CN103468272B

CN103468272B - 液晶组成物

Info

Publication number: CN103468272B
Application number: CN201310403021.3A
Authority: CN
Inventors: 苏峻纬; 陈建华
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Suzhou Shengze Science And Technology Pioneer Park Development Co ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: CN103468272A

Abstract

一种液晶组成物，包括第一液晶单体、第二液晶单体以及可聚合材料，其中以第一液晶单体与第二液晶单体的总重量计，第一液晶单体的含量为5wt%至10wt%，且第二液晶单体的含量为90wt%至95wt%。第一液晶单体选自由式1至式6所示具有四环结构的化合物所组成的族群：其中R为C₃-C₁₂烷基，X为-COO-、-C≡C-或是-N=N-，且Y为-CN。第二液晶单体具有二环或三环结构。

Description

液晶组成物

技术领域

本发明是有关于一种液晶组成物，且特别是有关于一种包括具有四环结构的液晶单体的液晶组成物。

背景技术

近年来，随着科技的发展，透明液晶显示器已成为目前光电产业中极欲发展的方向之一。就现有的透明液晶显示器而言，主要是透过电压的未驱动与驱动来形成散射与穿透的显示方式，以使得可在不需贴附偏光板的情况下达到显示效果，因此其具有制程简单及制作成本低的优势。

然而，由于现有透明液晶显示器所使用的液晶通常具有散射态差的缺点，将导致透明液晶显示器存在显示特性不良及应用性备受限制的问题。因此，改善液晶的散射态与对比将是目前亟需解决的课题。

发明内容

本发明提供一种液晶组成物，其经聚合后具有高散射态及高对比的特性。

本发明的液晶组成物包括第一液晶单体以及第二液晶单体，其中以第一液晶单体与第二液晶单体的总重量计，第一液晶单体的含量为5wt%至10wt%，且第二液晶单体的含量为90wt%至95wt%。第一液晶单体选自由式1至式6所示具有四环结构的化合物所组成的族群：

其中R为C₃-C₁₂烷基，X为-COO-、-C≡C-或是-N=N-，且Y为-CN。第二液晶单体具有二环或三环结构。

基于上述，本发明所提出的液晶组成物具有四环结构的液晶单体，使得经聚合后的液晶组成物具有高散射态以及高对比的特性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为注入比较例的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。

图2为注入实验例1的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。

图3为注入实验例2的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。

图4为注入实验例3的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。

具体实施方式

在本文中，有时以键线式（skeletal formula）表示化合物结构。这种表示法可以省略碳原子、氢原子以及碳氢键。当然，结构式中有明确绘出官能基的，则以绘示者为准。

在本文中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。

为了制备出可达到高散射态及高对比特性的液晶组成物，本发明提出一种液晶组成物，其可达到上述优点。以下，特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。

本发明提供的液晶组成物包括第一液晶单体以及第二液晶单体，其中以第一液晶单体与第二液晶单体的总重量计，第一液晶单体的含量为5wt%至10wt%，且第二液晶单体的含量为90wt%至95wt%。以下将详细说明上述两种组分。

本发明的第一液晶单体选自由式1至式6所示具有四环结构的化合物所组成的族群：

其中R为C₃-C₁₂烷基，X为-COO-、-C≡C-或是-N=N-，且Y为-CN。

详细而言，本发明的第一液晶单体为具有四环结构的化合物。另外，在一实施例中，第一液晶单体例如是上述式1所示的化合物。式1所示的化合物可为下列式7所示的化合物：

本发明的第二液晶单体具有二环或三环结构，其中环结构可以是苯环、环己烷环或杂环。此外，由于第一液晶单体具有四环结构，而第二液晶单体具有二环或三环结构，故与第二液晶单体相比，第一液晶单体具有高双折射率以及高澄清点。另外，本发明的第二液晶单体例如是市售产品。在一实施例中，第二液晶单体例如是选自由式8至式11所示的化合物所组成的族群：

此外，虽然上文中揭露了式8至式11所示的化合物，但本发明的第二液晶单体并不限于此，只要是所属领域中具有通常知识者所周知的任一具有二环或三环结构的液晶单体皆落入本发明的范畴。

本发明的液晶组成物可还包括可聚合材料。以液晶组成物的总重量计，可聚合材料的含量约为20wt%至50wt%之间。可聚合材料包括聚醚多元醇压克力基单体、液晶聚合起始剂、丙烯酸树脂单体、聚硫醇单体及其组成。以可聚合材料的总重量计，聚醚多元醇压克力基单体的含量为10wt%至30wt%、液晶聚合起始剂的含量为0.5wt%至5wt%、丙烯酸树脂单体的含量为10wt%至30wt%以及聚硫醇单体的含量为10wt%至30wt%。此外，可聚合材料可还包括溶剂。

在一实施例中，聚醚多元醇压克力基单体例如是式12所示的化合物：

在一实施例中，可聚合材料所使用的液晶聚合起始剂例如是热起始剂或光起始剂。详细而言，本发明的液晶聚合起始剂例如可以是硅恩特殊材料股份有限公司的型号为PN-23或型号为PN-31J的热起始剂，或是本发明的液晶聚合起始剂例如是式13所示的化合物：

在一实施例中，丙烯酸树脂单体例如是式14所示的化合物：

在一实施例中，聚硫醇单体例如是式15所示的化合物：

在一实施例中，用来稀释高分子浓度的溶剂例如是异丁醇（isobutyl alcohol，IBA）、丁酮（methyl ethyl ketone，MEK）或甲氧基乙酸丙酯（propylene glycol monomethyl ether acetate，PMA）。

值得说明的是，如上所述，由于第一液晶单体具有高双折射率以及高澄清点，故当第一液晶单体与可聚合材料作用后（相关描述将于下文中说明），将会产生较佳的散射态匹配，进而使得本发明的液晶组成物具有高散射态以及高对比的特性。在一实施例中，本发明的液晶组成物的散射态效果约为1.5%至3%，穿透态效果约为80%至85%，而对比约为25至50。

更进一步说明，在对前述的液晶组成物进行例如加热或照光以使液晶组成物产生聚合反应后，经聚合的液晶组成物可作为适用于透明液晶显示器的液晶层，其原因如下所述。

透过可聚合材料中的丙烯酸树脂单体与液晶聚合起始剂的作用，可促使特性类似界面活性剂的聚醚多元醇压克力基单体，与部分的第一液晶单体及第二液晶单体产生聚合反应，而在透明液晶显示器的相对设置的两基板的表面上形成高分子液晶胞。此外，透过可聚合材料中的聚硫醇单体可进一步强化透明液晶显示器的两基板的表面与高分子液晶胞的附着力，以使高分子液晶胞倾向于散布在基板的表面。当两基板之间存在电位差时，前述高分子液晶胞的光轴方向实质上一致，故此时入射光可穿过透明液晶显示器，而使透明液晶显示器的部份区域呈现透明态；反之当两基板之间的电位差实质上为零时，高分子液晶胞的光轴方向实质上互相交错，故此时入射光会被高分子液晶胞所散射，而使透明液晶显示器的部份区域呈现散射态。

如此一来，利用上述的透明态与散射态的显示方式，包括本发明的液晶组成物的透明液晶显示器即可显示影像画面而不需使用偏光板，并且透过使用第一液晶单体，透明液晶显示器的显示特性可被提升。另外，在一实施例中，所述透明液晶显示器可以是穿透式显示器或反射式显示器。

以下将列举比较例以及多个实验例1-3的液晶组成物，并对各液晶组成物在不同电压下的穿透特性进行量测，以说明各液晶组成物的液晶特性。

制备比较例及实验例1-3的液晶组成物所使用的主要材料如下所示：

第一液晶单体：式7所示的化合物；

第二液晶单体：式8至式11所示的化合物；

可聚合材料：式12至式15所示的化合物以及溶剂为异丁醇。

制备比较例及实验例1-3的液晶组成物的方法包括将上述第一液晶单体、第二液晶单体与可聚合材料混合，其中比较例与实施例1-3的液晶组成物中的第一液晶单体与第二液晶单体的组成及其比例详列于表1，而在比较例及实验例1-3的液晶组成物中，可聚合材料所占的重量百分比为20%至50%，且可聚合材料具有相同的组成比例。详细而言，在所述可聚合材料中，式12所示的化合物所占的重量百分比为10%至30%、式13所示的化合物所占的重量百分比为0.5%至5%、式14所示的化合物所占的重量百分比为10%至30%及式15所示的化合物所占的重量百分比为10%至30%。

表1

对比较例及实验例1-3的液晶组成物进行穿透率的量测，而其量测结果如图1至图4所示。

图1为注入比较例的液晶组成物的测试盒（Test Cell）的驱动电压与穿透率的关系图。图2为注入实验例1的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。图3为注入实验例2的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。图4为注入实验例3的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系图。于此，量测步骤包括提供测试盒，其包括具有导电膜的相对设置的两个基板；将液晶组成物注入所述两基板之间；接着使所述测试盒经过照光制程。

由图1至图4可知，与不含有第一液晶单体的比较例的液晶组成物相比，含有第一液晶单体的实验例1-3的液晶组成物在驱动电压为零（即散射态）时，呈现出较低的穿透率（约3%），并且在透明态时，呈现出相当的穿透率（约83%）。并且，由上述亦可知，与注入不含有第一液晶单体的比较例的液晶组成物的测试盒相比，注入含有第一液晶单体的实验例1-3的液晶组成物的测试盒具有较高的对比（约28）。换言之，由测试盒的驱动电压与穿透率关系可证实本发明的液晶组成物确实具有高散射态以及高对比的特性，且采用此液晶组成物所制作的透明液晶显示器的显示特性佳。

综上所述，本发明所提出的液晶组成物具有四环结构的液晶单体，使得经聚合后的液晶组成物具有高散射态以及高对比的特性。此外，本发明所提出的液晶组成物适用于透明液晶显示器，并可提升其显示特性。

Claims

1.一种液晶组成物，包括：

第一液晶单体，其选自由式1至式6所示具有四环结构的化合物所组成的族群：

其中R为C₃-C₁₂烷基，X为-COO-、-C≡C-或是-N＝N-，且Y为-CN；以及

第二液晶单体，其具有二环或三环结构，

其中以该第一液晶单体与该第二液晶单体的总重量计，该第一液晶单体的含量为5wt％至10wt％，且该第二液晶单体的含量为90wt％至95wt％；

可聚合材料，其包括聚醚多元醇压克力基单体、液晶聚合起始剂、丙烯酸树脂单体、聚硫醇单体，其中以该液晶组成物的总重量计，该可聚合材料的含量为20wt％至50wt％。

2.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该第一液晶单体如式1所示：

3.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该第一液晶单体如式7所示：

4.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该第二液晶单体是选自由式8至式11所示的化合物所组成的族群：

5.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该聚醚多元醇压克力基单体包括：

6.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该液晶聚合起始剂包括：

7.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该丙烯酸树脂单体包括：

8.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该聚硫醇单体包括：