[發明專利]一種基于稀土銪和香豆素的單分子白光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510241212.3
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104946239B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 張曉琳
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司21226
• 代理人: 朱秀芬

技術領域

本發明屬于稀土配合物、有機化學和材料化學技術領域，具體涉及到利用稀土配合物和多功能有機發色團組合制得的白光材料以及其制備方法。

背景技術

白色發光材料具有在全色顯示、液晶的背光源和固態照明應用方面的潛在優勢，現在已經成為人們研究的熱點之一。在制備成白色電致發光器件時，單分子白光材料相比于大多數共摻混色發光和多發光層的方法得到白光具有更好的可重復性，穩定性以及更簡單的制備工序，因此已成為目前研究的主流方向。單分子的白色發光材料主要包括聚合物和小分子兩大類。單分子聚合物白光材料的發展已經取得了很好的進展，但是小分子白光材料卻仍處于發展初期。相比于聚合物白光材料，小分子白光材料在合成制備上更具優勢，并且可以采用真空蒸鍍制得均勻致密的薄膜，易于放量生產，具備其它無機材料和聚合物無可比擬的優勢，是技術上有望最先取得突破的白光材料之一。目前在小分子白光材料上的一些工作，多數是利用激基締合物(Adv.Mater.2004,16,1538-1541)或分子異構體來實現白光的(Adv.Mater.2007,19,1113-1117)，這使其白光的產生多少具有一定的偶然性。而開發由具有補色的發色團組成的單分子白光材料來制備電致發光器件則成為大勢所趨。

稀土熒光材料以其優異的熒光性能在發光材料領域受到廣泛關注，它本身發射波長窄、熒光壽命長，性質介于無機和有機之間，它們除具備好的發光性質外，還可作為載流子傳輸材料。利用稀土配合物與傳統的有機電致發光材料中的有機發光小分子組合于一個分子內，通過組分間的合作和協同作用實現白光材料的開發，將為其走向工業化，作為大屏幕全色顯示器、照明光源等高科技產品真正步入老百姓的生活提供廣闊的前景。

發明內容

本發明的目的是將具有紅光發射的稀土銪配合物和藍光發射的香豆素有機熒光團集中于一個單分子白光材料，并調控其激發波長和濃度，使紅光和藍光合理匹配得到較為純正的白光發射。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：在合成易得的香豆素水合肼原料基礎上，利用希夫堿反應引入稀土銪配位點，通過希夫堿上的氮原子，羰基上的氧原子，以及稀土銪配合物TTA(TTA-2-噻吩甲酰三氟丙酮)提供的氧原子配位點，和稀土銪形成八齒螯合配合物，通過香豆素衍生物部分的藍光發射和稀土銪配合物紅光發射實現單分子的白光發射，其具體結構式如下：

制備上述結構的單分子白光材料的的制備反應式如下：

反應步驟如下：

a、將香豆素酯溶于乙醇溶液中，慢慢滴入五倍摩爾量的水合肼，反應液常溫攪拌三十分鐘，析出的固體過濾得黃色固體粉末。

b、將a步驟得到的黃色固體粉末和2-吡啶甲醛按照1：1.5的比例混合后，溶解于乙醇溶液中，加熱回流二小時，反應液靜止冷卻，析出的固體過濾收集得黃色粉末CRPy。

c、將b步驟得到的黃色固體粉末溶于二氯甲烷和乙醇的混合溶液中，二氯甲烷和乙醇的體積比為1：1，向溶液中滴加質量濃度20％的Eu(TTA)₃(H₂O)₂乙醇溶液，反應液加熱回流六小時。反應液冷卻至室溫，正己烷擴散產生沉淀。沉淀過濾，粗產品用THF(四氫呋喃)重結晶。得到黃色目標產物CRPy-Eu。

從單分子白光材料CRPy-Eu的紫外吸收光譜可顯示出其主要吸收峰來自組成它的稀土銪配合物和香豆素熒光團，當每隔5nm對其激發，觀察其熒光發射顏色的變化，發現其激發波長從360nm增加到435nm的過程中，其熒光顏色從紅色變到白色，變化明顯，最后只有藍光發射，這說明通過調節單分子白光材料CRPy-Eu的激發波長可以調控其熒光發射的顏色的變化。調節單分子白光材料CRPy-Eu的濃度，測試其對熒光顏色的影響，發現熒光顏色隨著CRPy-Eu的濃度的變化而變化，這就說明單分子白光材料CRPy-Eu的濃度變化也是影響其熒光發射顏色的一個重要因素。

將單分子白光材料CRPy-Eu在不同濃度和激發波長下的熒光光譜對應的CIE坐標值標出，當單分子白光材料CRPy-Eu濃度為30uM，激發波長為388nm時，此時其CIE坐標值為(0.35,0.34)，接近于純白光(0.33,0.33)。

本發明的有益效果是，利用稀土銪和香豆素制備得出的單分子白光材料CRPy-Eu，當合理調控其激發波長和濃度這兩個變量，單分子白光材料CRPy-Eu能夠發射較純正的白光，可以作為一種潛在的白色有機發光材料。

附圖說明