一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，由两层透明基板层及包夹在中间的单层胆甾相液晶层构成。本发明专利技术工艺简单，实施性强，器件呈现白色荧光，显色指数高并且可以快速切换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶器件领域，具体是一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件及其制备工艺。
技术介绍
白光材料在颜色保真方面有着优越的性能，所以它在可见光显示器和照明方面有着巨大潜力。近年来白光材料和器件的研究取得了很大的成就，白光材料可以通过物理混合或化学合成具有互补发射色的发色基团得到。因此，白光的产生通常依赖于白光材料的合成方法和期间的制备工艺。目前人们获取白色电致发光的方法主要有以下3种：(1)在发光层中掺杂荧光染料，通过主体材料和客体材料之间的不完全能量传输，二者同时发出不同颜色的光，从而实现白色电致发光；(2)在包括红蓝绿发光层的多层发光器件中，通过不同材料的能级匹配来调整载流子的复合区，或运用电子(空穴)阻挡层来获得白光；(3)三基色红绿蓝发光的叠加。但是材料的纯度和器件的操作稳定性是白光材料及其器件最大的问题。成本高、效率低、器件外部耦合效率低、操作稳定性差的原因也影响着白光器件的应用。因此，设计、专利技术一种显色指数高并且快速调节的白色荧光器件是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件及其制备工艺，以解决白色荧光器件显色指数低、不能快速调节的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：所述的一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：包括有两层透明基板层及包夹在两透明基板层之间的单层胆甾相液晶层，其中发光材料掺杂在液晶层中，胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂与手性离子构成，胆甾相液晶在两透明基板层之间呈螺旋梯度分布。一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：所述的发光材料分布于胆甾相液晶中。当螺距均匀分布时，器件呈现单一的荧光特性；当形成螺距梯度时，器件荧光光谱变宽，显色指数变高。所述胆甾相液晶为负性液晶，所掺杂的发光材料重量为向列相液晶重量的0.15％-0.25％，胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂及手性离子构成，手性剂重量为向列相液晶重量的4％-25％，同时所掺杂的手性离子为咪唑类手性离子，其重量为向列相液晶重量的4％-10％。一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：首先将向列相液晶、荧光材料、手性剂和手性离子混合注入液晶器件中两层透明基板层之间，向列相液晶与手性剂、手性离子混合得到胆甾相液晶，对两层透明基板层之间施加直流电场，稳定后切换至高频交流电场，即得到稳定的白色荧光胆甾相液晶器件。所述的一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件的制备工艺，其特征在于：施加大小为100V的直流电压于所述的胆甾相液晶上诱发其螺距梯度分布，施加时间为3s；再施加100KHz的100V高频交流电压得到规整排布的液晶分子，施加时间0.4s，高频交流电场频率须足够高，大于60KHz，方可保持螺距梯度不变。与传统宽白色荧光器件相比，本专利技术有益效果体现在：1、本专利技术利用高压直流电场及高频交流电场产生胆甾相液晶螺距梯度，过程简易，实施性强。通过电场调节实现快速切换发光颜色。2、本专利技术液晶器件白色荧光显色指数高，在照明与显示领域有着巨大的应用前景。3、本专利技术液晶器件不同于之前研究的led白光器件，在胆甾相液晶显示器方面实现了白色荧光。4、本专利技术利用向列相液晶掺杂荧光材料、手性剂和手性离子进行器件制备，工艺简单。附图说明图1是本专利技术所制备的白色荧光胆甾相液晶显示器件结构图。图2是本专利技术实施例制备白色荧光胆甾相液晶显示器件的流程示意图。图3是本专利技术实施例所制备液晶器件的透射率曲线图和荧光曲线图。具体实施方式如图1所示，一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，包括有两层透明基板层1及包夹在两透明基板层之间的单层液晶层。发光材料2均匀分布在胆甾相液晶中，随着液晶分子呈螺旋梯度分布。液晶层为胆甾相液晶3，由向列相液晶掺杂发光材料、手性剂和手性离子构成。胆甾相液晶3在两透明基板层1之间呈螺旋梯度分布。胆甾相液晶3为负性液晶，所掺杂的发光材料重量为向列相液晶重量的0.15％-0.25％，胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂及手性离子4构成，手性剂重量为向列相液晶重量的4％-25％，同时所掺杂的手性离子为咪唑类手性离子，其重量为向列相液晶重量的4％-10％。一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件的制备工艺，首先将胆甾相液晶、发光材料、手性剂和手性离子混合注入液晶器件中两层透明基板层1之间，向列相液晶与手性剂、手性离子混合得到胆甾相液晶，对两层透明基板层之间施加直流电场，稳定后切换至高频交流电场，即得到白色荧光胆甾相液晶器件。施加大小为100V的直流电压于所述的胆甾相液晶上诱发其螺距梯度分布，施加时间为3s；再施加100KHz的100V高频交流电压得到规整排布的液晶分子，施加时间0.4s，高频交流电场频率须足够高，大于60KHz，方可保持螺距梯度不变。本专利技术在向列相液晶中掺杂发光材料、手性剂和手性离子材料，在电场作用下诱导液晶螺距梯度分布，从而得到白色发光液晶器件，器件的内部结构如附图1所示。制备的液晶器件具有白光发射性能，显色指数高和快速调节的优点。本专利技术基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件由相互平行的透明玻璃基板及液晶盒内螺距梯度分布的胆甾相液晶组成。本专利技术液晶器件经直流电场诱发螺距梯度，再经频率足够高的高频交流电场控制得到液晶分子规整排布。实施例：1、胆甾相液晶的制备称取胆甾相液晶的配比为：HNG715600-100/S811/CIM/AFAN＝79.91％/15.98％/4％/0.11％(wt％)。所用到的HNG715600-100为江苏和成显示科技股份有限公司生产的负性向列相液晶；AFAN为发光材料，化学式为S811为手性剂，化学式为CIM为手性离子，化学式为将胆甾相液晶在热台上加热搅拌，加热时间30min，加热温度为95℃。2、液晶器件的制备器件的制备如附图2所示。将上述胆甾相液晶利用毛细管法注入30μm液晶盒中，施加直流电压100V，然后切换至高频交流电压，测试器件透射率曲线，验证得到白色荧光胆甾相液晶显示器件。3、液晶器件性能测试制备的白色荧光胆甾液晶显示器件的透射率曲线图和荧光曲线图如附图3所示，其中(A)为所制备白色荧光胆甾相液晶显示器件的透射率曲线。当螺距均匀分布时为P态(平面织构状态)，对应于图中的实线，有比较窄的反射带；当螺距梯度分布时为宽带(宽波段显示状态)，对应于图中的虚线，有比较宽的反射带。其中(B)为所制备白色荧光胆甾相液晶显示器件的荧光曲线图，图中的实线为P态，有一个较强的蓝色荧光峰；图中的虚线为宽带，呈现出宽发光谱带，显色指数高。白光胆甾相液晶器件内部结构如附图1所示，由于可以通过电场调节，胆甾相液晶的螺距梯度可以快速分布，从而可以在蓝色荧光与白色荧光之间快速切换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：由两层透明基板层以及在两层透明基板间的胆甾相液晶层组成。胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂和手性离子构成；发光材料分布于胆甾相液晶内，随液晶分子排列；胆甾相液晶的螺距在两透明基板层之间呈梯度分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：由两层透明基板层以及在两层透明基板间的胆甾相液晶层组成。胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂和手性离子构成；发光材料分布于胆甾相液晶内，随液晶分子排列；胆甾相液晶的螺距在两透明基板层之间呈梯度分布。2.根据权利要求1所述的一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：当螺距均匀分布时，器件呈现单一的荧光特性；而当形成螺距梯度时，器件荧光光谱变宽，显色指数变高。3.根据权利要求1所述的一种基于手性离子的白色荧光胆甾相液晶器件，其特征在于：所述胆甾相液晶为负性液晶，所掺杂的发光材料重量为向列相液晶重量的0.15%-0.25%，胆甾相液晶由向列相液晶掺杂手性剂及手性离子构成，手性剂重量为向列相液晶重量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆红波，徐超，谢欣燕，杨家祥，邱龙臻，吕国强，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34