[发明专利]液晶蓝相

说明书

发明背景

液晶蓝相是一种热致中间相，通常存在于各向同性相和手性向列相 之间，其在1888年描述苯甲酸胆甾醇酯的熔融行为的报告中首次确认。 该报告指出，该物质在冷却后从清亮变混浊时短暂变蓝。液晶蓝相的结 构由双扭圆柱形成，所述双扭圆柱是自组装的并且形成三维立方晶格。 这样的排列赋予液晶蓝相特殊的性质，例如光学各向同性，具有一定波 长的圆偏振光的可调谐反射，微秒响应，等。这些性质使得液晶蓝相具 有多种潜在应用，包括高效平板显示，快速响应光学设备和改进的激光 技术。利用液晶蓝相的实际应用一直限制于它们仅仅在狭窄温度范围 (通常约1°K)内的稳定性。

发明概述

本公开不限于所描述的特定系统、设备和方法，因为这些可以变化。 本说明书中使用的术语的目的仅仅在于描述特定变体或实施方式，而不 旨在限制范围。尽管不同的组合物和方法被描述为“包含”不同的组分或 步骤(理解为表示“包括，但不限于”)，但所述组合物和方法也可以“基 本上由所述不同的组分或步骤组成”或“由所述不同的组分或步骤组 成”，并且这样的术语应该理解为限定基本上封闭式成员的组。

实施方式描述形成稳定液晶蓝相的复合材料，制备所述液晶蓝相的 方法，和包含所述复合材料的设备。

在一个实施方式中，复合材料包含手性向列型液晶主体和至少一 种弯曲形化合物，其中所述复合材料具有的液晶蓝相可以具有至少 约5℃的稳定温度范围。在一些实施方式中，所述复合材料的厚度为 约0.5μm至约2μm。在一些实施方式中，所述弯曲形化合物具有式 (I)的结构：其中R₁和R₂各自独立地选自卤素和包含1至15个碳 的脂族烃；Ar₁，Ar₂，Ar₃，Ar₄和Ar₅各自独立地选自碳环芳烃，取 代碳环芳烃，杂环芳烃，取代杂环芳烃，多环芳烃，和取代多环芳 烃；X₁和X₂各自独立地选自CH₂，O，NH，和S；和Y₁和Y₂各自 独立地选自C＝O，C＝CH₂，C＝NH，和C＝S。

在一个实施方式中，包含手性向列型液晶主体和至少一种弯曲形 化合物的复合材料具有液晶蓝相和约0.5μm至约2μm的厚度。

在一个实施方式中，制备液晶蓝相的方法包括：提供包含手性向 列型液晶主体和至少一种弯曲形化合物的混合物的薄膜；加热所述 薄膜；和冷却所述薄膜以产生液晶蓝相，其中所述液晶蓝相的稳定 温度范围为至少约5℃。

在一个实施方式中，制备液晶蓝相的方法包括：提供包含手性向 列型液晶主体和至少一种弯曲形化合物的混合物的薄膜；加热所述 薄膜；和冷却所述加热的薄膜以产生液晶蓝相，其中所述薄膜的厚度 为约0.5μm至2μm。

在一个实施方式中，一种显示设备包括复合材料，其中所述复合 材料包含手性向列型液晶主体和至少一种弯曲形化合物。在这些实 施方式中，所述显示设备可以是蓝相模式液晶显示器，其相对于传 统的液晶显示器具有改进的制造成本。

附图描述

图1是蓝相温度范围对复合材料厚度的图。

发明详述

本文描述的是形成液晶蓝相的复合材料，制备所述液晶蓝相的方 法，和包含所述复合材料的设备。在一些实施方式中，所述复合材料的 液晶蓝相与通常只有几度的稳定性温度范围相比，可以具有改进的稳定 性温度范围。在一些实施方式中，所述改进的范围取决于膜的厚度。所 述液晶蓝相的改进的稳定性范围可以有助于将所述复合材料使用在，例 如，显示设备中。

在一个实施方式中，包含手性向列型液晶主体和至少一种弯曲形 化合物的复合材料具有的液晶蓝相的稳定温度范围为至少约5℃。

在一个实施方式中，包含手性向列型液晶主体和至少一种弯曲形 化合物的复合材料具有液晶蓝相和约0.5μm至约2μm的厚度。