本发明专利技术公开了一种用于蓝相液晶中的碳点材料，所述碳点材料具有核壳结构，核为碳材料，壳为修饰基团；本发明专利技术同时公开了所述碳点材料的制备方法，将含有羧基的化合物和含有胺基的化合物混合反应，得到含有沉淀的混合液；对分离得到的沉淀进行煅烧和提纯处理，得到含有修饰基团的粗产物；用其对碳材料的表面进行修饰，即得。本发明专利技术的碳点材料加入到蓝相液晶中，可填充蓝相液晶的能量缺陷，降低双螺旋轴排列的液晶分子与体系内缺陷之间的表面张力，拓宽了蓝相液晶的温度范围；同时，由于该碳点材料热稳定性较好，不具有分散上下两基板电压的特性，因此在填充能量缺陷的同时还可以降低蓝相液晶的阈值电压。
【技术实现步骤摘要】
一种用于蓝相液晶中的碳点材料及蓝相液晶组合物
本专利技术涉及一种用于蓝相液晶中的碳点材料及其制备方法，还涉及一种包含该碳点材料的蓝相液晶组合物，属于液晶显示器领域。
技术介绍
蓝相液晶是某些液晶类物质具有的一种特殊相态，其结构的最大特点是，各个相邻液晶分子之间都攒在旋转角度，分子之间的排列取向不但在螺轴方向发生扭曲，同时还在沿着螺轴垂直的方向发生扭曲，该方式称为双螺旋结构；正是由于蓝相液晶这种双螺旋结构使其在不加电时表现出各向同性的特点，与其它液晶材料相比，这种特点具有一些突出的优势：(1)没有相位差，具有广视角；(2)省去聚酰亚胺(PI)材料及制程，降低成本；(3)暗态效果好，具有高对比度；(4)响应时间快，可达到亚毫秒级；但是蓝相液晶这种双螺旋结构不可能排列布满整个空间，液晶分子在沿着双螺旋柱的柱轴方向能够一直保持有序排列，因而是可以无限延伸的，但是在截面半径方向，越靠外越无法保持有序的旋转排列，延伸是有限的，正是这一边界构成了圆柱的曲面。所以，可以认为双螺旋结构形成圆柱状，这些圆柱再进行排列。在圆柱和圆柱之间，必然存在一部分“屈服”区域，称为“缺陷线”，在缺陷线结构中，分子排列并不像圆柱中那样理想，而是呈完全无序的各向同性相，这部分缺陷结构构成了体系中自由能较高的不稳定区域。由于这些能量结构的缺陷，造成液晶蓝相温度范围过窄，驱动电压过高的问题。为解决蓝相液晶温域过窄的原因，有人提出了在蓝相液晶中加入纳米颗粒的方法，这种方法虽然可以降低双螺旋轴排列的液晶分子与体系内缺陷之间的表面张力，拓宽了温域，但是也给蓝相液晶带来了一些不利的因素，如驱动电压过高、相变点升高或材料容易劣化等。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本申请提供了一种碳点材料，该碳点材料具有核壳结构，核结构为碳材料，是所述碳点材料的中心；壳结构为修饰基团。将该碳点材料加入到蓝相液晶中，可填充蓝相液晶的能量缺陷，降低双螺旋轴排列的液晶分子与体系内缺陷之间的表面张力，拓宽了蓝相液晶的温度范围；同时，由于该碳点材料热稳定性较好，不具有分散上下两基板电压的特性，因此在填充能量缺陷的同时还可以降低蓝相液晶的阈值电压。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于蓝相液晶中的碳点材料，所述碳点材料具有核壳结构，其中核为碳材料，壳为修饰基团，所述修饰基团包括至少一个R和R’；所述R包括C3-20的取代或未取代的直链或支链烷基中的一种或多种，其中的一个或多个CH2基团可任选地被亚苯基、亚环烷基、-O-、-CONH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-CH＝CH-基团取代，其中的一个或多个氢原子可任选地被氟原子或氯原子取代；所述R’为羧基。根据本专利技术的一个优选实施例，所述碳材料包括石墨烯和/或碳纳米管。在一些具体的实施例中，所述碳材料的粒径为2-7nm。根据本专利技术的一个优选实施方式，所述碳点材料的结构通式可以表示为如式Ⅰ所示：根据本专利技术的碳点材料，上述结构通式仅是示意性的，并不限定本专利技术的碳点材料。R和R’的个数可以为一个或多个，R基团彼此相同或不同，选自C3-20的取代或未取代的直链或支链烷基中的一种或多种，其中的一个或多个CH2基团可任选地被亚苯基、亚环烷基、-O-、-CONH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-CH＝CH-基团取代，其中的一个或多个氢原子可任选地被氟原子或氯原子取代；R’为羧基；R和R’的位置并不固定，可任意地分布在所述碳材料的周围。根据本专利技术的一些实施例，适用于本专利技术的具体的碳点材料可选自和中的一种或多种。根据本专利技术的碳点材料，上述列举的结构式仅是示意性的，修饰基团的个数可以为一个或多个，各修饰基团的位置并不固定，可任意地分布在所述碳材料的周围。根据本专利技术的一些优选实施例，所述碳点材料的粒径为2-10nm，优选为4-6nm。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种上述碳点材料的制备方法，包括：S1：将含有羧基的化合物和含有胺基的化合物混合反应，得到含有沉淀的混合液；S2：对所述含有沉淀的混合液进行分离处理，对得到的沉淀进行煅烧和提纯处理，得到含有修饰基团的粗产物；S3：用所述含有修饰基团的粗产物对碳材料进行修饰，得到所述碳点材料。根据本专利技术的一个优选实施例，对于步骤S1没有特别的限定，可按照现有技术进行。例如，将含有羧基的化合物和含有胺基的化合物分别溶于有机溶剂a中，然后混合反应，得到含有沉淀的混合液。根据本专利技术的一些实施方式，所述含有羧基的化合物和含有胺基的化合物的质量之比为1:1-4。根据本专利技术的一个优选实施例，所述含有羧基的化合物选择柠檬酸。根据本专利技术的一些实施方式，所述含有胺基的化合物的结构通式为R-NH2，其中R包括C3-20的取代或未取代的直链或支链烷基中的一种或多种，其中的一个或多个CH2基团可任选地被亚苯基、亚环烷基、-O-、-CONH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-CH＝CH-基团取代，其中一个或多个氢原子可任选地被氟原子或氯原子取代。在一些具体的实施例中，所述含有胺基的化合物选自和中的一种或多种。根据本专利技术的一个优选实施例，对于所述有机溶剂a没有特别的限定，可选择本领域常用的有机溶剂例如甲醇、乙醇中的一种或多种。根据本专利技术的一些实施方式，对于所述步骤S2没有特别的限定，可按照现有技术进行。例如，对所述含有沉淀的混合液进行固液分离处理，将得到的沉淀在200-300℃的温度下煅烧处理1-3h，然后用有机溶剂提纯煅烧后的产物，得到含有修饰基团的粗产物。在一个优选实施例中，对所述含有沉淀的混合液进行固液分离处理，将得到的沉淀在250℃的温度下煅烧处理2h，然后分别用甲醇和丙酮提纯煅烧后的产物，得到粗产物。根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S3包括：将所述含有修饰基团的粗产物和碳材料分别溶解于有机溶剂b中，然后混合，利用所述含有修饰基团的粗产物对所述碳材料的表面进行修饰，然后除去溶剂，即得。根据本专利技术的一个实施例，所述碳材料包括碳材料。在一些具体的实施例中，所述碳材料的粒径为2-7nm。根据本专利技术的一个优选实施例，所述有机溶剂b包括烷烃类有机溶剂中的一种或多种，在一些具体的实施例中，包括己烷、戊烷、丁烷等中的一种或多种。在一些具体的实施例中，将所述含有修饰基团的粗产物和碳材料分别溶解于己烷中，然后混合并进行超声处理，利用所述含有修饰基团的粗产物对所述碳材料的表面进行修饰，然后除去正己烷，得到固体；将所述固体在60-70℃下干燥3h，即得。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种蓝相液晶组合物，包括蓝相液晶和上述碳点材料，所述碳点材料为通过上述方法制备的碳点材料。根据本专利技术的一个优选实施例，所述碳点材料占所述蓝相液晶组合物的质量百分比为0.5％-5％，优选为1％-3％，更优选为2％。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种蓝相液晶组合物在液晶显示器技术中的应用，包括将上述蓝相液晶组合物用于液晶显示器技术中。本申请的碳点材料具有核壳结构，核结构为碳材料，是所述碳点材料的中心；壳结构为修饰基团。将该碳点材料加入到蓝相液晶中，可填充蓝相液晶的能量缺陷，降低双螺旋轴排列的液晶分子与体系内缺陷之间的表面张力，拓宽了蓝相液晶的温度范围；同时，由于该碳点材料热稳定性较好，不具有分散上下两基板电压的特性，因此在填充能量缺陷的同时还可以降低蓝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用在蓝相液晶中的碳点材料，所述碳点材料具有核壳结构，其中核为碳材料，壳为修饰基团，所述修饰基团包括至少一个R和R’；所述R包括C
【技术特征摘要】
1.一种用在蓝相液晶中的碳点材料，所述碳点材料具有核壳结构，其中核为碳材料，壳为修饰基团，所述修饰基团包括至少一个R和R’；所述R包括C3-20的取代或未取代的直链或支链烷基中的一种或多种，其中的一个或多个CH2基团可任选地被亚苯基、亚环烷基、-O-、-CONH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-CH＝CH-基团取代，其中的一个或多个氢原子可任选地被氟原子或氯原子取代；所述R’为羧基。2.根据权利要求1所述的碳点材料，其特征在于，所述碳材料包括石墨烯和/或碳纳米管；和/或所述碳材料的粒径为2-7nm。3.根据权利要求1或2所述的碳点材料，其特征在于，所述碳点材料的粒径为2-10nm。4.权利要求1-3中任意一项所述的碳点材料的制备方法，包括：S1：将含有羧基的化合物和含有胺基的化合物混合反应，得到含有沉淀的混合液；S2：对所述含有沉淀的混合液进行分离处理，对得到的沉淀进行煅烧和提纯处理，得到含有修饰基团的粗产物；S3：用所述含有修饰基团的粗产物对碳材料进行修饰，得到所述碳点材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：将含有羧基的化合物和含有胺基的化合物分别溶于有机溶剂a中，然后混合反应，得到含有沉淀的混合液；和/或所述含有羧基的化合物和含有胺基的化合物的质量之比为1:(1-4)。6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰松，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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