基于发光液晶分子的CPL材料性质研究

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圆偏振发光(CPL)材料在受激发后会发射出左旋和右旋强度不等的偏振光,用于液晶显示和有机发光二极管器件时,可实现高对比度三维图像的显示效果,因此具有广阔的应用前景。然而,同时获得具有高发光不对称因子(gem)和高发光量子效率(ФFL)的CPL材料是一个研究难点。液晶是一种兼具各向异性和流动性的软物质,本文以发光液晶分子构建CPL材料体系,通过液晶高效的自组装过程使体系获得更加有序的螺旋结构,实现手性的传递和放大,最终获得优异的CPL性能。主要研究内容包括:1.基于发光液晶高分子的掺杂型液晶CPL材料设计合成了手性联萘衍生物分子Guest-1和非手性发光液晶高分子Guest-2。将Guest-1掺杂到商用液晶5CB中,形成二元胆甾相液晶,gem值最高为0.17,ФFL为19.2%。随后,将Guest-1和Guest-2一同掺入5CB中,诱导得到的三元分散型胆甾相液晶,表现出更强的CPL信号,gem值高达0.97,ФFL为52.2%。结果表明:新三元分散型胆甾相液晶体系中,联萘衍生物分子的手性有效传递给发光液晶高分子,由于分子间的强相互作用形成了更加有序的螺旋排列结构,产生手性放大效应,为制备兼具高gem值、高ФFL的掺杂型液晶CPL材料提供了一种新的策略。2.基于有机氟硼化合物的非掺杂型液晶CPL材料为了简化液晶CPL体系,提高实用性,进一步探索了非掺杂型液晶材料。利用1,2-环己二胺的手性及氟硼化合物的发光特性,合成了一类集手性、发光、液晶性于一体的席夫碱类氟硼化合物,命名为R/S-Salen BF2。研究结果表明:偏光显微镜下R/S-Salen BF2具有明显的热致液晶性,清亮点为233℃。得益于液晶态下高阶有序的自组装,薄膜在230℃退火后gem值显著提高,从退火前的2.8×10-4增加到1.0×10-2。这一类非掺杂型液晶CPL材料有望进一步应用于有机发光二极管等光电器件的制备。
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