專(zhuān)利名稱(chēng)：混合液晶顯色示溫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一組混合液晶顯示材料，特別是指一組膽甾型混合液晶顯色示溫材料。
背景技術(shù)：
液晶是兼有液體和晶體部分性質(zhì)及特殊分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。液晶物質(zhì)在液晶態(tài)具有液體的流動(dòng)性和不同類(lèi)型的分子有序排列。膽甾型液晶由于其分子排列具有層狀螺旋結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出特殊的光學(xué)性質(zhì)，其中生成彩虹輝光的選擇光散射現(xiàn)象就是其特征性能之一。當(dāng)照射到膽甾型液晶薄層的入射光波長(zhǎng)等于其層狀螺旋結(jié)構(gòu)的螺距時(shí)，就會(huì)發(fā)生Bragg反射，從而顯示出可見(jiàn)光光譜范圍的各種不同的色彩。膽甾型液晶呈現(xiàn)的色彩受外界刺激而靈敏地發(fā)生變化，這種刺激有電場(chǎng)、磁場(chǎng)和溫度等。根據(jù)這種性質(zhì)，膽甾型液晶可利用其色彩變化來(lái)顯示溫度。這是膽甾型液晶用于顯色示溫材料的基礎(chǔ)。如今，這種熱致變色液晶已經(jīng)成為一種新型的信息功能材料。
能夠發(fā)生熱致變色的液晶分為膽甾醇衍生物和手性液晶兩類(lèi)。前者因具有較寬的液晶相變溫度范圍及價(jià)廉而被廣泛的應(yīng)用。但通常單一的膽甾型液晶品種顯色的液晶態(tài)溫度區(qū)域并非在室溫附近，大多在室溫以上或高于室溫較多，且顯示顏色變化的溫度范圍也較寬。要使其控制在室溫區(qū)域并有靈敏的溫度變化，一種有效的方法是將幾種膽甾型液晶進(jìn)行共混，以降低混合液晶的相變溫度。此時(shí)，膽甾型混合液晶的螺距不僅受溫度的影響，而且還受混合物中各組分相對(duì)比例的影響。因此，可根據(jù)不同的顯色示溫需求，來(lái)選擇和配制不同液晶種類(lèi)及比例的混合液晶組成。
歐洲專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)朎P 404,609，申請(qǐng)日1990、12、27，專(zhuān)利號(hào)EP 404,609)公開(kāi)了數(shù)組膽甾型液晶混合物顯示材料的配比方案。其組成如下混合物中至少含有下列化合物中的六種，其中至少有一種是在下列A組的膽甾醇酯中選出；至少有一種是在下列B組的膽甾醇酯中選出；至少有一種是在下列C組的膽甾醇酯中選出。而且，混合物中A組的膽甾醇酯總量要在22.0％～75.0％之間，B組的膽甾醇酯總量要在12.0％～70.0％之間，C組的膽甾醇酯總量要在7.0％～35.0％之間。A組組份為(膽甾醇脂肪酸酯)a.膽甾醇烷基羧酸酯(CnH2n+1COO.Ch，其中n＝3～18)，b.膽甾醇烯基羧酸酯(CnH2n-1COO.Ch，其中n＝4～17)，c.膽甾醇3-氯丙羧酸酯，d.鹵代膽甾醇；B組組份為(膽甾醇脂肪醇碳酸酯)e.膽甾醇烷基碳酸酯(CnH2n+1OCOO.Ch，其中n＝3～18)，f.膽甾醇烯基碳酸酯(CnH2n-1OCOO.Ch，其中n＝3～18)；C組組份為(膽甾醇碳環(huán)化合物的羧酸酯和碳酸酯)g.膽甾醇芳環(huán)化合物的羧酸酯和碳酸酯。
如(A)混合液晶中含有5.0％膽甾醇油烯基碳酸酯，38.0％膽甾醇壬酸酯，11.0％膽甾醇月桂基碳酸酯，10.0％膽甾醇苯甲酸酯，4.0％膽甾醇正戊基碳酸酯，4.0％膽甾醇異戊基碳酸酯，4.0％膽甾醇正丁基碳酸酯，4.0％膽甾醇異丁基碳酸酯，4.0％膽甾醇正己酸酯，4.0％膽甾醇正己基碳酸酯，5.0％膽甾醇2-乙基己酯，3.0％膽甾醇月桂酸酯，3.0％膽甾醇?xì)浠瘜?duì)苯二酸酯和1.0％抗氧化劑。這樣得到的液晶將在15～25℃顯色。(B)混合液晶中含有7.0％膽甾醇油烯基碳酸酯，38.0％膽甾醇壬酸酯，14.0％膽甾醇月桂基碳酸酯，9.0％膽甾醇苯甲酸酯，8.0％膽甾醇正己酸酯，4.0％膽甾醇正己基碳酸酯，3.0％膽甾醇月桂酸酯，8.0％膽甾醇苯乙酸酯，5.0％膽甾醇2-乙基己酯，3.0％膽甾醇?xì)浠瘜?duì)苯二酸酯和1.0％抗氧化劑。這樣得到的液晶將在8～15℃顯色。(C)混合液晶中含有15.0％膽甾醇油烯基碳酸酯，36.0％膽甾醇壬酸酯，12.5％膽甾醇月桂基碳酸酯，8.5％膽甾醇苯甲酸酯，6.5％膽甾醇正己酸酯，3.0％膽甾醇正丁基碳酸酯，2.5％膽甾醇正己基碳酸酯，2.5％膽甾醇月桂酸酯，5.0％膽甾醇苯乙酸酯，5.0％膽甾醇2-乙基己酯，2.5％膽甾醇?xì)浠瘜?duì)苯二酸酯和1.0％抗氧化劑。這樣得到的液晶將在5～12℃顯色。(D)混合液晶中含有30.0％膽甾醇油烯基碳酸酯，30％膽甾醇壬酸酯，10.0％膽甾醇月桂基碳酸酯，7.0％膽甾醇苯甲酸酯，5.0％膽甾醇正己酸酯，2.5％膽甾醇正己基碳酸酯，2.5％膽甾醇正丁基碳酸酯，2.5％膽甾醇月桂酸酯，2.5％膽甾醇異丁基碳酸酯，5.0％膽甾醇2-乙基己酯，2.0％膽甾醇?xì)浠瘜?duì)苯二酸酯和1.0％抗氧化劑。這樣得到的液晶將在0～8℃顯色。(E)混合液晶中含有50.0％膽甾醇油烯基碳酸酯，18.0％膽甾醇壬酸酯，6.5％膽甾醇月桂基碳酸酯，6.5％膽甾醇苯甲酸酯，6.5％膽甾醇正己酸酯，2.5％膽甾醇2-乙基-3-己烯酸酯，2.5％膽甾醇β-苯基丙酸酯，2.5％膽甾醇苯乙酸酯，4.0％膽甾醇2-乙基己酯和1.0％抗氧化劑。這樣得到的液晶將在-2～+3℃顯色。
可見(jiàn)，依上述方案混合所獲液晶的溫度顯示范圍為-2～25℃。但該組方案要求混合物中的組分要在六種以上，組成較為復(fù)雜，溫度顯示高點(diǎn)只在25℃左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一組組分較少的膽甾型混合液晶顯色示溫材料，其可示溫度范圍更寬，變色溫度更窄。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)如下方案來(lái)完成的。采用膽甾醇油烯基碳酸酯(COC)、膽甾醇壬酸酯(CPE)、膽甾醇油酸酯(COE)、氯代膽甾醇(CC)和膽甾醇對(duì)正丙氧基苯甲酸酯(CPB)五種膽甾型液晶化合物，取其質(zhì)量比混合比例如下(1)、COC15.0％，COE11.1％，CPE49.9％，CPB10.0％，CC14.0％。在約0℃顯示綠色。
(2)、COC15.0％，COE11.0％，CPE51.0％，CPB.10.0％，CC13.0％。分別在3.0℃、8.5℃和13.5℃顯示紅色、綠色和紫色。
(3)、COC15.0％，COE11.1％，CPE52.0％，CPB9.9％，CC12.0％。分別在10.3℃、13.2℃和16.0℃顯示紅色、綠色和紫色。
(4)、COC15.0％，COE11.0％，CPE53.0％，CPB10.0％，CC11.0％。分別在15.5℃、17.5℃和19.5℃顯示紅色、綠色和紫色。
(5)COC15.0％，COE10.9％，CPE54.0％，CPB10.1％，CC10.0％。分別在19.5℃、21.5℃和23.7℃顯示紅色、綠色和紫色。
(6)、COC15.0％，COE11.0％，CPE54.9％，CPB10.0％，CC9.1％。分別在23.5℃、25.3℃和27.3℃顯示紅色、綠色和紫色。
(7)COC15.0％，COE10.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC8.0％。分別在26.9℃、28.3℃和30.0℃顯示紅色、綠色和紫色。
(8)、COC15.0％，COE11.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC7.0％。分別在28.7℃、30.0℃和31.6℃顯示紅色、綠色和紫色。
(9)、COC14.6％，COE10.5％，CPE58.0％，CPB10.5％，CC6.4％。分別在30.4℃、31.5℃和33.0℃顯示紅色、綠色和紫色。
(10)、COC15.0％，COE11.0％，CPE59.0％，CPB10.0％，CC5.0％。分別在34.4℃、35.8℃和36.8℃顯示紅色、綠色和紫色。
(11)、COC15.0％，COE10.0％，CPE60.6％，CPB10.0％，CC4.4％。分別在36.2℃、37.6℃和39.3℃顯示紅色、綠色和紫色。
該組混合液晶的總溫度顯示范圍為0～39.3℃。
本發(fā)明的混合液晶顯色示溫材料，只采用了5種化合物進(jìn)行調(diào)配，所用液晶種類(lèi)少，制作簡(jiǎn)單，顯色示溫的范圍在0～39.3℃。
具體實(shí)施例下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，分別按(1)、COC15.0％，COE11.1％，CPE49.9％，CPB10.0％，CC14.0％；(2)、COC15.0％，COE11.0％，CPE51.0％，CPB10.0％，CC13.0％；(3)、COC15.0％，COE11.1％，CPE52.0％，CPB9.9％， CC12.0％；(4)、COC15.0％，COE11.0％，CPE53.0％，CPB10.0％，CC11.0％；(5)、COC15.0％，COE10.9％，CPE54.0％，CPB10.1％，CC10.0％；(6)、COC15.0％，COE11.0％，CPE54.9％，CPB10.0％，CC9.1％；(7)、COC15.0％，COE10.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC8.0％；(8)、COC15.0％，COE11.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC7.0％；(9)、COC14.6％，COE10.5％，CPE58.0％，CPB10.5％，CC6.4％；(10)、COC15.0％，COE11.0％，CPE59.0％，CPB10.0％，CC5.0％；(11)、COC15.0％，COE10.0％，CPE60.6％，CPB10.0％，CC4.4％，精確稱(chēng)取各種膽甾型液晶，在具有控溫加熱裝置的磁力攪拌器上混合。先將混合液晶加熱至全部溶解，攪拌約半個(gè)小時(shí)后，將溫度降到恰好在清亮點(diǎn)上(降溫到混合液晶出現(xiàn)顏色或渾濁后，升溫至恰好透明，此時(shí)的溫度為混合液晶的清亮點(diǎn))。恒溫?cái)嚢?～3小時(shí)，即得混合液晶。用一載玻片將一黑布?jí)涸趲в袦囟扔?jì)的熱臺(tái)上，取少量混合液晶樣品均勻涂在兩蓋玻片之間，將其置于載玻片上?？刂茻崤_(tái)的升溫速度，觀察并記錄混合液晶的的顏色隨溫度的變化情況。結(jié)果如下表

值得注意的是，混合液晶中氯代膽甾醇組分對(duì)顯色溫度及范圍影響較大，但其加入量并不是無(wú)限的。它在一定的組成范圍內(nèi)發(fā)揮作用，當(dāng)其含量超過(guò)質(zhì)量比例13％時(shí)，呈現(xiàn)顏色變化的溫度接近或低于0℃，而含量少于3％后，混合液晶則觀察不到顏色變化。
膽甾型液晶均有自身固有螺距Po，混合液晶的螺距P和各組分液晶固有的螺距Po及其組分的質(zhì)量比存在一定的關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一組膽甾型混合液晶顯色示溫材料，其特征是所述的混合液晶顯色示溫材料是由COC，COE，CPE，CPB和CC五種膽甾型液晶化合物按一定質(zhì)量比混合而成，其各組分的質(zhì)量混合比例分別如下(1)、COC15.0％，COE11.1％，CPE49.9％，CPB10.0％，CC14.0％，在約0℃顯示綠色；(2)、COC15.0％，COE11.0％，CPE51.0％，CPB10.0％，CC13.0％，分別在3.0℃、8.5℃和13.5℃顯示紅色、綠色和紫色；(3)、COC15.0％，COE11.1％，CPE52.0％，CPB9.9％，CC12.0％，分別在10.3℃、13.2℃和16.0℃顯示紅色、綠色和紫色；(4)、COC15.0％，COE11.0％，CPE53.0％，CPB10.0％，CC11.0％，分別在15.5℃、17.5℃和19.5℃顯示紅色、綠色和紫色；(5)COC15.0％，COE10.9％，CPE54.0％，CPB10.1％，CC10.0％，分別在19.5℃、21.5℃和23.7℃顯示紅色、綠色和紫色；(6)、COC15.0％，COE11.0％，CPE54.9％，CPB10.0％，CC9.1％，分別在23.5℃、25.3℃和27.3℃顯示紅色、綠色和紫色；(7)COC15.0％，COE10.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC8.0％，分別在26.9℃、28.3℃和30.0℃顯示紅色、綠色和紫色；(8)、COC15.0％，COE11.0％，CPE57.0％，CPB10.0％，CC7.0％，分別在28.7℃、30.0℃和31.6℃顯示紅色、綠色和紫色；(9)、COC14.6％，COE10.5％，CPE58.0％，CPB10.5％，CC6.4％，分別在30.4℃、31.5℃和33.0℃顯示紅色、綠色和紫色；(10)、COC15.0％，COE11.0％，CPE59.0％，CPB10.0％，CC5.0％，分別在34.4℃、35.8℃和36.8℃顯示紅色、綠色和紫色；(11)、COC15.0％，COE10.0％，CPE60.6％，CPB10.0％，CC4.4％，分別在36.2℃、37.6℃和39.3℃顯示紅色、綠色和紫色。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一組膽甾型混合液晶顯色示溫材料，由COC，COE，CPE，CPB和CC五種膽甾型液晶化合物按一定質(zhì)量比混合而成，組分較少，變色溫度靈敏，用于顯色示溫的溫度范圍為0～39.3℃。
文檔編號(hào)C09K19/36GK1485399SQ0213478
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者張子勇, 陳燕瓊 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)