CN111154501A - 一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法 - Google Patents

一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法。所述的量子点掺杂蓝相液晶是将一定浓度的量子点掺杂进蓝相液晶中，使之形成稳定的混合物，利用量子点的纳米特性和量子点特性，使蓝相液晶被量子点稳定，拓宽温域，同时降低了蓝相液晶实际应用中的相变驱动电压。本发明解决了普通蓝相液晶温域窄、驱动电压高的问题。在最佳的掺杂比例下，最高可以拓宽1.9℃的温域，降低百分之五十七的驱动电压。

Description

一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法
技术领域
本发明属于软物质领域，尤其涉及一种量子点掺杂的蓝相液晶的制备及其应用方法。
背景技术
蓝相液晶为各向同性态与胆甾相态之间的一种相态，是一种具有远程有序的热力学稳定液晶相。由于其伴随异常的旋光弥散或者其选择性反射圆偏振光的原因，蓝相液晶通常呈现出蓝色。然而，蓝相还有红、蓝、绿甚至白色，这取决于其布拉格反射的特性，布拉格反射则取决于蓝相液晶的反射晶面和其螺距的长短。其特点包括(1)蓝相液晶的温度区间特别窄，一般在1℃左右，通常出现在液晶的各向同性态和手性向列相之间；(2)蓝相液晶通常仅存在于高手性含量的液晶体系内，且螺距小于临界螺距；(3)蓝相液晶无双折射特性，属于光学各向同性的三维光子晶体；对外界的刺激敏感，响应速度较快；(4)在空间中，蓝相液晶分子的排列呈现出由双扭曲圆柱体组装成的立方结构，稳定性较弱，容易转形为手性向列相；(5)蓝相液晶具有圆二色现象，能够选择性反射紫外光或短波长的可见光，由于具有此特点通常反射明亮的蓝光；(6)蓝相液晶具有反常的色散能力，对圆偏振光的选择反射与温度、压强均有关系。
温度区间过窄、驱动电压高一直阻碍着蓝相液晶的使用，然而近年来随着研究的深入，研究者实现了蓝相液晶温域一定的拓宽，驱动电压的降低、这使得其向实际应用迈出了重要一步。但仍存在着上述问题，这也是目前限制其使用的最大原因。
发明内容
因此，针对上述现有技术以及应用中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低驱动电压、宽温域的蓝相液晶制备方法。基于量子点掺杂的优势，在这项工作中，将量子点掺杂进蓝相液晶中，通过特定比例的手性物质和量子点，可以实现驱动电压的大幅度降低和温域的拓宽
本发明通过以下技术方案实现。
一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法，包括以下步骤：
1)制备蓝相液晶：将列相液晶，手性物质混合，超声溶解制得蓝相液晶母体液晶；
2)称取一定量的蓝相液晶母体液晶，将量子点/正己烷溶液加入到所述蓝相液晶母体液晶中，超声分散均匀得到量子点/蓝相液晶混配物；
3)将上述量子点/蓝相液晶混配物加热挥发去正己烷溶剂，得到最终产物。
其中步骤一所述手性物质占蓝相液晶的质量比为30％～45％；超声溶解的时间为1-3h；手性物质为R811；列相液晶的种类为SLC7011(熔点Tm为-29.95℃，清亮点为TNI＝67.05℃，室温下(25℃)的介电各向异性参数为Δε＝16.1，双折射率为为0.148)或SLC1717(熔点Tm为-20℃，清亮点(Clearing Point，液晶态转变为各向同性态的温度)TNI＝92.0℃，室温下(25℃)的介电各向异性参数为Δε＝12.2，双折射率为0.22)。
其中步骤二量子点在蓝相液晶中的质量比为0.05％～0.25％；超声分散时间为1-3h；量子点包括：CdSe/ZnS量子点(表面基团为油酸基团)；ZnSe/ZnS量子点(表面基团为油胺)；CdS/ZnS量子点(表面基团为辛硫醇)；InP/ZnS量子点(表面基团为油胺)。
其中步骤三中加热温度为20～30℃；步骤三加热时间为1～10h。
本发明还进一步要求保护上述方法制备的宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶。
在最佳的掺杂比例下，最高可以拓宽1.9℃的温域，降低57％的驱动电压。
附图说明
图1为实施例1、2、3，4中量子点掺杂对温域的影响折线图，此图体现了量子点掺杂浓度对温域拓宽的影响，在0.18的量子点掺杂比例下，可以实现最高的温域拓宽，其他浓度下也有一定的拓宽效果。
图2为实施例1、2、3，4中量子点掺杂对驱动电压的影响折线图，此图体现了量子点掺杂浓度对驱动电压的影响，在0.15的量子点掺杂比例下，可以实现最大的驱动电压降低，其他浓度也有一定的降低效果。
图3为实施例1、2、3，4中量子点InP/ZnS的透射电镜照片。
具体实施方式
实施例1
(1)将列相液晶SLC7011，手性物质R811混合，R811比例为32wt％，超声溶解。
(2)分别称取一定量步骤一的蓝相液晶母体液晶，从InP/ZnS量子点/正己烷溶液中取出一定体积的量子点加入到蓝相液晶体系中，使其比例为0.15wt％。超声1h分散均匀。
(3)将上述的到的量子点/蓝相液晶混配物超声，室温挥发10h去除正己烷溶剂，得到最终产物。
实施例2
(1)将列相液晶SLC7011，手性物质R811混合，R811比例为32wt％超声溶解。
(4)分别称取一定量步骤一的蓝相液晶母体液晶，从InP/ZnS量子点/正己烷溶液中取出一定体积的量子点加入到蓝相液晶体系中，使其比例为0.18wt％。超声2h分散均匀。
(5)将上述的到的量子点/蓝相液晶混配物超声，室温挥发8h去除正己烷溶剂，得到最终产物。
实施例3
(1)将列相液晶SLC7011，手性物质R811混合，R811比例为32wt％超声溶解。
(6)分别称取一定量步骤一的蓝相液晶母体液晶，从InP/ZnS量子点/正己烷溶液中取出一定体积的量子点加入到蓝相液晶体系中，使其比例为0.12wt％。超声1h分散均匀。
(7)将上述的到的量子点/蓝相液晶混配物超声，室温挥发8h去除正己烷溶剂，得到最终产物。
实施例4
(1)将列相液晶SLC7011，手性物质R811混合，R811比例为32wt％，超声溶解。
(2)分别称取一定量步骤一的蓝相液晶母体液晶，从InP/ZnS量子点/正己烷溶液中取出一定体积的量子点加入到蓝相液晶体系中，使其比例为0.2wt％。超声1h分散均匀。
(3)将上述的到的量子点/蓝相液晶混配物超声，室温挥发10h去除正己烷溶剂，得到最终产物。
当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶的制备方法，包括以下步骤：
1)制备蓝相液晶：将列相液晶，手性物质混合，超声溶解制得蓝相液晶母体液晶；
2)称取一定量的蓝相液晶母体液晶，将量子点/正己烷溶液加入到所述蓝相液晶母体液晶中，超声分散均匀得到量子点/蓝相液晶混配物；
3)将上述量子点/蓝相液晶混配物加热挥发去正己烷溶剂，得到最终产物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一所述手性物质占蓝相液晶的质量比为30％～45％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一超声溶解的时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二量子点在蓝相液晶中的质量比为0.05％～0.25％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二超声分散时间为1-3h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所使用的量子点包括：CdSe/ZnS量子点(表面基团为油酸基团)；ZnSe/ZnS量子点(表面基团为油胺)；CdS/ZnS量子点(表面基团为辛硫醇)；InP/ZnS量子点(表面基团为油胺)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中加热温度为20～30℃；步骤三加热时间为1～10h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一手性物质为R811。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一列相液晶的种类为SLC7011(熔点Tm为-29.95℃，清亮点为TNI＝67.05℃，室温下(25℃)的介电各向异性参数为Δε＝16.1，双折射率为Δn＝0.148)或SLC1717(熔点Tm为-20℃，清亮点(Clearing Point，液晶态转变为各向同性态的温度)TNI＝92.0℃，室温下(25℃)的介电各向异性参数为Δε＝12.2，双折射率为Δn＝0.22)。
10.权利要求1-9任一项所述的方法制备的宽温域、低驱动电压的量子点掺杂蓝相液晶。
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