[发明专利]一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光材料领域，具体涉及一种蓝光有机电致磷光材料及其制备方法和有机电致发光器件。

背景技术

有机电致发光是指有机材料在电场作用下，将电能直接转化为光能的一种发光现象。早期由于有机电致发光器件的驱动电压过高、发光效率很低等原因而使得对有机电致发光的研究处于停滞状态。直到1987年，美国柯达公司的Tang等人发明了以8-羟基喹啉铝(Alq₃)为发光材料，与芳香族二胺制成均匀致密的高质量薄膜，制得了低工作电压、高亮度、高效率的有机电致发光器件，开启了对有机电致发光材料研究的新序幕。但由于受到自旋统计理论的限制，荧光材料的理论内量子效率极限仅为25%，如何充分利用其余75%的磷光来实现更高的发光效率成了此后该领域中的热点研究方向。1997年，Forrest等发现磷光电致发光现象，有机电致发光材料的内量子效率突破了25%的限制，使有机电致发光材料的研究进入另一个新时期。

在随后的研究中，小分子掺杂型过渡金属的配合物成了人们的研究重点，如铱、钌、铂等的配合物。这类配合物的优点在于它们能从自身的三线态获得很高的发射能量，而其中金属铱(III)化合物，由于稳定性好，在合成过程中反应条件温和，且具有很高的电致发光性能，在随后的研究过程中一直占着主导地位。而为了使器件得到全彩显示，一般必须同时得到性能优异的红光、绿光和蓝光材料。与红光和绿光材料相比，蓝光材料的发展相对而言较滞后，提高蓝光材料的效率和色纯度就成了人们研究的突破点。Holmes R J,Forrest S R等人在App.Phys.Lett.,2003,82(15):2422-2424文章中公开了双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C^2'](2-吡啶甲酰)合铱(FIrpic)，是目前报道最多，也是综合性能最好的蓝光有机电致磷光材料，结构式如下所示：

虽然人们对FIrpic类OLED结构进行了各种优化，器件性能也得到了很大的提高，但FIrpic最大的弱点就是所发的蓝光为天蓝色，蓝光色纯度欠佳，制作的各OLED器件的CIE在(0.13～0.17,0.29～0.39)间变化，这与标准蓝光CIE(0.137,0.084)间有很大的差距。

2006年，华南理工大学的曹镛教授课题组在APPLIED PHYSICS LETTERS88,051116(2006)文章中公开了以3-(吡啶-2’-基)-1,2,4-三唑为辅助配体的蓝光有机电致磷光材料铱金属配合物双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C²'][3-(吡啶-2’-基)-1,2,4-三唑]合铱(Ir(PPF)₂(PZ))。在丙酮溶液中，Ir(PPF)₂(PZ)的最大发光波长位于462nm，这相对于FIrpic的二氯甲烷溶液的最大发光波长(471nm)得到了蓝移，蓝光色纯度得到提高。高场强辅助配体3-(吡啶-2’-基)-1,2,4-三唑的引入有效地蓝移了材料的发光波长，蓝光色纯度较高，成为异配型蓝色磷光铱配合物发光材料的首选辅助配体之一。

要实现含铱配合物磷光材料分子发光色纯度的提高，即发光光谱的有效蓝移，最常用的方法是在苯环上引入吸电子基团来降低HOMO能级，除了F-外，强吸电子团三氟甲基CF₃-的取代也能起到类似的作用。2013年韩国釜山国立大学的Young-Inn Kim教授课题组在文献Journal of Organometallic Chemistry，2013，724：244-250.中报道了一种将强吸电子基团三氟甲基引入环金属主配体中的新型蓝光磷光材料—双(2-(3’,5’-二氟-4’-三氟甲基苯基)吡啶-N,C²')(2-吡啶甲酰)合铱((dfpmpyCF₃)₂Irpic)，其制作的蓝光磷光器件PHOLEDs的最大发光波长蓝移至464nm。没有经过优化器件结构，(dfpmpyCF₃)₂Irpic蓝光器件的最大发光波长蓝移至469～472nm，器件的最大外量子效率为7.53%，最大电流效率为16.86cd/A。实践证明，在磷光材料铱配合物的主配体中引入强吸电子取代基—三氟甲基成为获得新型高色纯度蓝光磷光材料的有效方法之一。