一种电致红色发光材料制造技术

本发明专利技术披露了一种有机金属络合物电致磷光化合物，可应用于有机发光器件OLED获得高效红色发光应用，所披露化合物具有如下化学式：(I)其中M=Ir，Eu，Os；m=1-3，其中L为含有C，N或C，O的二齿螯合辅助配体；其特征在于喹啉环上键接一吸电性的芳环、芳杂环或芳杂融合环Ar和R1～R7取代基。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光金属络合物及其制备的有机电致发光器件。所披露化合物采用共价键接一吸电性芳杂融合环，得到更深红的红色发光材料，使发光配体中的的共轭结构拓展，有利于成为更加稳定的结构，可应用于有机发光OLED器件，改善发光OLED显示器件的应用性能。
技术介绍
有机半导体材料属于新型光电材料，其大规模研究起源于1977年由白川英树，A.Heeger及A.McDiamid共同发现了导电率可达铜水平的掺杂聚乙炔。随后，1987年Kodak公司的C.Tang等专利技术了有机小分子发光二极管（OLED），和1990年剑桥大学R.Friend及A.Holmes专利技术了聚合物发光二极管P-OLED，以及1998年S.Forrest与M.Thomson专利技术了效率更高的有机磷光发光二极管PHOLED。由于有机半导体材料具有结构易调可获得品种多样，能带可调，甚至如塑料薄膜加工一样的低成本好处，加上有机半导体在导电薄膜，静电复印，光伏太阳能电池应用，有机薄膜晶体管逻辑电路，和有机发光OLED平板显示与照明等众多应用，白川-Heeger-McDiamid三位科学家于2000年获得诺贝尔化学奖。作为下一代平板显示应用的有机电致发光二极管，有机光电半导体材料要求有：1.高发光效率；2.优良的电子与空穴稳定性；3.合适的发光颜色；4.优良的成膜加工性。原则上，大部分共轭性有机分子（包含星射体），共轭性聚合物，和含有共轭性发色团配体的有机重金属络合物都有具备电激发光性能，应用在各类发光二极管，如有机小分子发光二极管（OLED），聚合物有机发光二极管（POLED），有机磷光发光二极管（PHOLED）。磷光PHOLED兼用了单线激发态（荧光）和三线激发态（磷光）的发光机理，显然比小分子OLED及高分子POLED高得多的发光效率。PHOLED制造技术和出色的PHOLED材料都是实现低功耗OLED显示和照明所必不可少的。PHOLED的量子效率和发光效率是荧光OLED材料的3~4倍，因此也减少了产生的热量，增多了OLED显示板的竞争力。这一点提供了使得总体上OLED显示或照明超越LCD显示以及传统光源的可能。因而，现有高端OLED器件中或多或少地掺用了磷光OLED材料。磷光OLED材料是由含有一定共轭性的有机发光团作为二齿螯合配体，与金属元素形成环金属-配合体络合物，在高能光照下（如紫外光激发）或电荷注入（电激发）条件下，由于环金属-配体电荷转移（MLCT）成为激子，然后回复到基态而导致发光。在OLED器件中电荷的注入是通过在阳极施加正电压后，从阳极注入空穴，阴极施加负电压后注入电子，分别经过电子传输层与空穴转输层，同时进入发射层的本体材料中，电子最终进入发光掺杂剂中的最低末占分子轨道（LUMO），空穴进入发光掺杂剂中的最高占有分子轨道（HOMO）而形成激发态发光掺杂剂分子（激子态）。激子态回复到基态后伴随着发射光能，其发射光能波长正对应着发光分子掺杂剂的能隙（HOMO-LUMO能级差）。已有不少报道的贵重金属有机配合体络合物，受贵重金属的影响而增强了自旋轨道作用，使得本应较弱的磷光变得很强而呈现优良磷光发射。例如发绿光的三（苯基吡啶）铱（Ⅲ）配合络合物，简称为Ir(PPY)3，具有结构式为：Ir(ppy)3发射蓝光的FirPic具有如下结构式：FirPic其中的主配体4，6-二氟代苯基吡啶主宰着发光颜色。发射红光的三（辛烷基喹啉）铱（Ⅲ）配合络合物，具有优异的高效发射性能（Adv.Mater.19，739（2007））其结构式为：Ir(piq-hex)3应用于有机发光器件OLED还有多类材料，表1罗列了相应的文献。表1：已有报道的各类有机OLED应用半导体材料：金属铱化合物磷光材料一般以含有N原子的螯合均一配体与Ir形成铱络合物，或是使用1个或2个发射波长较短的含有N原子的螯合辅助配体，与2个或1个发射波长较长的含有N原子的螯合主要配体与贵重金属铱形成杂化（hybride或Heterolepticdopants）络合物发光化合物。由于发射波长从高能量（或短波长）自然地向低能量（或长波长）传递效应，在光激发或电激发条件下，杂化或杂配金属络合物材料最终显现出主配体发光波长。因此，在一杂配铱络合物中，决定最终颜色与性能一般为能量较低、发射波长更长的配合体为主配体，而其它不显色的配体为辅助配体。近年来有报道采用共价键合的配体来改善有机发光器件的稳定性，如专利申请US20130264553报道了采用乙基碳链共价键合一个红色发光金属络合物的结构：，但所述的发光金属铱络合物还达不到深红的效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种采用杂原子O,S,Se或Si原子共价键合的方式，同时又在发光配体中的喹啉环上共价键接一吸电性的芳杂融合环，获得更加稳定，颜色更深红发光材料；含杂原子的吸电性基团的引入，有利于发光配体的电子注入与传输，从而获得有机OLED发光器件性能的改进；所述的发光金属络合物具有如下结构：（I）其中M=Ir，Eu或Os;m=1-3；L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体;其特征是所述的有机金属络合物中的R1-R6为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；其特征是(R7)x中x=1～3,所对应的R7为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；其特征是所述的有机金属络合物中的Ar为一吸电性的芳环、芳杂环或芳杂融合环，包含氮六元环或含氮五元环骨架的芳香族环基团，硝基取代苯基，氟代苯基，三氟甲基取代苯基，氰基取代苯基，取代苯并噻唑基；其特征在于所述络合物中的共价键连接单元中X=O,S,Se,Si，其中n=0～7。根据在上述化学式（I）所述的范围，可以采用不同的金属Ir,Eu或Os,与发光配体形成发光金属络合物，满足发光特性要求。任何含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体L皆可与发光配体（又称主配体）组合。在本专利技术的辅助配体L尤其包含如下结构：其特征是所述的L中的R21-36为H,D,碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、硅烷基、部分或全部氟化烷基，苯基，取代苯基，噻吩基，取代噻吩基，呋喃基，取代呋喃基。在式（I）化合物中尤为重要的是采用铱Ir所形成的金属络合物，所述的络合物具有如下的结构：（II）；其中L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体；其中M=Ir，Eu或Os;m=1～3；L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体；其特征是所述的有机金属络合物中的R1-R6为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机金属络合物，其特征是具有如下结构：（I）   其中M=Ir，Eu 或Os; m=1～3； L为含有C，N或C, O的二齿螯合辅助配体；   其特征是所述的有机金属络合物中的R1‑R6 为H, D, F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，‑CN, ‑NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；    其特征是(R7)x中x=1～3, 所对应的R7为H, D, F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，‑CN, ‑NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；   其特征是所述的有机金属络合物中的Ar为一吸电性的芳环、芳杂环或芳杂融合环，包含氮六元环或含氮五元环骨架的芳香族环基团，硝基取代苯基，氟代苯基，三氟甲基取代苯基，氰基取代苯基，取代苯并噻唑基；   其特征在于所述络合物中的共价键连接单元中X=O, S, Se, Si，其中n=0～7。

【技术特征摘要】
1.一种有机金属络合物，其特征是具有如下结构：
（I）
其中M=Ir，Eu或Os;m=1～3；L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体；
其特征是所述的有机金属络合物中的R1-R6为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；
其特征是(R7)x中x=1～3,所对应的R7为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑基，烷基取代咔唑基；
其特征是所述的有机金属络合物中的Ar为一吸电性的芳环、芳杂环或芳杂融合环，包含氮六元环或含氮五元环骨架的芳香族环基团，硝基取代苯基，氟代苯基，三氟甲基取代苯基，氰基取代苯基，取代苯并噻唑基；
其特征在于所述络合物中的共价键连接单元中X=O,S,Se,Si，其中n=0～7。
2.根据权利要求1所述的有机金属络合物，其特征是所述的络合物中的辅助配体L具有如下结构：
其特征是所述的L中的R21-36为H,D,碳原子数为1～12的烷基、烷氧基、硅烷基、部分或全部氟化烷基，苯基，取代苯基，噻吩基，取代噻吩基，呋喃基，取代呋喃基。
3.根据权利要求1所述的有机金属络合物，其特征在于所述的络合物具有如下的结构：
（II）；
其中L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体；
其中M=Ir，Eu或Os;m=1～3；L为含有C，N或C,O的二齿螯合辅助配体；
其特征是所述的有机金属络合物中的R1-R6为H,D,F，碳原子数小于12的烷基、烷氧基、氟烷基、硅烷基、环烷基、环烷氧基，-CN,-NO2，或是苯基，烷基取代苯基，噻吩基，烷基取代噻吩基，呋喃基，烷基取代呋喃基，芴基，烷基取代芴基，咔唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓常，洪海兵，
申请(专利权)人：江西冠能光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36