[发明专利]螺环化合物作为激光染料的用途

说明书

有机染料在稀释液中进行窄光带宽度的发射是一种熟知的现象，这种有机染料即为所谓的激光染料。[例如可以参见：R．Raue，激光染料，见Ullmann’s工业化学大全，第5版]。在所述的安排中，染料激光器采用荧光染料的稀释液。染料液包含在薄壁石英室中，所述室构成密闭体系的一部分，溶液通过该室进行循环，与此同时激光器运转着。另外，活性介质也可以取从喷头中射出的液流形式，所述液流与光轴垂直地穿过激光空腔。利用能源如闪光灯，借助所谓的光学振动，实现了对染料的激发；染料激光器也可以借助气体激光器如氮，氩，或氪激光器进行激励。受激准分子(即激发的二聚物)激光器经常用作振动光源，特别是氯化氙或氟化氪激光器。激光染料包括长期以来已知的许多荧光化合物，其它代表性物质是光学增亮剂和荧光染料。在这种情况下，只能使用在一种合适溶剂中的常用激光染料的溶液。

因此，目前有许多制备带有有机发射体的固态装置的尝试。在这种情况下，使用了在合适固体母料中有机染料的固体溶液。

例如，业已使用了：其中将有机改性的硅酸盐或光学上透明的聚合物作为母料的溶胶-凝胶法[W．Hu．等人的应用光学．36(1997)579；R．Reisfeld的Proc．SPIE-Int．Soc．Opt．Eng．2288(1994)563；S．E．Friberg等人的材料合成工艺杂志．2(1994)29；C．Whitehurst等人的Proc．SPIE-int．Soc．Opt．Eng．1328(1990)183]。但是，由于在较高浓度下的骤冷处理，因此，在所有情况下，只能使用低浓度的激光染料于母料中的溶液。另一问题是，绝大多数施用的激光染料只有有限的光稳定性。

近年来，将共轭聚合物称为一类新的固态激光材料。在这种情况下，激光作用借助发射线宽度突然收缩到仅仅7nm而得以证明。[M．A．Diaz-Garcia等人的Synth．Met．84(1997)455；N．Tessler的Synth．Met．84(1997)475；S．V．Frolov等人的Synth．Met．84(1997)471，473]。

最近，为显示激光作用，已描述了利用2．5％的DCM激光染料掺杂的三-(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)的真空沉积薄膜[V．G．Kozlov等人的自然389(1997)362]。为得到受激发射，包含低浓度的不同激光染料(约1％)于2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)主体的低分子量主体客体体系，业已描述了使用串级能量输送器[M．Berggren等人的自然389(1997)466]；在该论文中，还描述了纯PBD的放大特性。

但所述的低分子量体系将只有低的(热和)形态稳定性，对于在一定时间内的稳定发射，形态稳定性将是所需要的。

令人惊奇的是，业已发现，基于螺环化合物的特定种类的低分子量有机化合物将特别适合用作具有窄光带宽度发射的有机固态光源中的活性材料。这两类化合物可以纯态使用，或起与少量激光染料结合的主体的作用。窄光带宽度发射指的是在最大宽度一半处的自由宽度(FWHM)等于或低于10nm的发射。

因此，本发明提供了结构式(I)的螺环化合物作为激光染料的用途：

式中

K¹和K²彼此独立地为共轭体系。

结构式(I)的化合物易溶于通常的有机溶剂中，具有改善的成膜性能以及具有明显减少的结晶趋势。这使得有机激光装置的生产变得更加容易，并且将增加装置的使用寿命。

结构式(I)优选的化合物是结构式(II)的9，9’-螺二芴衍生物：

式中苯并基团可以是彼此独立地取代的和／或稠合的。

特别优选的是结构式(III)的螺二芴衍生物：

式中符号和标号具有下面的含义：

K^a，L，M，N^a相同或不同并且为如下所述的结构：

R在每种情况下可以相同或不同，并且与K^a，L，M，N^a的含义相同，或是H，带有1-22，优选1-15，特别优选1-22个碳原子的线性或支链的烷基，烷氧基或酯基，-CN，-NO₂-，-NR²R³，-Ar-或-O-Ar；