一種液晶組合物及液晶透鏡制造技術

本發明專利技術公開了一種液晶組合物，其由如下所示的以通式I表示的第一類化合物、以通式Ⅱ表示的第二類化合物、以通式Ⅲ表示的第三類化合物及以通式Ⅳ表示的第四類化合物組成：

Liquid crystal composition and liquid crystal lens

The invention discloses a liquid crystal composition, comprising as shown by the general formula I, first class compound expressed by formula II said second compounds, represented by the general formula III third compounds and fourth compounds of formula IV said:

【技術實現步驟摘要】
一種液晶組合物及液晶透鏡
本專利技術涉及液晶顯示
，特別是涉及一種液晶組合物及其液晶透鏡。
技術介紹
現今3D顯示主流的都是需佩戴眼鏡的觀看方式，對觀眾會造成一定的不便，特別是對本身已經戴眼鏡的觀眾，而裸眼3D顯示無需佩戴眼鏡，提供了一種便捷的觀看方式，將會是3D顯示的發展方向。裸眼3D顯示的原理是在顯示屏幕上通過一種分光裝置對屏幕圖像進行分光，使左眼和右眼接收屏幕上有區別的圖像信息，讓我們“感覺”到3D效果。裸眼3D常用的分光器件有狹縫和光柵等。3D裝置中使用的透鏡光柵可以大體分為兩種，一種是具有透鏡常規的物理形狀，比如曲面結構，常使用可聚合各向異性的光學材料通過UV聚合或熱聚合等方法制備；另一種為液晶透鏡，將液晶材料夾在兩層電極基板中間，通過電場梯度作用來實現透鏡的效果。如公式(1)所示，公式(1)f是液晶透鏡焦距，r是透鏡半徑，d是透鏡厚度及Δn是液晶材料光學各向異性(即雙折射率)，在保持液晶透鏡焦距f和透鏡半徑r不變的情況下，較大的液晶材料光學各向異性Δn可以減小透鏡厚度d，從而減小所需要的液晶材料層的厚度。從另外一個角度分析，在保持透鏡厚度d不變的情況下，較大的光學各向異性Δn可以減小焦距f。從3D顯示領域去理解，由于所設計的光學分光器件，需要與顯示屏貼合在一起從而對應于顯示器中的像素單元，分光器件中液晶材料所形成液晶透鏡焦距f需匹配其與顯示器像素點之間的距離，那么液晶透鏡焦距f越小，意味著整體的3D顯示裝置加分光器件可以做的更加輕薄，這與目前電子產品追求輕薄化的大趨勢相符合。此外，液晶分子在外加電壓下可以沿電場方向排列，其閾值電壓Vth遵循公式(2)其中，Δε為液晶材料的介電各向異性。從公式(2)可知，液晶材料的介電各向異性Δε越大，閾值電壓Vth越低。N型液晶材料的響應時間由其弛豫時間決定，弛豫時間τoff遵循公式(3)(式3)，其中，γ1為旋轉粘度，d為液晶盒厚，Keff為有效彈性系數。對于N型液晶，Keff表現為展曲彈性系數K11。所以，粘彈比γ1/K11越小，響應時間越快。N型液晶作為各類液晶中應用最廣泛的一種液晶，其分子結構為長棒狀，具有較大的長寬比。應用于常規顯示領域的N型液晶在經過多年研究后已經非常成熟。然而，在3D顯示領域所需要的N型液晶不同于傳統的N型液晶，其需要更大的光學各向異性，同時需具有較低的旋轉粘度和寬的液晶態溫度范圍。目前應用于3D顯示的液晶材料主要特性是具備高雙折射率Δn，液晶材料的雙折射率越大，則顯示分光器件的盒厚降得更低，降低盒厚的降低意味著可以更節省液晶材料成本，并且3D顯示器件可以做得更加輕薄。本文所采用的3D分光器件為液晶透鏡，其使3D與2D之間的隨意切換變為可能，但3D模式下，由于液晶透鏡的開啟，3D顯示器件比起傳統顯示會有一項不可忽視的功耗增加，這將會比較大的影響液晶透鏡在移動端的使用，如3D手機，由于其有限的電池電量，加上了液晶透鏡的功耗后，必然導致手機的正常使用時間降低。而液晶透鏡的功耗與液晶材料的閾值電壓Vth有密切的關系，降低Vth有助于其功耗的降低，根據公式(2)可知，液晶材料的介電各向異性Δε越大，閾值電壓Vth越低。鑒于液晶組合物各組分的選擇和配比決定了液晶組合物的各性能，而現有技術的液晶組合物的性能參數未能實現較理想的組合，因此，有必要對液晶組合物中的單體液晶選擇和組分配比做進一步的優化。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種液晶組合物及其液晶透鏡，以解決現有技術的液晶組合物的性能參數未能實現較理想組合的問題。本專利技術提供了一種液晶組合物，該液晶組合物由以下化合物組成：a.重量百分比為0％-45％的由通式I表示的第一類化合物：其中，R1和R2彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K1和K2彼此獨立地是H或F，為b.重量百分比為0-45％的由通式Ⅱ表示的第二類化合物：其中，R3和R4彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K3、K4、K5和K6彼此獨立地是H或F，為c.重量百分比為10％-50％的由通式Ⅲ表示的第三類化合物：其中，R5和R6彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基、具有1-10個碳原子的不飽基和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K7和K8彼此獨立地是H或F，，Z1為-C≡C-或-CH2O-；以及d.重量百分比為0-30％的由通式Ⅳ表示的第四類化合物：其中，R7和R8彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K9和K10彼此獨立地是H或F，Z2為單鍵或-C≡C-。進一步的，所述第一類化合物分子結構式為重量百分比為18％-41％，其中，R1選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R2選自-NCS、-CN、-F，K1和K2分別獨立地是H或F，為進一步的，所述第二類化合物的分子結構式為重量百分比為8％-42％，其中，R3選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R4選自-NCS、-CN、-F，K3和K4分別獨立地是H或F，為進一步的，所述第三類化合物的分子結構式為重量百分比為15％-42％，其中，R5選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R6選自-NCS、-CN、-F，K7和K8分別獨立地是H或F，Z1為-C≡C-或-CH2O-。進一步的，所述第四類化合物的分子結構式為重量百分比為5％-20％，其中，R7選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R8選自-NCS、-CN、-F，K9和K10分別獨立地是H或F，Z2為單鍵或-C≡C-。進一步的，所述由通式I表示的第一類化合物選自下列化合物中的一種或多種：以及進一步的，所述由通式Ⅱ表示的第二類化合物選自下列化合物中的一種或多種：以及進一步的，所述由通式Ⅲ表示的第三類化合物選自下列化合物中的一種或多種：以及進一步的，所述由通式Ⅳ表示的第四類化合物選自下列化合物中的一種或多種：以及進一步的，所述由通式I表示的第一類化合物的重量百分比為23％-35％。進一步的，所述由通式Ⅱ表示的第二類化合物的重量百分比為15％-36％。進一步的，所述由通式Ⅲ表示的第三類化合物的重量百分比為18％-37％。進一步的，所述由通式Ⅳ表示的第四類化合物的重量百分比為8％-20％。本專利技術還提供了一種液晶透鏡，該液晶透鏡包括本專利技術的液晶組合物。本專利技術的有益效果是：本專利技術提供一種液晶透鏡，其采用具有較高的雙折射率、較低的粘彈比，不僅響應速度快，而且能減小液晶透鏡的厚度或焦距，有利于實現3D顯示裝置的輕薄化，同時具有較大介電各向異性，較小閾值電壓，降低3D顯示裝置的功耗。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述液晶組合物和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物由以下化合物組成：a.重量百分比為0％?45％的由通式I表示的第一類化合物：

【技術特征摘要】
1.一種液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物由以下化合物組成：a.重量百分比為0％-45％的由通式I表示的第一類化合物：其中，R1和R2彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K1和K2彼此獨立地是H或F，b.重量百分比為0-45％的由通式Ⅱ表示的第二類化合物：其中，R3和R4彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K3、K4、K5和K6彼此獨立地是H或F，c.重量百分比為10％-50％的由通式Ⅲ表示的第三類化合物：其中，R5和R6彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基、具有1-10個碳原子的不飽基和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K7和K8彼此獨立地是H或F，，Z1為-C≡C-或-CH2O-；以及d.重量百分比為0-30％的由通式Ⅳ表示的第四類化合物：其中，R7和R8彼此獨立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個碳原子的烷基，具有1-10個碳原子的不飽和烴基或具有1-10個碳原子的烷氧基，K9和K10彼此獨立地是H或F，Z2為單鍵或-C≡C-。2.根據權利要求1所述的液晶組合物，其特征在于，所述第一類化合物分子結構式為重量百分比為18％-41％，其中，R1選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R2選自-NCS、-CN、-F，K1和K2分別獨立地是H或F，3.根據權利要求1所述的液晶組合物，其特征在于，所述第二類化合物的分子結構式為重量百分比為8％-42％，其中，R3選自具有3-7個碳原子的烷基，具有3-7個碳原子的不飽和烴基或具有3-7個碳原子的烷氧基，R4選自-NCS、-CN、-F，K...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張國賢，包瑞，
申請(專利權)人：深圳超多維光電子有限公司，深圳市墨克瑞光電子研究院，
類型：發明
國別省市：廣東,44