[发明专利]基于发光激发态性质转换的聚集诱导发光有机磷光材料

说明书

基于发光激发态性质转换的聚集诱导发光有机磷光材料，其分子结构通式为：该材料的发光分子在从稀溶液到聚集态的转变过程中，其发光激发态性质发生根本性改变，由原来发光能力较弱的激发态转变为发光能力很强的激发态，因此该材料的发光效率得到显著提升，发光颜色也同时发生明显变化，属于新型发光颜色转变的聚集诱导发光有机磷光材料，在高性能有机发光二极管，生物成像或标记等重要领域具有极大应用价值。

技术领域

本发明涉及新型发光材料技术领域，特别涉及基于发光激发态性质转换的聚集诱导发光有机磷光材料。

背景技术

发光材料是有机发光二极管、生物成像或标记等重要领域的核心材料。在这些领域中，发光材料通常处于高浓度或者固态聚集态，所以发光材料在高浓度或者固态聚集时的发光效率与发光颜色都非常重要。不幸的是，由于分子间特殊的相互作用，绝大多数发光材料在高浓度或者固态聚集条件下会产生发光淬灭的现象，即普遍存在的“聚集引发淬灭”效应，这对于制备高性能有机发光二极管以及获得高信噪比生物成像或标记等应用极为不利。因此，研究开发在高浓度或者固态聚集条件下无“聚集引发淬灭”效应，且具有发光增强现象(即“聚集诱导发光”效应)的发光材料具有十分重要的研究价值以及非常迫切的应用需求。所以，聚集诱导发光材料的研究已经引起了非常广泛的关注，相关科研进展越来越多(Chem.Rev.2015,115,11718；J.Mater.Chem.C,2018,6,11835)。但是，目前绝大多数聚集诱导发光材料属于纯有机分子的荧光型发光材料，且其发光颜色在分子聚集过程中基本不变。鉴于磷光材料在制备高性能有机发光二极管、获得高信噪比生物成像或标记等领域更为出色的表现(Coord.Chem.Rev.2011,255,2622；Inorg.Chem.2014,53,11498)，需要对磷光型聚集诱导发光材料进行更深入更广泛的研究。尤其是在从稀溶液到高浓度或固态聚集过程中，分子的发光颜色如果能发生非常明显的变化，则十分有利于减少背景发光干扰，在应用于生物成像或标记领域时能够显著提高信噪比，获得更为准确的分析结果。

发明内容

为了克服常规发光材料在高浓度或固体聚集状态下发光效率降低甚至淬灭的问题，本发明旨在提供一种基于发光激发态性质转换的聚集诱导发光有机磷光材料，该类有机磷光材料在高浓度或固体聚集状态下发光效率获得显著提高；更为重要的是，本发明提供的聚集诱导发光材料能够大幅度调节发光颜色，与传统发光材料相比具有十分明显的先进性；不仅能够扩充有机磷光发光材料的类型，为有机发光二极管、生物成像或标记等重要应用领域提供高性能发光材料，而且有助于扩展丰富聚集诱导发光的研究内容，为这个具有特殊发光性质的研究领域提供新的研究思路。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

基于发光激发态性质转换的聚集诱导发光有机磷光发光材料的分子结构通式为：

式中，代表下列任意一种有机氮杂环：R是苯环上的取代基，代表下列任意一种具有供电子基团的有机基团：

目前研究报道的纯有机荧光型聚集诱导发光材料在稀溶液与高浓度或固态聚集条件下的发光颜色基本相同，即增强发光强度时不能改变发光材料的发光颜色。而本发明提供的聚集诱导发光材料在发光颜色调控方面具有极大优势，其发光颜色在从稀溶液状态向聚集状态转变的过程中可以发生大幅度改变。例如，在稀溶液里只能发出较弱的绿光，而在高浓度或固态聚集条件下可以发出很强的橙光。所以，本发明提供的发光材料在由稀溶液状态转变为高浓度或固态聚集的过程中不仅发光效率极大提高，发光颜色也显著转变。这种特殊性质在有机发光二极管、生物成像或标记等重要领域具有极大的应用潜力。尤其是在生物成像或标记领域，大幅度调节发光颜色的变化范围能够减小背景发光干扰，非常有利于提高成像或标记的信噪比。因此，本发明所获得的有机磷光材料既具有非常独特的发光性质，又具有非常重要的应用价值。

附图说明

图1为按本发明合成发光激发态性质转换的聚集诱导发光磷光材料WBPt的路线图。