具有聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥配合物及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥(III)配合物及其應(yīng)用，具體是基于1,3,4-噁二唑衍生物作為N^N輔助配體的陽離子型銥(III)配合物，其結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示。其中Ar表示咔唑、取代咔唑。該類材料合成步驟簡單、條件溫和，在溶液下發(fā)光很弱甚至不發(fā)光，但在聚集狀態(tài)下發(fā)光增強(qiáng)且為三線態(tài)發(fā)射。可以預(yù)期，該類材料可以成為有商業(yè)化潛力的有機(jī)光電功能材料。
【專利說明】具有聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥配合物及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一類具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的以1，3，4-噁二唑衍生物作為N~N輔助配體的陽離子型銥(III)銥配合物，及其在電致發(fā)光器件和氣體傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]通常有機(jī)熒光材料僅僅在稀的溶液中表現(xiàn)出強(qiáng)的熒光，而隨著濃度增大，熒光發(fā)射會(huì)逐步減弱。主要是由于在高濃度下或固態(tài)下，分子間的相互作用力會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，導(dǎo)致非輻射衰減過程增加，輻射躍遷減弱，表現(xiàn)為濃度淬滅熒光發(fā)射，即所謂的聚集誘導(dǎo)發(fā)射淬滅。即當(dāng)發(fā)光材料的濃度或厚度增大時(shí)，發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度和效率急劇降低。聚集誘導(dǎo)熒光淬滅在很大的程度上限制了有機(jī)熒光材料在光電器件中的發(fā)展和應(yīng)用。2001年，香港科技大學(xué)唐本忠教授發(fā)現(xiàn)了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象的化合物(TangBZ，etal.Aggregat1n-1nduced emiss1n!phenomenon, mechanismandapplicat1ns，Chem.Commun.2001，1740-1741)。該類化合物在溶液中，呈現(xiàn)弱的熒光，然而在固態(tài)時(shí)卻擁有高的熒光量子產(chǎn)率，為發(fā)展固體熒光材料提供了一個(gè)新的思路。這種通過聚集誘導(dǎo)發(fā)光增強(qiáng)的現(xiàn)象，即為“聚集誘導(dǎo)發(fā)射(Aggregat1n-1nducedemiss1n, AIE) ”。聚集誘導(dǎo)發(fā)光主要表現(xiàn)為發(fā)光材料在固態(tài)/高濃度摻雜薄膜狀態(tài)下，發(fā)出很強(qiáng)的光。該類化合物還可用于固態(tài)發(fā)光器件、熒光探針、智能材料、生物體成像等，具有非常好的商業(yè)應(yīng)用前景。 起了廣泛的關(guān)注，需要具有AIE性質(zhì)的發(fā)色團(tuán)不斷被發(fā)現(xiàn)，如silole型、亞甲基環(huán)戊二烯型、腈取代二苯乙烯型、吡喃型、聯(lián)苯型等小分子和少數(shù)高分子化合物，但是這些化合物都屬于熒光材料。以重金屬配合物為主的電致磷光材料，在目前的有機(jī)電致發(fā)光研究中最為活躍。具有d6和d8電子結(jié)構(gòu)的重金屬原子如鉬(Pt)、銥(Ir)、鋨(Os)，由于強(qiáng)烈的自旋軌道偶合作用，導(dǎo)致了單線態(tài)與三線態(tài)相互混合，從而縮短磷光壽命，增大了系間竄越能力，導(dǎo)致禁阻的三重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷變?yōu)椴糠衷试S，使磷光可以順利發(fā)射，提高了發(fā)光效率，內(nèi)量子效率可以達(dá)到100%。目前發(fā)光效率較高的磷光體是金屬銥配合物，而這類磷光化合物在稀的溶液中，呈現(xiàn)弱的發(fā)光，而在固態(tài)時(shí)卻擁有高的熒光量子產(chǎn)率，這種通過聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射增強(qiáng)的現(xiàn)象，即為“聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射(Aggregat1n-1nducedphosphorescent emiss1n (AIPE)，，。
[0004]米用磷光材料作為發(fā)光中心制備電致發(fā)光器件時(shí)，由于其具有較長的激發(fā)態(tài)壽命，當(dāng)激發(fā)三重態(tài)濃度較高時(shí)容易發(fā)生三線態(tài)-三線態(tài)(T-T)湮滅以及三線態(tài)-極化子間淬滅，降低器件的發(fā)光效率。目前為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，大多數(shù)可以把磷光材料作為客體，摻雜在主體材料中，而主體所占比例是非常大的。但是聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射的材料的出現(xiàn)，在一定的程度上可以有效的改善濃度淬滅效應(yīng)引起的發(fā)光效率降低的問題，在制備發(fā)光器件時(shí)可以不需要加入主體材料，簡化了器件的制備，降低了之前制作成本等。為有機(jī)發(fā)光材料在固態(tài)發(fā)光器件的應(yīng)用開辟了新的途徑，有廣闊的市場應(yīng)用前景。此外，在氣體傳感領(lǐng)域，聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射也有很好的應(yīng)用。一般來說，當(dāng)氣體分子擴(kuò)散進(jìn)入到具有聚集結(jié)構(gòu)的材料中時(shí)，會(huì)改變分子的堆積結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致發(fā)光性質(zhì)的改變:如發(fā)光強(qiáng)度或發(fā)光顏色的變化等，從而實(shí)現(xiàn)對氣體分子的傳感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種基于1，3，4-噁二唑衍生物作為N~N輔助配體的具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥(III)銥配合物，主要應(yīng)用在固態(tài)發(fā)光器件和傳感等領(lǐng)域。制備的固體發(fā)光器件工藝簡單，成本低廉，性能優(yōu)良。應(yīng)用在傳感上，可實(shí)現(xiàn)氣體的傳感。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的以1，3，4-噁二唑衍生物作為N~N輔助配體的陽離子型銥(III)銥配合物，該銥配合物的結(jié)構(gòu)通式如式(I )表示:
[0007]

【權(quán)利要求】
1.一種具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥配合物，其特征在于該陽離子型銥配合物具體是基于1，3，4-噁二唑衍生物作為N~N輔助配體的陽離子型銥(III)配合物，該配合物的結(jié)構(gòu)通式如式(I)表示:
其中Ar表示3-取代N-苯基咔唑或9-(4-取代苯基)咔唑。
2.一種如權(quán)利要求1所述的具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥配合物的制備方法，其特征在于:制備1，3，4-噁二唑N~N輔助配體的陽離子型銥(III)配合物所用原料的摩爾比為:三氯化銥:2，4-二氟苯基吡啶:1，3，4_噁二唑N~N輔助配體=Imol: 2.5-4mol: l_5mol的比例,經(jīng)如下步驟制備: N2保護(hù)下，將I當(dāng)量的三氯化銥和2.5-4當(dāng)量的2，4- 二氟苯基吡啶溶于2-乙氧基乙醇和水的混合液，回流攪拌12-24小時(shí)；冷卻至室溫后，獲得銥的二氯橋化合物；然后將銥的二氯橋化合物與1-5當(dāng)量的1，3，4-噁二唑N~N輔助配體溶于2-乙氧基乙醇中，室溫至50°C反應(yīng)12-24小時(shí)；結(jié)束反應(yīng)，用柱層析分離，獲得純的陽離子型銥(III)配合物。
3.—種如權(quán)利要求1所述的具有聚集態(tài)誘導(dǎo)磷光發(fā)射特性的陽離子型銥配合物的應(yīng)用，其特征在于:所述的銥配合物具有聚集誘導(dǎo)磷光發(fā)射，用于含有銥配合物作為發(fā)光層的電致發(fā)光器件。
【文檔編號】H01L51/54GK104163835SQ201410210368
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】梅群波, 翁潔娜, 黃維, 童碧海, 徐志杰, 田汝強(qiáng), 華慶芳 申請人:南京郵電大學(xué)