[發(fā)明專利]一種寬溫域、低驅(qū)動(dòng)電壓的量子點(diǎn)摻雜藍(lán)相液晶的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010043761.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111154501B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東宇;唐家悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K19/58
• 分類號(hào): C09K19/58
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所 11399
• 代理人: 李建華

本發(fā)明提供了一種寬溫域、低驅(qū)動(dòng)電壓的量子點(diǎn)摻雜藍(lán)相液晶的制備方法。所述的量子點(diǎn)摻雜藍(lán)相液晶是將一定濃度的量子點(diǎn)摻雜進(jìn)藍(lán)相液晶中，使之形成穩(wěn)定的混合物，利用量子點(diǎn)的納米特性和量子點(diǎn)特性，使藍(lán)相液晶被量子點(diǎn)穩(wěn)定，拓寬溫域，同時(shí)降低了藍(lán)相液晶實(shí)際應(yīng)用中的相變驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明解決了普通藍(lán)相液晶溫域窄、驅(qū)動(dòng)電壓高的問題。在最佳的摻雜比例下，最高可以拓寬1.9℃的溫域，降低百分之五十七的驅(qū)動(dòng)電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟物質(zhì)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子點(diǎn)摻雜的藍(lán)相液晶的制備及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

藍(lán)相液晶為各向同性態(tài)與膽甾相態(tài)之間的一種相態(tài)，是一種具有遠(yuǎn)程有序的熱力學(xué)穩(wěn)定液晶相。由于其伴隨異常的旋光彌散或者其選擇性反射圓偏振光的原因，藍(lán)相液晶通常呈現(xiàn)出藍(lán)色。然而，藍(lán)相還有紅、藍(lán)、綠甚至白色，這取決于其布拉格反射的特性，布拉格反射則取決于藍(lán)相液晶的反射晶面和其螺距的長(zhǎng)短。其特點(diǎn)包括(1)藍(lán)相液晶的溫度區(qū)間特別窄，一般在1℃左右，通常出現(xiàn)在液晶的各向同性態(tài)和手性向列相之間；(2)藍(lán)相液晶通常僅存在于高手性含量的液晶體系內(nèi)，且螺距小于臨界螺距；(3)藍(lán)相液晶無(wú)雙折射特性，屬于光學(xué)各向同性的三維光子晶體；對(duì)外界的刺激敏感，響應(yīng)速度較快；(4)在空間中，藍(lán)相液晶分子的排列呈現(xiàn)出由雙扭曲圓柱體組裝成的立方結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較弱，容易轉(zhuǎn)形為手性向列相；(5)藍(lán)相液晶具有圓二色現(xiàn)象，能夠選擇性反射紫外光或短波長(zhǎng)的可見光，由于具有此特點(diǎn)通常反射明亮的藍(lán)光；(6)藍(lán)相液晶具有反常的色散能力，對(duì)圓偏振光的選擇反射與溫度、壓強(qiáng)均有關(guān)系。

溫度區(qū)間過窄、驅(qū)動(dòng)電壓高一直阻礙著藍(lán)相液晶的使用，然而近年來(lái)隨著研究的深入，研究者實(shí)現(xiàn)了藍(lán)相液晶溫域一定的拓寬，驅(qū)動(dòng)電壓的降低、這使得其向?qū)嶋H應(yīng)用邁出了重要一步。但仍存在著上述問題，這也是目前限制其使用的最大原因。

發(fā)明內(nèi)容

因此，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)以及應(yīng)用中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低驅(qū)動(dòng)電壓、寬溫域的藍(lán)相液晶制備方法。基于量子點(diǎn)摻雜的優(yōu)勢(shì)，在這項(xiàng)工作中，將量子點(diǎn)摻雜進(jìn)藍(lán)相液晶中，通過特定比例的手性物質(zhì)和量子點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓的大幅度降低和溫域的拓寬

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種寬溫域、低驅(qū)動(dòng)電壓的量子點(diǎn)摻雜藍(lán)相液晶的制備方法，包括以下步驟：

1)制備藍(lán)相液晶：將列相液晶，手性物質(zhì)混合，超聲溶解制得藍(lán)相液晶母體液晶；

2)稱取一定量的藍(lán)相液晶母體液晶，將量子點(diǎn)/正己烷溶液加入到所述藍(lán)相液晶母體液晶中，超聲分散均勻得到量子點(diǎn)/藍(lán)相液晶混配物；

3)將上述量子點(diǎn)/藍(lán)相液晶混配物加熱揮發(fā)去正己烷溶劑，得到最終產(chǎn)物。

其中步驟一所述手性物質(zhì)占藍(lán)相液晶的質(zhì)量比為30％～45％；超聲溶解的時(shí)間為1-3h；手性物質(zhì)為R811；列相液晶的種類為SLC7011(熔點(diǎn)Tm為-29.95℃，清亮點(diǎn)為TNI＝67.05℃，室溫下(25℃)的介電各向異性參數(shù)為Δε＝16.1，雙折射率為為0.148)或SLC1717(熔點(diǎn)Tm為-20℃，清亮點(diǎn)(Clearing Point，液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲詰B(tài)的溫度)TNI＝92.0℃，室溫下(25℃)的介電各向異性參數(shù)為Δε＝12.2，雙折射率為0.22)。

其中步驟二量子點(diǎn)在藍(lán)相液晶中的質(zhì)量比為0.05％～0.25％；超聲分散時(shí)間為1-3h；量子點(diǎn)包括：CdSe/ZnS量子點(diǎn)(表面基團(tuán)為油酸基團(tuán))；ZnSe/ZnS量子點(diǎn)(表面基團(tuán)為油胺)；CdS/ZnS量子點(diǎn)(表面基團(tuán)為辛硫醇)；InP/ZnS量子點(diǎn)(表面基團(tuán)為油胺)。

其中步驟三中加熱溫度為20～30℃；步驟三加熱時(shí)間為1～10h。

本發(fā)明還進(jìn)一步要求保護(hù)上述方法制備的寬溫域、低驅(qū)動(dòng)電壓的量子點(diǎn)摻雜藍(lán)相液晶。

在最佳的摻雜比例下，最高可以拓寬1.9℃的溫域，降低57％的驅(qū)動(dòng)電壓。

附圖說(shuō)明