[发明专利]一种发光液晶物理凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液晶物理凝胶材料及其制备方法。该材料由如下按质量百分比计的两组分构成：发光侧链型液晶共聚物有机凝胶因子1～10％，小分子液晶90～99％。其制备方法为：先将发光侧链型液晶共聚物有机凝胶因子与小分子液晶混合并搅拌均匀，再加热形成透明溶液，自然冷却至室温即得具有发光性能的液晶物理凝胶复合材料。本发明以发光侧链型液晶共聚物为凝胶因子，所得液晶物理凝胶材料具有良好的热稳定性和优异的发光性能，同时液晶物理凝胶的热稳定性和发光性能可通过调控共聚物的共聚单元的结构和比例来进行调控，在液晶显示、荧光光散射液晶器件、荧光发光材料、电控荧光器件等领域均方面具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于超分子化学技术领域，具体涉及一类具有发光性能的液晶物理凝胶材料及其制备方法。

背景技术

液晶物理凝胶是凝胶因子在液晶中通过非共价相互作用自组装形成纤维网络结构，是一类新型的刺激-响应、热可逆软固体材料。发光液晶物理凝胶是一种性能更为丰富的液晶物理凝胶材料，不仅具备液晶物理凝胶的性能，同时还兼具发光性能。由于发光液晶物理凝胶材料在液晶显示器件、荧光光散射液晶器件、荧光发光材料、电控荧光器件等领域的潜在应用价值，近年来引起了广泛的关注。

目前报道的发光液晶物理凝胶的方法主要有两种，第一种是往液晶物理凝胶中添加发光物质如量子点、荧光染料、发光配合物等来制备具有发光性能的液晶物理凝胶材料。制备发光液晶物理凝胶材料的另一种办法是采用具有发光性能的凝胶因子来制备发光液晶物理凝胶材料。

Zhao等(Journal of the American Chemical Society,2007,129(20):6372-6373)将光致发光CdSe/ZnS量子点材料分散到液晶物理凝胶中得到了发光液晶物理凝胶材料，研究发现液晶物理凝胶材料的发光强度可以通过电场来控制，当未施加电场时，液晶物理凝胶呈光散射态，入射光经与纤维多次耦合表现出强烈的荧光，当施加电场时，液晶分子沿着电场方向取向，液晶物理凝胶呈光透过态，入射光直接透过液晶物理凝胶材料，表现出较弱的荧光，因此通过调控施加电场的强度便可以控制荧光的强度。

Cardinaels等(Journal of Materials Chemistry,2010,20(39):8571-8574)将发光配合物Eu(tta)₃phen分散在液晶物理凝胶中也得到了发光液晶物理凝胶材料，未施加电场时，液晶物理凝胶呈光散射态，体系呈不透明态，在365nm紫外光的照射下，液晶物理凝胶发红光；施加电场时，液晶物理凝胶呈透明态，在365nm紫外光的照射下液晶物理凝胶仍然发出红色的荧光，但是发光强度较未施加电场时降低。

中国发明(CN 105319758 A)公开了一种含微量凝胶因子的液晶荧光光散射显示屏，该液晶荧光光散射显示屏由含有偶氮苯化合物及荧光粉的液晶基体化合物中添加适量凝胶因子获得的液晶物理凝胶制备，液晶物理凝胶由如下质量配比的物质构成：82.0-97.9wt％的液晶基体化合物、1-8.2wt％偶氮苯化合物、1-8.2wt％紫外荧光粉以及0.1-1.6wt％的凝胶因子。该荧光光散射显示屏制备工艺简单，受紫外光激发，在可见光下稳定，具有视野宽、亮度高、图片对比度高等特点。

韩国的Soo Young Park等(Advanced Functional Materials,2006,16(14):1799-1804)将发光有机小分子凝胶因子引入到向列相液晶BL006中制备了发光液晶物理凝胶材料。发光凝胶因子在向列相液晶中自组装形成纤维网络结构，未施加电场时，液晶呈有序程度低，光成不透过态，在紫外光的照射下液晶物理凝胶发出较强的荧光；施加电场时液晶沿着电场方向取向，分子有序排列，光呈透过态，当施加紫外光时，紫外光直接通过液晶物理凝胶，而只有少部分光被发光凝胶因子吸收，因而荧光发光强度较低。通过简单控制电场强度即可以控制荧光发光强度，因此该液晶物理凝胶有望用于电控荧光发光器件。