[发明专利]应用于有机发光二极管的铂(II)四齿ONCN络合物

说明书

技术领域

本文描述一类新的有机金属材料及其在有机发光二极管(OLED)和聚合物发光二极管(PLED)中的应用。有机金属材料显示良好的发射量子效率和在常规有机溶剂中的可溶性。应用这些材料，可通过多种技术，包括真空淀积、旋涂(spin coating)或印刷方法制造高效单色和白色OLED(WOLED)。

背景技术

1965年，EdwardF.Gurnee和Fernandez Reet Teoste首次观察和研究有机电荧光(美国专利3,172,862)。之后，Eastman Kodak的Tang公开双层结构OLED(有机发光二极管，US4,356,429;Appl.Phys.Lett.1987,51,12,913)。该二极管基于使用多层结构，包括发光电子传输层(由Alq₃(q=去质子化的8-羟基喹啉基)制造)和适宜的有机材料的空穴传输层。随后，对用于OLED的材料的研究变成热门研究话题。OLED具有许多优点，诸如：运行电压低；超薄；自行发光；良好的设备效率；高反差和高分辨率，提示OLED可能用于平板显示器和照明。

有两类发光材料应用于OLED：荧光性和磷光性材料。磷光性材料成为发光材料开发的主要趋势，因为从OLED产生的75%的激发子是三线态的，只有25%的激发子是单线态的。此意味着磷光性材料的最大设备效率为荧光性材料的3倍。

铂是得自与有机配体形成的发光络合物的过渡金属之一，所述络合物具有高发射量子效率和良好的热稳定性。由于具有这些优点，铂(II)络合物用作在高性能OELDs中的发光材料(Applied Physics Letters(2007),91(6)063508;Chemistry-A European Journal(2010),16(1),233-247)。在应用于OLED的铂络合物中，具有稳定化学结构的纯绿色光发射材料是罕见的。

对于铂(II)络合物的稳定性，当配体中的配价位置(coordination position)数量增加，配体与铂(II)中心之间的键能变得更高；即，在四齿配体铂(II)络合物中，配体与铂(II)中心之间的键能最高。此外，在芳族配价位置之间增加额外原子打断配体的共轭结合，可使配体的稳定性变弱并最终使络合物的稳定性变弱。在芳族配价位置之间具有额外原子的二齿配体、三齿配体或四齿配体以削弱共轭的发绿色光的铂(II)材料不如共轭四齿配体体系那样好。

然而，大多数共轭的四齿配体体系不能具有纯绿色光发射材料，由于其内在性质，诸如能带间隙受限于MLCT跃迁，且发射光谱是电子振动(vibronically)结构的(参见US6,653,654；US7,361,415；US7,691,495)。因为这些原因，难以开发稳定的发绿色光的铂(II)材料。

发明内容

尽管存在上述问题，本文描述了新的铂(II)络合物体系，其具有稳定的化学结构、高发射量子效率和用作OLED中绿色光发射材料的纯绿色光发射。通过改变四齿配体中的取代基，铂的发射颜色也可转回黄色或橙色。为系列使用黄色或橙色光发射材料，也可通过互补色混合方法制造白色OLED(WOLED)。除此之外，由于某些络合物显示强激基发射，可通过使单体和一种络合物的激基发射物结合从这些络合物制造单一发光组分WOLED。

由于用于OLED应用的大多数铂(II)络合物仅稍微可溶于普通溶剂，溶液处理方法，诸如旋涂和印刷(包括喷墨打印、连续性卷轴式(roll to roll)印刷等)不能应用。本文描述的材料克服这个缺点，因为本文描述的所有铂(II)络合物可溶于普通溶剂，可将溶液处理方法应用于低成本和大面积制造中。

本发明涉及具有结构I的化学结构的铂(II)基发光材料、它们的制备方法和在有机发光二极管(OLED)和聚合物发光二极管(PLED)中的应用。

结构I

其中R₁-R₁₄独立地为氢、卤素、羟基、未取代的烷基、取代的烷基、环烷基、未取代的芳基、取代的芳基、酰基、烷氧基、酰氧基、氨基、硝基、酰基氨基、芳烷基、氰基、羧基、硫代、苯乙烯基、氨基羰基、氨基甲酰基、芳基氧基羰基、苯氧基羰基或烷氧基羰基。各个R₁-R₁₄可独立地与邻近的R基团形成5-8元环。X₁-X₂₀独立地为硼、碳、氮、氧或硅。