[发明专利]一种上转换近红外圆偏振发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光学防伪技术领域，公开了一种上转换近红外圆偏振发光材料及其制备方法和应用。该上转换近红外圆偏振发光材料包含向列相液晶、手性掺杂剂和发光粒子；其中，发光粒子为稀土掺杂的上转换纳米粒子，其最大发射波长≥750nm。本发明使用稀土掺杂上转换纳米粒子，在近红外区域表现出明显的发射特性，与手性向列相液晶复合后得到上转换近红外圆偏振发光材料。该材料在用于隐蔽光防伪时，肉眼不能直接观察到受保护信息；使用近红外区域的激发光照射下，防伪黑条也不能被识别。而在激发光和圆偏振片同时作用下，才能得到受保护信息。本发明的基于上转换近红外发光的光子条形码具有多重信息加密的功能，极大提高了信息安全水平。

技术领域

本发明涉及光学防伪技术领域，尤其涉及一种上转换近红外圆偏振发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

防伪技术在日常生活中广泛的存在。但随着科技的发展，现有防伪技术愈发容易被仿，这严重影响到信息的安全。而将多种防伪技术混杂在一起实现的多重防伪技术普遍造价高昂，识别过程繁琐。因此，迫切需要开发一种成本低廉、易于识别且全新有效的防伪技术。在多种防伪策略中，光学防伪由于其良好的光学性能而受到越来越多的关注，如高发光强度、多种发光波长、较长的发射寿命以及多种发光模式，如光致发光、化学发光、力致发光等。

近年来，隐蔽光防伪成为了光学防伪中的一个重要研究领域。因为通过这种方式，肉眼将无法直接识别隐藏的信息，其只能在特定的条件下显示，这大大提高了受保护信息的安全性。在各种隐蔽光中，圆偏振光在实际防伪应用中具有显著的优势，因为它可以隐藏在线偏振光中，其圆二色性可以为被保护的信息提供潜在的安全性。然而，如何构建兼具高发光不对称因子(g_lum)值仍然是该研究领域的关键问题。

相比于传统的圆偏振发光材料(CPL材料)，手性向列相液晶由于其具有独特的光学性能，因此能够获得g_lum值较高的CPL。这就使其逐渐在CPL防伪领域成为了性能最佳的材料。尤其是它的圆二色性，能够将同手性的圆偏振光反射而透过异手性的圆偏振光。通过这种方式能够将不同手性的圆偏振光分开，因此能够获得高g_lum值的CPL。但这种方式也会损失一部分发射强度，导致发光强度较低，在实际应用中所需的激发能量大大增加。

因此，如何通过手性向列相液晶获得兼具高g_lum值和强发光的CPL，并将其作为一种隐蔽光有效地应用于多种防伪领域成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上转换近红外圆偏振发光材料及其制备方法和应用，解决现有技术提供的圆偏振发光材料不能兼具高g_lum值和强发光性能的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种上转换近红外圆偏振发光材料，包含以下组分：

向列相液晶、手性掺杂剂和发光粒子；

其中，所述发光粒子为稀土掺杂的上转换纳米粒子；所述发光粒子的最大发射波长≥750nm。

优选的，在上述一种上转换近红外圆偏振发光材料中，所述向列相液晶、手性掺杂剂和发光粒子的质量比为10：1.9：0.5～2。

优选的，在上述一种上转换近红外圆偏振发光材料中，所述发光粒子的制备方法为：

将氯化钇水合物、氯化镱水合物、氯化铥水合物、十八烯和油酸混合，加热进行一次反应；一次反应结束后填充氮气，然后加热进行二次反应；二次反应结束后加入氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液，加热进行三次反应；三次反应结束后去除甲醇溶液，加热进行四次反应，得到发光粒子。