一種基于手性離子的白色熒光膽甾相液晶器件及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于手性離子的白色熒光膽甾相液晶器件,由兩層透明基板層及包夾在中間的單層膽甾相液晶層構(gòu)成。本發(fā)明工藝簡單,實施性強,器件呈現(xiàn)白色熒光,顯色指數(shù)高并且可以快速切換。
【專利說明】
一種基于手性離子的白色熒光膽甾相液晶器件及其制備工藝
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及液晶器件領域,具體是一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件 及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 白光材料在顏色保真方面有著優(yōu)越的性能,所以它在可見光顯示器和照明方面有 著巨大潛力。近年來白光材料和器件的研究取得了很大的成就,白光材料可以通過物理混 合或化學合成具有互補發(fā)射色的發(fā)色基團得到。因此,白光的產(chǎn)生通常依賴于白光材料的 合成方法和期間的制備工藝。目前人們獲取白色電致發(fā)光的方法主要有以下3種:(1)在發(fā) 光層中摻雜熒光染料,通過主體材料和客體材料之間的不完全能量傳輸,二者同時發(fā)出不 同顏色的光,從而實現(xiàn)白色電致發(fā)光;(2)在包括紅藍綠發(fā)光層的多層發(fā)光器件中,通過不 同材料的能級匹配來調(diào)整載流子的復合區(qū),或運用電子(空穴)阻擋層來獲得白光;(3)三基 色紅綠藍發(fā)光的疊加。但是材料的純度和器件的操作穩(wěn)定性是白光材料及其器件最大的問 題。成本高、效率低、器件外部耦合效率低、操作穩(wěn)定性差的原因也影響著白光器件的應用。
[0003] 因此,設計、發(fā)明一種顯色指數(shù)高并且快速調(diào)節(jié)的白色熒光器件是目前急需解決 的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件及其制備工 藝,以解決白色熒光器件顯色指數(shù)低、不能快速調(diào)節(jié)的問題。
[0005] 為了達到上述目的,本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0006] 所述的一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,其特征在于:包括有兩層 透明基板層及包夾在兩透明基板層之間的單層膽留相液晶層,其中發(fā)光材料摻雜在液晶層 中,膽留相液晶由向列相液晶摻雜手性劑與手性離子構(gòu)成,膽留相液晶在兩透明基板層之 間呈螺旋梯度分布。
[0007] -種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,其特征在于:所述的發(fā)光材料分 布于膽留相液晶中。當螺距均勻分布時,器件呈現(xiàn)單一的熒光特性;當形成螺距梯度時,器 件熒光光譜變寬,顯色指數(shù)變高。
[0008] 所述膽留相液晶為負性液晶,所摻雜的發(fā)光材料重量為向列相液晶重量的 0.15%-0.25%,膽甾相液晶由向列相液晶摻雜手性劑及手性離子構(gòu)成,手性劑重量為向列 相液晶重量的4%_25%,同時所摻雜的手性離子為咪唑類手性離子,其重量為向列相液晶 重量的4%_10%。
[0009] -種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件的制備工藝,其特征在于包括以下 步驟:
[0010] 首先將向列相液晶、熒光材料、手性劑和手性離子混合注入液晶器件中兩層透明 基板層之間,向列相液晶與手性劑、手性離子混合得到膽留相液晶,對兩層透明基板層之間 施加直流電場,穩(wěn)定后切換至高頻交流電場,即得到穩(wěn)定的白色熒光膽留相液晶器件。
[0011] 所述的一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件的制備工藝,其特征在于:
[0012] 施加大小為100V的直流電壓于所述的膽留相液晶上誘發(fā)其螺距梯度分布,施加時 間為3s;再施加 I OOKHz的IOOV高頻交流電壓得到規(guī)整排布的液晶分子,施加時間0.4s,高頻 交流電場頻率須足夠高,大于60KHz,方可保持螺距梯度不變。
[0013] 與傳統(tǒng)寬白色熒光器件相比,本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0014] 1、本發(fā)明利用高壓直流電場及高頻交流電場產(chǎn)生膽留相液晶螺距梯度,過程簡 易,實施性強。通過電場調(diào)節(jié)實現(xiàn)快速切換發(fā)光顏色。
[0015] 2、本發(fā)明液晶器件白色熒光顯色指數(shù)高,在照明與顯示領域有著巨大的應用前 景。
[0016] 3、本發(fā)明液晶器件不同于之前研究的led白光器件,在膽留相液晶顯示器方面實 現(xiàn)了白色熒光。
[0017] 4、本發(fā)明利用向列相液晶摻雜熒光材料、手性劑和手性離子進行器件制備,工藝 簡單。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明所制備的白色熒光膽甾相液晶顯示器件結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例制備白色熒光膽甾相液晶顯示器件的流程示意圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例所制備液晶器件的透射率曲線圖和熒光曲線圖。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示,一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,包括有兩層透明基板 層1及包夾在兩透明基板層之間的單層液晶層。發(fā)光材料2均勻分布在膽留相液晶中,隨著 液晶分子呈螺旋梯度分布。液晶層為膽留相液晶3,由向列相液晶摻雜發(fā)光材料、手性劑和 手性離子構(gòu)成。膽留相液晶3在兩透明基板層1之間呈螺旋梯度分布。
[0022] 膽留相液晶3為負性液晶,所摻雜的發(fā)光材料重量為向列相液晶重量的0.15%_ 0.25%,膽留相液晶由向列相液晶摻雜手性劑及手性離子4構(gòu)成,手性劑重量為向列相液晶 重量的4%-25%,同時所摻雜的手性離子為咪唑類手性離子,其重量為向列相液晶重量的 4%-10%〇
[0023] -種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件的制備工藝,首先將膽留相液晶、 發(fā)光材料、手性劑和手性離子混合注入液晶器件中兩層透明基板層1之間,向列相液晶與手 性劑、手性離子混合得到膽留相液晶,對兩層透明基板層之間施加直流電場,穩(wěn)定后切換至 高頻交流電場,即得到白色熒光膽留相液晶器件。
[0024]施加大小為100V的直流電壓于所述的膽留相液晶上誘發(fā)其螺距梯度分布,施加時 間為3s;再施加 I OOKHz的IOOV高頻交流電壓得到規(guī)整排布的液晶分子,施加時間0.4s,高頻 交流電場頻率須足夠高,大于60KHz,方可保持螺距梯度不變。
[0025]本發(fā)明在向列相液晶中摻雜發(fā)光材料、手性劑和手性離子材料,在電場作用下誘 導液晶螺距梯度分布,從而得到白色發(fā)光液晶器件,器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如附圖1所示。制備的 液晶器件具有白光發(fā)射性能,顯色指數(shù)高和快速調(diào)節(jié)的優(yōu)點。
[0026] 本發(fā)明基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件由相互平行的透明玻璃基板及 液晶盒內(nèi)螺距梯度分布的膽留相液晶組成。
[0027] 本發(fā)明液晶器件經(jīng)直流電場誘發(fā)螺距梯度,再經(jīng)頻率足夠高的高頻交流電場控制 得到液晶分子規(guī)整排布。
[0028] 實施例:
[0029] 1、膽甾相液晶的制備
[0030] 稱取膽甾相液晶的配比為:
[0031] HNG715600-100/S811/CIM/AFAN=79.91%/15.98%/4%/0.11%(wt%)〇
[0032] 所用到的HNG715600-100為江蘇和成顯示科技股份有限公司生產(chǎn)的負性向列相液
晶;AFAN為發(fā)光材料, 〗11為手性劑,化學式3
(ΠΜ為手性離子,化學:
[0033]將膽甾相液晶在熱臺上加熱攪拌,加熱時間30min,加熱溫度為95°C。
[0034] 2、液晶器件的制備
[0035]器件的制備如附圖2所示。將上述膽甾相液晶利用毛細管法注入30μπι液晶盒中,施 加直流電壓100V,然后切換至高頻交流電壓,測試器件透射率曲線,驗證得到白色熒光膽甾 相液晶顯示器件。
[0036] 3、液晶器件性能測試
[0037] 制備的白色熒光膽甾液晶顯示器件的透射率曲線圖和熒光曲線圖如附圖3所示, 其中(A)為所制備白色熒光膽留相液晶顯示器件的透射率曲線。當螺距均勻分布時為P態(tài) (平面織構(gòu)狀態(tài)),對應于圖中的實線,有比較窄的反射帶;當螺距梯度分布時為寬帶(寬波 段顯示狀態(tài)),對應于圖中的虛線,有比較寬的反射帶。其中(B)為所制備白色熒光膽甾相液 晶顯示器件的熒光曲線圖,圖中的實線為P態(tài),有一個較強的藍色熒光峰;圖中的虛線為寬 帶,呈現(xiàn)出寬發(fā)光譜帶,顯色指數(shù)高。
[0038] 白光膽甾相液晶器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)如附圖1所示,由于可以通過電場調(diào)節(jié),膽甾相液晶 的螺距梯度可以快速分布,從而可以在藍色熒光與白色熒光之間快速切換。
【主權(quán)項】
1. 一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,其特征在于:由兩層透明基板層以 及在兩層透明基板間的膽留相液晶層組成。膽留相液晶由向列相液晶摻雜手性劑和手性離 子構(gòu)成;發(fā)光材料分布于膽留相液晶內(nèi),隨液晶分子排列;膽留相液晶的螺距在兩透明基板 層之間呈梯度分布。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,其特征在于: 當螺距均勻分布時,器件呈現(xiàn)單一的熒光特性;而當形成螺距梯度時,器件熒光光譜變寬, 顯色指數(shù)變尚。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件,其特征在于: 所述膽留相液晶為負性液晶,所摻雜的發(fā)光材料重量為向列相液晶重量的0.15%-0.25%,膽 甾相液晶由向列相液晶摻雜手性劑及手性離子構(gòu)成,手性劑重量為向列相液晶重量的4%-25%,同時所摻雜的手性離子為咪唑類手性離子,其重量為向列相液晶重量的4%-10%。4. 一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件的制備工藝,其特征在于包括以下步 驟: 首先將向列相液晶、熒光材料、手性劑和手性離子混合注入液晶器件的兩層透明基板 層之間,對兩層透明基板層之間施加直流電場,穩(wěn)定后切換至高頻交流電場,即得到白色熒 光膽留相液晶器件。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于手性離子的白色熒光膽留相液晶器件的制備工藝, 其特征在于:施加大小為100V的直流電壓于所述的膽留相液晶上誘發(fā)其螺距梯度分布,施 加時間為3s ;再施加1 OOKHz的100V高頻交流電壓得到規(guī)整排布的液晶分子,施加時間 〇. 4s,高頻交流電場頻率須足夠高,大于60KHz,方可保持螺距梯度不變。
【文檔編號】G02F1/137GK105938284SQ201610301213
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】陸紅波, 徐超, 謝欣燕, 楊家祥, 邱龍臻, 呂國強
【申請人】合肥工業(yè)大學