本發(fā)明涉及有機室溫磷光發(fā)光材料，特別涉及一種磷光材料、磷光薄膜及其應用。

背景技術：

1、長余輝發(fā)光材料是一類吸收能量并在激發(fā)停止后仍可持續(xù)發(fā)光的材料。它在生物成像、信息加密、光電子器件等方面有著廣泛的應用。目前，有機長余輝材料中依然是以小分子室溫磷光材料為主，有機小分子一般在晶體狀態(tài)下易展現(xiàn)出磷光性能，然而晶體材料在應用時存在著加工性能較差、不穩(wěn)定等問題。并且，在目前的磷光體系中，從最低激發(fā)單重態(tài)(s1)到三重態(tài)(tn)的低效系間竄越(isc)以及長壽命三重態(tài)(tn)的快速消耗使得難以實現(xiàn)具有高亮度、長壽命和高量子產(chǎn)率的有機室溫磷光。而聚合物材料合成簡便、成本及毒性較低、功能基團易于修飾，且具有柔性、透明、質輕、較強的拉伸性能等諸多優(yōu)勢，因此開發(fā)聚合物體基長余輝材料已成為光功能材料領域關注的熱點。

2、近年來，室溫磷光材料的應用常局限于大氣條件下的信息防偽和加密，因此急需開發(fā)新的技術拓寬磷光材料的應用范圍。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種磷光材料，解決現(xiàn)有磷光材料亮度較低，磷光壽命較短的問題。

2、進一步，本發(fā)明還提供了所述磷光材料的制備方法，解決現(xiàn)有有機室溫磷光材料制備條件苛刻，以及成本較高的問題。

3、進一步，本發(fā)明還將所述磷光材料制成了磷光薄膜，并將所述磷光薄膜用于指紋記錄技術中，從而拓寬了磷光材料的應用范圍。

4、進一步，本發(fā)明提供了所述磷光薄膜在柔性電子領域中的應用。

5、實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

6、一種基于聚膦腈的長壽命室溫磷光材料，其特征在于，采用如下方法制備而成：首先將三聚磷腈功能化，再將該功能化磷光體與聚乙烯醇基質摻雜，得到長壽命室溫磷光材料。

7、進一步，其制備方法具體包括：首先選擇2-甲基-4-羥基苯甲醛、2，6-二甲基-4-羥基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基苯甲醛或3，5-二甲氧基-4-羥基苯甲醛四個磷光體分別與三聚磷腈在70?℃下進行一步合成反應；再與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物在80?℃條件下合成含苯單元的聚磷腈衍生物小分子；最后將磷光體與聚乙烯醇基體進行摻雜即得四種同類長壽命室溫磷光材料。

8、其中，所述三聚磷腈功能化得到的功能化磷光體包括thmd、thdd、thmod或thdod，其結構式如圖9所示。

9、進一步，所述功能化磷光體與聚乙烯醇的質量比為1：28-32。

10、進一步，所述功能化磷光體thmd、thdd、thmod或thdod的制備方法流程如圖10所示。其中，所述三聚磷腈，2-甲基-4-羥基苯甲醛、2，6-二甲基-4-羥基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基苯甲醛或3，5-二甲氧基-4-羥基苯甲醛和9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的摩爾比為1：6-7：7-8：6-7。

11、本發(fā)明還提供所述長壽命室溫磷光材料的應用，將所述長壽命室溫磷光材料用于制備成室溫磷光薄膜，并用于柔性電子器件和潛在指紋檢測技術領域中。

12、進一步，所述室溫磷光薄膜的制備方法，如圖11所示。

13、所述長壽命室溫磷光薄膜的應用中，所述潛在指紋檢測方法，包括如下步驟：

14、（1）記錄指紋：將所述長壽命室溫磷光薄膜置于環(huán)境溫度條件下，用手指在薄膜表面按壓；

15、（2）識別指紋：通過254?nm紫外光照射，即可在薄膜表面看的紋路清晰的指紋圖像。

16、相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果：

17、1、本發(fā)明提出一種新的磷光材料制備策略，可以有效促進系間竄越和穩(wěn)定三線態(tài)激子。首先通過將三聚磷腈功能化，制備出磷光體，接著將該功能化磷光體摻雜到聚乙烯醇基質中，磷光體結構中大量的羥基基團能有效地與聚乙烯醇中的羥基形成分子間氫鍵，從而有效地壓縮t1→s0的非輻射躍遷途徑，實現(xiàn)有機長余輝。另外，對磷光薄膜進行熱退火處理后，聚合物基體具有較高的剛性，能夠抑制輻射衰減。同時，pva分子鏈之間的部分-oh將會脫水與磷光體或者pva分子鏈自身形成醚鍵而完成交聯(lián)，從而進一步壓縮t1→s0的非輻射躍遷。本發(fā)明磷光材料制得的磷光薄膜，其磷光壽命可達1047.1?ms。

18、2、本發(fā)明制得的磷光薄膜具有優(yōu)異的發(fā)光性能和加工性能。摻雜體系中包含的聚合物（pva）和功能化磷光體，都含有大量的苯環(huán)結構，增加了體系的剛性，進一步抑制了體系的分子振動，且磷光分子合成方法簡單，簡便易得。該系列的摻雜薄膜具有極高的機械柔韌性和透明度，可實現(xiàn)大面積制備而不產(chǎn)生裂紋，拓展了有機長壽命室溫磷光材料的應用領域，并為有機長余輝材料在柔性電子領域打下堅實的基礎。此外，采用所述材料的熒光和磷光雙發(fā)光的特性設計指紋記錄裝置。在254?nm紫外光下，用手指在摻雜薄膜表面輕輕按壓，可以很容易獲得清晰可見的指紋圖案。該應用程序簡化了實時指紋記錄捕獲的過程，提供了一個實用和有價值的解決方案。

19、3、本發(fā)明制備的有機室溫磷光材料克服了無機磷光材料稀土元素資源稀缺和生物毒性高的缺點。而與其他有機磷光材料相比，本發(fā)明克服了在利用晶體工程制備磷光材料的過程中，存在制備條件苛刻、脆性大和穩(wěn)定性差等問題。更重要的是，本發(fā)明中高亮度、長壽命的磷光薄膜生產(chǎn)成本低廉，制備過程簡單，不僅豐富了室溫磷光材料的制備方法，還為簡易、高效產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)具有優(yōu)異發(fā)光性能的有機室溫磷光薄膜材料提供了新的理論指導及技術支持。

技術特征：

1.一種基于聚膦腈的長壽命室溫磷光材料，其特征在于，采用如下方法制備而成：首先將三聚磷腈功能化，再將該功能化磷光體與聚乙烯醇基質摻雜，得到長壽命室溫磷光材料。

2.根據(jù)權利要求1所述長壽命室溫磷光材料，其特征在于，其制備方法具體包括：首先選擇2-甲基-4-羥基苯甲醛、2，6-二甲基-4-羥基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基苯甲醛或3，5-二甲氧基-4-羥基苯甲醛四個磷光體分別與三聚磷腈在70?℃下進行一步合成反應；再與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物在80?℃條件下合成含苯單元的聚磷腈衍生物小分子；最后將磷光體與聚乙烯醇基體進行摻雜即得四種同類長壽命室溫磷光材料。

3.根據(jù)權利要求1所述長壽命室溫磷光材料，其特征在于，所述三聚磷腈功能化得到的功能化磷光體為thmd、thdd、thmod或thdod。

4.根據(jù)權利要求1所述長壽命室溫磷光材料，其特征在于，所述功能化磷光體與聚乙烯醇的質量比為1：28-32。

5.根據(jù)權利要求1所述長壽命室溫磷光材料，其特征在于，所述三聚磷腈，2-甲基-4-羥基苯甲醛、2，6-二甲基-4-羥基苯甲醛、4-羥基-2-甲氧基苯甲醛或3，5-二甲氧基-4-羥基苯甲醛和9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的摩爾比為1：6-7：7-8：6-7。

6.一種長壽命室溫磷光材料的應用，其特征在于，將所述權利要求1－4任一長壽命室溫磷光材料用于制備成室溫磷光薄膜，并用于柔性電子器件和潛在指紋檢測技術領域中。

7.根據(jù)權利要求6所述長壽命室溫磷光薄膜的應用，其特征在于，所述潛在指紋檢測方法，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開一種基于聚膦腈的長壽命室溫磷光材料及其應用，所述磷光材料由三聚磷腈功能化，再將該功能化磷光體與聚乙烯醇基質摻雜得到。所述三聚磷腈功能化得到的功能化磷光體包括THMD、THDD、THMOD或THDOD。本發(fā)明還公開了所述磷光材料制得的磷光薄膜，其表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性能以及高透明性和良好的加工性能。將該薄膜應用于柔性電子器件和指紋記錄技術中，摻雜薄膜具有極高的機械柔韌性和透明度，可實現(xiàn)大面積制備而不產(chǎn)生裂紋，拓展了有機長壽命室溫磷光材料的應用領域。

技術研發(fā)人員：楊朝龍,何梅毅,譚婷,侯輝,郭鳳玲,汪小娟,李前昆
受保護的技術使用者：重慶理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2