基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了基于苯并噻二唑的D‑A‑A型近红外发光化合物及其应用，所述的基于苯并噻二唑的D‑A‑A型近红外发光化合物化学结构如下：

D A A dibenzothiophene two triazole compounds and its application based on near infrared emission

The invention provides a near infrared light emitting compound and its application D A A dibenzothiophene two was based on the D A A dibenzothiophene two with near infrared emission based on the chemical structure of the compounds are as follows:

【技术实现步骤摘要】
基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物及其应用
本专利技术涉及近红外有机光电材料
，具体涉及基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物及其应用。
技术介绍
众所周知，二十一世纪是一个信息呈指数式暴增的时代，而信息显示技术作为这个时代最重要的标志，其发展更是万众瞩目。毫无疑问，信息显示技术的迅速发展已经对显示技术提出了越来越高的要求。图像显示作为人类接触外界环境重要的手段，在人类的生活和工作中都起着不可替代的作用。除了对日常显示与图像技术的孜孜追求之外，具有特殊用途的红外显示技术也逐渐展现其重要性。这是因为其不仅在常规的红外检测技术上，更在太空科学、医学、军事等重要领域有着可见光不可替代的用途。在可见光显示领域，有机发光二极管（OLED）作为冉冉升起的新星而备受瞩目。OLED具有高效、低成本、高响应速度以及可实现柔性和透明显示等众多特点。然而，将OLED技术应用到红外发光与显示领域却未见明显成效。不过我们可以推断，在国防军事等领域，近红外（NIR）有机发光材料及发光器件将可在通讯、显示、传感、探测等方面大展拳脚。目前，虽然国际上人们尚未大范围开展基于红外OLED（IR-OLED）的研究，但对IR-OLED单元器件的研究却一直在进行。最常用的红外发光材料是稀土镧系金属（如镱、铌、铒、铕等）配合物。这类有机-金属配合物利用中心金属原子中的f轨道跃迁，可以发出特定波长（在800~1600nm范围内）的窄波宽红外光。由于镧系金属在地球上的储量很少，人们继而研究了许多近红外发光的有机染料。日本NTT公司的N.Suziki于2002年利用一种离子型染料制备出光谱范围在900~1500nm的IR-OLED器件，优化后的外量子效率为0.036。为了进一步提高IR-OLED器件的红外发光强度，电致磷光发光的红外发光材料最近受到了人们的重视。南加利福尼亚大学的M.E.Thompson教授研究组于2007年报道了一种红外电致磷光发光的铂金属配合物[Pt(tpbp)]，通过在卟啉发色团的中间位置引入β取代的吡咯基团，形成非平面的分子结构，使材料的吸收峰和发射峰都红移，将Pt(tpbp)以6%的浓度掺杂在Alq中，制备出的IR-OLED器件在0.1mA/cm2下亮度下外量子效率可以达到6.3%。考虑到可持续性发展，采用全有机材料取代重金属存在的配合物是目前发展近红外发光材料的热门领域。例如，中科院长春应用化学所马东阁教授研究组于2009年报道了一系列结构简单的发色体材料，这些材料分子中含有交替的D-π-A-π-D基团，降低了分子能级带隙，可在1000~1220nm范围内发出单峰红外光，其中发光峰在1080nm处的IR-OLED器件具有0.28%的外量子效率。日本九州大学Adachi教授于2014年通过采用蒽醌作为电子受体，二苯胺衍生物为电子给体合成了一系列红光TADF材料（峰值在637），并取得了9.0%的外量子效率。原吉林大学马於光教授研究组于2014年分别利用噻吩嗪和苯并噻二唑作为给体和受体基团，制备了一种具有类似蝴蝶性质的发色体材料，这种材料发出的红外波峰在700nm左右，对应的IR-OLED器件的外量子效率为1.54%。吉林大学王悦教授和武汉大学杨楚罗教授也分别通过合理的分子设计，开发出了发光波长在700nm左右的近红外发光材料并分别取得了2.1%和3.9%的外量子效率。考虑到NIROLED的重要性以及目前的发展现状，设计新型的有机材料以实现高效的NIROLED则变得尤为重要。同时，由于能隙定律的存在，设计新型材料以探究发光光谱和效率的平衡也同等重要。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的在于通过合理的分子设计，设计一种荧光量子产率高、发光光谱超过700nm并且器件效率高于3.0%的NIROLED器件。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，具有式（Ⅰ）所示的化学结构：（Ⅰ）；其中，苯并噻二唑为主体；A为氰基、吡啶、砜基或二(2,4,6-三甲苯基)硼烷；D为二苯胺、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。进一步的，所述的基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，主体为未取代的苯并噻二唑，所述衍生物具有式（Ⅱ）的结构：（Ⅱ）。上述技术方案中，当A为氰基，D为三苯胺时，所述衍生物具有式（I-A）的结构，命名为TPA-BT-CN：（I-A）。上述技术方案中，当A为氰基，D为4,4'-二甲基三苯胺时，所述衍生物具有式（I-B）的结构，命名为MeTPA-BT-CN：（I-B）。上述技术方案中，当A为氰基，D为4,4'-二甲氧基三苯胺时，所述衍生物具有式（I-C）的结构，命名为OMeTPA-BT-CN：（I-C）。本专利技术还提供一种上述的基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物在有机电致荧光器件中的应用。本专利技术还提供一种包含基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物的有机电致荧光器件，有机电致荧光器件包括玻璃、附着在玻璃上的导电玻璃衬底层，与导电玻璃衬底层贴合的空穴注入层，与空穴注入层贴合的空穴传输层，与空穴传输层贴合的发光层，与发光层贴合的空穴阻挡层，与空穴阻挡层贴合的电子传输层，与电子传输层贴合的阴极层，所述的发光层可由单一发光材料组成非掺杂器件或者采用主客体掺杂方式组成，所述的发光材料为上述的基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物。进一步的，所述的有机电致荧光器件，所述的基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物的发光峰处于深红或者近红外发光区域。进一步的，所述的非掺杂器件为纯的发光材料，所述主客体掺杂方式组成的器件中基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物的掺杂比例为15wt%。有益效果：本专利技术的发光材料应用于有机电致荧光器件中时，在保持发光峰在高于700nm时仍可取得优异的电致发光效果。本专利技术以MeTPA-BT-CN作为单独的发光层时，最高可达到3.1%的外量子效率，并且由于较短的激子寿命，基于材料的效率滚降也非常小。当亮度达到1000cdm-2时，其外量子效率仍可保持最高效率的66%。当采用掺杂型的器件结构时，其外量子效率可进一步提升至3.8%。除此之外，基于掺杂型的NIROLED的效率滚降也得到了进一步的提升，当亮度达到1000cdm-2时，其外量子效率可保持70%以上。本专利技术通过在苯并噻二唑的两侧分别衍生具有给电子性三苯胺衍生物和强极性的C≡N三键或者其它吸电子基团，从而得到了一种D-A-A型的近红外发光化合物。考虑到苯并噻二唑的吸电子能力主要来于极化的C=N双键，因而引入极化性更强的C≡N三键来使光谱红移则是一个绝佳的选择。同时，采用D-A-A型的构建对提高效率和红移光谱都有明显的作用。具体为：与目前大部分的D-A-D型近红外发光化合物相比，D-A-A型的分子不但保留了D-A之间强烈的作用，并且由于受体旁边又增加了一个吸电子基的受体，因而还可以起到使发光光谱红移的效果，从而更容易取得处于近红外区的光谱。同时，由于减少了非刚性给体的数量（D-A-A），因而较高的荧光两字产率也是其一个明显的优点。与A-D-A型近红外分子相比，D-A-A型的分子同样可本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于苯并噻二唑的D‑A‑A型近红外发光化合物，其特征在于，具有式（Ⅰ）所示的化学结构：

【技术特征摘要】
1.基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，其特征在于，具有式（Ⅰ）所示的化学结构：（Ⅰ）；其中，苯并噻二唑为主体；A为氰基、吡啶、砜基或二(2,4,6-三甲苯基)硼烷；D为二苯胺、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。2.根据权利要求1所述的基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，其特征在于，主体为未取代的苯并噻二唑，所述衍生物具有式（Ⅱ）的结构：（Ⅱ）。3.根据权利要求1所述基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，其特征在于：当A为氰基，D为三苯胺时，所述衍生物具有式（I-A）的结构：（I-A）。4.根据权利要求1所述基于苯并噻二唑的D-A-A型近红外发光化合物，其特征在于：当A为氰基，D为4,4'-二甲基三苯胺时，所述衍生物具有式（I-B）的结构：（I-B）。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖良生，王亚坤，蒋佐权，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32