含有聚集誘導發光性質的綠光染料的光轉換膜制造技術

本發明專利技術涉及含有聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料的光轉換膜，由綠光染料與固化的高分子樹脂組成，所述綠光染料的分子結構如式(I)所述，本發明專利技術首次采用聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料制成光轉換膜，在藍光光源下，能發射出綠光，制成固體或PMMA薄膜后表現出了很強的熒光，染料在固態強的發光應用于有機光轉換膜材料具有很大的優勢。

【技術實現步驟摘要】
含有聚集誘導發光性質的綠光染料的光轉換膜
本專利技術涉及光轉換膜，具體涉及一類含有四苯乙烯基團具有聚集誘導發光性質的綠光染料，通過溶液旋涂制成光轉換薄膜，可應用于平面顯示。
技術介紹
隨著顯示行業技術的不斷突破和市場需求的日益增加，平板顯示器以其體積小、重量輕、耗電省、輻射小、電磁兼容性好等一系列優點迅速崛起，成為21世紀顯示技術的主流。平板顯示器的成彩方式在其生產過程中起著非常重要的作用，它的好壞直接決定了平板顯示器的顯色效果，生產成本以及使用壽命。目前平板顯示器實現彩色顯示的主流技術是印刷紅、綠、藍三基色熒光材料制備器件，然而，由于三基色熒光材料的壽命和衰減度差異較大，很容易造成彩色顯示器的偏色，而且三原色器件的制作工藝比較復雜，成本較高。為了解決這些問題，人們開提出了一種色彩轉換的新思路即“藍源成彩”。“藍源成彩”技術采用具有單一高亮度的藍色熒光體作為背光源，背光源發出的藍光經過色彩轉換膜后轉變成紅光和綠光，從而實現RGB全彩顯示。這一技術不僅可以大大簡化電致發光平面顯示器的生產工藝，提高顯示器的色彩穩定性及均勻性，而且還能顯著降低顯示器的生產成本。用于色彩轉換膜的材料可分為無機和有機兩大類。經研究發現，相對于無機熒光粉，有機轉換材料不僅具有更高的色彩轉換效率，顏色也更飽和，從而可以實現更寬的色域，而且原料廉價易得，更容易進行分子的剪裁和修飾以獲得更好的顯示效果。20世紀90年代，Leising團隊采用香豆素類染料Coumarin102為綠光材料，LumogenF300為紅光染料分散在PMMA中制備了綠色、紅色光轉換膜，獲得了大于10％的紅光轉換效率(參考文獻：Adv.Mater.,1997,9(1),33-36)。近年來國內研究團隊也對有機光轉換膜的制備進行了報道(參考文獻：OptoelectronicsLetters,2010,6(4),245-248,CN105267059A,CN103647003A)，得到了色域廣，光轉化率高的有機光轉換膜。。有機熒光色彩轉換膜一般是將具有不同顏色的有機熒光染料通過紫外固化或熱固化等方式均勻地分散在高分子固體薄膜中，再以高亮度的藍色背光源激發有機熒光色彩轉換膜中的染料分子以實現顏色的轉變，轉換得到的紅光、綠光與背景的藍光形成光的三種基色，最終可以實現電致發光元件的全彩色顯示。然而，通常采用的有機染料分子間容易發生聚集而導致熒光淬滅，在薄膜狀態時幾乎不發光，因此在這些光轉換膜材料中，有機染料一般是以很低的濃度(千分之幾)分散在透明的高分子樹脂中，過低的濃度往往會導致薄膜對光的吸收不足，想要獲得充分的光轉換效果就必須增加膜的厚度，從而造成整個顯示面板厚度的增加。香港科技大學的唐本忠院士提出了聚集誘導發光(AIE)的概念，這類AIE型的分子在固態時具有很高的量子產率，以苯并噻二唑和四苯乙烯構成的分子其固態量子產率(QY)達到了89％(參考文獻：Chem.Commun.,2011,47,8847–8849)，這類分子被廣泛應用于生物熒光探針、離子檢測、oled發光層材料等，然而其在有機光轉換膜材料中的應用卻未見報道，AIE型分子在固態時的高量子產率使其在這一領域的應用具有天然的優勢。
技術實現思路
針對上述光轉換膜，本專利技術提供一種含有聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料的光轉換膜，將具有聚集誘導發光性質的綠光染料分散在甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子樹脂中固化制備了光轉換膜，本專利技術首次將這類AIE型染料分子應用于有機光轉換膜材料。含有聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料的光轉換膜，由綠光染料與固化的高分子樹脂組成，所述綠光染料的分子結構如式(I)所述，其中，R1和R2獨立地表示為氫、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或鹵素；Ar獨立地表示為烷基取代或未取代的碳-碳雙鍵或三鍵僑聯或未僑聯的C6－C30苯環或雜環，n＝0-3之間的整數。優選：其中，R1和R2獨立地表示為氫、C1-C4烷基或烷氧基，Ar獨立地表示為碳-碳雙鍵或三鍵僑聯或未僑聯的C6－C20的苯環或雜環芳環，n＝0-2之間的整數。優選：R1、R2相同。優選：R1和R2表示為氫、叔丁基。優選：其中，R1和R2優選表示為氫、叔丁基，Ar獨立地表示為且不限于如下所列的芳環或雜環，n＝0-2之間的整數：式(I)所述的化合物優選為具有下列結構的化合物：上述染料分子均通過Suzuki偶聯反應制備：所述固化的高分子樹脂是丙烯酸酯、環氧樹脂或聚氨酯，所述光轉換膜總厚度為1-100μm。所述光轉換膜的制備方法，為將上述綠光染料與固化的高分子樹脂溶于甲苯后，再旋涂成膜，烘干后固化制備有機光轉換膜，固定在背光源上。所述固化制備方法是熱固化或紫外光固化。所述背光源為藍光光源，固化的高分子樹脂為甲基丙烯酸甲酯(PMMA)高分子樹脂。所述藍光光源是液晶面板、OLED或者無機LED光源。本專利技術首次采用聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料制成光轉換膜，在藍光光源下，能發射出綠光，制成固體或PMMA薄膜后表現出了很強的熒光，染料在固態強的發光應用于有機光轉換膜材料具有很大的優勢。附圖說明圖1本專利技術綠光染料GA1的合成路線示意圖圖2本專利技術綠光染料GA2的合成路線示意圖；圖3本專利技術綠光染料GA1在甲苯、二氯甲烷以及PMMA薄膜和固態時的紫外-可見吸收光譜圖4本專利技術綠光染料GA1在甲苯、二氯甲烷以及PMMA薄膜和固態時的熒光發射光譜；圖5本專利技術綠光染料GA2在甲苯、二氯甲烷以及PMMA薄膜和固態時的紫外-可見吸收光譜；圖6本專利技術綠光染料GA2在甲苯、二氯甲烷以及PMMA薄膜和固態時的熒光發射光譜；圖7本專利技術綠光染料GA1制備的光轉換膜。具體實施方式為了更詳細敘述本專利技術，特舉以下例子，但是不限于此。綠光染料GA1的合成：第一步采用而苯甲烷衍生物與二苯酮衍生物縮合制備溴代的四苯乙烯。第二步使用丁基鋰進行取代反應制備四苯乙烯的硼酸酯。第三步通過Suzuki偶聯反應制備目標染料分子GA1。綠光染料GA2的合成：第一步通過Suzuki偶聯反應制備雙苯基取代的苯并噻二唑。第二步使用液溴進行溴代反應。第三步通過Suzuki偶聯反應制備目標染料分子GA2。實施例1綠光染料GA1的合成：(1)化合物3a的合成合成步驟：氮氣保護下將化合物1a(市售)(5.61g,20mmol)溶于無水THF(100mL)，將反應液冷卻至0℃，攪拌下緩慢滴加丁基鋰(2.2M,14mL)，滴加完后繼續低溫攪拌1h，然后向反應液中加入化合物2a(市售)(10.45g,40mmol)，繼續低溫攪拌1h。然后將反應液升至室溫攪拌過夜。反應后處理：反應完后將反應液倒入水中，EA(100mL*3)萃取分液，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。粗品不經過純化直接用于下一步反應。(2)化合物4a的合成合成步驟：氮氣保護下將前一步得到的化合物3a粗品溶于無水甲苯(50mL)，然后向反應液中加入TSOH.H2O(380mg,2mmol)，加熱至回流反應12小時，TLC檢測化合物3a反應完全。反應后處理：停止反應，將反應液倒入水中，EA(100mL*2)萃取分液，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。粗品經柱層析得到淺黃色的化合物4a(5.7g,產率54.5％)。1HNMR(400MHz,本文檔來自技高網...

【技術保護點】
含有聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料的光轉換膜，由綠光染料與固化的高分子樹脂組，所述綠光染料的分子結構如式(I)所述，

【技術特征摘要】
1.含有聚集誘導發光(AIE)性質的綠光染料的光轉換膜，由綠光染料與固化的高分子樹脂組，所述綠光染料的分子結構如式(I)所述，其中，R1和R2獨立地表示為氫、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或鹵素；Ar獨立地表示為烷基取代或未取代的碳-碳雙鍵或三鍵僑聯或未僑聯的C6－C30苯環或雜環，n＝0-3之間的整數。2.根據權利要求1所述的光轉換膜，其中，R1和R2獨立地表示為氫、C1-C4烷基或烷氧基，Ar獨立地表示為碳-碳雙鍵或三鍵僑聯或未僑聯的C6－C20的苯環或雜環芳環，n＝0-2之間的整數。3.根據權利要求2所述的光轉換膜，R1、R2相同。4.根據權利要求3所述的光轉換膜，R1和R2表示為氫、叔丁基。5.根據權利要求1所述的光轉換膜...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周鵬程，戴雷，蔡麗菲，
申請(專利權)人：廣東阿格蕾雅光電材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44