一类D-π-A型AIE-TADF近红外发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于发光与显示技术领域，具体涉及一种D

【技术实现步骤摘要】
一类D
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π
‑
A型AIE
‑
TADF近红外发光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于发光与显示照明
，具体涉及一种D
‑
π
‑
A型AIE
‑
TADF近红外发光材料及其制备方法和在近红外有机电致发光器件中的应用。

技术介绍

[0002]聚集诱导发光(AIE)是一种抑制浓度猝灭而获得高效固态发光的有效方法。自2001年唐本忠团队首次报道AIE现象以来，AIE分子因其固体薄膜具有高效发光的特性备受研究者的关注，并在有机发光二极管(OLEDs)中得到了广泛应用。到目前为止，已经报道的AIE荧光材料主要包括氰基苯甲酸酯，四苯基苯乙烯和邻碳硼烷衍生物等。它们应用在非掺杂的OLEDs器件，实现了全色显示。然而，AIE荧光材料仅能利用25％单线态(S1)激子发光，材料发光的量子效率偏低。充分利用单线态(S1)和三线态激子(T1)发光，促进材料发光效率的提升是有机发光材料领域的发展方向。
[0003]2012年，Adachi团队设计并获得了具有较小单线态
‑
三重态能量分裂(ΔE
ST
)的纯有机小分子，通过有效的反向系间穿越(RISC)，实现了单线态和三线态激子的利用和高效电致发光，并将此类材料命名为热活性延迟荧光(TADF)材料。经过研究人员的不懈努力，有机TADF材料已实现高效的全色发光显示。但是，近红外有机TADF材料报道较少。
[0004]有机近红外(NIR)发光材料因其在成像、通信、夜视、传感、医疗和能源等领域的潜在应用受到了研究者的广泛关注。目前，已开发的有机近红外发光材料主要是有机荧光材料和过渡金属配合物磷光材料。但有机荧光材料发光效率偏低，过渡金属配合物磷光材料成本高、存在重金属的环境污染问题。
[0005]由于能隙定律的限制，有机近红外发光材料的发光效率通常随着发光波长的增加而降低。为了降低能隙，有机近红外发光材料无可避免地需要引入大平面共轭体系，这类材料虽然在溶液状态下都有强烈发光，但在薄膜状态下容易发生聚集发光猝灭(aggregation
‑
caused quenching,ACQ)现象，这就导致有机近红外发光材料很难获得高效发光。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的不足，本专利技术设计了一类具有AIE和TADF特性的有机近红外发光材料，利用AIE和TADF的发光协同优势，实现AIE
‑
TADF近红外发光材料的高效发光及其在有机电致发光二极管中的应用。
[0007]本专利技术以强吸电子的双氰基喹喔啉结构为电子受体(A)单元，强给电子的三芳胺结构(二苯基噻吩胺、双甲氧基苯基噻吩胺，F取代的二苯基噻吩胺)为电子给体(D)单元，苯基为π桥单元，构建一类D
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π
‑
A型AIE
‑
TADF近红外发光材料。
[0008]本专利技术提供的一类D
‑
π
‑
A型AIE
‑
TADF近红外发光材料具有式1所示结构：
[0009][0010]其中：X为氢原子、氟原子、甲氧基单元。
[0011]优选的AIE
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TADF近红外发光材料中的X为氢原子或甲氧基，分子结构式分别为DPA
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ThPh
‑
QCN(式2)或(OMe)2DPA
‑
ThPh
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QCN(式3)。
[0012][0013]AIE
‑
TADF近红外发光材料的制备方法步骤如下：
[0014]将1摩尔当量2,3
‑
氰
‑6‑
(4
‑
溴苯基)喹喔啉溶解在甲苯中，惰性气体环境中加入2～4摩尔当量的二芳胺基噻吩三丁基锡化物与0.01～0.10摩尔当量的钯催化剂，搅拌，升高温度至80～120℃反应5～24小时，减压蒸馏除去甲苯，剩余物用二氯甲烷萃取，萃取液经水洗、无水硫酸镁干燥、过滤，滤液经浓缩、柱层析分离后得到产物。
[0015]本专利技术还提供了所述的AIE
‑
TADF近红外发光材料的应用，将其作为发光材料掺杂剂应用于制备近红外OLEDs器件的发光层。
[0016]本专利技术的近红外OLEDs器件结构为：ITO/PEDOT:PSS(35nm)/TAPC(40nm)/TCTA(5nm)/AIE
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TADF NIR
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emitter(20nm)/TmPyPB(50nm)/CsF(1.2nm)/Al(120nm)。
[0017]其中，空穴传输层为TCTA，电子传输层为TmPyPB，阴极层为金属铝和CsF构成，发光层为本专利技术优选的AIE
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TADF近红外发光材料DPA
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ThPh
‑
QCN涂层。
[0018]优选的应用方法中以所述的AIE
‑
TADF近红外发光材料DPA
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ThPh
‑
QCN制备近红外OLEDs器件的发光层，并获得了外量子效率达0.59％的近红外OLEDs器件。
[0019]相对于现在的技术，本专利技术的有益效果在于：
[0020](1)本专利技术的AIE
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TADF近红外发光材料的分子结构简单、制备成本低。
[0021](2)本专利技术的AIE
‑
TADF近红外发光材料的光致发光量子效率高，超过了近红外荧光材料的理论量子效率，达到27％。分子内给体和受体单元之间用苯环π桥连接，最大程度地减少给体单元HOMO和受体单元LUMO之间的空间重叠，从而得到较小的S1‑
T1能量分裂(ΔE
ST
)，促进反向系间窜跃(RISC)，实现从T1到S1态的快速跃迁，减少分子的非辐射跃迁，提高材料的发光效率。
[0022](3)本专利技术的AIE
‑
TADF近红外有机发光材料可作为发光层材料，应用于近红外OLEDs器件，实现OLEDs器件的近红外发光。
[0023](4)该类AIE
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TADF近红外有机发光小分子材料热稳定性高，具有优良的载流子传输性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1制得的DPA
‑
ThPh
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QCN和(OMe)2DPA
‑
ThPh
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QCN在四氢呋喃(THF)溶液中的紫外
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可见吸收光谱图及光致发光光谱图；
[0025]图2为本专利技术实施例1制得的DPA
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ThPh
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QCN在四氢呋喃(THF)溶液和THF/H2O混合物中的光致发光光谱图；
[0026]图3为本专利技术实施例1制得的DPA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类AIE
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TADF近红外发光材料，其特征在于，所述发光材料具有下式所示结构：其中：X为氢原子、氟原子、甲氧基单元。2.一类根据权利要求1所述的AIE
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TADF近红外发光材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：将1摩尔当量2,3
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氰
‑6‑
(4
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溴苯基)喹喔啉溶解在甲苯中，惰性气体环境中加入2～4摩尔当量的二芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱卫国，孙俊兰，吴秀刚，王亚飞，张斌，朱梦冰，刘煜，谭华，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：