[发明专利]一种高双折射率液晶化合物及其组合物

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种高双折射率液晶化合物及其组合物，主要用于光通讯、多稳态液晶显示、3D立体显示、光散射模式以及PDLC等领域。

背景技术

显示技术和光学器件应用要求液晶材料在物理性能和光电性能之间必须呈现较好的性能搭配，近年来具有高双折射率的液晶材料由于能够有效降低液晶盒厚度而显得越来越重要，这就意味着器件的响应速度可以得到大大提高，特别是在3D显示、场序显示等高速显示系统、液晶光阀和自适应光学中的空间光调制器等应用领域这一性能参数显得尤为重要。在光学应用中更快的响应速度则意味着更好的系统性能和光学效果。

在位相型液晶空间光调制器应用中，器件的响应速度主要取决于下降响应时间。由响应时间公式：

τ_off＝γ₁d²/K₁₁π²

可知，要想提高响应速度，必须降低液晶材料的旋转粘度γ1或减小液晶盒厚度d。

由光学位相调制量的计算公式：

Γ=(2πλ)Δnd]]>

可知，要保证足够的位相调制量(Δnd≥1λ)，减小液晶盒厚度d的同时必须增大液晶材料的双折射率Δn，只有这样才可使用位相包裹法扩展出多个波长的调制效果。在这种器件中，如果提高液晶材料的双折射率，在相同的调制量下就可减小液晶盒厚度，即提高了器件的响应速度。含有异硫氰基的二苯乙炔类液晶化合物由于同时具有较高的双折射率和较低的旋转粘度，可以满足以上要求，适合用来制作光调制器，以提升器件的响应性能。例如，已知的含有异硫氰基的二苯乙炔液晶化合物，结构式如下所示：

这两种化合物具有相对较高双折射率、低旋转粘度的特性。在Liquid Crystals，Vol.33，No.6，June2006，705-710，题名为“High figure-of-merit nematic mixtures based on totally unsaturated isothiocyanate liquid crystals”的论文中公开了化合物(2)和(3)的物性数据分别为：Cr44SmK71SmE87I和Cr138Cr241(N17)I。在2006年题为“High birefringence and low viscosity liquid crystals”的博士论文中公开了化合物(2)的双折射率为0.364。化合物(2)和(3)由于本身的π电子共轭体系仍不够长，双折射率值仍相对较小。化合物(2)只具有近晶相，应用中容易诱导混合液晶产生近晶相。化合物(3)为单变液晶，且液晶相温度范围窄，实测熔融焓值较高，为76.08J/g，对于具有较高熔融焓值的液晶而言，在低温长时间储存过程中易发生结晶现象。

发明内容

为了克服背景技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种既具有高双折射率、又具有低旋转粘度和更好相容性的液晶化合物。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种高折射率液晶化合物，结构通式如(1)所示：

其中，X为H或F。

一种高双折射率的液晶组合物，其特征在于：至少包含一种通式Ⅰ所示的液晶化合物，且重量百分含量小于等于30％且不为零。还包含有重量百分比为5％～30％的通式Ⅱ所示化合物、5％～30％的通式Ⅲ所示化合物和5％～50％的通式Ⅳ所示化合物，

其中，R₁、R₂、R₃分别是碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基或碳原子数为1～5的氟代烷氧基中的一种；X₁～X₇分别是-H或-F。

上述组合物优选：通式Ⅱ所示化合物为7％～26％、通式Ⅲ所示化合物为5％～28％，通式Ⅳ所示化合物为15％～35％。