[发明专利]一种圆偏振发光手性侧链型液晶共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种圆偏振发光手性侧链型液晶共聚物及其制备方法。该侧链型液晶共聚物由两种可聚合单体通过自由基共聚得到，其中一种单体为含有氰基二苯乙烯结构的可聚合发光单体，另一种单体为含有手性胆甾醇结构的可聚合单体。本发明通过自由基共聚所得共聚物同时具有液晶性、聚集诱导荧光增强性质和圆偏振发光性质，在液晶显示器背光源、3D显示、不对称催化等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于有机聚合物发光材料技术领域，具体涉及一种圆偏振发光手性侧链型液晶共聚物及其制备方法。

背景技术

偏振光是指光矢量的振动方向不变或具有某种规则地变化的光波。按照偏振光性质的不同可以将其分为线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光和部分偏振光等。在各种偏振光中，圆偏振光被认为是一种特殊的偏振光，圆偏振光在垂直于光传播方向的固定平面内光矢量的大小保持不变，但随时间以角速度ω旋转，其末端的轨迹是圆。由于圆偏振光在三维显示、光信息存储等方面均具有潜在的应用价值而受到了广泛关注。

传统获得圆偏振光的方法主要是让自然光穿过起偏器后先变成线偏振光，再将得到的线偏振光通过一个1/4波片后产生的光就是圆偏振光。另一种获得圆偏振光的方法就是制备圆偏振发光(Circularly polarized luminescence,CPL)材料，当其被激发后可直接发出圆偏振光。相比于前者，通过后者来获取圆偏振光不需要搭建复杂的机械装置，且能有效防止光在波片之间转换过程中的能量损失。如何有效的构筑圆偏振发光材料已成为了当前手性领域和发光领域的研究热点。

一般地，手性组分和发光组分是构筑CPL材料不可或缺的两个部分。根据手性组分和发光组分作用方式的不同，CPL材料的制备策略主要有如下两种。一种是将手性组分与发光组分结合在一个分子中来制备具有CPL活性的手性发光分子。这类手性发光分子在结构上又包括两种情况：(1)手性部分本身就能发光，如联二萘酚、螺稀及其衍生物等，由于兼具手性和发光性，因此本身就能产生CPL发射(Journal of the American ChemicalSociety,2012,134(9):4080-4083)。(2)通过化学合成方法将发光组分与手性组分通过共价键连接，这是当前获得CPL材料最普遍的方法(Journal of Materials Chemistry C,2020,8(10):3284-3301；Macromolecules,2020,53(18):8041-8049)。另一种获得CPL材料的方法是通过物理共混，向非手性发光物质中引入手性掺杂剂或手性环境(Accounts ofChemical Research,2018,51(9):2324-2334)。由于CPL信号主要源自手性组分对非手性发光体的手性诱导，因此手性环境和非手性发光体之间应具有较强相互作用。该方法最大的优点是可以让所有的发光体都被赋予CPL活性。无论是通过哪种方式来获得CPL材料，其实质就是将手性基团、发光基团和刺激响应性基团等不同的功能模块按照一定的化学或物理方法进行结合或组装，所得到的新的分子或体系不仅能够表现出各模块初始的功能，同时由于各功能模块的相互作用还能使其产生新的圆偏振发光性质。

在高分子研究领域中，共聚是一种简单、常用的调控聚合物结构和性能的方法。通过共聚反应获得的共聚物不仅可以集中各共聚组分的基本性能，还由于各共聚组分之间的互相作用，产生出新的独特的结构和性能，通过简单的改变共聚组分的化学结构和含量就能够实现对共聚物聚集态结构和性能的调控。共聚与CPL材料及刺激响应性CPL材料的构筑方法有着相同的本质，因此将含有手性基团和发光基团的功能模块单体通过共聚的方法集中在同一共聚物中，所得到的共聚物不仅能保留各模块的初始功能，同时通过调控共聚物中各功能模块的相互作用，还能使共聚物产生新的圆偏振发光性质。

发明内容

本发明的目的是针对目前圆偏振发光液晶材料的研究现状，提供一种合成方法简单、圆偏振发光性能优异的圆偏振发光手性侧链型液晶共聚物及其制备方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种圆偏振发光手性侧链型液晶共聚物，通过两种可聚合单体自由基共聚得到。