[發明專利]一種大光學各向異性的液晶組合物

有效

• 申請號: 201310169744.1
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103254910A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 史子謙;貴麗紅;高紅茹;喬云霞;豐景義;劉宏改;陳雪嬌
• 申請（專利權）人: 石家莊誠志永華顯示材料有限公司
• 主分類號: C09K19/46
• 分類號: C09K19/46;C09K19/44
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及一種液晶組合物，尤其是指一種用于液晶顯示元件LC-Lens的大光學各向異性的液晶組合物。

背景技術

立體視頻，俗稱3D視頻，是一種通過雙目或多目視覺信號、使人們能夠感受強烈立體視覺沖擊效果的多媒體形式，在航天、軍事、醫療、教育、娛樂等領域都有巨大的應用價值。近年來，3D技術逐漸在計算機視覺、圖形學、圖像視頻處理與通信等多個學科領域成為研究熱點，同時，由于電影電視事業的蓬勃發展，3D電視產業的發展成為了必然趨勢。

與目前常見的2D顯示器不同，3D顯示是指采用光學等各種技術手段來模擬實現人眼的立體視覺特性，將空間物體以3D信息再現出來，并呈現出具有縱深感的3D圖像的顯示方式。依據觀看者在觀看3D圖像時是否需要佩戴助視設備，可將3D顯示器分為助視3D顯示器和裸視3D顯示器。

助視3D顯示器需要觀看者佩戴眼鏡或頭盔等助視設備，因此給觀看者帶來諸多不便，且非常不利于一些人群（如小孩和已戴近視或遠視眼鏡的人）觀看；同時，多種助視3D顯示器都有其固有缺陷，如常規分色3D顯示器無法實現彩色顯示，偏振光3D顯示器的圖像亮度低，快門3D顯示器需要與顯示器同步，頭盔3D顯示器使人完全沉浸在所看圖像的虛擬環境匯總，無法同時進行現實活動等。因此，近年間，裸視3D顯示技術已經取代了助視3D顯示技術而成為了新的研究熱點。

裸視3D顯示器不需要觀看者佩戴眼鏡或頭盔等任何助視設備就能觀看到3D影像，其顯示是通過在普通平面顯示器前放置狹縫光柵或柱鏡光柵實現的。光柵3D顯示器的結構簡單、造價低廉、性能良好，因此倍受關注。根據所采用的光柵不同，光柵3D顯示器可分為狹縫光柵3D顯示器和柱透鏡光柵3D顯示器兩種。柱透鏡光柵3D顯示是在顯示屏前粘貼一個透鏡設備，利用透鏡的折射作用，使得通過透鏡的光指向特定的方向。使用液晶材料制作的透鏡稱為液晶透鏡（Liquid?Crystal?Lens，簡稱LC-Lens）。與狹縫光柵3D顯示相比，柱透鏡光柵3D顯示不存在顯示亮度損失嚴重的缺陷，因而更受到人們的喜愛。

雖然3D顯示可以給觀看者帶來震撼的立體視覺體驗，但是由于有的片源并不需要3D顯示效果，例如文本、圖片、已有的普通2D片源等，而且觀看者長時間觀看光柵3D的立體影像會產生一定的視覺疲勞，因此，若能實現柱透鏡光柵2D/3D顯示兼容，研發出一種裸視的2D/3D兼容的顯示器，使觀看者可隨心所欲的在2D顯示與3D顯示間切換，且不需頻繁摘戴助視設備，將會獲得更加廣泛的應用。而利用LC-Lens技術，則可實現柱透鏡光柵2D/3D顯示兼容。

利用LC-Len技術來實現柱透鏡光柵2D/3D顯示兼容的方法主要有三種：①條形電極驅動平面LC-Lens法；②有源切換弧形LC-Lens法；③偏振態切換弧形LC-Lens法。

其中，在采用條形電極驅動使液晶形成液晶透鏡的方法中，液晶被封裝在兩塊平行玻璃基板之間，ITO條形電極按一定間距排布在上玻璃基板上，而下玻璃基板上的電極為公共電極。若采用正性液晶，當不施加電壓時，液晶分子長軸垂直于玻璃基板的方向，入射偏振光穿過液晶時不改變傳播方向，從而實現2D顯示模式；當施加電壓時，在透鏡邊緣部分的電場強于透鏡中間部分的電場，電場的不均勻分布使得液晶分子指向矢方向呈不均勻分布，進而液晶分子層的有效折射率相應發生改變，此時，入射偏振光穿過液晶時傳播方向發生改變，從而實現3D顯示模式。

采用條形電極驅動平面LC-Lens法來實現2D/3D顯示兼容模式，為了獲得更好的視覺和2D/3D轉換效果，LC-Lens的厚度需要盡量薄，這樣不僅可以降低器件厚度，而且能使光學透鏡擁有較快的響應時間。在透光率一定的情況下，LC-Lens的厚度（d）與液晶的光學各向異性系數（△n）成反比。因此，為了獲得較薄的LC-Lens，對用于LC-Lens的液晶材料有諸多要求，其光學各向異性至少達到0.300以上，并且具有小的旋轉粘度，寬的向列相范圍。

在中國專利CN102352260中，提供了一種液晶組合物及液晶透鏡，該液晶組合物具有較低的向列項起始電壓、較寬的相變溫度范圍、較小的粘彈系數比、較大的光學各向異性以及較大的介電各向異性等特性，能減小液晶透鏡厚度并提高其響應速度。該專利液晶組合物中，主要用于提高其光學各向異性的液晶分子的主要結構為異硫氰基單炔化合物，其實施例公開的液晶組合物的光學各向異性的范圍為0.2545～0.381。

發明內容