[發(fā)明專利]基于苯并噻二唑的D-A-A型近紅外發(fā)光化合物及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710277331.3
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107021939B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖良生;王亞坤;蔣佐權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C07D285/14
• 分類號: C07D285/14;C09K11/06;H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

本發(fā)明提供了基于苯并噻二唑的D?A?A型近紅外發(fā)光化合物及其應(yīng)用，所述的基于苯并噻二唑的D?A?A型近紅外發(fā)光化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：；其中，苯并噻二唑?yàn)橹黧w；A為氰基、吡啶、砜基、二(2,4,6?三甲苯基)硼烷；D為二苯胺、三苯胺、4,4'?二甲基二苯胺、4,4'?二甲基三苯胺、4,4'?二甲氧基二苯胺或4,4'?二甲氧基三苯胺。本發(fā)明的D?A?A型近紅外發(fā)光化合物不但保留了D?A之間強(qiáng)烈的作用，還具有較高的熒光量子產(chǎn)率。通過調(diào)節(jié)D?A的強(qiáng)度，可以調(diào)節(jié)其發(fā)光光譜和量子產(chǎn)率，從而找到兩者的平衡，進(jìn)而提高近紅外有機(jī)發(fā)光二極管的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近紅外有機(jī)光電材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于苯并噻二唑的D-A-A型近紅外發(fā)光化合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

眾所周知，二十一世紀(jì)是一個(gè)信息呈指數(shù)式暴增的時(shí)代，而信息顯示技術(shù)作為這個(gè)時(shí)代最重要的標(biāo)志，其發(fā)展更是萬眾矚目。毫無疑問，信息顯示技術(shù)的迅速發(fā)展已經(jīng)對顯示技術(shù)提出了越來越高的要求。圖像顯示作為人類接觸外界環(huán)境重要的手段，在人類的生活和工作中都起著不可替代的作用。除了對日常顯示與圖像技術(shù)的孜孜追求之外，具有特殊用途的紅外顯示技術(shù)也逐漸展現(xiàn)其重要性。這是因?yàn)槠洳粌H在常規(guī)的紅外檢測技術(shù)上，更在太空科學(xué)、醫(yī)學(xué)、軍事等重要領(lǐng)域有著可見光不可替代的用途。

在可見光顯示領(lǐng)域，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）作為冉冉升起的新星而備受矚目。OLED具有高效、低成本、高響應(yīng)速度以及可實(shí)現(xiàn)柔性和透明顯示等眾多特點(diǎn)。然而，將OLED技術(shù)應(yīng)用到紅外發(fā)光與顯示領(lǐng)域卻未見明顯成效。不過我們可以推斷，在國防軍事等領(lǐng)域，近紅外（NIR）有機(jī)發(fā)光材料及發(fā)光器件將可在通訊、顯示、傳感、探測等方面大展拳腳。

目前，雖然國際上人們尚未大范圍開展基于紅外OLED（IR-OLED）的研究，但對IR-OLED 單元器件的研究卻一直在進(jìn)行。最常用的紅外發(fā)光材料是稀土鑭系金屬（如鐿、鈮、鉺、銪等）配合物。這類有機(jī)-金屬配合物利用中心金屬原子中的f 軌道躍遷，可以發(fā)出特定波長（在800~1600 nm范圍內(nèi)）的窄波寬紅外光。由于鑭系金屬在地球上的儲量很少，人們繼而研究了許多近紅外發(fā)光的有機(jī)染料。日本NTT 公司的N.Suziki 于2002年利用一種離子型染料制備出光譜范圍在900~1500 nm的IR-OLED器件，優(yōu)化后的外量子效率為0.036。為了進(jìn)一步提高IR-OLED 器件的紅外發(fā)光強(qiáng)度，電致磷光發(fā)光的紅外發(fā)光材料最近受到了人們的重視。南加利福尼亞大學(xué)的M. E. Thompson教授研究組于2007 年報(bào)道了一種紅外電致磷光發(fā)光的鉑金屬配合物[Pt(tpbp)]，通過在卟啉發(fā)色團(tuán)的中間位置引入β取代的吡咯基團(tuán)，形成非平面的分子結(jié)構(gòu)，使材料的吸收峰和發(fā)射峰都紅移，將Pt(tpbp)以6%的濃度摻雜在Alq 中，制備出的IR-OLED 器件在0.1mA/cm2 下亮度下外量子效率可以達(dá)到6.3%。考慮到可持續(xù)性發(fā)展，采用全有機(jī)材料取代重金屬存在的配合物是目前發(fā)展近紅外發(fā)光材料的熱門領(lǐng)域。例如，中科院長春應(yīng)用化學(xué)所馬東閣教授研究組于2009 年報(bào)道了一系列結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)色體材料，這些材料分子中含有交替的D-π-A-π-D基團(tuán)，降低了分子能級帶隙，可在1000~1220 nm 范圍內(nèi)發(fā)出單峰紅外光，其中發(fā)光峰在1080 nm 處的IR-OLED 器件具有0.28%的外量子效率。日本九州大學(xué)Adachi教授于2014年通過采用蒽醌作為電子受體，二苯胺衍生物為電子給體合成了一系列紅光TADF材料（峰值在637），并取得了9.0%的外量子效率。原吉林大學(xué)馬於光教授研究組于2014 年分別利用噻吩嗪和苯并噻二唑作為給體和受體基團(tuán)，制備了一種具有類似蝴蝶性質(zhì)的發(fā)色體材料，這種材料發(fā)出的紅外波峰在700 nm左右，對應(yīng)的IR-OLED 器件的外量子效率為1.54%。吉林大學(xué)王悅教授和武漢大學(xué)楊楚羅教授也分別通過合理的分子設(shè)計(jì)，開發(fā)出了發(fā)光波長在700 nm左右的近紅外發(fā)光材料并分別取得了2.1%和3.9%的外量子效率。考慮到NIR OLED的重要性以及目前的發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)新型的有機(jī)材料以實(shí)現(xiàn)高效的NIR OLED則變得尤為重要。同時(shí)，由于能隙定律的存在，設(shè)計(jì)新型材料以探究發(fā)光光譜和效率的平衡也同等重要。

發(fā)明內(nèi)容