[发明专利]一种离子型铱配合物及合成方法和在发光电化学池中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子型铱配合物及合成方法，还公开了这种配合物作为一种红光 发光材料在发光电化学池(LECs)方面的器件制备与应用，属于红光发光材料合成技 术领域。

背景技术

与传统的有机电致发光二极管(OLEDs)技术相比，发光电化学池(LECs)在显 示和照明应用受到越来越多的关注，而最主要的区别在于其器件的发光机理，在LECs 的发光性能中可以自由移动的离子起了主导作用，而OLEDs中起主导作用的却是多层 器件结构中空穴和电子的传输。LECs本身具有离子移动性的特点，与OLEDs相比具有 较低的启亮电压，较简单的器件的结构，使用空气稳定性金属做电极等特点。

离子型铱配合物除了具备中性铱配合物所具备的发光效率高、发射波长可调等优 点外，还具有一些中性铱配合物所不具备的特性，使之有可能成为一种更好的电致发 光材料。首先，与中性铱配合物相比，离子型铱配合物的合成条件更温和；其次，基 于离子型铱配合物的发光材料可以采用惰性金属(如金)作电极得到高效电致发光器 件；再次，这类配合物具有稳定的氧化—还原可逆性，有利于提高器件稳定性；另外， 由于此类配合物携带电荷和抗衡离子，所以有利于载流子注入和迁移，降低器件能耗。 但是，由于此类配合物携带电荷，导致这类配合物与疏水的共轭主体材料之间的相容 性差，从而影响其在电致发光器件中的应用。为解决这一问题，必须对配体结构进行 改性，设计、合成出新型的、具有较高发光效率的离子型铱配合物。

近年来离子型过渡金属配合物(iTMCs)由于能够应用于发光电化学池而备受瞩 目。因为，在这种材料中，配合物本身支持电荷注入、电荷转移以及发光重组这三个 步骤。另外，离子型过渡金属配合物比如[Ru(bpy)₃]²⁺(PF₆^-)₂具有离子传导性，因为 (PF₆^-)的平衡离子在外加电压下能够重组。这种行为可以在每个电极附近产生离子 空间电荷(其余PF₆^-在阳极，无补偿的[Ru(bpy)₃]²⁺则在阴极)，以协助电子电荷注入， 甚至可以达到高效地注入空气稳定金属电子的程度。以这种方式，此种设备就类似于 所谓的发光电化学电池(LECs)，这种电池是由盐类分散到有机半导体内制成。另外， 离子型过渡金属配合物发光效率极高，其发光量子率可达100％，从这些材料中产生的 辐射几乎全部来自三重态辐射。至于器件制备方面，离子型过渡金属配合物一般可直 接从溶液中旋涂成膜。这些性能都表明了——单层膜离子型过渡金属配合物装置完全 可以被制成高效电致发光器件(J.Mater.Chem.2007，17，2976-2988)。

由于离子型过渡金属配合物(iTMCs)在LEC应用上的诸多优势，很多阳离子型 如Ru，Os，Re，Ir的配合物，以PF₆^-为抗衡例子的iTMCs受到越来越多的研究，其中 离子型铱配合物由于具有较高的量子效率，较强的配体场作用，且通过改变具有较高 量子效率的主要配体或辅助配体从而更容易控制其器件的发光颜色来实现全色发光 而倍受青睐，但是，LEC也存在器件发光响应速率慢(由于离子扩散速率慢)、最大亮 度受限诸缺点(Adv.Funct.Mater.2008，18，3123-2131)。

目前为止，所有离子型过渡金属铱配合的相关LEC文献报道中，红光最高效率 为4.3cdA^-1(Adv.Funct.Mater.2008，18，3123-2131)，最大亮度为7000cd/m²(Adv.Funct.Mater.2009，19，1-7)。最短的响应时间小于0.5分钟 (Adv.Funct.Mater.2009，19，711-717)。

发明内容

本发明公开一种离子型铱配合物，为一种新型的载流子传输能力较强红光材料。

本发明还提供了上述离子型铱配合物的合成方法，工艺简单，适用工业化生产。

本发明进一步还公开了这种配合物作为一种红光发光材料在发光电化学池(LEC) 方面的器件制备与应用。