[发明专利]一种圆偏振发光的手性液晶墨水及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种圆偏振发光的手性液晶墨水及其制备方法和应用，所述手性液晶墨水包括室温向列相液晶、手性分子和发光分子，所述发光分子包括量子点、钙钛矿纳米晶或上转换纳米粒子中的任意一种。本发明的手性液晶墨水中所包含的室温向列相液晶、手性分子和发光分子三者结合，使得该手性液晶墨水具有圆偏振发光特性，获得的圆偏振发光信号具有较大的不对称因子，因此该手性液晶墨水在手性印刷和手性打印方面具有较大的应用价值，并且其制备方法简单、环境影响因素小，成本低，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于圆偏振发光领域，涉及一种圆偏振发光的手性液晶墨水的制备方法和应用。

背景技术

圆偏振光包含丰富的光信息，具有高的光学敏感性和光学分辨率，因此它在生物编码、圆偏振光信息加密、3D光学显示、光学数据存储和光学器件等方面具有广泛的应用前景，并且一直受到人们的关注和研究。人们发现某些手性物质在受到入射光激发后，发射出左右圆偏振光的强度不同，这种现象称为圆偏振发光(CPL)，这表现了物质激发态的结构特征。圆偏振发光在光信息的处理、显示和存储等方面具有重要的应用价值。

手性向列相液晶分子呈扁平状，排列成层，层内分子相互平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋状结构。通过往向列相液晶中添加手性分子，即能够诱导向列相液晶形成手性向列相液晶。在手性向列相液晶中加入发光分子是获得圆偏振光的一种有效的方法。近年来，人们利用手性向列相液晶的旋光性、选择性、圆二色性等特性开发出了多种新型显示器件。

量子点是一种纳米级别的半导体材料，通过改变量子点的尺寸和化学组成可以控制其发光波长。量子点的吸收范围很宽，发射范围很窄，在多种颜色的量子点同时使用的过程中不容易出现光谱交叠。除此之外，量子点具有很好的光稳定性和长荧光寿命，这使得量子点具有作为背光源的潜质。

卤化物钙钛矿纳米晶是一种高性能的半导体材料，不仅适用于太阳能电池，也适用于发光二极管和激光器。与杂化有机-无机卤化物相比，全无机钙钛矿具有更高的稳定性，在各种光电子学中具有巨大的应用潜力。CsPbX₃这种钙钛矿具有优异的光学性能，特别是可调的发光波长和高量子产率。

镧系金属掺杂的上转换纳米粒子与传统的有机染料和量子点相比，它具有毒性低、寿命长、发光线窄、光漂白阈值高等独特的优点，被认为是一种新型的生物光学探针，在光催化、多色显示、太阳能电池和生物放大等方面有着潜在的应用前景。

CN107065284A公开了一种量子点彩膜液晶显示器，包括从下至上依次设置的背光源、下偏光元件、液晶层，还包括用于将经过所述液晶层之后的偏振光转换为全光谱光的量子点彩膜。通过将量子点彩膜应用于液晶显示屏中，将背光源的出射光经过下偏光元件以及液晶层之后入射至量子点彩膜，形成全光谱光，通过对背光源进行精细调节，进而大幅提升亮度以及色域表现，让色彩更加鲜明。

CN204439978U公开了一种采用量子点的液晶模组及液晶显示装置，所述液晶模组包括背光系统、量子点光学膜片系统和液晶面板，背光系统包括光源和反射片，量子点光学膜片系统包括第一水氧阻隔层、量子点层、第二水氧阻隔层、具有旋光性的液晶层和1/4波片，液晶层位于第二水氧阻隔层与1/4波片之间。本实用新型采用量子点的液晶模组能够实现高色域，且由于增设了具有旋光性的液晶层和1/4波片，还可以实现增亮效果。

目前为止，通过向手性向列相液晶中加入量子点、卤化物钙钛矿纳米晶、上转换纳米粒子来获得圆偏振发光的手性向列相液晶材料还没有被报道过。因此，开发出一种有效且普遍地获得圆偏振发光的手性向列相液晶材料的制备方法是很有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种圆偏振发光的手性液晶墨水及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：