[发明专利]有机铱金属配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机电致磷光材料技术领域，尤其涉及有机铱金属配合物及其制备方法和应用。

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。

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。总的来说，蓝色磷光材料的发展总是落后于红光和绿光，就单从色纯度这一指标来说，蓝色磷光材料至今很少能做到像深红光和深绿光的色纯度。为了制造出令人满意的白光OLED，目前选用的还是以天蓝光的磷光材料为主，如双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C²'](2-吡啶甲酸)合铱[FIrpic]。在此条件的限制下，为了使器件得到全彩显示，这就要求所搭配的红色磷光材料要接于饱和红的深红色才可以。但是，目前的红光磷光有机电致发光材料的色纯度不高，因此，研发出高色纯度的红光磷光有机电致发光材料仍为OLED研究领域的一大难点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种有机铱金属配合物，以解决现有的红光有机电致磷光材料色纯度不高的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种产率高，易于操作和控制的有机铱金属配合物制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述有机铱金属配合物的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种有机铱金属配合物，其分子结构通式为下述（Ⅰ）：

式中，R为芳香基团。

以及，一种有机铱金属配合物的制备方法，包括如下步骤：

提供如下结构式通式的化合物A：

在无氧的环境中，将所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流反应，生成如下结构式通式的氯桥二聚物B：

在无氧的环境中，将所述氯桥二聚物B与乙酰丙酮在碱催化剂作用下并于反应溶剂中进行热回流反应，纯化，得到下述分子结构通式（Ⅰ）的有机铱金属配合物：

其中，化合物A、B和结构通式（Ⅰ）中的R为芳香基团。

以及，上述有机铱金属配合物作为红光有机电致磷光材料在有机电致发光器件、EL冷光片或电化学池发光器件中的应用。

上述有机铱金属配合物，以3-(取代芴-2'-基)异喹啉为环金属配体主体结构，以乙酰丙酮为辅助配体，赋予了该有机铱金属配合物高的红光色纯度和发光效率。其中，含有异喹啉环结构能够保证材料在红光波段发光，是红色磷光发光材料的环金属主配体的优良结构之选。且该有机铱金属配合物结构中的异喹啉与芴环结构，均拥有大平面刚性的大体积共轭环，有利于减少因分子间相互作用力而形成的堆积，从而减少自淬灭，使发光效率提高。本发明所述有机铱金属配合物中，所述异喹啉环和芴环分别控制有机铱金属配合物的LUMO能级和HOMO能级，而通过在环金属配体3-(芴-2'-基)异喹啉中芴环的9-C位上引入大体积芳香基团的化学修饰方法，可以影响LUMO和HOMO之间的能级差，从而实现对材料发光颜色的调节，获得不同红色发光波长的磷光发射，提高红光发射材料的光纯度。此外，芳香基团的大体积特性和平面刚性能产生较大的空间位阻效应，从而减少金属原子间的直接作用，进一步减少三重态激子的自淬灭现象，提高材料的发光效率。另外，辅助配体乙酰丙酮的引入，能有效改善磷光材料的蒸镀性能，增加其成膜性并提高器件的稳定性。