專利名稱：混合液晶顯色示溫材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開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：
液晶是兼有液體和晶體部分性質及特殊分子結構的物質。液晶物質在液晶態(tài)具有液體的流動性和不同類型的分子有序排列。膽甾型液晶由于其分子排列具有層狀螺旋結構而表現(xiàn)出特殊的光學性質，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。當照射到膽甾型液晶薄層的入射光波長等于其層狀螺旋結構的螺距時，就會發(fā)生Bragg反射，從而顯示出可見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、磁場和溫度等。根據(jù)這種性質，膽甾型液晶可利用其色彩變化來顯示溫度。這是膽甾型液晶用于顯色示溫材料的基礎。如今，這種熱致變色液晶已經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。前者因具有較寬的液晶相變溫度范圍及價廉而被廣泛的應用。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行共混，以降低混合液晶的相變溫度。此時，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比例的影響。因此，可根據(jù)不同的顯色示溫需求，來選擇和配制不同液晶種類及比例的混合液晶組成。
歐洲專利(申請?zhí)朎P 404,609，申請日1990、12、27，專利號EP 404,609)公開了數(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％膽甾醇氫化對苯二酸酯和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％膽甾醇氫化對苯二酸酯和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％膽甾醇氫化對苯二酸酯和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％膽甾醇氫化對苯二酸酯和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，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，組成較為復雜，溫度顯示高點只在25℃左右。

發(fā)明內容
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)明的技術方案是通過如下方案來完成的。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)和膽甾醇對正丙氧基苯甲酸酯(CPB)五種膽甾型液晶化合物，取其質量比混合比例如下(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種化合物進行調配，所用液晶種類少，制作簡單，顯色示溫的范圍在0～39.3℃。
具體實施例下面對本發(fā)明作進一步的描述，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，攪拌約半個小時后，將溫度降到恰好在清亮點上(降溫到混合液晶出現(xiàn)顏色或渾濁后，升溫至恰好透明，此時的溫度為混合液晶的清亮點)。恒溫攪拌2～3小時，即得混合液晶。用一載玻片將一黑布壓在帶有溫度計的熱臺上，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。控制熱臺的升溫速度，觀察并記錄混合液晶的的顏色隨溫度的變化情況。結果如下表

值得注意的是，混合液晶中氯代膽甾醇組分對顯色溫度及范圍影響較大，但其加入量并不是無限的。它在一定的組成范圍內發(fā)揮作用，當其含量超過質量比例13％時，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及其組分的質量比存在一定的關系。
權利要求
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量比混合而成，其各組分的質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C09K19/36GK1485399SQ0213478
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月23日 優(yōu)先權日2002年9月23日
發(fā)明者張子勇, 陳燕瓊 申請人:暨南大學