压致变色聚集诱导发光材料

聚集诱导发光化合物分子具有特殊的螺旋桨形扭曲构象结构, 导致其很难在结晶状态下进行紧密堆砌, 使得其结晶结构容易在外力的作用发生改变, 致使其分子能级水平和发光光谱发生变化, 产生压致发光变色现象. 因此, 聚集诱导发光化合物是压致发光变色材料的一个重要来源. 压致变色聚集诱导发光材料是一类重要的压致发光变色材料, 其既具有压致发光变色的性能, 又具有聚集诱导发光的性能. 它是一类智能材料, 在应力传感、商标防伪和发光器件等领域具有重要的潜在应用, 近年来受到人们极大的关注. 本文分类介绍了近年来压致变色聚集诱导发光材料的研究进展.     

新型含苯并磷杂环戊二烯结构荧光分子的合成及性能

以三苯胺、咔唑为电子给体, 苯并磷杂环戊二烯氧化物为电子受体, 设计合成了一类新颖的D-A-D 型荧光分子, 其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, ³¹P NMR, IR和MS确认。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱系统研究了不同给体和受体单元对荧光分子的紫外吸收、液体荧光、固体荧光、溶致变色及聚集诱导发光等光物理性能的影响。结果表明：合成的三种分子具有良好的液体和固体荧光性能;化合物TBN-EPIO具有显著的溶致变色效应, 在四氢呋喃-水二元溶剂体系中, 具有聚集诱导发光(AIE)效应。此外, 利用密度泛函理论计算了分子的几何构型及前线分子轨道电子云。      

取代基效应对喹啉腈AIE荧光性能的研究

吡喃腈(DCM)类化合物作为传统的荧光染料, 其本身具有聚集荧光淬灭(Aggregation caused quenching, ACQ)的现象. 通过对吡喃腈母体进行结构修饰, 合成了一类具有长波长、聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)的喹啉腈(QM)衍生物, 该类化合物在良溶剂中呈现弱荧光, 但在聚集态和固态时荧光增强. 并进一步研究了取代基效应对这类AIE化合物荧光性能的影响, 卤素原子的引入使得聚集态荧光基本保持在561~571 nm之间, 但荧光量子效率变化很大, QM-Br的Φ_F值最大(13.9%), QM-F次之(8.7%), QM-I最小(3.4%). 给电子单元可与QM母体单元形成D-π-A结构, 其增强的推拉电子效应延长了聚集态波长, 同时能级带隙变窄. 取代基效应的研究有助于理解AIE化合物聚集微环境的变化, 为进一步发展近红外AIE荧光染料及其生物应用打下良好的基础.     

9,10⁃二(N⁃苯基吲哚⁃3⁃乙烯基)蒽的合成及聚集诱导荧光和压致荧光变色性质

通过简单的Wittig反应合成了一个荧光化合物9,10-二(N-苯基吲哚-3-乙烯基)蒽(IA-Ph); 通过核磁共振和质谱对其结构进行了确认; 利用荧光发射光谱和紫外吸收光谱对其光物理性质进行了表征. 结果表明, 化合物IA-Ph兼具聚集诱导荧光(AIE)和压致荧光变色性质, 在相同浓度下, 该化合物在THF/H₂O(体积比1∶9)混合溶液中的荧光强度比在纯四氢呋喃(THF)溶液中增加了12倍, 具有明显的AIE效应. 通过简单而有效的机械力研磨, 化合物可以从初始的发绿光转变为研磨后的橙红光, 光谱红移约68 nm; 而且在加热或溶剂熏蒸条件下, 化合物的颜色可以回复到起始的绿光, 具有完全可逆性.     

苯并噻唑酮类热活化延迟荧光材料的合成及其光电性能研究

以苯并噻唑-2-基(苯基)甲酮作为受体,具有强给电子能力的吩噁嗪和吩噻嗪作为给体构筑给体-受体(D-A)型分子,设计合成了两种具有聚集诱导发光(AIE)特性的热活化延迟荧光(TADF)红光材料3和4,并对它们的热稳定性、电化学性质、单晶结构、光物理性质和电致发光性能进行了系统研究.两种化合物具有较小的单三线态能级差(ΔE_ST,0.04和0.16 eV)以及微秒级延迟寿命(0.63和1.30μs),表现出明显的TADF特性.通过对比化合物在粉末状态下研磨前后的发射光谱,发现化合物4具有明显的力致变色发光现象.在纯薄膜下,两种化合物的发射峰分别为683和654 nm,光致发光量子产率(PLQY)分别为0.8%和3.6%.基于化合物3和4的非掺杂有机发光二极管(OLED)器件,均获得了纯红光发射(662和652 nm),器件的最大外量子效率(EQE)分别为0.15%和0.34%.虽然基于这两种化合物的器件发光效率有待提升,但它们的合成过程简便,能为开发苯并噻唑酮类TADF红光材料提供一定的启发.     

聚集诱导发光应用研究进展

传统的荧光化合物在聚集态时,会导致荧光猝灭;而聚集诱导发光(AIE)化合物在溶液中单分子状态时呈现弱的荧光,但当形成聚集态时发出强的荧光,这是由于分子内旋转受阻(RIR)和聚集形态的改变所致.综述了2008年以来聚集诱导发光最新应用研究进展,如用以检测离子、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白、酶等化学/生物传感器;向传统的聚集引起猝灭化合物引入AIE单元,制备高效固态发光器件等;通过压力、热、溶剂蒸汽等调控聚集态,构建可逆的刺激性多重响应材料;发展与生物体具有良好兼容性的聚集体杂化纳米颗粒(如荧光硅纳米颗粒、聚合物胶束、电解质等),以用于生物体内成像、结构解析及检测等.     

聚集诱导发光新材料9,10-双[2-(1-甲基-1H-吡咯-2-基)乙烯基]蒽的 合成及性能

合成并全面表征了一种新的蒽烯类化合物9,10-双[2-(1-甲基-1H-吡咯-2-基)乙烯基]蒽(MPVAn). 该化合物具有显著的聚集诱导发光特性. 它在溶液态时几乎不发光, 但在固态时的光致发光强度达到溶液态的数百倍. 为了确定标题化合物的聚集诱导发光机制, 研究了它在不同溶液粘度及温度下的光致发光行为, 结果表明聚集态发光增强是由于分子内转动受阻所致. 它的粉末在420 nm光的激发下发射纯的黄光, 峰值为562 nm, 半峰宽为66 nm. 采用紫外-可见吸收光谱及循环伏安法研究了化合物的电子性能, 其HOMO和LUMO能级分别为－4.78和－2.28 eV.     

(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈的聚集态发光现象的研究

本文报道了对一种电子给体-受体化合物(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈(TPA-DCST)的合成与光谱学行为的研究。化合物TPA-DCST的分子结构中含有强电子给体(三苯胺)与强电子受体(二氰基乙烯)两个部分,并由二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩作为共轭桥将电子给体与受体相连接。在合成方面,采用Wittig反应将三苯胺通过双键与二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩相连接、醛基化,并与并二腈经Knoevenagel缩合反应合成目标产物。产物通过了核磁氢谱、碳谱、红外以及高分辨率质谱的确认。光谱方面,主要考察了该化合物的吸收与荧光行为。其最大吸收峰位在412nm左右,归属于π-π*跃迁。在非极性溶剂正己烷中表现出来自分子间聚集而形成的聚集态荧光(550nm),并通过了单分子在CTAB胶束([c]=1.02×10-2 mol/L)的发光(460nm)试验得到验证。溶剂效应表明,该化合物没有出现典型的ICT态的发光现象,其原因在于电子给体与受体相连的共轭桥单元,即二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩不具有有效的共轭效应。浓度效应与温度效应进一步表明TPA-DCST分子易于产生分子间聚集态的发光。在THF-H_2O二元溶剂体系中呈现典型的聚集诱导(AIE)发光现象,发光峰位为692nm。随着TPA-DCST分子间的聚集程度的增加,聚集态的荧光出现大范围的红移,直至固体发光红移到710nm。TPA-DCST分子的聚集因素可能来自于疏脂作用、偶极-偶极相互作用等。     

1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}苯的聚集诱导发光增强及电存储性质

通过Wittig-Horner反应合成了1个三苯胺共轭树枝分子1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}苯(TPAB-I). TPAB-I在甲苯、 四氢呋喃、 乙酸乙酯、 二氯甲烷和DMF溶液中的最大荧光发射峰分别位于451, 464, 478, 481和511 nm; 其固体粉末和旋涂膜的最大发射波长分别为526和488 nm. 实验结果表明, TPAB-I具有明显的聚集诱导发光增强效应. 将三苯胺共轭树枝分子TPAB-I用于制作有机电存储器件, 制得了三明治夹心结构的Al/TPAB-I/ITO电存储器件. 该电存储器ON/OFF状态下电流比接近10⁴, 擦除电压为-2.0 V, 写入电压为1.5 V, 在1.0 V的读取电压下, 电存储器在10⁴ s内均能保持良好的稳定性, 具有较好的电存储性能.     

高对比度多色力致发光变色二苯并富烯衍生物的设计合成及性质研究

制备了苯基甲苯基二苯并富烯（phenyltolyldibenzofulvene,1）并研究了其发光性能.化合物1具有聚集诱导发光（aggregation induced emission,AIE）及结晶诱导荧光增强（crystallization enhanced emission,CEE）的性质,且化合物1可形成蓝色、蓝绿色荧光的晶体以及黄绿色荧光的无定形态.因化合物1分子为扭曲的螺旋桨构象,分子在聚集态中以较疏松的形式堆积,故化合物1可在热、溶剂气氛以及外力刺激下发生多种聚集态间的可逆转变,从而实现在三种不同发光状态间的可逆转变.我们尝试将化合物1用于光学记录,以单一化合物1为发光材料,其可在蓝绿及蓝色荧光颜色背景上以暗黄绿色字迹记录,可通过研磨、加热及溶剂气氛处理擦除字迹,并将记录纸分别转变为蓝色、蓝绿色及黄绿色,因此化合物1有望用于光存储材料.     

给体-受体-给体窄带隙染料掺杂聚芴发光二极管

合成了一系列给体-受体-给体型窄带隙荧光分子, 并将其作为掺杂剂与主体(Host)宽带隙聚芴共混制备发光二极管. 荧光分子为4,7-二呋喃-苯并噻二唑(O-S)、4,7-二噻吩-苯并噻二唑(S-S)、4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并噻二唑(N-S)、4,7-二硒吩-苯并噻二唑(Se-S)和4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并硒二唑(N-Se). 溶液中荧光分子的紫外-可见吸收峰位于447~472 nm, 荧光发射峰位于563~637 nm. 该系列荧光分子掺杂聚芴(PFO)发光器件的电致发光峰位于580~633 nm. 当器件结构为ITO/PEDOT/PVK/PFO+N-Se/Ba/Al时, 最大外量子效率为1.28%, 电流效率1.31 cd/A.     

Polycyclic aromatic hydrocarbon-bridged coumarin derivatives for organic light-emitting devices

Three biscoumarin dyes bridged by polycyclic aromatic bridges (anthracen, pyrene and dibenzo[g,p]chrysene) were prepared as the emissive materials for the application of organic light-emitting devices. The relationship between their structures, photophysical properties, electrochemical properties and performances of organic light-emitting devices are described. The multilayered doped devices with a configuration of ITO/NPB (20 nm)/TBADN: biscoumarin compound (x wt%, 30 nm)/TPBi (30 nm)/Liq (2 nm)/Al (100 nm) have been successfully fabricated by vacuum-deposition method. All the devices showed green emission with high electroluminescent efficiencies. Especially, the device based on the compound containing pyrene as a bridge group at 7% doping concentration showed the best performance with a maximum brightness of 10552 cd/m², maximum luminous efficiency of 5.39 cd/A and maximum external quantum efficiency (EQE) of 2.35%.     

Piezofluorochromic and Aggregation‐Induced‐Emission Compounds Containing Triphenylethylene and Tetraphenylethylene Moieties

New fluorescent compounds containing triphenylethylene and tetraphenylethylene moieties were synthesized, and their piezofluorochromic and aggregation‐induced emission behaviors were investigated. The results show that all compounds exhibit aggregation‐induced emission characteristics and only the crystalline compound possesses piezofluorochromic properties. The color, emission spectra, and morphological structures of the one piezofluorochromic compound exhibit reversibility upon grinding and annealing (or fuming) treatments. The piezofluorochromic behaviors are caused by a change between different modes of solid state molecular packing under external pressure. The single crystal X‐ray diffraction analysis reveals that the twisted conformation of the aggregation‐induced emission compound leads to the formation of metastable crystal lattice with cavity which is readily destroyed under external pressure. A possible mechanism of piezofluorochromic phenomenon has been proposed.     

Synthesis and characterization of bipolar copolymers containing oxadiazole and carbazole pendant groups and their application to electroluminescent devices

A series of random copolymers POC10{Poly(2,5‐bis[(5‐decyloxy‐phenyl)‐1,3,4‐oxadiazole]styrene)}‐co‐Poly(N‐vinylcarbazole) (PVK) with different nvk content were synthesized through common radical polymerization and were incorporated into light emitting diodes as emitting layers. The structures and properties of the copolymers were characterized and evaluated by GPC, TGA, DSC, UV, PL, CV, and EL analyses. All the polymers enjoy high thermal stability. Cyclic voltammetry revealed that, with the incorporation of N‐vinylcarbazole to the copolymer, these copolymers had high‐lying HOMO energy values, which facilitated hole injection. PL peaks in the film show blue‐shift compared with those in solutions and fluorescent quantum efficiency decreased with the nvk content increasing, which supported the efficient energy transfer from nvk units to the oxadiazole units. Single‐layer LEDs with the configuration of ITO/PEDOT/PC10‐nvk/Mg:Ag/Ag were fabricated, which emit a blue light around 440 and 490 nm with a maximum brightness of 675.3 cd/m² and luminous efficiency of 0.108 cd/A. Moreover, we fabricated electrophosphorescent device from bipolar transport copolymer PC10‐nvk4 as host material and an orange‐light‐emitting iridium phosphor IrMDPP as guest. The maximum luminous efficiency of 0.548 cd/A was obtained. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 46: 5452–5460, 2008     

Violet/deep-blue fluorescent organic light-emitting diode based on high-efficiency novel carbazole derivative with large torsion angle

A novel and highly efficient violet/deep-blue fluorescent carbazole and naphthalene-based compound (1) is designed and synthesized. The compound shows intensive violet/deep-blue fluorescence, high photoluminescence efficiency (0.72 in CH₂Cl₂, 0.65 in film) and narrow full width at half maximum (48 nm). The large torsion angles between carbazole and naphthalene guarantee the weak intermolecular interactions and suppress the π-π interactions in solid state, resulting in the highly efficient violet/deep-blue fluorescence. The maximum emission peak, luminance and external quantum efficiency for violet/deep-blue electroluminescence are 410 nm, 1326 cd/m² and ～2%, respectively.     

单分散齐聚芴电致发光材料的合成及器件化

用Sonogash ira法合成了一系列含三键的齐聚芴,所有产物经核磁共振谱、质谱及元素分析表征确认.此类物质在溶液中及薄膜状态均发射出蓝紫或深蓝色荧光,荧光发射峰随聚合度增大依次红移.以这些物质为发光材料制作了相应的有机电致发光二极管(OLED),对器件的测试结果表明,所合成的齐聚芴具有优良的蓝色电致发光特性,其中OF3R4的最大发光亮度达到5 795 cd/m²,而OF3R6的最大外量子效率达到1.0%,其最大发光亮度为2 690 cd/m².     

多芳胺取代均三嗪的合成及其光电性能的研究

设计合成了一个新的带有三支链的均三嗪衍生物分子: 2,4,6-三[4-(N,N-二对甲苯基)-苯胺乙基]均三嗪(TBTN); 用1H NMR, 13C NMR, IR, MS (MALDI-TOF)和元素分析确认了化合物的结构. 研究了该化合物的紫外吸收光谱、荧光光谱、电致发光光谱等性能, 用TBTN组装发光器件, 实验结果显示TBTN为发光层时, 该器件能发出稳定白光. 器件结构为ITO/2-TNATA (30 nm)/NPB (20 nm)/TBTN (30 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (0.5 nm)/Al, 在电压为15 V获得最大亮度是1523 cd/m2, 在驱动电压范围内CIE(国际照明委员会)坐标稳定并在白色等能区内.     

Isophorone-based Fluorescent Dopant for Red Organic Electroluminescence Device

IntroductionOrganiclight emittingdiodes (OLEDs)haveattractedconsiderableattentionsincetheinitialworksbyTangetal.1andFriendetal.2 duetotheirpotentialapplicationsinfull colorflat paneldisplays .3,4 Torealizefull colorap plications ,highperformanceorganicmaterialsemittingthethreeelementalcolorsofred ,greenandbluearerequired .Aftertwodecadesofintensiveresearch ,anumberofgreenandblueemitterswithhighluminousefficiencies ,reason ablecolorpurityandpracticallifetimehavenowbeenreal izedinbothsmallmole…     

2-糠醛缩N-乙基-3,6-二氨基咔唑双席夫碱的合成及其性能

以咔唑为起始原料经N-取代、硝化和还原反应制备中间体N-乙基-3,6-二氨基咔唑,然后以其与2-糠醛发生缩合反应制得新型双席夫碱化合物N-乙基-3,6-二(2-亚糠基亚氨基)咔唑,产率为72.36%。通过元素分析、FTIR、UV-Vis、1H NMR、溶液及固体荧光光谱、循环伏安(CV)和TG-DTA分析研究了标题化合物的分子结构、光物理特性、电化学特性和热稳定性。结果表明,化合物的DMF稀溶液在200~400 nm波段有较宽较强的紫外吸收;在365nm波长激发下,溶液发射深蓝色荧光,λem为446nm,固体荧光为λem=467nm的蓝色荧光,与溶液荧光相比固体荧光红移了21nm。由循环伏安测试得到产物的Eg=2.19e V,IP=4.99e V以及EA=2.80e V,说明其具有良好的空穴和电子传输材料性能。TG-DTA测试显示目标产物具有良好的热稳定性。该化合物在有机荧光、空穴注入传输材料以及电子传输材料方面具有潜在应用前景。