近日,深圳大学化学与环境工程学院余振强副教授课题组与天津大学任相魁副教授课题组合作在《ACS Applied Materials & Interfaces》(影响因子9.229,中科院JCR 1区,TOP期刊)上发表了《Peripherally Modified Tetraphenylethene: Emerging as a Room-Temperature Luminescent Disc-Like Nematic Liquid Crystal》的研究论文(ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 35207-35213)。该文章第一作者为深圳大学硕士毕业生栗佳骅(现北京大学博士后),通讯作者为深圳大学余振强副教授和天津大学任相魁副教授。深圳大学为第一通讯单位。研究成果受国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市科技创新委员会等项目资金支持。
液晶显示器因其轻薄、耗电量小、显示色彩真实等特点在多种场合得到广泛应用。传统的液晶显示设备使用棒状室温向列相液晶为液晶层,传统液晶不发光且不均匀的窄视角成为一个不可忽视的问题。此外,当前的液晶显示设备中包含背光源、偏振片等大量的光学部件造成能量利用率较小,存在较大的提升空间。
本文巧妙地将聚集诱导发光(AIE)的概念与液晶相结合,合成出一种具有类盘状结构的室温发光液晶分子1(如图1所示)。与大多数盘状液晶材料不同,类盘状结构的分子1在室温附近形成的盘状向列相液晶有助于解决棒状液晶分子的视角缺陷。此外,AIE特性赋予了这种材料良好的发光性能:在本体状态下,该物质可发出460 nm左右的天蓝色荧光,且液晶态发光量子效率高达49%。这种室温类盘状发光液晶为显示器部件提高能量利用率提供了一种可能的方案。
图1 分子1的化学结构及其在日光(下左)和在紫外光(下右)下的照片。
该物质的室温向列相液晶赋予了材料良好的流动性,可以作为有机溶剂溶解实验室合成的发红光的有机染料分子(如图2所示)。光谱实验表明:随着红光染料掺杂比的逐步提高,混合物的发光颜色可逐渐从发蓝光经由发白光最终变为发橙红光。可喜的是,这种混合物即便放置半年也不会出现明显的相分离,在大面积显示设备制造领域具有更光明应用前景。
图2 白光混合物的调制过程。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c10243