一种高性能窄带圆偏振发光材料及其应用

本发明属于圆偏振发光，具体涉及到一种高性能窄带圆偏振发光材料及其应用。

背景技术：

1、圆偏振发光(cpl)是指发光体系发射出具有差异的左旋和右旋圆偏振光的现象，其在三维显示、生物传感、加密防伪、光催化不对称合成等领域具有广泛的应用前景。近年来圆偏振发光研究的前沿，包括基于有机小分子的手性发光材料、聚集诱导发射化合物、超分子组装体、液晶和液体、聚合物、金属配体配位配合物和组装体、金属团簇、无机纳米材料。

2、圆偏振发光材料的一个重要指标是不对称因子glum值，其从测量的角度定义为：当不对称因子glum为+2或-2时，代表纯左旋或右旋圆偏振光，但圆偏振发光材料实际的glum值却小得多，通常为10-5～10-3。而且，大多数cpl材料由于其基态和激发态之间的固有振动耦合，会发射半峰宽大于60nm的宽光谱发射，不利于实现高色纯度。

3、稀土金属有机配合物材料具有荧光量子效率高、发射半峰宽窄等优异特性，是理想的cpl新材料。但目前已报道的稀土配合物cpl材料(如超分子聚集体、金属手性配体配合物等)存在不对称因子(glum值)小，合成难度高等问题，严重限制了其实际应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种高性能窄带圆偏振发光材料及其应用。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、第一个方面，本发明提供一种高性能窄带圆偏振发光材料，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为(97～99)：(1～3)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

4、在一些实例中，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为98：(1.90～2.00)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

5、在一些实例中，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为97：(2.30～2.40)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

6、在一些实例中，所述发光材料包含以下质量分数组成：质量比为98：(1.00～1.30)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

7、在一些实例中，所述稀土配合物选自三[4,4,4-三氟-1-(2-噻吩基)-1,3-丁二酮]双(氧化三苯基膦)铕、乙酰丙酮铽(ⅲ)、乙酰丙酮钕(ⅲ)、(1,10-菲咯啉)三[4,4,4-三氟-1-(2-噻吩基)-1,3-丁二酮]铕(ⅲ)、三(乙酰丙酮)(1,10-菲咯啉)铽(ⅲ)、镒(ⅲ)六氟水合物、三(环戊二烯基)铒(ⅲ)中的任意一种。

8、在一些实例中，所述手性掺杂剂选自r5011、s5011、r811、s811、r6n、s6n中的任意一种。

9、在一些实例中，所述发光材料的制备方法为：将所述发光材料的配方按比例加入溶剂完全溶解后，搅拌混合均匀并挥发掉溶剂，得到手性液晶混合物加热至手性液晶混合物的清亮点，然后灌入液晶盒中，得到所述发光材料。

10、第二个方面，本发明第一个方面提供的高性能窄带圆偏振发光材料在生物医疗、光学信息存储与加密、光学器件中的应用。

11、第三个方面，本发明提供一种器件，所述器件由第一个方面所述的高性能窄带圆偏振发光材料制成。

12、在一些实例中，所述器件为防伪器件、3d显示、oleds、手性分离膜和光电器件中的至少一种。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明利用优良的窄带发射稀土配合物，通过调控手性液晶中的手性掺杂剂比例的使液晶手性结构匹配稀土配合物发射带，从而实现超不对称cpl，可实现高不对称因子|glum|达到1.86，非常接近最大理论值2.0。对比传统有机cpl器件具有半缝宽窄、颜色纯度高的特点。对比其他稀土cpl器件，该配方可以达到接近最大理论值2.0的高对比度、高不对称性cpl，具有用于先进的显示和新的防伪技术的潜力。

技术特征：

1.一种高性能窄带圆偏振发光材料，其特征在于，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为(97～99)：(1～3)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

2.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为98：(1.90～2.00)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

3.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为97：(2.30～2.40)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

4.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料包含以下质量分数组成：质量比为98：(1.00～1.30)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。

5.根据权利要求1～4任一项所述的发光材料，其特征在于，所述稀土配合物选自三[4,4,4-三氟-1-(2-噻吩基)-1,3-丁二酮]双(氧化三苯基膦)铕、乙酰丙酮铽(ⅲ)、乙酰丙酮钕(ⅲ)、(1,10-菲咯啉)三[4,4,4-三氟-1-(2-噻吩基)-1,3-丁二酮]铕(ⅲ)、三(乙酰丙酮)(1,10-菲咯啉)铽(ⅲ)、镒(ⅲ)六氟水合物、三(环戊二烯基)铒(ⅲ)中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述手性掺杂剂选自r5011、s5011、r811、s811、r6n、s6n中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料的制备方法为：将所述发光材料的配方按比例加入溶剂完全溶解后，搅拌混合均匀并挥发掉溶剂，得到手性液晶混合物；加热至手性液晶混合物的清亮点，然后灌入液晶盒中，得到所述发光材料。

8.权利要求1所述的高性能窄带圆偏振发光材料在生物医疗、光学信息存储与加密、光学器件中的应用。

9.一种器件，其特征在于，所述器件由权利要求1所述的高性能窄带圆偏振发光材料制成。

10.根据权利要求9所述的器件，其特征在于，所述器件为防伪器件、3d显示、oleds、手性分离膜和光电器件中的至少一种。

技术总结本发明属于圆偏振发光技术领域，公开了一种高性能窄带圆偏振发光材料，所述发光材料包含以下质量比例组成：质量比为(97～99)：(1～3)：(0.05～0.25)的向列相液晶、手性掺杂剂、稀土配合物。本发明利用优良的窄带发射稀土配合物，通过调控手性液晶中的手性掺杂剂比例的使液晶手性结构匹配稀土配合物发射带，从而实现超不对称CPL，可实现高不对称因子|g<subgt;lum</subgt;|达到1.86，非常接近最大理论值2.0。对比传统有机CPL器件具有半缝宽窄、颜色纯度高的特点，具有用于先进的显示和新的防伪技术的潜力。技术研发人员：吴玥,任懿冉,余振强,陈珠萍,张梓璇,陈智受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19