一种基于苯并噁唑基喹啉的CuN2P2橙色磷光材料制造技术

本发明专利技术公开了一种橙色磷光亚铜配合物发光材料及其制备方法。本发明专利技术的磷光配合物，由一价铜盐与配体络合得到，其分子结构为[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6，式中2-QBO和Xantphos分别为电中性双齿螯合配体2-(2-苯并恶唑)喹啉和4，5-双(二苯基膦)-9，9-二甲基氧杂蒽。所述配合物既具备小分子易提纯和发光效率高的优点，而且具有高的热稳定性。该材料是由Cu(CH3CN)4PF6与配体的二氯甲烷溶液直接混合反应得到，具有工艺简便、设备简单、原料易得且成本低等优点。该材料可作为光致发光橙光材料，也可用作多层有机材料组成的电致发光器件中的发光层磷光材料。

【技术实现步骤摘要】
一种基于苯并噁唑基喹啉的CuN2P2橙色磷光材料
本专利技术涉及发光材料
，涉及光致发光材料领域和电致发光材料领域，特别是涉及有机电致发光材料领域。
技术介绍
发光材料包括光致发光和电致发光两大类应用领域。光致发光是指物体受到外界光源的照射，从而获得能量产生激发并最终导至发光的现象。紫外辐射、可见光及红外辐射等均可引起光致发光。光致发光材料可用于荧光分析、交通标志、跟踪监测、农用光转换膜、核探测技术中的闪烁体、太阳能转换技术中的荧光集光器等方面。电致发光(electroluminescent，简称EL)，是指发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，是一种将电能直接转换为光能的发光过程。具有这种性能的材料，可制作成电控发光器件，例如发光二极管(LED)和有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，简称OLED)。而LED和OLED两大类产品，在先进的平板显示和固态节能照明领域都具有非常诱人的应用前景，并且目前已经显示出了其良好的产业化发展势头。能够产生电致发光的固体材料有很多种，主要包括无机半导体材料、有机小分子材料、高分子材料以及配合物小分子材料。由于OLED具有节能、轻薄、无眩光、无紫外线、无红外线、驱动电压低、响应时间短、低温特性好、发光效率高、制造工艺简单、全固态抗震性好、几乎没有可视角度的问题、能够在不同材质的基板上制造、可做成能弯曲的产品等众多优点，近年来备受科技界和产业界的瞩目。而随着社会的发展，OLED技术已在(或将在)彩电、手机、各种显示器、各种照明用或装饰用灯具、飞机等军事装备的显示终端等领域得到越来越广泛的使用。能用于OLED的电致发光材料有荧光材料和磷光材料两种。由于电致发光过程产生25％的单重态激子和75％三重态激子的特征，而荧光材料只能利用单重态激子，磷光材料则能同时利用单重态激子和三重态激子而发光，因此磷光材料的研发显得尤为重要。磷光材料的研究和开发对象，一般都是金属-有机配合物小分子材料而不是有机小分子，原因在于纯有机分子在室温下磷光很弱，甚至根本不能检测出磷光发射。而配合物小分子材料能够方便地实现磷光发射，而且可以实现高效率的发光，也易于制备和纯化、易于制作成薄膜，因此是目前唯一一类实际用于OLED产品发光层的磷光材料。目前OLED产品所采用的磷光体为含铱、铼等贵金属的配合物，它们已经显示了较好的使用性能和市场表现。但是该类贵金属配合物存在成本昂贵，尤其是环境风险的问题。因此，目前针对贱金属Cu(I)配合物磷光材料的研发备受关注，Cu(I)配合物很廉价、无环境风险，因此研究和开发新型的性能优良的Cu(I)配合物发光材料具有重大的意义和很好的市场应用前景。更具体地进行分析，目前在售的OLED用橙色磷光材料都是贵金属铱和铂等的配合物，虽然它们在性能上已有较好的表现，但是其昂贵的价格也影响到OLED最终产品的推广应用和市场表现。而用Cu(I)配合物作为橙色磷光材料则由来已久(N.Armaroli，G.Accorsi，F.Cardinali，A.Listorti，Top.Curr.Chem.2007，280，69-115.)，这种廉价的Cu(I)配合物发光材料可由Cu(I)离子和合适的有机配体方便地制备，只是在OLED工作温度范围其发光强度尚达不到应用需求。因此开发新型廉价的Cu(I)配合物橙色磷光材料具有重大的实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的橙色磷光Cu(I)配合物发光材料及其制备方法。通过Cu(I)离子和有机配体的溶液配位反应，方便且廉价地制备获得了发光性能和热稳定性良好的Cu(I)配合物发光材料，其橙色(偏红)磷光发光强度很大，而且其发光衰减特征非常符合OLED器件对材料磷光发光寿命的要求，将其应用于OLED发光层材料有利于产品成本的降低。本专利技术的技术方案之一，是提供一种新的橙色(偏红)磷光Cu(I)配合物发光材料，由Cu(CH3CN)4PF6与配体进行配位反应得到，其分子结构为[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6；式中Xantphos和2-QBO分别为电中性配体4，5-双(二苯基膦)-9，9-二甲基氧杂蒽和2-(2-苯并噁唑)喹啉。所述配体2-(2-苯并噁唑)喹啉，是苯并噁唑和喹啉的结合体，其分子结构如式(I)：所述配体中苯并噁唑结构中的O未参与配位，而N原子与喹啉结构中的N原子与亚铜离子形成双齿螯合配位。所述发光材料为单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝110.093(7)°，γ＝90°，Z＝4，DC＝1.3928g/cm3，晶体颜色为橙色；该发光材料结构表现为离子型配合物，其中六氟磷酸根为抗衡阴离子，而阳离子则是由亚铜离子和配体2-QBO、Xantphos络合形成的配位阳离子；该配位阳离子中亚铜离子采用CuN2P2四面体型配位模式，其中两个N分别来自于一个双齿螯合配体2-QBO中的苯并噁唑基团和喹啉基团，而两个P来自于另一个双齿螯合配体Xantphos；其分子结构如式(II)：所述发光材料应用于橙光磷光材料，该材料受到很宽波长范围(300-550nm)的紫外光或可见光的激发，都能发出很强的橙色(偏红)光，其最大发光波长为607nm，色坐标值为(0.5808，0.4180)，发光寿命为7微秒。所述橙色磷光发光材料用作多层有机材料组成的电致发光器件中的发光层磷光材料。本专利技术的技术方案之二，是提供一种橙色(偏红)磷光Cu(I)配合物发光材料[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6的制备方法。该制备方法是由Cu(CH3CN)4PF6和两种配体的二氯甲烷溶液混合发生配位反应，最后旋蒸产生产物的晶体粉末而实现。其具体实施方案分为五个步骤：(1)室温下将Cu(CH3CN)4PF6粉末完全溶于二氯甲烷中，得到无色澄清溶液；(2)室温下将Xantphos溶于二氯甲烷中，得到无色澄清溶液；(3)室温下将2-QBO溶于二氯甲烷中，充分搅拌，得到黄色澄清溶液；(4)将上面三种溶液混合，并充分搅拌发生配位反应；(5)将反应所得溶液在常温减压下旋蒸至干，100度下干燥，得到晶状的橙色粉末产物。本专利技术的制备方法中，所述三种反应物的摩尔比Cu(CH3CN)4PF6∶Xantphos∶2-QBO为1∶1∶1。本专利技术的有益效果首先是所提供的橙色(偏红)磷光Cu(I)配合物发光材料[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6，其中引入的苯并噁唑基团和喹啉基团有利于分子激发态发光，金属Cu到配体的电荷跃迁(MLCT)的存在有效促进系间窜越，而Cu(I)周围配体存在的空间位阻可抑制分子激发态的非辐射衰减，配体Xantphos和2-QBO都与亚铜离子形成牢固的螯合配位，且两种多芳环的配体都具有很大的刚性特征，因而该分子材料具有好的磷光发射性能。该配合物材料既具备廉价和易于纯化的优点，而且具有很好的溶解性和热稳定性，为发光材料的进一步应用提供了技术支持。本专利技术的有益效果，其次是制备橙色(偏红)磷光Cu(I)配合物发光材料[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6的方法，具有工艺简便，所用设备简单，原料简单易得，生产成本低，可以在很短的时间内得到具有很高产率的产物等优点。附图说明图1.磷光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于苯并噁唑基喹啉配体的亚铜配合物橙色磷光材料，其特征在于：发光材料的结构式为[Cu(2‑QBO)(Xantphos)]PF6，式中Xantphos为电中性双膦配体4，5‑双(二苯基膦)‑9，9‑二甲基氧杂蒽；式中2‑QBO为中性杂环配体2‑(2‑苯并噁唑)喹啉，该配体是苯并噁唑和喹啉的结合体，其分子结构如式(I)：室温下该配合物发光材料为单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝110.093(7)°，γ＝90°，Z＝4，DC＝1.3928g/cm3，晶体颜色为橙色；该发光材料结构表现为离子型配合物，其中六氟磷酸根为抗衡阴离子，而阳离子则是由亚铜离子和配体2‑QBO、Xantphos络合形成的配位阳离子；该配位阳离子中亚铜离子采用CuN2P2四面体型配位模式，其中两个N分别来自于一个双齿螯合配体2‑QBO中的苯并噁唑基团和喹啉基团，而两个P来自于另一个双齿螯合配体Xantphos；其分子结构如式(II)：

【技术特征摘要】
1.一种基于苯并噁唑基喹啉配体的亚铜配合物橙色磷光材料，其特征在于：发光材料的结构式为[Cu(2-QBO)(Xantphos)]PF6，式中Xantphos为电中性双膦配体4，5-双(二苯基膦)-9，9-二甲基氧杂蒽；式中2-QBO为中性杂环配体2-(2-苯并噁唑)喹啉，该配体是苯并噁唑和喹啉的结合体，其分子结构如式(I)：室温下该配合物发光材料为单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为α＝90°，β＝110.093(7)°，γ＝90°，Z＝4，DC＝1.3928g/cm3，晶体颜色为橙色；该发光材料结构表现为离子型配合物，其中六氟磷酸根为抗衡阴离子，而阳离子则是由亚铜离子和配体2-QBO、Xantphos络合形成的配位阳离子；该配位阳离子中亚铜离子采用CuN2P2四面体型配位模式，其中两个N分别来自于一个双齿螯合配体2-QBO中的苯并噁唑基团和喹...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴文祥，陶晓栋，宋莉，洪明卫，魏钦华，史宏声，秦来顺，陈海潮，舒康颖，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33