[發(fā)明專利]一種液晶組合物及液晶透鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110213905.3
• 申請(qǐng)日: 2011-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN102352260A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳坤;吳光輝;李建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳超多維光電子有限公司
• 主分類號(hào): C09K19/44
• 分類號(hào): C09K19/44;G02F1/29
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 丁建春;李慶波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液晶組合物及其液晶透鏡。

背景技術(shù)

相機(jī)、手機(jī)相機(jī)、3D立體影像顯示、相位調(diào)制器等裝置，常利用變焦鏡頭將影像放大或縮小來成像。傳統(tǒng)變焦鏡頭設(shè)有多個(gè)鏡群(lens?group)，通過鏡群之間沿光軸方向移動(dòng)，以改變彼此之間的間距，從而使整體焦距改變，但不影響成像距離。然而此種鏡頭需要較長的鏡群移動(dòng)距離，導(dǎo)致機(jī)械裝置體積大、調(diào)節(jié)緩慢、調(diào)焦范圍有限、價(jià)格昂貴、裝置驅(qū)動(dòng)消耗能量大且容易損壞等。

為尋找替代機(jī)械調(diào)焦的方法，并且能夠大范圍地改變焦距，現(xiàn)有技術(shù)利用電場(chǎng)來控制焦距的液晶變焦透鏡(Liquid?Crystal?lens)，通過在帶圓孔的電極上施加電壓形成特殊的電場(chǎng)，使電場(chǎng)中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而對(duì)光起到分散或是會(huì)聚的作用。其實(shí)際為一種模擬光學(xué)元件，通過在電極之間施加不同的電壓能夠方便地實(shí)現(xiàn)我們想要的特定的光學(xué)透鏡特性。

其中，柱狀液晶透鏡光柵是現(xiàn)有技術(shù)中一種利用電場(chǎng)來形成透鏡的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)3D立體顯示。所述柱狀液晶透鏡光柵通過在透明玻璃基板上蝕刻出條狀透明ITO電極，然后在該電極上施加不同的電壓形成電場(chǎng)，使電場(chǎng)中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而改變?nèi)肷涔獾姆较颍瑫r(shí)通過電壓的變化及電極數(shù)量的變化來改變柱狀液晶透鏡光柵的焦距和柵距等。

但由于液晶組合物各組分具有不同的物理性能，因此液晶組合物各組分的參數(shù)組合決定了液晶組合物的各個(gè)性能。其中，為實(shí)現(xiàn)柱狀液晶透鏡光柵較傳統(tǒng)的柱狀物理光柵的優(yōu)越性，需柱狀液晶透鏡光柵能夠在60Hz、120Hz或更高頻率下能自由地切換，對(duì)此，則需要一種具有高速響應(yīng)性能的液晶組合物。和柱狀液晶透鏡光柵的響應(yīng)性能相關(guān)的液晶組合物的各變量之間有如下關(guān)系：

關(guān)系式一：T_on＝(γ1d²/k11π²)/[(V/Vth)²-1]

關(guān)系式二：T_off＝γ1d²/k11π²

其中，γ1是旋轉(zhuǎn)粘度，d是液晶層厚度，K11是展曲彈性常數(shù)，V是驅(qū)動(dòng)電壓，Vth是閾值電壓。從上述關(guān)系式可以看出，通過降低液晶組合物的旋轉(zhuǎn)粘度或提高其展曲彈性常數(shù)，或降低液晶層厚度，可以縮短其響應(yīng)時(shí)間。然而，如果降低旋轉(zhuǎn)粘度以改善響應(yīng)時(shí)間，則液晶的展曲彈性常數(shù)和相變溫度也將隨之下降，并且，如果展曲彈性常數(shù)增加，則閾值電壓和旋轉(zhuǎn)粘度將趨于增大。同時(shí)，若要降低液晶層厚度，則液晶組合物的雙折射率要增大，這同樣會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)粘度增大。因此，為改善響應(yīng)時(shí)間，這三個(gè)影響因素間的平衡關(guān)系必須減少到最小。

此外，雙折射率也是液晶化合物的一項(xiàng)重要的物理特性。普通的TN、STN顯示用液晶材料的雙折射率一般在0.12至0.20之間，TFT顯示用液晶材料的雙折射率一般在0.065至0.135之間，PDLC及多穩(wěn)態(tài)顯示用液晶材料的雙折射率一般需要大于0.20，而3D立體顯示用液晶透鏡(Liquid?Crystal?lens)的液晶材料的雙折射率一般要大于0.25。

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(xiàn)有技術(shù)的液晶組合物的性能參數(shù)未能實(shí)現(xiàn)較理想的組合，因此，有必要對(duì)液晶組合物中的單體液晶選擇和組分配比做進(jìn)一步的優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種液晶組合物及其液晶透鏡，以解決現(xiàn)有技術(shù)的液晶組合物的性能參數(shù)未能實(shí)現(xiàn)較理想組合的問題。

本發(fā)明提供了一種液晶組合物，該液晶組合物包括：

a.重量百分比為0％-70％的由通式I表示的第一類化合物：

其中，R1和R2彼此獨(dú)立地是-NCS、-CN、-F、具有1-10個(gè)碳原子的烷基或具有1-10個(gè)碳原子的烷氧基，K1和K2彼此獨(dú)立地是H或F，彼此獨(dú)立地是或

b.重量百分比為0-50％的由通式II表示的第二類化合物：

其中，R3和R4彼此獨(dú)立地是-NCS、-CN、-F、具有0-10個(gè)碳原子的烷基或具有0-10個(gè)碳原子的烷氧基，K3和K4彼此獨(dú)立地是H或F，Z為-COO-、-C≡C-或-CH2CH2-；