[發(fā)明專利]具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410803311.1
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104877666A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐本忠;王二靜;洪煜檸
• 申請（專利權(quán)）人: 香港科技大學(xué)深圳研究院;香港科技大學(xué)
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D239/62;G02B1/04;H01L51/54;G01N21/64
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;吳靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一系列有機(jī)發(fā)光材料，具體涉及具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光或發(fā)光增強(qiáng)(AIE/AEE)特性的固態(tài)發(fā)光材料。

背景技術(shù)

隨著有機(jī)光電子學(xué)的發(fā)展，在固態(tài)或聚集狀態(tài)使用的新型有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體功能材料，由于與傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體材料相比，具有高靈敏性、好的器件柔性、低成本、小裝置尺寸、大面積制備以及便于集成等優(yōu)勢，而受到越來越多的關(guān)注(Chem.Phys.Lett.,1974,29,277,Chem.Rev.2007,107,1011)。除了有機(jī)光電子器件，有機(jī)發(fā)光材料在信息存儲(J.Mater.Chem.C,2013,1,3376；Chem.Soc.Rev.,2013,42,857；Adv.Mater.,2013,25,378；Chem.Soc.Rev.,2013,42,8895.)和生物科學(xué)(Chem.Rev.,2013,113,192；Chem.Sci.,2012,3,984.)等方面也表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光材料總是伴隨有不可避免的現(xiàn)象：聚集引起淬滅(aggregation-caused?quenching，ACQ)，傳統(tǒng)的熒光材料通常含有較大的π-電子共軛結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要用于產(chǎn)生熒光。分子溶解狀態(tài)下，熒光染料的溶液顯示出強(qiáng)熒光，但在濃溶液狀態(tài)、聚集態(tài)或固態(tài)時，分子間作用增強(qiáng)，發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，形成激基復(fù)合物或激基締合物，這些都會消耗激發(fā)態(tài)能量，因此極大地降低熒光發(fā)光的可能性，這就是眾所周知的ACQ現(xiàn)象。但在現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用中，大多數(shù)情況下，熒光材料需要加工成聚集態(tài)，ACQ問題不可避免。目前已經(jīng)發(fā)展了各種化學(xué)(Chem.Commun.,2008,1501；Chem.Commun.,2008,217.)、物理、以及工程方法和加工過程(Langmuir,2006,22,4799；Macromolecules?2003,36,5285)以減弱ACQ效應(yīng)，然而這些嘗試僅能獲得較小的成功，主要困難在于在凝聚相中聚集體的形成是個內(nèi)在過程，因此急需開發(fā)在聚集狀態(tài)下保持強(qiáng)發(fā)光的材料和系統(tǒng)。

在2001年，本發(fā)明的研究人員合成了1,1-二甲基-2,3,4,5-四苯基噻咯(DMTPS)化合物，其聚集態(tài)在熒光發(fā)光方面起到有益而非破壞性作用(Chem.Commun.2001,1740.)，研究人員還觀察了一種新奇現(xiàn)象并冠稱為“聚焦誘導(dǎo)發(fā)光”(aggregation-induced?emission,AIE)，溶液態(tài)下不發(fā)光的分子通過聚集體形成而被誘導(dǎo)發(fā)光：一系列螺旋狀的非發(fā)光分子，如六苯基噻咯(HPS)和四苯乙烯(tetraphenylethene,TPE)，通過形成聚集體而被誘導(dǎo)發(fā)出很強(qiáng)的熒光(J.Mater.Chem.2001,11,2974；Chem.Commun.2009,4332；Appl.Phys.Lett.2007,91,011111.)，之后研究者們發(fā)現(xiàn)了很多種具有該特性的分子。另外，通過一系列實驗設(shè)計和理論計算，研究者們證實了分子內(nèi)運(yùn)動受限(RIM)是導(dǎo)致AIE效應(yīng)的主要原因(J.Phys.Chem.B2005,109,10061；J.Am.Chem.Soc.2005,127,6335.)。

目前為止，制備的大多數(shù)AIE發(fā)光體只能發(fā)射藍(lán)光和綠光，與發(fā)藍(lán)光材料相比，對黃光和紅光的材料的開發(fā)和研究相對滯后，而在有機(jī)集成電路中，黃光和紅光材料是必不可少的組件；同樣對于生物成像方面的應(yīng)用，更優(yōu)選那些長波發(fā)射的的染色分子，這樣不會受到生物組織的自發(fā)熒光的干擾，并且激發(fā)光源對組織的損傷也將降低(Chem.Mater.,2012,24,812)。對于黃光和綠光材料的制備，現(xiàn)有技術(shù)中的方法是延長分子的π共軛結(jié)構(gòu)進(jìn)而縮小能帶間隙以利于電子躍遷，但這種方法不足之處在于合成過程繁復(fù)、合成工作量大、分子間相互作用增強(qiáng)從而易導(dǎo)致誘導(dǎo)發(fā)光淬滅、易受光氧化影響以及產(chǎn)物溶解度降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中的具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的發(fā)光材料應(yīng)用受限的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的發(fā)光材料，包含有選自以下任一結(jié)構(gòu)式的基團(tuán)：