[发明专利]蓝相液晶复合材料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶材料，且特别涉及一种蓝相液晶复合材料及其制作方法。

背景技术

蓝相是宏观上介于各向同性态和胆甾相之间的一种特殊相态，常出现在高手性液晶体系之中。微观上，蓝相是一种无双折射现象的品格缺陷相，其品格参数大小与可见光波长的数量级相当(几百纳米)。蓝相从晶体结构上可以分为三个子相，分别命名为蓝相I(BPI)、蓝相II(BPII)和蓝相III(BPIII)，其相应的品格结构分别为体心立方结构、简单立方结构和无定型态。蓝相液晶材料由于具有微秒级的电场响应速度，被认为是最具发展前途的下一代液晶显示材料。与传统的液晶显示器相比，蓝相液晶显示器（BP-LCD）具有以下四大突出优点：（1）蓝相液晶具有微秒级的电场响应速度，可以采用场序驱动，这样不仅可以降低材料成本，还可以提高背光源利用率；（2）蓝相液晶由于宏观上呈现光学各向同性，其显示器基板内表面不再需要取向处理，这可以大幅度简化生产工艺，降低生产成本；（3）蓝相液晶显示器具有较宽的视觉特性，不再需要视角补偿膜，且视觉宽窄可以根据实际需要进行调控。（4）蓝相液晶显示器背光源的光透过率不受基板间隙的影响，故生产过程中基板间隙无需严格控制，从而可大幅度简化生产工艺，进一步降低生产成本。

然而，现有蓝相液晶例如聚合物稳定蓝相液晶不仅驱动电压较高而且电光性能不稳定(电光迟滞)，在一定程度上限制了蓝相液晶的应用。目前业界通常采用合成大克尔（Kerr）常数的蓝相液晶材料或者优化电极结构的方式来降低蓝相液晶的驱动电压。但是，采用合成大克尔常数的蓝相液晶材料的方式，一方面，合成蓝相液晶材料的过程十分复杂且不环保，另一方面，克尔常数太大的蓝相液晶材料粘度高，响应速度慢，电光性能并不十分理想。而采用优化电极结构方式也存在电极结构复杂，视角窄且制作困难等问题。因此，通过探索开发兼具低驱动电压和电光性能良好的实用型蓝相液晶复合材料，有着重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种蓝相液晶复合材料，其具有较低的驱动电压且具有较好的电光性能，特别是可实现蓝相液晶在电场下的可逆回复。

本发明的又一目的在于，提供一种蓝相液晶复合材料的制作方法，其能简单的制备具有较低的驱动电压且具有较好的电光性能的蓝相液晶复合材料。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提出一种蓝相液晶复合材料，其包括蓝相液晶及铁电纳米粒子。其中，蓝相液晶的质量百分含量为98.0%～99.95%，铁电纳米粒子的质量百分含量为0.05%～2.0%。

本发明又提出一种蓝相液晶复合材料的制作方法，其包括以下步骤。首先，预处理铁电纳米粒子；其次，均匀混合经过预处理的铁电纳米粒子与蓝相液晶，其中蓝相液晶的质量百分含量为98.0%～99.95%，铁电纳米粒子的质量百分含量为0.05%～2.0%。

本发明的有益效果是，本发明的蓝相液晶复合材料，通过在蓝相液晶中添加铁电纳米粒子，铁电纳米粒子所固有的铁电性，一方面能增加蓝相液晶的双折射率和介电常数以获得较大的克尔常数，另一方面铁电纳米粒子自发形成的极化场能在蓝相液晶层中形成均匀分布的电场以降低器件参数，而较大的克尔常数与较小的器件参数都有助于降低蓝相液晶复合材料的驱动电压。同时，由于铁电纳米粒子具有较大的偶极矩，其对液晶分子产生较强锚定作用，还可实现蓝相液晶在电场下的可逆回复。此外，蓝相液晶复合材料的制备方法能简单的制备具有较低的驱动电压且电光性能良好的蓝相液晶复合材料，其所制备的蓝相液晶复合材料体系稳定性好、粘度低，对电场响应速度快。

附图说明

图1是蓝相液晶复合材料BPI温域随钛酸钡纳米粒子浓度的变化示意图。

图2是未添加钛酸钡纳米粒子的蓝相液晶与添加0.5wt％钛酸钡纳米粒子的蓝相液晶复合材料的电光性能的比较示意图。

图3是不同浓度的钛酸钡纳米粒子和非铁电硫化锌纳米粒子对蓝相液晶复合材料驱动电压的影响的比较示意图。

图4是不同浓度的钛酸钡纳米粒子和非铁电硫化锌纳米粒子对蓝相液晶复合材料光电迟滞的影响的比较示意图。

图5是不同浓度的钛酸钡纳米粒子和非铁电硫化锌纳米粒子对蓝相液晶复合材料的克尔常数的影响的比较示意图。

图6是不同浓度的钛酸钡纳米粒子和非铁电硫化锌纳米粒子对蓝相液晶复合材料的设备参数影响的比较示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对蓝相液晶复合材料及其制作方法进行具体说明。