專利名稱：液晶混合物和液晶單元及帶偶極的染料對混合物的應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種液晶混合物，一種用于彩色液晶顯示屏LCD的液晶單元，和用于液晶混合物的帶偶極的染料的應用。
液晶顯示屏的最重要的優(yōu)點之一是，與其它顯示器相比，其尺寸小，生成畫面不閃爍，對使用者非常方便，尤其對使用者的眼睛有保護作用，特別是對于長時間工作于顯示屏前的人。
液晶顯示屏包括一陣列液晶單元。近年來，已發(fā)展有各種不同的液晶單元，最重要的液體顯示單元是TN單元(扭曲向列型單元)、STN單元(超扭曲向列型單元)、PDLC單元(聚合物彌散液晶單元)等等。液晶單元通常采用向列型液晶，但是，也可采用近晶型液晶或膽甾醇型液晶。
所有上述的液晶材料一般都有共同特征。它們提供一種棒條狀的分子結(jié)構(gòu)，堅硬的長軸和偶極，和/或易于極化的取代基，因此可提供永久或誘導的偶極。
液晶態(tài)的明顯特征是分子趨于沿相同方向朝向的趨勢，被稱為導向偶極(director)。液晶分子的這種趨于朝向沿導向偶極方向的趨勢，導致了被稱為各向異性的條件。此術(shù)語指的是材料的性能，尤其光傳輸性能，這取決于對它們進行測定的方向。液晶的各向異性的性質(zhì)是造成其獨特光學性質(zhì)的主要原因。
在液晶單元和液晶顯示屏中，分子的方向性可通過對液晶材料或混合物或液晶單元施加電或磁場加以控制。這些液晶分子，具有一種永久偶極或誘導偶極，其本身易于沿電磁場方向取向。
對液晶混合物或液晶單元施加電或磁場，一般分子可在兩種狀態(tài)或兩種方向之間轉(zhuǎn)換，一種為“接通狀態(tài)”，此刻液晶單元優(yōu)選方向是透明的，和一種“斷開狀態(tài)”，此刻液晶單元的優(yōu)選方向是不透明的。
與液晶單元相關，透光度受各種效應的影響對于TN單元(扭曲向列型單元)，液晶材料內(nèi)的光偏振化會受影響，而在液晶材料的兩側(cè)提供了極化濾波器。液晶材料內(nèi)的偏振化受不受影響，取決于外加電磁場，因此光可透射上述“接通狀態(tài)”的兩個極化濾波器，或不能透射通過“斷開狀態(tài)”極化濾波器。
對于PDLC單元(聚合物彌散液晶單元)，小液晶液滴被均勻分散在透明聚合物基體中。液晶液滴的直徑與可見光波長不相上下。由于液滴直徑小如膜厚，只要在“斷開狀態(tài)”下液晶和聚合物間的折射率失配足夠的大，則第一方向(即在此方向透射對于液晶單元或顯示屏的功能是主要的，因此，也稱為功能方向或優(yōu)選方向)發(fā)射出的光線在通過薄膜射出之前會被散射多次。在沒有施加場的情況下，由于上述散射，薄膜會呈現(xiàn)為乳白色的。另一方面，在“接通狀態(tài)”，當用一種場使單個液滴的導向偶極定向時，液滴內(nèi)液晶的折射率會變得十分接近于聚合物基體材料的折射率，因此液晶材料在上述優(yōu)選方向會變透明。而當取消該場時，液晶疇會恢復其初始方向，因為表面力的作用，也因為其空穴不是理想的球形。“斷開狀態(tài)”的散射度將取決于折射率失配量、液晶液滴的尺寸和數(shù)密度。
為了能顯示彩色信息，液晶材料中要加入二色性染料。
一般說來，液晶尤其對有機分子是最好的溶劑。因此，在將少量幾何各向異性的染料混合于液晶中時，該染料分子會與液晶各向異性分子間相互作用場耦聯(lián)；它們傾向于按其分子長軸沿液晶導向偶極方向取向的方式而排列。當施加一種場，優(yōu)選施加電場時，染料分子可以沿液晶方向轉(zhuǎn)換。這種現(xiàn)象被稱為“賓主相互作用”，因此各液晶單元被稱為賓-主效應單元。
一方面使液晶單元或液晶顯示屏的品質(zhì)達到對比度好，彩色均勻，從而光學性質(zhì)好，另一方面在單元從例如斷開狀態(tài)到接通狀態(tài)或相反方向下轉(zhuǎn)換時使液晶單元達到響應時間。
對上升時間(rise time)通常定義為，在施加場時液晶材料或單元達到接通傳輸狀態(tài)所需的時間的90％。同樣，對衰落時間定義為，在設定場為零時液晶材料達到接通傳輸狀態(tài)所需要的時間的10％?？焖夙憫獣r間，尤其對移動圖像，而且也對具有圖像變化的標準計算機的應用非常重要。
本發(fā)明的這一目的是通過按照權(quán)利要求1的一種液晶混合物、按照權(quán)利要求20的用于彩色液晶顯示屏(彩色LCD)的一種液晶單元和按照權(quán)利要求27的帶永久偶極的染料在液晶混合物中的應用而實現(xiàn)的。權(quán)利要求書2-19，21-26和28-35涉及該液晶材料及各自單元的優(yōu)選實施方案，并涉及帶偶極的染料的應用。
按照本發(fā)明，該液晶混合物，即專門用于彩色液晶顯示屏的液晶單元的液晶混合物，包括一種液晶材料和一種染料，其中所述染料帶有偶極。該染料優(yōu)選帶永久偶極，但對某些應用，誘導偶極也足夠。通過添加帶偶極的染料，其上升時間可顯著縮短。這是由于染料的附加偶極直接受到施加場的影響，結(jié)果是通過施加場與液晶混合物總偶極矩的相互作用實現(xiàn)的總“定向力”可能增強。另一方面，該衰落時間卻幾乎不受影響，尤其不會因添加帶有永久偶極的染料而增加。
響應時間的降低，尤其是上升時間，對于良好光學性能是重要的，此外，可以降低顯示屏運行溫度的下限，因為轉(zhuǎn)換時間一般會隨溫度的降低而增加，限制了液晶混合物及液晶單元或液晶顯示屏的適用性。因此，按照本發(fā)明的液晶混合物和用于彩色液晶顯示屏的包括帶偶極的染料的一種液晶單元既增寬了其可采用該液晶材料或混合物和單元以及顯示屏的溫度范圍，也對使用者提供了在標準條件下更好的光學品質(zhì)。
這種應用意義上的染料，是包括至少一個發(fā)色團的一種介質(zhì)或分子單元，其中發(fā)色團只有按最寬的可能的理解來解釋，即產(chǎn)生彩色效應的任何分子單元，無論是單獨的或者是結(jié)合任何其它分子或原子單元。通常發(fā)色基團屬于π-電子體系。一種或多種發(fā)色團均可組合為色原(Chromogene)，也可以按最寬可能的解釋來解釋。
此外，按照本發(fā)明的染料可以包括附加基團，其中這些基團至少也可影響彩色效應，但是，這些附加基團也可以是對染料彩色效應沒有任何影響的基團或單元。這些基團例如可以屬于助色團(auxochrome groups)，如NR2、OR、COOH、SO3H等等，通常分別導致彩色或彩色波長的漂移。
各分子單元或子單元可以單獨或與其它分子單元或子單元結(jié)合一起，對按照本發(fā)明的染料提供偶極。尤其可以通過一種或多種發(fā)色團和/或在色原單元或子單元內(nèi)對該染料提供偶極。也可通過不包括在發(fā)色團或色原中的外延基團(extensional group)的單元(或子單元)來提供偶極。這些外延基團可以影響或不影響染料的產(chǎn)生彩色的效應，如上所述。
尤其可能和優(yōu)選的是，通過添加或刪除單元、分子和/或原子和/或離子，來修改來往返于分子間的無偶極矩的已有染料，以使染料產(chǎn)生偶極矩。如上所述，這可能導致彩色漂移，但是，也可添加或刪除對產(chǎn)生彩色效應沒有影響的單元，因此也可添加染料所要求的偶極。
應當注意，染料的彩色效應應該優(yōu)選為人類肉眼可見的彩色效應，但也可以是人類肉眼不可見波長范圍內(nèi)的彩色效應。因此，當用帶有按照本發(fā)明染料的液晶混合物對光進行傳輸和/或吸收和/或反射時，對彩色效應必須按最廣的可能范圍來加以理解，即任何光波長的移位。
當然，術(shù)語染料也不僅限于一類染料，在按照本發(fā)明液晶混合物中也可包含兩種或多種不同的染料。
對本發(fā)明意義上的液晶“混合物”，只有理解為一般意義的混合物，包括基本上所有可用或有用于功能混合物或功能層的材料或元素。因此，在應用于例如顯示屏的液晶單元的情況下，只有將該液晶混合物本身看成為整個薄膜或單元本身。它能包括僅一種具體類型的液晶材料，也可包括不同液晶材料的一種混合物。它也可包括非液晶的另外材料。此外，在本發(fā)明意義中的液晶混合物可包括如包括液晶液滴的聚合物基體，如此后將會結(jié)合優(yōu)選實施方案所解釋的。該液晶也可嵌入其它材料或分子基團內(nèi)。此外，在一種或多種液晶材料和/或其它材料或基團之間任何類型的相互作用或化學鍵合均可能出現(xiàn)，但仍然包括在該術(shù)語液晶混合物內(nèi)。
帶有偶極的染料，優(yōu)選帶有永久電偶極的染料，起一種雙功能的染料的作用，既對光學顯示提供彩色又對快速響應時間提供偶極矩。此外，該染料優(yōu)選具有光學各向異性的性能。
用于液晶混合物中的液晶材料能提供誘導電偶極，當施加場時，通過分子中電子和質(zhì)子的微小重排來實現(xiàn)，但優(yōu)選該液晶分子具有強永久電偶極，由此達到較高的總偶極和較高的“定向力”，如以上所說明的。具有鐵電性能的液晶是尤其優(yōu)選的。
液晶材料的電阻率優(yōu)選要非常高，以使采用本發(fā)明液晶混合物的液晶單元或液晶顯示屏的電力消耗降低。電阻率優(yōu)選大于1012Ωcm，更優(yōu)選大于1013Ωcm。
在一個優(yōu)選實施方案中，由于以上說明的扭曲向列型效應(TN效應)該液晶混合物是可操作和可控制的，其中優(yōu)選采用4′-正戊基-4-氰基聯(lián)苯液晶，在下文中命名為5CB。
在另一優(yōu)選實施方案中，該液晶混合物包括被均勻彌散于一種透明聚合物基體中的液晶液滴，形成一種聚合物彌散的液晶(PDLC)，也如以上所說明的那樣。
優(yōu)選材料是一種液晶混合物，即例如由Merck Limited(GreatBritain)公司提供，牌號為“BL001”(正式E7)，BL001的分子結(jié)構(gòu)表示為下述通式 作為聚合物材料，優(yōu)選采用暴露于紫外光下會固化的透明無色液態(tài)的光敏聚合物。這種光敏聚合物是例如由Norland ProductInc。(美國)提供的，其牌號為“Norland Optical Adhsive 65(NOA65)”。
液滴優(yōu)選尺寸在0.01-20μm范圍，更優(yōu)選在0.5-5μm之間。液晶液滴尺寸尤其優(yōu)選為大約3μm。采用這種尺寸的理由是因為非常大和非常小的液滴都不能有效地散射光?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，最佳尺寸是在約5倍于所傳輸光波長范圍，因此，接近于上述的3μm。在一個優(yōu)選實施方案中，液滴的形狀基本為球形，其中也可能出現(xiàn)一些不均勻性。但是，也可能是其它形狀的液滴，必須明白，對液滴的形狀是沒有什么限制的。
優(yōu)選本發(fā)明液晶混合物用于按照賓-主原則可操作和可控制的液晶單元，如上所述。
為使響應時間顯著降低，尤其上升時間顯著降低，本發(fā)明液晶混合物的染料要具有超過5德拜的永久偶極，優(yōu)選超過10德拜，最優(yōu)選大于或等于15德拜。當然，本發(fā)明也可采用帶有較高偶極的染料。
優(yōu)選該液晶混合物序參數(shù)(order parameter)在0.5以上，更優(yōu)選0.7以上。該序參數(shù)是對混合物的序給出定量量度的一個參數(shù)。序參數(shù)S定義為如下S=A||-A⊥A||+A⊥]]>其中A‖和A是對單元分別斷開和接通狀態(tài)下的吸光率測定值。
在本發(fā)明液晶混合物中染料優(yōu)選具有高的溶解度，優(yōu)選在0.5重量％以上，更優(yōu)選在1重量％以上。
該液晶材料優(yōu)選含有不足百分之一至約5重量％的染料，優(yōu)選在0.5-2重量％之間，最優(yōu)選在約1-1.5重量％。該重量％是根據(jù)所有液晶混合物包括所有可能成分而測定的，也可能包括非液晶基團或或單元或材料，甚至包括該染料。
對本發(fā)明的液晶混合物最優(yōu)選的染料是具有C22H28N4O組成的Morpip。Morpip的化學式結(jié)構(gòu)如下 Morpip在氯仿中的偶極矩為15±1德拜(取決于溶劑的極性)，在454.5納米有吸收峰，因此最適合于本發(fā)明的液晶混合物。
優(yōu)選染料的適宜通式表示如下 其中“D”表示電子施主基團，“π”表示π共軛體系和“A”表示電子受主基團。電子施主基團的實例包括二烷基氨基、吡啶并、嘧啶并等等。電子受主基團的實例包括硝基、二氰基甲烷化物(dicyanomethanide)、三氰基甲烷化物(tricyanomethanide)等等。π體系的實例包括所有共軛體系，并可包括噻吩環(huán)單元和苯基單元以及乙烯基單元。作為一般類型的實例，包括所有下述兩個通式的染料 其中D和D’表示適宜的電子施主基團，Y表示氫或者鹵素。如果是鹵素，則Y優(yōu)選是氟。
偶極矩高于10D的分子的其它實例是已知的。另一個實例如下，下述染料的偶極矩為17D。 該液晶混合物優(yōu)選提供的二色性比至少為2，更優(yōu)選至少5，最優(yōu)選至少7，乃至更高。按功能方向測定計，該二色比定義為該液晶混合物或單元接通對斷開狀態(tài)下透射光強度之比。高二色比會增強采用本發(fā)明的液晶混合物的各自器件的光學性質(zhì)。
本發(fā)明也涉及一種用于包括襯底的彩色液晶顯示屏(彩色-LCD)將液晶混合物放置于其上或其間的一種液晶單元、用于施加電場的電極、用于對電極提供電壓的電壓源，以及包括具有如上所述永久偶極的染料的一種液晶混合物。當然，該電壓源可以是一種外接電源，也可能為如在顯示屏中多個單元連接單一電壓電源。
對這種用于LCD的液晶單元的優(yōu)點上面早已說明，尤其是對響應時間較短的。
優(yōu)選該襯底是由玻璃和/或塑料制作的，而電極通過襯底上導電涂層而獲得。
該涂層優(yōu)選是一種ITO涂層(氧化銦錫涂層)，其中該涂層通常涂在塑料襯底的玻璃一側(cè)。
襯板間液晶混合物薄膜，尤其是聚合物彌散的液晶混合物薄膜，優(yōu)選厚度在5-40μm之間，尤其優(yōu)選在10-25μm之間，其中厚度是沿功能方向測定的，如上所述。
應當注意，術(shù)語襯板不僅包括平面板而且包括任何類型的構(gòu)成單元的襯底結(jié)構(gòu)，而單元內(nèi)包含該液晶混合物。為此，該襯板或簡單襯底包括所有用于包含所述液晶混合物器具的情況。
此外本發(fā)明還涉及應用帶偶極的染料，優(yōu)選永久偶極液晶單元和/或LCD，如上所述。也如早已說明的，用于LCD的最適當及優(yōu)選的液晶單元是反平行雙折射單元、TN-效應單元、PDLC單元及賓-主單元(GH單元)。
必須明白，上面所說明的以及可用于按照本發(fā)明液晶混合物的，以及尤其帶偶極的染料的所有特點，也都與本發(fā)明應用所述帶有偶極的染料相關。
以下將參照附圖對本發(fā)明上述特點及優(yōu)點進一步詳加說明
圖中參照號對照表100液晶單元110襯底114導電涂層116極化濾波器120液晶混合物200液晶單元210襯板214導電涂層220液晶混合物222液晶液滴224聚合物基體230電壓源232開關300屏310連接線

圖1示意表明液晶單元100的結(jié)構(gòu)。該液晶單元100包括兩個玻璃襯底110，此二襯底內(nèi)側(cè)都涂有ITO(氧化銦錫)涂層114。此單元包括一種液晶混合物120，此液晶混合物中包括4’-正戊基-4-氰基聯(lián)苯(5CB)作為液晶材料和電偶極矩為15±1德拜的Morpip作為的染料。該液晶混合物120包括1.0重量％的Morpip。
圖2a，b示意表明本發(fā)明的液晶單元200的第二實施方案，該液晶單元200包括塑料襯底210，其內(nèi)側(cè)僅覆蓋有ITO表面涂層214。在此優(yōu)選實施方案中，液晶混合物220是一種PDLC薄膜，其內(nèi)包括均勻彌散在透明聚合物基體224中的液晶液滴。此薄膜厚度為15μm，其中厚度按所述第一方向測定，該方向是測定光透射的優(yōu)選或基本方向而且對液晶單元的功能也是必不可少的。此方向也可標為功能方向。
液晶液滴222僅為非常示意的說明，其直徑約3μm，但由圖2a可看出，還沒有通過電源230對充當電極的ITO表面涂層240施加電壓，如圖2a中接線圖所示，其中示意通過電線310接通屏300，但自然表示了各液晶單元必須單獨加以接通及控制。單元及屏在優(yōu)選方向各自均不會是透明的，由于如上所解釋的散射。
圖2b說明如圖2a相同的實施方案，但它處于對液晶單元200的ITO表面涂層214施加電壓的狀態(tài)。從圖右側(cè)可看出，在施加電壓足夠時，此時為75伏特，各單個液滴的導向偶極按場取向。液滴內(nèi)液晶的折射率現(xiàn)接近于聚合物基體材料的折射率，(此時其差Δn低于0.002)并且該液晶混合物在優(yōu)選方向變成透明。通過圖2b左側(cè)的接線圖，示意表明帶有轉(zhuǎn)換開關其中顯示具體信息的屏300，說明了這一點。
圖3-6說明對響應時間測定試驗結(jié)果的圖形。測定上升時間及衰落時間，用以表明了按照本發(fā)明液晶材料中帶偶極的染料的作用。對于上升時間的測定，施加驅(qū)動電壓，其中設定施加電壓在優(yōu)選方向可引起90％的傳輸為接通狀態(tài)的傳輸，這時施加電壓設定為25v/15μm。測定在室溫24±1℃下進行。
圖3說明三種液晶混合物(有上述液晶的混合物BL001的PDLC混合物，由Merck Ltd.England公司提供)的結(jié)果，一個液晶混合物沒有添加染料，第二個有0.5重量％的Morpip，第三個有1.0重量％的Morpip，因此，第二及第三個屬于按照本發(fā)明的液晶混合物。如通過驅(qū)動電壓頻率(500Hz-42kHz)的完整測定可以看出，按照本發(fā)明添加Morpip 0.5重量％及1.0重量％后，上升時間顯著地降低。盡管測量誤差大，如圖3所顯示，但由于溫度僅小范圍的變化，上升時間就顯著變化，按照本發(fā)明液晶混合物的上升時間的這種降低趨勢，與簡單液晶材料比較起來，可看得更清楚。與按照現(xiàn)有技術(shù)不添加帶偶極的染料的液晶材料相比，本發(fā)明液晶材料響應得更快許多。
圖4表明在整個驅(qū)動電壓頻率范圍內(nèi)由圖3所示測定結(jié)果的平均值。此圖也說明，在對液晶材料添加Morpip作為帶有高永久偶極矩的染料后，上升時間顯著地降低。
圖5及6表明了同樣的測定結(jié)果，但不是按照本發(fā)明的PDLC混合物，而是對包括按照本發(fā)明的5CB液晶材料的反平行取向單元進行測定。對按照現(xiàn)有技術(shù)無染料的一種液晶材料和按照本發(fā)明液晶混合物三個分別包括0.5重量％，1.0重量％及1.5重量％的Morpip的液晶材料，測定了其上升時間。晶材料，測定了其上升時間。
圖5和6都清楚表明，添加按照本發(fā)明帶有高電偶極矩的染料，上升時間會顯著降低。
圖7是表明按照圖3和4中測定的實施方案的液晶混合物，即二色性PDLC混合物，對斷開時間的測定結(jié)果圖。此圖形表明，添加0.5重量％的Morpip，斷開時間幾乎沒有變化。但添加1.0重量％的Morpip，衰落時間略有增加。摻入濃度較高，衰落時間略長，很可能是由于液晶顯示屏的粘度增加所致。
圖8表明如圖7所示的對反平行取向單元的相同測定結(jié)果，這與示于圖5和6中的測得結(jié)果有關。盡管這種情況下也預計到由于粘度增加衰落時間會更長，但出人意料的是發(fā)現(xiàn)即使采用更高濃度2.0重量％的Morpip，其衰落時間幾乎不變。
圖3至8所示上述結(jié)果清楚表明，本發(fā)明液晶混合物能夠顯著降低液晶單元的上升時間，這對液晶顯示屏的品質(zhì)非常重要，如上所述。另一方面，此衰落時間幾乎不受添加帶有偶極的染料的影響。必須記住，當然在添加沒有偶極矩的染料時，由于以上說明的液晶混合物的粘度增加，此衰落時間也可增加。
2、二色性染料的制備。染料通過再結(jié)晶獲得，因此純度高。將它們保留于80℃真空干燥爐中一周以上的時間，以排除由于空氣中水氣所可能引起的離子雜質(zhì)。
3、二色性PDLC混合物的制備。取0.05毫升的UV可固化聚合物(NOA65)與0.05毫升的液晶(BL001)進行混合，獲得44.3重量％BL001混合物。
4、液晶中摻混賓染料。于液晶混合物中加入適量的染料(Morpip)，獲得所需染料濃度的混合物。然后，將其放置于黑暗中攪拌過夜，以避免染料見光降解。然后過濾該混合物(高壓液相層析法(HPLC Acrodisc 0.45μm))，以除去任何未溶解的晶粒，因為液晶變形所需能量很小，甚至可能成為引起塵粒的原因。
5、在玻璃單元中填充液晶混合物。樣品采用經(jīng)1測定的適宜空玻璃單元制造。加幾滴混合物至單元的開口端，利用毛細作用力進行裝填這些單元。然后將這些單元放置于真空干燥爐中15分鐘，除去在單元中所包含的任何氣泡。真空干燥爐保持在80℃(正好高于TN-I；對BL001為61℃，對5CB為35℃)，以排除在毛細作用力吸引混合物時引起的可能流動取向的缺陷。然后用環(huán)氧樹脂封閉單元的二開口端，防止由于外界空氣引起的可能污染。
6、引發(fā)相分離，形成PDLC。用紫外光(Spectroline，ModelEN-180 L/F，230V，50Hz，0.17A＝39.1W，相距110毫米下使用)在21℃下照射2分鐘，使聚合物混合物充分固化。用十字形偏光顯微鏡觀察相分離后的液晶液滴，觀察到它們的直徑為數(shù)個μm。
在生產(chǎn)TN單元代替PDLC單元時，摻入帶偶極的染料，制造5CB雙折射液晶，一個優(yōu)選實施方案中的Morpip作為液晶中的賓，在該優(yōu)選實施方案中4′-正戊基-4-氰基聯(lián)苯(5CB)作為主。在這種情況下可省略生產(chǎn)二色性PDLC單元的上述步驟3和6。
在本說明書、權(quán)利要求書和/或附圖中所公開的本發(fā)明特點可以是單獨和其任一組合以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明的材料。
權(quán)利要求
1.一種液晶混合物，尤其用于彩色液晶顯示屏的液晶單元，其包括一種液晶材料和一種染料，其特征在于所述染料具有一種偶極。
2.按照權(quán)利要求1的液晶混合物，其特征在于所述液晶材料具有一種永久偶極。
3.按照權(quán)利要求1的液晶混合物，其特征在于所述液晶材料具有一種誘導偶極。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶材料具有鐵電性能。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物(120、220)電阻率大于1012Ωcm，優(yōu)選大于1013Ωcm。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶材料是一種液晶共混物。
7.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物是可電場轉(zhuǎn)換及通過表面效應取向的。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶材料是4’-正戊基-4-氰基聯(lián)苯即5CB，以下式結(jié)構(gòu)表示。
9.按照權(quán)利要求書1-7中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物包括被分散于透明聚合物基體的液晶液滴。
10.按照權(quán)利要求9的液晶混合物，其特征在于所述聚合物基體包括一種可輻射或熱固化的聚合物。
11.按照權(quán)利要求9或10的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物通過混合而形成。
12.按照本權(quán)利要求9-11中任一項的液晶混合物，其特征在于所述聚合物基體的聚合物的折射率，當液晶液滴被以施加電場取向時，接近于在第一方向液晶液滴(222)的折射率。
13.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物在賓-主單元即GH-單元中是可操作的。
14.按照權(quán)利要求13的液晶混合物，其特征在于所述染料具有至少5德拜的一種永久偶極，優(yōu)選至少10德拜，最優(yōu)選約15德拜。
15.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述液晶混合物序參數(shù)為至少0.5，優(yōu)選至少0.7。
16.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述染料的溶解度在整個液晶混合物中至少為0.5重量％，優(yōu)選至少為1重量％。
17.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于所述染料是Morpip，以下述化學式表示。
18.按照前述權(quán)利要求中任一項的液晶混合物，其特征在于一種以下述化學式表示的染料 其中D表示電子施主基團，π表示π共軛體系和A表示電子受主基團。
19.按照權(quán)利要求18的液晶混合物，其特征在于D選自二烷基氨基、吡啶并和/或嘧啶并。
20.按照權(quán)利要求18或19的液晶混合物，其特征在于π選自噻吩環(huán)單元、苯基單元和/或乙烯基單元。
21.按照本權(quán)利要求18-20中任一項的液晶混合物，其特征在于A選自硝基、二氰基甲烷化物和/或三氰基甲烷化物。
22.用于彩色液晶顯示屏的液晶單元，其包括-一種液晶混合物(120、220)-用于包含所述液晶混合物(120、220)的襯板(110、210)，-用于對所述液晶混合物(120、220)施加電場的電極(112、114)，-用于對所述電極(110、210)施加電壓的一種電壓源(230)，其中所述液晶材料(120、220)包括一種染料其特征在于所述染料具有一種偶極。
23.按照權(quán)利要求22的液晶單元，其特征在于液晶混合物是按照權(quán)利要求1-19中任一項的一種混合物。
24.按照權(quán)利要求22或23的液晶單元，其特征在于所述襯板(110，210)是由玻璃和/或塑料制成。
25.按照本權(quán)利要求22-24中任一項的液晶單元，其特征在于所述電極是通過襯板(110，210)的涂層提供。
26.按照權(quán)利要求25的液晶單元，其特征在于所述涂層是一種ITO涂層(112，114；214)。
27.按照權(quán)利要求26的液晶單元，其特征在于所述ITO涂層(114)是涂在襯板(110)的兩側(cè)面。
28.按照權(quán)利要求22-27中任一項的液晶單元，其特征在于所述液晶材料(120、220)裝填于所述襯板之間，其中所述層的厚度在所述第一方向為5-40μm，優(yōu)選10-25μm。
29.具有偶極的染料用于液晶混合物的應用。
30.按照權(quán)利要求29的染料的應用，其特征在于所述液晶混合物被包含于液晶單元和/或液晶顯示屏內(nèi)。
31.按照權(quán)利要求30的染料的應用，其特征在于所述液晶單元是一種反平行取向的液晶單元。
32.按照權(quán)利要求30的染料的應用，其特征在于所述液晶單元是一種PDLC單元。
33.按照權(quán)利要求30的染料的應用，其特征在于所述液晶單元是一種GH單元。
34.按照權(quán)利要求29-33中任一項的染料的應用，其特征在于所述染料具有永久偶極。
35.按照權(quán)利要求34的染料的應用，其特征在于所述染料具有至少5德拜的永久偶極，優(yōu)選至少10德拜，和最優(yōu)選至少15德拜。
36.按照權(quán)利要求29-35中任一項的染料的應用，其特征在于所述染料是Morpip，以下述化學式表示
37.按照權(quán)利要求29-35中任一項的染料的應用，其特征在于一種染料是以下式表示 其中D表示一種電子施主基團，π表示一種π共軛體系和A表示一種電子受主基團。
38.按照權(quán)利要求37的染料的應用，其特征在于D選自二烷基氨基、吡啶并、嘧啶并。
39.按照權(quán)利要求書37或38的染料的應用，其特征在于π選自噻吩環(huán)單元、苯基單元、乙烯基單元。
40.按照權(quán)利要求37-39中任一項的染料的應用，其特征在于A選自二烷基氨基、吡啶并、嘧啶并。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶混合物,尤其用于彩色液晶顯示屏(LCD)的液晶單元,其包括一種液晶材料和一種染料,其中所述染料帶有偶極,優(yōu)選一種永久偶極。本發(fā)明還涉及一種用于彩色液晶顯示屏的液晶單元,包括一種液晶混合物、用于包含所述液晶混合物的襯板或襯底器具、用于對所述液晶混合物施加電場的電極和用于對所述電極施加電壓的一種電壓源,其中所述液晶混合物包括帶有偶極優(yōu)選一種永久偶極的有光學各向異性特性的染料。本發(fā)明還涉及帶有偶極的染料用于液晶混合物的應用,尤其用于液晶單元和/或液晶顯示屏方面的應用。
文檔編號G02F1/13GK1346866SQ0113540
公開日2002年5月1日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者章夫安田, D·布洛爾, G·克羅斯, G·羅維, 增谷啟 申請人:索尼國際(歐洲)股份有限公司, 達勒姆大學