[发明专利]一种室温磷光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及磷光材料技术领域，提供了一种室温磷光材料及其制备方法和应用。本发明利用吗啉对卤代苯基化合物进行全部或部分取代，在分子中引入杂原子(吗啉)增强三线态激子的生成，并且杂原子在分子间形成相互作用，如C‑H…O，C‑H…π，这种相互作用使分子的振动转动所造成的能量损失明显减小，从而抑制分子非辐射跃迁所造成的能量损失，有利于磷光的发射，获得较长寿命的室温磷光材料。实验结果表明，本发明提供的材料具有室温磷光发射的特性，且该室温磷光材料磷光发射寿命可以达到1037毫秒，远远高于大部分现有技术室温磷光材料的磷光发射寿命。

技术领域

本发明涉及磷光材料技术领域，尤其涉及一种室温磷光材料及其制备方法和应用。

背景技术

由于自旋多重度的存在，发光材料可以通过单线态发出短寿命的荧光以及通过三线态发出长寿命的磷光。但是由于三线态激子对氧气以及温度十分敏感，这严重阻碍了磷光在室温下的发射，并且限制了磷光材料的发展。含贵金属磷光材料由于重原子效应，它的系间窜越能力强，更容易进行磷光发射，但是由于价格高昂、毒性大、对环境污染严重、可加工性差等问题限制了这类材料的进一步发展。相比于含金属的磷光材料，纯有机磷光材料由于其成本低廉、易修饰、合成简单、可根据不同用途进行有针对性的设计、对环境污染小等优点被广泛研究。但是纯有机室温磷光材料目前仍并不多见，主要是由于其较弱的自旋轨道耦合使其难以生成三线态激子，分子自身的振动、转动造成的能量损失以及温度、氧气等对磷光的淬灭。因此如何通过分子设计开发出纯有机室温磷光材料在理论和应用研究方面都具有重要的研究意义和价值。

近年来，唐本忠团队通过对分子间作用力的调控，降低分子振动转动所造成的能量损失，成功得到了室温磷光材料(Wei P,Zhang X,Liu J,et al.New Wine in OldBottles:Prolonging Room-Temperature Phosphorescence of Crown Ethers bySupramolecular Interactions[J].Angewandte Chemie International Edition,2020,59.)，随后又通过主客体掺杂来实现室温磷光发射(Zhang X,Du L,Zhao W,etal.Ultralong UV/mechano-excited room temperature phosphorescence from purelyorganic cluster excitons[J].Nature Communications,2019,10(1):5161.)。但这些体系存在以下材料寿命较短的问题，比如材料的寿命在微秒以内，限制了其在数据防伪加密等方面的应用。因此，发展一种长寿命的纯有机室温磷光材料是当前有机发光材料领域中亟待解决的关键科学问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷光发射寿命长的室温磷光材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种室温磷光材料，具有如式I1～I3中任意一项所示化学结构：

所述式I1中，R₁～R₅独立地为H、F、Cl、Br、I或并且，R₁～R₅至少有一个为

所述式I2～I3中，R₁～R₁₀独立地为H、F、Cl、Br、I或并且，R₁～R₅至少有一个为或R₆～R₁₀至少有一个为

优选地，所述式I1中，R₁～R₅独立地为H、F、Cl、Br、I或并且，R₂～R₄至少有一个为