膽甾相液晶組合物、液晶顯示面板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種膽留相液晶組合物和包含該膽留相液晶組合物的液晶 顯示面板，及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著液晶顯示技術(shù)的不斷完善，液晶顯示產(chǎn)品逐漸進(jìn)入各種應(yīng)用領(lǐng)域。液 晶顯示器以能耗低、平板化、輕薄結(jié)構(gòu)、高效顯示、以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，占據(jù)了顯示領(lǐng)域非 常重要的地位。
[0003] 隨著液晶顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們提出了一種新型的、更輕薄、低功耗且便攜的 膽甾液晶（Cholesteric Liquid Crystal，CLC)顯示技術(shù)。膽留相液晶顯示，如雙穩(wěn)態(tài)液晶 顯示，是利用膽留相液晶兩種穩(wěn)定狀態(tài)（即焦錐織構(gòu)態(tài)和平面織構(gòu)態(tài)）的一種顯示模式。膽 甾相液晶在焦錐織構(gòu)態(tài)和平面織構(gòu)態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，在無外電場的情況下，可持續(xù)保持 以上兩種狀態(tài)，從而在顯示時(shí)無需外電場驅(qū)動(dòng)。在外電場驅(qū)動(dòng)下，兩種狀態(tài)間可發(fā)生相互轉(zhuǎn) 化，提供有效顯示。膽留相液晶顯示器具有反射亮度高、視角寬、功耗小等特點(diǎn)，可以在柔性 基底上實(shí)現(xiàn)顯示。膽留相液晶顯示器是反射模式的，從而可以省去背光源，降低電子顯示設(shè) 備的功耗和體積。反射式膽留相液晶顯示器可以廣泛的應(yīng)用在需要顯示但不需要頻繁刷新 的場合，比如電子書、電子窗簾、物價(jià)牌和戶外廣告等領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種膽留相液晶組合物，包括嵌段共聚物和膽留液晶，其中 所述嵌段共聚物包括嵌段A和嵌段B，其中所述嵌段A含有手性基團(tuán)Ml，所述嵌段B含有手性 基團(tuán)M2,其中所述膽留液晶具有至少兩種不同的螺距。
[0005] 在一些實(shí)施方式中，嵌段A的旋光性不同于嵌段B的旋光性，當(dāng)將該嵌段共聚物與 液晶分子混合時(shí)，能夠形成具有至少兩種螺距的膽留相液晶，這種膽留相液晶能夠反射至 少兩種可見光。這里，嵌段A的旋光性不同于嵌段B的旋光性可以通過選自以下的方式實(shí)現(xiàn)： 手性基團(tuán)Ml不同于手性基團(tuán)M2,手性基團(tuán)Ml在嵌段A中的含量不同于手性基團(tuán)M2在嵌段B中 的含量，及其組合。
[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種顯示面板，其包括對(duì)盒設(shè)置的陣列基板和對(duì)置基板， 和設(shè)置在該陣列基板和對(duì)置基板之間的液晶層，其中所述液晶層包含如上所述的膽留相液 晶組合物。
[0007] 在所述顯示面板的一些實(shí)施方式中，所述陣列基板具有多個(gè)像素區(qū)域;所述膽甾 相液晶組合物在每個(gè)像素區(qū)域中均勻分布，并且其能夠反射可見光區(qū)域中的至少兩個(gè)波長 的光。
[0008] 在所述顯示面板中，利用在雙穩(wěn)態(tài)液晶中摻雜帶有不同手性劑的嵌段共聚物，實(shí) 現(xiàn)局部膽留相液晶不同的螺距，從而使得在平面織構(gòu)態(tài)時(shí)液晶層可以反射不同波長的可見 光，實(shí)現(xiàn)高亮度和高對(duì)比度的顯示，例如黑白顯示。
[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供制備所述膽留相液晶組合物的方法，包括以下步驟:提供 所述嵌段共聚物;將所述嵌段共聚物混合于初始液晶分子中從而形成所述膽留相液晶組合 物。在一些實(shí)施方式中，所述嵌段共聚物溶解于初始液晶分子中，從而使得該嵌段共聚物均 勻分布于所述膽留相液晶組合物中。
[0010] 在制備所述膽留相液晶組合物的方法的實(shí)施方式中，可以順序形成所述嵌段共聚 物中的嵌段A和嵌段B(例如先形成嵌段共聚物的嵌段A，再接著形成嵌段B，或者先形成嵌段 共聚物的嵌段B，再接著形成嵌段A);或者先分別形成包含嵌段A的聚合物A和包含嵌段B的 聚合物B，再將聚合物A和聚合物B連接形成所述嵌段共聚物。
[0011] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供制備上述顯示面板的方法，包括:提供陣列基板和對(duì)置基 板，將上述膽留相液晶組合物形成為位于所述陣列基板和所述對(duì)置基板之間的液晶層。
[0012] 由所述膽留相液晶組合物形成的液晶層也可以在顯示面板中原位形成。因此，本 發(fā)明的實(shí)施例還提供制備上述顯示面板的方法，包括:提供包含嵌段A的聚合物A和包含嵌 段B的聚合物B;將聚合物A和聚合物B混合(例如溶解)于初始液晶分子中得到初始液晶組合 物;將初始液晶組合物提供到對(duì)盒設(shè)置的陣列基板和對(duì)置基板之間（例如通過灌注或者滴 注進(jìn)行）；和使初始液晶組合物中的所述聚合物A和聚合物B連接形成所述嵌段共聚物，從而 形成所述膽留相液晶組合物。
【附圖說明】
[0013] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡單地介 紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。
[0014] 圖1示出了雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示原理。
[0015] 圖2示出了兩種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示的示意圖。
[0016]圖3示出了包含膽留相液晶組合物的顯示面板的示意圖及其顯示原理。
[0017]圖4示出了形成本發(fā)明的實(shí)施例提供的嵌段共聚物的一種方案。
[0018] 圖5示出了形成本發(fā)明的實(shí)施例提供的嵌段共聚物的一種方案。
[0019] 圖6示出了包含具有至少兩種螺距的膽留相液晶的顯示面板和包含僅具有一種螺 距的膽留相液晶的顯示面板的反射光譜對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā) 明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 圖1示出了雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示原理，其中圖1的左側(cè)為顯示區(qū)域的反射示意圖，圖1的 右側(cè)為非顯示區(qū)域的透射示意圖。
[0022] 圖1的左側(cè)示出了平面織構(gòu)的膽甾相液晶對(duì)特定波長進(jìn)行反射的原理。由于圖1中 膽甾相液晶螺距固定，根據(jù)布拉格反射定律，平面織構(gòu)的膽留相液晶只能反射某一特定波 長的光，其它波長的光經(jīng)液晶層而透射，從而可用于顯示特定波長的單色光。圖1的右側(cè)示 出了焦錐織構(gòu)的膽留相液晶透射所有的入射光，從而顯示為黑色。
[0023] 一般而言，膽甾相液晶的螺距約為300至400nm，例如約為300nm，而折射率約為1至 2，例如為1.60，因此，膽甾相液晶可反射波長為300至800nm的光。在實(shí)際的實(shí)施例中，反射 波長可以為380至780nm，剛好覆蓋可見光的波長。然而，由于膽留相液晶具有選擇反射的特 性，具有單一螺距的膽留相液晶僅反射單一波長的光，因此也就顯示單一色彩。
[0024]圖2示出了黑底黃字(左側(cè))和黑底紅字(右側(cè))的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示原理。
[0025] 圖1和圖2中所示的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示是通過低分子手性劑或者具有單一旋光性的 聚合物摻雜到液晶中，形成具有固定螺距的膽留相液晶。這種膽留相液晶具有兩種穩(wěn)定狀 態(tài)，平面織構(gòu)可以反射固定波長的入射光，反射光波長符合布拉格公式λ = η*ρ(其中λ為反 射光波長，Ρ為膽留相液晶螺距）。螺距決定于摻入的手性劑中手性碳的數(shù)量和結(jié)構(gòu)。焦錐織 構(gòu)結(jié)構(gòu)混亂，入射光能夠穿透液晶，被背景吸收，顯示為黑色。由于低分子手性劑或者具有 單一旋光性的聚合物在液晶中分布非常均勻，整體膽留相液晶螺距固定，因此該液晶在平 面織構(gòu)時(shí)只能反射固定波長的一種單色光，其他波長的光被背景吸收。此時(shí)反射效率低且 只能顯示某一種顏色，顯示效果有限，大大限制了雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示的應(yīng)用。如圖2中所示，左 側(cè)的顯示面板僅能反射570至600nm的光，因此顯示黑底黃字，而右側(cè)的顯示面板僅能反射 630至750nm的光，因此顯示黑底紅字，它們的顯示對(duì)比度低，顯示效果較差。
[0026] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種膽留相液晶組合物，包括嵌段共聚物和膽留液晶，其中 所述嵌段共聚物包括嵌段A和嵌段B，其中所述嵌段A含有手性基團(tuán)Ml，所述嵌段B含有手性 基團(tuán)M2,其中所述膽留液晶具有至少兩種不同的螺距。
[0027] 在所述膽留相液晶組合物的一些實(shí)施方式中，嵌段A包含選自以下式（I)的重復(fù)單
元： 其中R1各自獨(dú)立地選自氫、Ci-2Q烷基等，η 1為整數(shù)，表示重復(fù) ), 單元的數(shù)量。
[0028]在一些實(shí)施方式中，嵌段Β包含選自以下式（II)的重復(fù)單元： η 2 其中R2各自獨(dú)立地選自氫、Ci-2〇烷基等，η2為整數(shù)，表示重復(fù)單 - (II )， 元的數(shù)量。
[0029] 在本申請(qǐng)中術(shù)語心-加烷基表示具有1至20個(gè)碳原子的烷基，其可包括&烷基、C2烷 基、C 3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基、C 9烷基、C9烷基、Cn烷基、C12烷基、C13烷 基、C14烷基、C15烷基、C16烷基、C17烷基、C 18烷基、C19烷基、C2Q烷基。整數(shù)η 1或n2可以為10至 100000,例如100至10000,例如500至5000。需要說明的是，nl或n2表示嵌段A或者嵌段B中式 (I)或式(II)的重復(fù)單元的出現(xiàn)次數(shù)，然而并不表示相鄰的兩個(gè)式(I)或式(II)的重復(fù)單元 之間沒有其他的重復(fù)單元，也即相鄰的兩個(gè)式（I)或式（II)的重復(fù)單元之間還