專利名稱：磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能環(huán)保的需要，人們對使用液晶材料開發(fā)電子紙張產(chǎn)品表現(xiàn)出極大的興趣。由于電子紙張可以像普通紙張那樣輕、薄、柔軟可以折疊，且可以重復(fù)擦寫，因此，一旦電子紙張得到廣泛應(yīng)用，就可以節(jié)省大量用于制備普通紙張的自然資源、減少造紙業(yè)和印刷業(yè)對環(huán)境的污染。
在使用液晶材料開發(fā)電子紙張方面，美國Kent州立大學(xué)分別利用雙頻驅(qū)動液晶、高分子穩(wěn)定膽留相液晶開發(fā)出具有電尋址電擦除特性的電子紙張。北京科技大學(xué)等高校也陸續(xù)開發(fā)出新型的具有電尋址電擦除、電尋址熱擦除、熱尋址電擦除、熱尋址熱擦除等特性的電子紙張材料。這些新型電子紙張材料多為黑白顯示材料，即顯示信息的顏色單一，并且在信息尋址和擦除的瞬間仍需消耗一定的電場能量。中國專利申請CN101382689(
公開日2009年3月11日)公開了一種具有磁尋址磁擦除特性的彩色電子紙張材料的制備方法。用該方法制備的彩色電子紙張材料實現(xiàn)了用磁場控制信息的顯示與擦除，不需要消耗電場能量，是一種具有零電能損耗特性的磁控液晶材料。上述磁控液晶材料的制備方法主要包括制備Fe3O4 (四氧化三鐵)磁性納米粒子；對Fe3O4磁性納米粒子的表面進(jìn)行修飾；在向列相液晶中加入常規(guī)型手性化合物形成膽甾相液晶，該常規(guī)型手性化合物為ZLI-4571、ZLI-4572、S811、CB15、R811、RlOll中的任意一種；將表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子加入膽留相液晶中，形成磁控液晶材料。上述制備方法中的關(guān)鍵步驟是對Fe3O4磁性納米粒子的表面進(jìn)行修飾,該修飾步驟包括提高粒子分散性的修飾步驟和手性修飾步驟，其中，提高粒子分散性的修飾步驟是為了防止Fe3O4磁性納米粒子在膽留相液晶中聚合成一團(tuán)，進(jìn)而防止了液晶材料的光學(xué)性能受到影響；手性修飾步驟是為了使Fe3O4磁性納米粒子在膽留相液晶中能與手性化合物鍵合，以在Fe3O4磁性納米粒子受到磁場作用在膽甾相液晶中移動時，能誘導(dǎo)手性化合物隨著Fe3O4磁性納米粒子一起移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)磁場作用部位的膽留相液晶分子螺距的功能，進(jìn)而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)磁場作用部位的膽留相液晶反射光波長的功能。在上述制備磁控液晶材料的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題為了使Fe3O4磁性納米粒子在受到磁場作用時能誘導(dǎo)手性化合物隨之一起移動，在Fe3O4磁性納米粒子加入膽留相液晶之前必須進(jìn)行上述手性修飾步驟，該步驟具體包括酯化反應(yīng)、加入催化劑、后續(xù)提純處理(重結(jié)晶、注層析)等工藝步驟，工藝復(fù)雜，且材料后處理時間長，因此增加了該磁控液晶材料的制造成本
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置，可減少工藝步驟，縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案一種磁控液晶材料的制備方法，包括制備Fe3O4磁性納米粒子；在向列相液晶中加入手性化合物形成膽留相液晶，所述手性化合物可與所述Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用；將所述Fe3O4磁性納米 粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。一種液晶顯示器件的制備方法，包括制備具有第一取向?qū)拥纳匣?；制備具有第二取向?qū)拥南禄?；將所述上基板的所述第一取向?qū)用嫦蛩鱿禄宓乃龅诙∠驅(qū)?，并將所述上基板與所述下基板對合以形成平面取向的液晶盒；將使用上述磁控液晶材料的制備方法制備的磁控液晶材料灌入所述液晶盒；以及制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件。一種彩色電子紙顯示裝置，包括使用上述液晶顯示器件的制備方法制備的液晶顯示器件及用于驅(qū)動所述液晶顯示器件的驅(qū)動電路。本發(fā)明實施例提供的磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置中，在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與手性化合物之間發(fā)生鍵合作用，形成化學(xué)鍵。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述化學(xué)鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽甾相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例I磁控液晶材料的制備方法的流程圖；圖2a為本發(fā)明實施例2中使用的附加手性化合物2_甲基丁醇異煙酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式；圖2b為本發(fā)明實施例3中使用的附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式；圖3具有磁控液晶材料的液晶顯不器件的工作原理圖；圖4為本發(fā)明實施例2中液晶顯示器件在不同磁場強度下的反射光譜示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種磁控液晶材料的制備方法，包括制備Fe3O4磁性納米粒子；在向列相液晶中加入手性化合物形成膽甾相液晶，所述手性化合物可與所述Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用；將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。本發(fā)明實施例還提供一種液晶顯示器件的制備方法，包括制備具有第一取向?qū)拥纳匣澹恢苽渚哂械诙∠驅(qū)拥南禄?；將所述上基板的所述第一取向?qū)用嫦蛩鱿禄宓乃龅诙∠驅(qū)樱⑺錾匣迮c所述下基板對合以形成平面取向的液晶盒；將使用上述磁控液晶材料的制備方法制備的磁控液晶材料灌入所述液晶盒；以及制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件。本發(fā)明實施例又提供一種彩色電子紙顯示裝置，包括使用上述液晶顯示器件的制備方法制備的液晶顯示器件及用于驅(qū)動所述液晶顯示器件的驅(qū)動電路。本發(fā)明實施例提供的磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置中，在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與手性化合物之間發(fā)生鍵合作用，形成化學(xué)鍵。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述化學(xué)鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽甾相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實施例I本發(fā)明實施例提供一種磁控液晶材料的制備方法，如圖I所示，該方法包括如下步驟。101、制備Fe3O4磁性納米粒子。具體地，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子可采用化學(xué)共沉積法、微乳液法或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的方法制備。102、在向列相液晶中加入手性化合物形成膽甾相液晶，所述手性化合物可與所述Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用。103、將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。
具體地，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例在形成膽甾相液晶時，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與手性化合物之間發(fā)生鍵合作用，形成化學(xué)鍵。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述化學(xué)鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)附加手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽留相液晶的螺距的功能，在膽留相液晶中形成螺距梯度分布，以改變膽留相液晶的反射波長和反射顏色。本實施例提供的磁控液晶材料的制備方法在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與手性化合物之間發(fā)生鍵合作用，形成化學(xué)鍵。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述化學(xué)鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽甾相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本。本實施例還提供一種液晶顯示器件的制備方法，該方法包括制備具有第一取向?qū)拥纳匣澹恢苽渚哂械诙∠驅(qū)拥南禄?；將所述上基板的所述第一取向?qū)用嫦蛩鱿禄宓乃龅诙∠驅(qū)?，并將所述上基板與所述下基板對合以形成平面取向的液晶盒；將使用上述磁控液晶材料的制備方法所制備的磁控液晶材料灌入所述液晶盒；以及制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件。本實施例又提供一種彩色電子紙顯示裝置，該裝置包括使用上述液晶顯示器件的制備方法所制備的液晶顯示器件及用于驅(qū)動所述液晶顯示器件的驅(qū)動電路。由于采用了上述具有低制造成本的磁控液晶材料，從而降低了該液晶顯示器件制備方法的成本，也降低了彩色電子紙顯示裝置的制造成本。下述各實施例中使用的手性化合物可包括但不限于常規(guī)型手性化合物及附加型手性化合物。其中，常規(guī)型手性化合物可為ZLI-4571、ZLI-4572、S811、CB15、R811、RlOll中的任意一種，而附加型手性化合物具有可與氫氧根離子發(fā)生鍵合作用的吡啶類手性分子或咪唑類手性分子，該附加手性化合物具體可為2-甲基丁醇異煙酸酯或3-甲基戊醇異煙酸酯。實施例2本實施例提供一種液晶顯示器件的制備方法，該液晶顯示器件的初始反射光顏色呈綠色，且具有實施例I所描述的磁控液晶材料。步驟I、制備液晶盒。該步驟包括用3%的聚乙烯醇水溶液，通過旋涂的方法涂在玻璃基板的一面，在80°C烘烤30分鐘，然后用絨布沿一個方向摩擦取向形成取向?qū)?；將兩塊取向好的玻璃基板沿取向方向?qū)虾?，用厚度?00 μ m的聚乙烯墊片粘接，制成平面取向的液晶盒。步驟2、用化學(xué)共沉積法制備Fe3O4磁性納米粒子。該步驟包括將IOmL的O. 2mol/L的FeCl3 (氯化鐵)溶液緩慢加入至IOmL的O. 15mol/L的FeCl2 ·4Η20(四水合氯化亞鐵)溶液中，充分?jǐn)嚢?，緩慢滴?0mL的O. 5mol/L的氨水，劇烈機械攪拌30min，最后離心分離、洗漆。步驟3、對Fe3O4磁性納米粒子的表面進(jìn)行提高粒子分散性的修飾。為了防止Fe3O4磁性納米粒子在下述步驟5中加入膽留相液晶中時,發(fā)生粒子聚合,可對Fe3O4磁性納米粒子的表面進(jìn)行提高粒子分散性的修飾，以使Fe3O4磁性納米粒子在加入膽留相液晶后，均勻地分散在膽留相液晶中。該步驟包括稱取Ig以上制備的Fe3O4磁性納米粒子裝入單口燒瓶，加入40mL溶液四氫呋喃；在60°C下，磁力攪拌溶液30min，使Fe3O4納米粒子分散均勻；將2mL油酸溶于20mL四氫呋喃中，緩慢滴加至熱溶液中；然后，每隔5min，加入ImL油酸，反復(fù)4次；滴加完油酸后,迅速升溫至85°C，回流4h ;停止加熱，緩慢冷卻至室溫，加入50mL乙醇，出現(xiàn)黑色沉淀，用離心機在6000r/min條件下離心分離出黑色沉淀；在黑色沉淀中加入O. 4mL油酸，一起溶解在20mL正己烷中，6000r/min離心，去除離心出的沉淀；將黑色正己烷溶液用去離子水和乙醇超聲分散、洗滌、離心機在6000r/min條件下離心，如此反復(fù)5次；最后，將得到的黑色沉淀在60°C下真空干燥12h，研磨即可。步驟4、制備膽留相液晶。該步驟包括為將膽留相液晶的初始反射波段調(diào)至反射綠色波段范圍，可將常規(guī)型手性化合物R811與附加手性化合物2-甲基丁醇異煙酸酯加入 向列相液晶SLC1717中，得到膽甾相液晶CLC。其中R811、2-甲基丁醇異煙酸酯、SLC1717的重量百分比分別為22%、8%及70%。圖2a示出了 2-甲基丁醇異煙酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。步驟5、混合磁性納米粒子。該步驟包括將表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子混入膽甾相液晶CLC中。其中，F(xiàn)e304、CLC的重量百分比分別為10%和90%。
步驟6、混合高分子材料。具體地，為了使磁控液晶材料中磁性納米粒子在規(guī)定的范圍內(nèi)沿磁場方向運動，以提高磁控液晶材料的分辨率，可在磁控液晶材料中加入重量百分比為2%的液晶性可光聚合單體C6M及微量(質(zhì)量為液晶性可光聚合單體質(zhì)量的3%)的光引發(fā)劑安息香異丙醚。液晶性可光聚合單體和光引發(fā)劑可在紫外線照射下，形成高分子網(wǎng)絡(luò)，以將磁控液晶材料分隔成多個部分，每個部分內(nèi)的磁性納米粒子只能在該部分內(nèi)運動，限制了磁性納米粒子的活動范圍。通過規(guī)范磁性納米粒子的活動范圍，提高了磁控液晶材料的分辨率。步驟7、氫鍵自組裝。該步驟包括在步驟6形成的混合體系中加入有機溶劑四氫呋喃，混合均勻后在室溫下避光靜置20小時，使Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物
2-甲基丁醇異煙酸酯在有機溶劑中形成氫鍵，發(fā)生氫鍵自組裝行為。
步驟8、形成磁控液晶材料。該步驟包括將步驟7形成的混合物保持在真空狀態(tài)下避光保持5小時，使有機溶劑完全揮發(fā)，形成磁控液晶材料。步驟9、將步驟8形成的混合物灌入液晶盒中形成液晶顯示器件，然后使用光掩模，在300K的環(huán)境溫度下，對該液晶顯示器件進(jìn)行紫外線照射10分鐘(紫外線的強度為4. 5mff/cm2,紫外線的波長為365nm)，使混合物內(nèi)部形成“墻”狀的高分子網(wǎng)絡(luò)(高分子墻)，高分子墻可限制磁性納米粒子在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)上下運動，從而提高顯示分辨率。步驟10、制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件，該可控磁場組件安裝于液晶盒的至少一側(cè)，以形成垂直于該液晶盒的可控電磁場。圖3示出了上述具有磁控液晶材料的液晶顯示器件的工作原理。在由上、下兩片具有取向?qū)?的玻璃基板6構(gòu)成的液晶盒內(nèi)部填充有膽留相液晶分子3、高分子墻2、Fe3O4磁性納米粒子I及可以與Fe3O4磁性納米粒子I形成氫鍵的附加手性化合物4。使用可控磁場組件5對液晶盒施加磁場時,在垂直方向上,Fe3O4磁性納米粒子I向液晶盒表面移動，由于氫鍵作用，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子I在移動的同時會吸引著附加手性化合物2-甲基丁醇異煙酸酯4移動，從而控制附加手性化合物2-甲基丁醇異煙酸酯4在垂直方向上的分布。這樣，在液晶盒內(nèi)部的磁場范圍內(nèi)的垂直方向上，就會形成附加手性化合物濃度的梯度分布，從而形成膽留相液晶螺距的梯度分布，拓寬了膽留相液晶的反射光波寬，改變了反射光波段的中心位置波長，從而改變了反射光顏色，實現(xiàn)了磁尋址。并且，施加的磁場強度不同，附加手性化合物濃度的梯度分布就不同，膽留相液晶的螺距梯度也不同，反射光波寬就不同，造成反射光波段中心位置的波長不同，所以反射光顏色也就不同，不同磁場強度下的反射光譜如圖4所示。光譜I、光譜2、光譜3分別為在不同磁場強度下液晶顯示器件的反射光譜。隨著磁場強度逐漸增加，反射光譜的反射光波寬也逐漸增加，反射光波段中心位置的波長λ i、λ 2、λ 3逐漸紅移，所以反射光顏色逐漸改變。因此，液晶顯示器件即可由初始反射的綠光，通過施加不同磁場強度的磁場(如1000GS、2500GS)，變?yōu)榉瓷潼S光、紅光等，即可以在綠色背景下，記錄下黃色或者紅色的信息。撤掉磁場后，由于膽留相液晶固有的特性，使得寫入的信息得以保留一段較長時間。在反向施加一定強度磁場后，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子吸引著附加手性化合物2-甲基丁醇異煙酸酯開始向液晶盒的另一面移動，直至恢復(fù)至初始狀態(tài)，信息即可被磁擦除。本實施例提供的液晶顯示器件的制備方法在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的附加手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物之間形成氫鍵，進(jìn)行氫鍵自組裝。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述氫鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)附加手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽留相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本，進(jìn)而降低了液晶顯示器件的制造成本。實施例3本實施例提供一種液晶顯示器件的制備方法，該液晶顯示器件的初始反射光顏色呈藍(lán)色，且具有實施例I所描述的磁控液晶材料。步驟I、液晶盒的制備過程、Fe3O4磁性納米粒子的制備及表面修飾過程的基本工藝路線同實施例2，但是液晶盒厚度、表面修飾劑的選取等可按實際使用需求進(jìn)行調(diào)整。步驟2、制備膽留相液晶。該步驟包括為將初始反射光波段調(diào)節(jié)至藍(lán)光波段，可將常規(guī)型手性化合物ZLI-4572及附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯加入向列相液晶S7011中得到膽甾相液晶CLC。其中，ZLI-4572、3-甲基戊醇異煙酸酯、S7011的重量百分比分別為9%、9%和82%。圖2b示出了 3-甲基戊醇異煙酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。步驟3、混合磁性納米粒子。該步驟包括將表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子混入膽甾相液晶CLC中。其中，F(xiàn)e304、CLC的重量百分比分別為13%和87%。、步驟4、混合高分子材料。具體地，為了使磁控液晶材料中磁性納米粒子在規(guī)定的范圍內(nèi)沿磁場方向運動，以提高磁控液晶材料的分辨率，可在磁控液晶材料中加入重量百分比為2. 8%的液晶性可光聚合單體C6C1及微量(質(zhì)量為液晶性可光聚合單體質(zhì)量的3. 5%)光引發(fā)劑二苯甲酮。液晶性可光聚合單體和光引發(fā)劑可在紫外線照射下，形成高分子網(wǎng)絡(luò)，以將磁控液晶材料分隔成多個部分，每個部分內(nèi)的磁性納米粒子只能在該部分內(nèi)運動，限制了磁性納米粒子的活動范圍。通過規(guī)范磁性納米粒子的活動范圍，提高了磁控液晶材料的分辨率。步驟5、氫鍵自組裝。該步驟包括在步驟4形成的混合體系中加入有機溶劑二氯甲燒，混合均勻后在室溫下避光靜置20小時，使Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯在有機溶劑中形成氫鍵，發(fā)生自組裝行為。步驟6、形成磁控液晶材料。該步驟包括將步驟5形成的混合物保持在真空狀態(tài)下避光保持5小時，使有機溶劑完全揮發(fā)，形成磁控液晶材料。步驟7、將步驟6形成的混合物灌入液晶盒中形成液晶顯示器件，然后使用光掩模，在300K的環(huán)境溫度下，對該液晶顯示器件進(jìn)行紫外線照射15分鐘(紫外線的強度為2mff/cm2,紫外線的波長為365nm)，使混合物內(nèi)部形成“墻”狀的高分子網(wǎng)絡(luò)(高分子墻)，高分子墻可限制磁性納米粒子在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)上下運動，從而提高顯示分辨率。步驟8、制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件，該可控磁場組件安裝于液晶盒的至少一側(cè)，以形成垂直于該液晶盒的可控電磁場。通過可控磁場組件在液晶顯示器件的一面施加磁場，在垂直方向上，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子向液晶盒表面移動，由于氫鍵作用，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子在移動的同時會吸引著附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯移動，從而控制附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯在 垂直方向上的分布。這樣，在液晶盒內(nèi)部的磁場范圍內(nèi)的垂直方向上，就會形成附加手性化合物濃度的梯度分布，從而形成膽留相液晶螺距的梯度分布，拓寬了反射光波款，改變了反射光波段的中心位置波長，從而改變了反射光顏色，實現(xiàn)了磁尋址。并且，施加磁場強度不同，附加手性化合物濃度的梯度分布就不同，膽留相液晶的螺距梯度也不同，反射光波寬就不同，造成反射光波段中心位置的波長不同，所以反射光顏色也就不同。液晶顯示器件可由初始反射的藍(lán)光，通過施加不同磁場強度的磁場(如2000GS、4500GS)，變?yōu)榉瓷渚G光、紅光等，即可以在藍(lán)色背景下，記錄下綠色或者紅色的信息。撤掉磁場后，由于膽留相液晶固有的特性，寫入的信息得以保留一段較長時間。在反向施加一定強度磁場后，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子吸引著附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯開始向液晶盒的另一面移動，直至恢復(fù)至初始狀態(tài)，信息即可被磁擦除。本實施例提供的液晶顯示器件的制備方法在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的附加手性化合物，使得在Fe3O4磁性 納米粒子與附加手性化合物之間形成氫鍵，進(jìn)行氫鍵自組裝。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述氫鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)附加手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽留相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本，進(jìn)而降低了液晶顯示器件的制造成本。實施例4本實施例提供一種液晶顯示器件的制備方法，該液晶顯示器件的初始反射光顏色呈紅色，且具有實施例I所描述的磁控液晶材料。步驟I、制備液晶盒。該步驟包括用3%的聚乙烯醇水溶液，通過旋涂的方法涂在玻璃基板的一面，在80°C烘烤30分鐘，然后用絨布沿一個方向摩擦取向形成取向?qū)樱辉谄渲幸黄ＡЩ宓娜∠驅(qū)右粋?cè)上覆蓋黑色吸光膜；將兩塊取向好的玻璃基板沿取向方向?qū)虾?，用厚度?5 μ m的聚乙烯墊片粘接，制成平面取向的液晶盒。步驟2、Fe304磁性納米粒子的制備及表面修飾過程的基本工藝路線同實施例2，但是液晶盒厚度、表面修飾劑的選取等可按實際使用需求進(jìn)行調(diào)整。步驟3、制備膽留相液晶。該步驟包括為將初始反射光波段調(diào)節(jié)至紅光波段，可將常規(guī)型手性化合物CB15與附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯混入向列相液晶E7中得到膽甾相液晶CLC。其中，CB15、3-甲基丁醇異煙酸酯、E7的重量百分比分別為16%、5%和 79%。步驟4、混合磁性納米粒子。該步驟包括將表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子混入膽甾相液晶CLC中。其中，F(xiàn)e304、CLC的重量百分比分別為10%和90%。步驟5、混合高分子材料。具體地，為了使磁控液晶材料中磁性納米粒子在規(guī)定的范圍內(nèi)沿磁場方向運動，以提高磁控液晶材料的分辨率，可在磁控液晶材料中加入重量百分比為2. 3%的液晶性可光聚合單體C6C1及微量(質(zhì)量為液晶性可光聚合單體質(zhì)量的3%)的光引發(fā)劑二苯甲酮。液晶性可光聚合單體和光引發(fā)劑可在紫外線照射下，形成高分子網(wǎng)絡(luò)，以將磁控液晶材料分隔成多個部分，每個部分內(nèi)的磁性納米粒子只能在該部分內(nèi)運動，限制了磁性納米粒子的活動范圍。通過規(guī)范磁性納米粒子的活動范圍，提高了磁控液晶材料的分辨率。步驟6、氫鍵自組裝。該步驟包括在步驟5形成的混合體系中加入有機溶劑二氯甲燒，混合均勻后在室溫下避光靜置20小時，使Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物
3-甲基丁醇異煙酸酯在有機溶劑中形成氫鍵，發(fā)生氫鍵自組裝行為。步驟7、形成磁控液晶材料。該步驟包括將步驟6形成的混合物保持在真空狀態(tài)下避光保持5小時，使有機溶劑完全揮發(fā)，形成磁控液晶材料。步驟8、將步驟7形成的混合物灌入液晶盒中形成液晶顯示器件，然后使用光掩模，在300K的環(huán)境溫度下，對該液晶顯示器件進(jìn)行紫外線照射10分鐘(紫外線的強度為5mff/cm2,紫外線的波長為365nm)，使混合物內(nèi)部形成“墻”狀的高分子網(wǎng)絡(luò)(高分子墻)，高分子墻可限制磁性納米粒子在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)上下運動，從而提高顯示分辨率。步驟9、制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件，該可控磁場組件安裝于液晶盒的至少一側(cè)，以形成垂直于該液晶盒的可控電磁場。
通過可控磁場組件在液晶顯示器件的一面施加磁場，在垂直方向上，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子向液晶盒表面移動，由于氫鍵作用，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子在移動的同時會吸引著附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯移動，從而控制附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯在垂直方向上的分布。這樣，在液晶盒內(nèi)部的垂直方向上，就會形成附加手性化合物濃度的梯度分布，從而形成膽留相液晶螺距的梯度分布，拓寬了反射光波寬，改變了反射光波段的中心位置的波長，從而改變了反射光顏色，實現(xiàn)了磁尋址。并且，施加磁場強度不同，附加手性化合物濃度的梯度分布就不同，膽留相液晶的螺距梯度也不同，反射光波寬就不同，造成反射光波段中心位置的波長不同，所以反射光顏色也就不同。液晶顯示器件可由初始反射的紅光，通過施加不同磁場強度的磁場(如4000GS)，變?yōu)榉瓷浼t外區(qū)域的光。液晶顯示器件反射紅外區(qū)域的光，意味著在可見光區(qū)域無反射現(xiàn)象，所以可透過磁控液晶材料看見附著在下基板上方的黑色吸光膜。這樣，就在紅色背景下記錄下了黑色的信息。撤掉磁場后，由于膽留相液晶固有的特性，寫入的信息得以保留一段較長時間。在反向施加一定強度磁場后，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子吸引著附加手性化合物3-甲基戊醇異煙酸酯開始向液晶盒另一面移動，直至恢復(fù)至初始狀態(tài)，信息即可被磁擦除。本實施例提供的液晶顯示器件的制備方法在形成膽留相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的附加手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物之間形成氫鍵，進(jìn)行氫鍵自組裝。當(dāng)在該膽留相液晶上施加磁場時，通過上述氫鍵，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子會誘導(dǎo)附加手性化合物在磁場中移動，從而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)膽留相液晶的螺距的功能。由此，省去了對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本，進(jìn)而降低了液晶顯示器件的制造成本。需要說明的是手性化合物與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生的鍵合作用并不限于實施例2 4中所描述的氫鍵自組裝，手性化合物與Fe3O4磁性納米粒子間形成的化學(xué)鍵會因所采用的手性化合物的不同而不同，可能為離子鍵或金屬鍵等。向列相液晶、常規(guī)型手性化合物及附加手性化合物的重量百分比分別可為但不限于92% 65%、5% 25%及 3% 10%。表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子和膽甾相液晶的重量百分比分別可為但不限于5% 15%和 95% 85%。為提聞具有上述磁性液晶材料的液晶顯不器件的分辨率，可以在上述磁性液晶材料中加入液晶性可光聚合單體及光引發(fā)劑，其中，液晶性可光聚合單體的重量百分比為但不限于I. 5% 3. 5%,光引發(fā)劑的質(zhì)量為但不限于液晶性可光聚合單體質(zhì)量的3% 5%。對上述具有液晶性可光聚合單體及光引發(fā)劑的磁控液晶材料進(jìn)行紫外線照射的條件為但不限于在280 320K的環(huán)境溫度下，對磁控液晶材料進(jìn)行強度為O. 45 IOmW/cm2的紫外線 照射5 30分鐘。在將表面修飾后的Fe3O4磁性納米粒子加入膽留相液晶后，再將有機溶劑加入該膽甾相液晶中，混合均勻后，可在室溫下避光靜置10 30小時，以使Fe3O4磁性納米粒子與附加手性化合物進(jìn)行氫鍵自組裝；然后，可使該膽留相液晶保持在真空狀態(tài)下避光4 8小時，以使上述有機溶劑完全揮發(fā)，形成磁控液晶材料。實施例5本實施例提供一種彩色電子紙顯示裝置，包括使用實施例2 4提供的方法制備的液晶顯示器件及用于驅(qū)動該液晶顯示器件的驅(qū)動電路。該裝置還可包括背模組，所述背光模組固定安裝于所述液晶顯示器件的上方、下方和/或四周。該彩色電子紙顯示裝置在自然光充足的環(huán)境中，可以不設(shè)置背光模組，僅通過反射自然光實現(xiàn)圖案的顯示，由于其中的液晶顯示器件通過改變所施加磁場的強度就能改變反射光線的顏色，因此該顯示裝置不需要設(shè)置彩膜就可以實現(xiàn)彩色顯示。另外，通過在液晶顯示器件的上方、下方和/或四周安裝背光模組，也可使形成的彩色電子紙顯示裝置在沒有自然光或者自然光較弱的環(huán)境中正常使用。本發(fā)明實施例主要用于液晶顯示器中。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種磁控液晶材料的制備方法，其特征在于，包括 制備Fe3O4磁性納米粒子； 在向列相液晶中加入手性化合物形成膽留相液晶，所述手性化合物可與所述Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用； 將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述制備Fe3O4磁性納米粒子之后，且在所述在向列相液晶中加入手性化合物形成膽留相液晶之前，還包括 對所述Fe3O4磁性納米粒子的表面進(jìn)行提高粒子分散性的修飾； 所述將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料包括 將表面進(jìn)行了所述提高粒子分散性修飾的所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述手性化合物包括常規(guī)型手性化合物及附加型手性化合物，所述附加型手性化合物具有可與氫氧根離子發(fā)生鍵合作用的吡啶類手性分子或咪唑類手性分子，所述附加手性化合物具體為2-甲基丁醇異煙酸酯或3-甲基戊醇異煙酸酷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在向列相液晶中加入手性化合物形成膽留相液晶包括 在重量百分比為92 % 65%的所述向列相液晶中加入重量百分比為5% 25%的常規(guī)型手性化合物及重量百分比為3% 10%的附加手性化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽甾相液晶中，形成所述磁控液晶材料包括 將重量百分比為5 % 15 %的所述Fe3O4磁性納米粒子加入重量百分比為95 % 85 % 的所述膽留相液晶中，形成所述磁控液晶材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽甾相液晶中，形成所述磁控液晶材料包括 將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽甾相液晶中； 將有機溶劑加入所述膽留相液晶中，混合均勻后在室溫下避光靜置10 30小吋，使所述Fe3O4磁性納米粒子與所述手性化合物發(fā)生鍵合作用有機溶劑； 使所述膽留相液晶保持在真空狀態(tài)下避光4 8小吋，使所述有機溶劑完全揮發(fā)，形成所述磁控液晶材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述將所述Fe3O4磁性納米粒子加入所述膽留相液晶中之后，且在所述將有機溶劑加入所述膽留相液晶中之前，還包括 在所述磁控液晶材料中加入重量百分比為I. 5% 3. 5%的液晶性可光聚合單體及質(zhì)量為所述液晶性可光聚合單體質(zhì)量的3% 5%的光引發(fā)劑。
8.ー種液晶顯示器件的制備方法，其特征在于，包括 制備具有第一取向?qū)拥纳匣澹? 制備具有第二取向?qū)拥南禄澹? 將所述上基板的所述第一取向?qū)用嫦蛩鱿禄宓乃龅诙∠驅(qū)?，并將所述上基板與所述下基板對合以形成平面取向的液晶盒；將使用權(quán)利要求I 7任一項所述的方法制備的磁控液晶材料灌入所述液晶盒；以及 制備用以驅(qū)動所述液晶盒的可控磁場組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括對所述液晶盒中具有液晶性可光聚合單體及光引發(fā)劑的所述磁控液晶材料進(jìn)行紫外線照射以在所述液晶盒內(nèi)形成高分子網(wǎng)絡(luò)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述可控磁場組件安裝于所述液晶盒的至少ー側(cè)，以形成垂直于所述液晶盒的可控磁場。
11.ー種彩色電子紙顯示裝置，其特征在于，包括使用權(quán)利要求8 10任一項所述的方法制備的液晶顯示器件及用于驅(qū)動所述液晶顯示器件的驅(qū)動電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的彩色電子紙顯示裝置，其特征在于，還包括背光模組，所述背光模組安裝于所述液晶顯示器件的上方、下方和/或四周。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁控液晶材料、液晶顯示器件的制備方法及顯示裝置，涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有磁控液晶材料的制備方法工藝復(fù)雜，且材料后處理時間長，導(dǎo)致磁控液晶材料的制造成本增加的問題。本發(fā)明實施例在形成膽甾相液晶的過程中，向向列相液晶中加入了可與Fe3O4磁性納米粒子發(fā)生鍵合作用的手性化合物，使得在Fe3O4磁性納米粒子與手性化合物之間發(fā)生鍵合作用，形成化學(xué)鍵。由此，省去了現(xiàn)有技術(shù)中對Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行手性修飾的步驟，可縮短材料后處理時間，從而能降低磁控液晶材料的制造成本。本發(fā)明實施例主要用于液晶顯示器中。
文檔編號G02F1/137GK102649907SQ20111011744
公開日2012年8月29日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者胡望 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司