晶是指在无电场施加下双折射性为零，蓝相或温度高于蓝相(blue phase, BP)的各向同性相(isotropic phase)即属此类。蓝相是存在于胆甾相(cholesteric phase, CH)与各向同性相之间广2度很窄的温度范围的液晶相，实用化极受限制。蓝相液晶中加入5~20被％的高分子，可以使蓝相的温度范围扩大。高分子稳定化方法也同样应用于各向同性相液晶，称为高分子稳定化各向同性相液晶(polymer-stabilized isotropic phase liquid crystal，PSIP)。
[0003]前述蓝相与各向同性相液晶具有在未施加电场的状态下呈现光学各向同性的优点，所以不需要像传统向列型液晶需要特别控制配向；原本的光学各向同性材料可以通过电场转为光学各向异性(anisotropic),也就是双折射性(Δη, birefringence)可透过电场诱发。而且因为应答时间小于1ms、高对比又不需配向，如此优异的光电特性很快地就成为令人注目的新兴显示技术。
[0004]高分子稳定化技术有效拓宽蓝相或各向同性相的使用温度，然而此类显示元件具有操作电压的问题与迟滞现象急需解决。
[0005]因此，业界亟需一种可降低操作电压，减少迟滞现象产生的光学各向同性液晶以改善光学元件的性能。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明提供一种高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，包括:50~99.5重量份的光学各向同性液晶材料；以及0.5~50重量份的高分子，其中该高分子包括由具液晶相压克力单体或/和非具液晶相压克力单体、以及含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。
[0007]本发明还提供一种光学各向同性液晶元件，包括一对基板、以及由该对基板所夹集的前述高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该对基板中至少一炔基板为透明基板。
[0008]为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更加明显易懂，下文特举出实施例，作详细说明如下:
【【专利附图】
【附图说明】】
[0009]图1a-1b为根据本发明实施例，分别显示本发明的光学元件的俯视图与剖面图。
[0010]图2为根据本发明的多个实施例，显示本发明的光学元件的操作电压及降低迟滞的效果。[0011]【主要附图标记说明】[0012]100-光学各向同性液晶兀件；[0013]103、104~基板；[0014]Iio^高分子稳定化的光学各向同性液晶配方；[0015]101~像素电极；[0016]102~对应电极；[0017]110-液晶分子;[0018]105~电场。
【【具体实施方式】】
[0019]本发明一实施例提供一种高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，包括:约50~99.5重量份或约75~95重量份的光学各向同性液晶材料；以及约0.5~50重量份或约I~30重量份的高分子。在一实施例中，上述高分子包括至少由:约10-90重量份或约15~65重量份的上述具液晶相压克力单体或/和非具液晶相压克力单体以及约I~90重量份或约15~35重量份的上述含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。
[0020]在另一实施例中，上述高分子包括至少由:约35~65重量份的上述具液晶相压克力单体及约15~35重量份非具液晶相压克力单体以及约15~35重量份的上述含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。
[0021]在又一实施例中，上述高分子为高分子网络型态。
[0022]在一实施例中，上述光学各向同性液晶材料可为蓝相液晶材料或各向同性相液晶材料。在另一实施例中，上述光学各向同性液晶材料的双折射率(Δη, birefringence)约介于0.05~0.5 ;介电各向异性(Δ ε , dielectric anisotropic)约介于3~250。
[0023]在又一实施例中，上述光学各向同性液晶材料可以是液晶分子或是液晶分子的组合，也可以包含至少一种液晶分子与旋光物，上述液晶分子例如是可呈现向列相、层列相、胆甾相的单液晶核或多液晶核的分子。例如包含:棒状液晶、非棒状液晶、或前述的组合，其中该非棒状液晶包含弯曲形(bent-shape)液晶、T形(T_shape)液晶、U形(U_shape)液晶、λ形(λ-shape)液晶、盘状液晶、柱状(columnar)液晶、或前述的组合。
[0024]当上述光学各向同性液晶材料包含至少一种液晶分子与旋光物时，上述液晶分子与上述旋光物的重量比为约100:1至100:30或约100:2至100:10。上述旋光物例如可为旋光向列型化合物，例如:任选取代的联苯(optionally substituted biphenyl)或具有-Ar-B-Ar结构的化合物，其中Ar为任选取代的芳香基，B为连结基，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)、亚甲基(-CH2-；methylene group)、亚乙基(-C2H4- ；ethylene group)、亚乙烯基(-CH=CH- ；vinylenegroup)、亚乙炔基(-C = C- ；ethynylene group)、氧(-0-)、硫(_S_)等，又例如可使用 US7，623, 214第5~6栏所列举的旋光物,其螺旋扭转力(helical twisting power, HTP)范围可介于约20 μ m-1至约200 μ m-1或更高。
[0025]在一实施例中，具液晶相压克力单体包括:单官能基具液晶相压克力单体、双官能
【权利要求】
1.一种高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，包括:50~99.5重量份的光学各向同性液晶材料；以及0.5~50重量份的高分子，其中该高分子包括由具液晶相压克力单体或/和非具液晶相压克力单体、以及含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。
2.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该高分子包括由:10-90重量份的该具液晶相压克力单体或/和非具液晶相压克力单体；以及I~90重量份的该含氟基的压克力单体所聚合而成的高分子。
3.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该含氟基的压克力单体包括含氟基的丙烯酸甲酯类化合物、含氟基的丙烯酸酯类化合物、或前述的组合。
4.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该含氟基的压克力单体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、甲基丙烯酸六氟异丙酯、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、或上述的组合。
5.如权利要求1所述的高分子稳`定化的光学各向同性液晶配方，其中该非具液晶相压克力单体包括:单官能基非具液晶相压克力单体、双官能基非具液晶相压克力单体、多官能基非具液晶相压克力单体、或上述的组合。
6.如权利要求5所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该单官能基非具液晶相压克力单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、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、或前述的组合；该双官能基非具液晶相压克力单体包括1，3- 丁二醇二丙烯酸酯、亚乙基二丙烯酸酯、或前述的组合；以及该多官能基非具液晶相压克力单体包括三丙烯酸三羟甲基丙烷。
7.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该液具液晶相克力单体包括:单官能基具液晶相压克力单体、双`官能基具液晶相压克力单体、多官能基具液晶相压克力单体、或上述的组合。
8.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该具液晶相压克力单体具有下列化学式:R-S-M-P或R-S-M-S-R，其中，R为含甲基丙烯酸酯类的官能基或含丙烯酸酯类的官能基；S为柔软键；P为C1至C12的烷基、C1至C12的烷氧基或氰基；-M-具有下列化学式:其中，
9.如权利要求8所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该柔软键包括单键、亚烷基(-(CH2)m-邱为I至12)或亚烷氧基(-O(CH2)n- ;n为I至12)。
10.如权利要求7所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该单官能基具
11.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该光学各向同性液晶材料包含液晶分子与旋光物，以及该液晶分子与该旋光物的重量比为100:1至100:30。
12.如权利要求1或11所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该光学各向同性液晶材料为蓝相液晶材料或各向同性相液晶材料。
13.如权利要求1所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该光学各向同性液晶材料具有下列物理性质:双折射率为0.05、.5 ;以及介电各向异性为3~250。
14.如权利要求11所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该液晶分子包含呈现向列相、层列相、胆留相的单液晶核或多液晶核的液晶分子。
15.如权利要求11所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方，其中该液晶分子包含:棒状液晶、非棒状液晶、或前述的组合，其中该非棒状液晶包含弯曲形液晶、T形液晶、U形液晶、λ形液晶、盘状液晶、柱状液晶、或前述的组合。
16.—种光学各向同性液晶兀件,包括一对基板、以及由该对基板所夹集的如权利要求1-15任一项所述的高分子稳定化的光学各向同性液晶配方,其中该对基板中至少一炔基板为透明基板 。
【文档编号】G02F1/1333GK103509560SQ201210347754
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】谢葆如 申请人:财团法人工业技术研究院