一种配向液晶材料及应用的制作方法

本发明涉及一种配向液晶材料及应用，主要用于改善配向问题，可应用在透镜式裸眼3d显示方面，属于液晶材料领域。

背景技术：

现有技术中主要是在tft模组上加贴液晶柱状透镜，当电源关闭时，液晶水平“躺”在透镜内，而此时液晶折射率ne＝柱状透镜材料折射率≈1.60，光线不发生偏转，液晶透镜不工作，光线直射出透镜进入人眼，此时显示模式为2d。当电源打开时，液晶透镜中的液晶发生“站立旋转”，此时液晶折射率为no＜柱状透镜材料的折射率，光线在柱透镜的内表面发生折射后出射液晶透镜，分别进入人眼的左右眼，从而实现裸眼3d显示，如图1-2所示，液晶透镜中的液晶需要随电压的开关而动作，因此需要在柱透镜的表面给液晶定向并提供预倾角，以便液晶能够很好的工作。

关键液晶参数如下：δε＞0，液晶折射率ne＝柱状透镜材料折射率≈1.60。

现有技术的主要问题是在以下方面：

1.配向制程：由于柱状透镜高度较高(30～40微米左右)，而普通的tft结构落差仅几微米，因此使用传统的rubbingcloth摩擦配向的物理方法，结构底部，包括柱镜边缘部分摩擦不到或者是摩擦力度较小，且cellgap较大(≥柱透镜高度)，导致液晶透镜配向效果有限，如图3-4所示。

2.在2d显示时，随着使用时间的增加，背光持续发光，屏幕的温度有所增加，ne随温度变化导致≠柱状结构的折射率，此时本不该发生折射的光线却发生了折射，显示品质下降。

技术实现要素：

为了解决目前液晶材料用在如透镜式裸眼3d，液晶透镜配向不好；随着使用时间增加，屏幕温度上升，显示效果变差的问题，本发明提供了一种配向液晶材料，通过使用高清亮点的液晶材料，并添加一定比例的反应性单体rm(reactivemonomer)，通过光照的方法，使其内部表面具有一定的预倾角，从而解决配向不好的问题；同时，高清亮点材料可以提高折射率温度依存性，提高显示品质。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种配向液晶材料，包含：一种或多种通式ⅰ所示的单体化合物，一种或者多种通式ⅱ所示的单体化合物，一种或多种通式ⅲ所示的单体化合物，及一种或多种通式ⅳ所示的单体化合物；

通式ⅰ所示的单体化合物的具体结构为：

其中，r1表示碳原子数为2～6的直链烷基，r2表示碳原子数为2～5的链烯基；

通式ⅱ所示的单体化合物的具体结构为：

其中，r3表示碳原子数为2～6的直链烷基，r4表示碳原子数为2～5的直链烷基或者f取代基，y1、y2、y3和y4各自独立的表示f或者h取代基，a1表示环己烷或者苯环中的一种，a2表示环己烷或者苯环的一种；

通式ⅲ所示结构的单体化合物的具体结构为：

其中，r5表示碳原子数为2～6的直链烷基，r6表示碳原子数为2～5的直链烷基或者cf3取代基，y5、y6各自独立的表示f或者h取代基；

通式ⅳ所示结构的单体化合物的具体结构为：

其中，r7表示碳原子数为2～7的直链烷基。

通式ⅰ所示的单体化合物优选为结构式i-1至i-20所示化合物中的一种或者几种，具体结构如下：

更优选的，通式ⅰ所示的单体化合物为结构式ⅰ-5和ⅰ-13所示的化合物中的一种或两种。

进一步优选，通式ⅰ所示的单体化合物为结构式ⅰ-5所示的化合物。

通式ⅱ所示的单体化合物优选为结构式ⅱ-1至ⅱ-37所示化合物中的一种或者几种，具体结构如下：

更优选，通式ⅱ所示的单体化合物为结构式ⅱ-2、ⅱ-5、ⅱ-6、ⅱ-7、ⅱ-19、ⅱ-20、ⅱ-21、ⅱ-24、ⅱ-26、ⅱ-29、ⅱ-34、ⅱ-35和ⅱ-36所示结构化合物中的一种或者几种。

进一步优选，通式ⅱ所示的单体化合物为结构式ⅱ-2、ⅱ-19、ⅱ-24、ⅱ-26、ⅱ-29、ⅱ-34、ⅱ-35和ⅱ-36所示结构化合物中的一种或者几种。

通式ⅲ所示结构的单体化合物优选为结构式ⅲ-1至ⅲ-25所示化合物中的一种或者几种，具体结构如下：

更优选的，通式ⅲ所示结构的单体化合物为结构式ⅲ-2、ⅲ-3、ⅲ-4、ⅲ-10、ⅲ-11和ⅲ-12所示结构化合物中的一种或者几种。

进一步优选，通式ⅲ所示结构的单体化合物为结构式ⅲ-2、ⅲ-10和ⅲ-12所示结构化合物中的一种或者几种。

通式ⅳ所示结构的单体化合物优选为结构式ⅳ-1至ⅳ-6所示化合物中的一种或者几种，具体结构如下：

更优选的，通式ⅳ所示结构的单体化合物为结构式ⅳ-2、ⅳ-3和ⅳ-4所示结构化合物中的一种或者几种。

进一步优选的，通式ⅳ所示结构的单体化合物为结构式ⅳ-2和ⅳ-4所示结构的两种化合物。

除了所述通式i至通式ⅳ所示结构的单体化合物以外，本发明的配向液晶材料中还包含一定比例的rm反应单体，反应单体的具体结构如通式v-1所示：

本发明的高清亮液晶组合物材料中，结构如通式ⅰ所示的单体化合物的质量分数为8％-20％，结构如通式ⅱ所示的单体化合物的质量分数为2％-70％，结构如通式ⅲ所示的单体化合物的质量分数为3％-40％，结构如通式ⅳ所示的单体化合物的质量分数为2％-45％。此外，在所述结构通式i至通式ⅳ所示的单体化合物组分中，通式v-1所示的rm反应单体的加入量为所述通式i至通式ⅳ所示单体化合物总质量的0.20％-0.60％。

通式ⅰ所示结构的单体化合物的质量分数优选为10％-18％，更优选为11％-16％；通式ⅱ所示结构的单体化合物的质量分数优选为5％-65％，更优选为8-60％；通式ⅲ所示结构的单体化合物的质量分数优选为4％-35％，更优选为5％-30％；通式ⅳ所示结构的单体化合物的质量分数优选为3％-42％，更优选为5％-40％。此外，通式v-1所示的rm反应单体的质量优选为通式i至通式ⅳ所示结构的单体化合物总质量的0.25％-0.50％，更优选为0.25％-0.40％。

一种优选的高清亮液晶组合物材料，由以下质量比的化合物组成：

10％-18％的结构式ⅰ-5所示的化合物：

2％-9％的结构式ⅱ-2所示的化合物：

4％-11％的结构式ⅱ-19所示的化合物：

5％-19％的结构式ⅱ-24所示的化合物：

3％-10％的结构式ⅱ-26所示的化合物：

3％-9％的结构式ⅱ-34所示的化合物：

3％-9％的结构式ⅱ-35所示的化合物：

3％-9％的结构式ⅱ-36所示的化合物：

3％-8％的结构式ⅲ-2所示的化合物：

4％-9％的结构式ⅲ-10所示的化合物：

3％-10％的结构式ⅲ-12所示的化合物：

2％-7％的结构式ⅳ-2所示的化合物：

3％-10％的结构式ⅳ-4所示的化合物：

上述通式结构总质量达到100％之后，再加入质量为通式i至通式ⅳ所示化合物总质量0.25％-0.50％的v-1所示的rm单体化合物：

进一步的，一种高清亮液晶组合物材料由以下质量比的化合物组成：

16％结构式ⅰ-5所示的化合物：

5％结构式ⅱ-2所示的化合物：

8％结构式ⅱ-19所示的化合物：

15％结构式ⅱ-24所示的化合物：

7％结构式ⅱ-26所示的化合物：

6％结构式ⅱ-34所示的化合物：

6％结构式ⅱ-35所示的化合物：

6％的结构式ⅱ-36所示的化合物：

6％结构式ⅲ-2所示的化合物：

7％结构式ⅲ-10所示的化合物：

8％结构式ⅲ-12所示的化合物：

6％结构式ⅳ-2所示的化合物：

4％结构式ⅳ-4所示的化合物：

上述通式结构总质量达到100％之后，再加入质量为通式i至通式ⅳ所示化合物总质量0.28％的v-1所示的rm单体化合物：

本发明的配向液晶材料可应用在透镜式裸眼3d显示中，应用在3d液晶透镜中，可改善配向问题，提升显示品质。

现有技术主要缺陷：如图4所示，由于高度差较大，物理方法(机械摩擦)的配向不理想，柱透镜结构顶部较好，而底部和两侧边缘不好，预倾角不固定，且不稳定。

本发明除了以液晶材料充当液晶透镜的“开关”外，还可以以液晶材料为载体使液晶透镜内部无论任何位置均有rm，而rm在紫外光照射的条件下，发生化学反应，即使在高度差较大的表面均可以形成一定角度的预倾角，从而解决配向不好的问题。

同时，该液晶材料有较高的清亮点，有较好的温度依存性，在屏幕持续工作情况下，可以保证液晶透镜的ne≈柱状结构的折射率，从而保证其显示品质。

附图说明

图1为液晶透镜不工作时即2d状态；

图2为液晶透镜工作时即3d状态；

图3为机械摩擦工作示意图；

图4为机械摩擦存在的问题；

图5为rm在液晶透镜中状态；

图6为rm液晶uv照射示意图；

图7为rm液晶经过uv照射后的配向示意图。

具体实施方式

如图5-7所示，本发明主要是使用高清亮的液晶材料，增加适当比例的rm(rm的比例可以根据不同的柱透镜高度做调整)，通过紫外光照射的方法，并在一定的电压下，使其在柱镜的表面(包含底部和边缘)形成配向层，并提供一定的预倾角。

在实施例中，所测试的物理参数特性如下：

ne：非寻常光的折射率；

δn：25摄氏度(℃)时的折射率各向异性；

δε：25摄氏度(℃)时的介电常数各向异性；

tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)。

实施例1：

一种配向液晶组合物材料，按照表1中液晶组合物的组成配制液晶组合物，将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测定的物性参数结果见表1。

表1实施例1液晶材料的组成及性能

在上述通式结构化合物总质量达到100％之后，再加入质量为表1中所有化合物总质量0.25％的v-1所示的rm单体化合物。将rm单体溶解于上述液晶中，注入到3d液晶透镜中，照射uv，紫外光使液晶内感光性单体反应，使液晶随着电场驱动方向产生预倾角。

实施例2：

一种配向液晶组合物材料，按照表2中液晶组合物的组成配制液晶组合物，将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测定的物性参数结果见表2。

表2实施例2液晶材料的组成及性能

在上述通式结构化合物总质量达到100％之后，再加入质量为表1中所有化合物总质量0.30％的v-1所示的rm单体化合物。将rm单体溶解于上述液晶中，注入到3d液晶透镜中，照射uv，紫外光使液晶内感光性单体反应，使液晶随着电场驱动方向产生预倾角。

实施例3：

一种配向液晶组合物材料，按照表3中液晶组合物的组成配制液晶组合物，将其填充于液晶显示器两基板之间进行性能测试，测定的物性参数结果见表3。

表3实施例3液晶材料的组成及性能

在上述通式结构化合物总质量达到100％之后，再加入质量为表1中所有化合物总质量0.28％的v-1所示的rm单体化合物。将rm单体溶解于上述液晶中，注入到3d液晶透镜中，照射uv，紫外光使液晶内感光性单体反应，使液晶随着电场驱动方向产生预倾角。

将本发明实施例1-3的配向液晶材料用于制备3d液晶透镜，应用在透镜式裸眼3d显示中，可以改善配向问题，明显提升显示品质。以上实施例在满足基本使用需求的同时，还可保证高温下品质。