[发明专利]基于铂四齿ONCN络合物的有机发光材料、制备方法及其在有机发光二极管中的应用

说明书

本发明涉及基于铂四齿ONCN络合物的有机发光材料、制备方法及其在有机发光二极管中的应用。具有式I化学结构的铂(II)四齿ONCN络合物发光材料，可制造发射纯绿色光的有机发光二极管。该材料经过结构优化，相比于已有报导铂(II)四齿ONCN络合物发光材料有更优的防聚集能力，材料在高掺杂浓度下发射光谱仅有轻微变化甚至保持不变，其有机发光二极管明显具有更高的发射效率，配合物发光材料制备方法简易且不需使用高毒性有害试剂，更加适用于工业制备系统。

技术领域

本发明涉及一类结构优化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。有机金属材料显示更优秀的发射量子效率以及更优的色纯度。应用这些材料，可通过多种技术，包括真空沉积、旋涂(spin coating)或印刷方式制造高效单色OLED。

背景技术

OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)或有机发光器件(Organic Light-Emitting)。OLED是自主发光器件，无需背光源，具有响应速度快、驱动电压低、发光效率高、分辨率高、视角广等特点，已经成为新一代显示和照明技术，特别是在手机、电脑、电视、可弯曲和折叠的电子产品有着巨大的应用前景。

目前有两类发光材料应用于OLED：荧光材料和磷光材料。早期器件所采用的发光材料主要为有机小分子荧光材料，而自旋统计量子学表明荧光材料的理论内部量子效率仅为25％。1998年美国普林斯顿大学的Forrest教授和南加州大学的Thompson教授发现了室温下金属有机配合物分子材料的磷光电致发光现象，利用重金属原子的强自旋轨道耦合可以有效促进电子由单线态到三线态的系间窜越(ISC)，从而OLED器件可以充分利用电激发所产生的单线态和三线态激发子，使发光材料的理论内部量子效率可达到100％(Nature,1998,395,151)。经过研究，有机铱和铂配合物的光物理和器件性能表现较为突出(DaltonTrans.,2009,167；Chem.Soc.Rev.,2010,39,638；Chem.Soc.Rev.,2013,42,6128；J.Mater.Chem.C,2015,3,913)。

早期研究的环金属铂(II)配合物磷光材料较多是含有双齿配体和三齿配体的金属有机分子。由于双齿配体配位的铂配合物刚性较低，配体易扭曲、振动导致磷光量子效率较低(Inorg.Chem.,2002,41,3055)；含有三齿配体的环金属铂(II)配合物刚性增强，量子效率有所提高，但由于其含有除三齿配体之外的配体(如Cl、炔负离子、卡宾等)，使得配合物化学稳定性较差。相比之下，四齿配体可较好地解决双齿配体和三齿配体的问题：1、四齿配体易于与铂(II)进行配体形成平面四边形构性的环金属配合物，合成简单，不会生成铱配合物易得到的facial和meridional异构体，因此纯度高；2、四齿环金属铂(II)配合物具有较强的刚性，磷光量子效率高；3、四齿环金属铂(II)配合物有较高的化学稳定性和热稳定性，有利于提高OLED器件稳定性和寿命；4、通过配体结构的修饰和调节，可以调控配合物分子的最高占有轨道(HOMO)、最低非占有轨道(LUMO)和三线态能级，从而调控配合物分子的光物理性质。

近年来，四齿环金属铂(II)配合物得到了广泛的关注并取得了较好的结果。但效率滚降是铂(II)配合物最严重的问题之一。通常铂(II)配合物为平面几何结构，易于形成激基缔合物，因此，只能在很窄的掺杂浓度范围内才能得到色纯度高的器件效果(约1％重量-5％重量)。当掺杂浓度较高时，容易形成激基发射，从而影响色纯度以及器件的稳定性，且窄的掺杂浓度范围也会增加材料器件性能的优化难度，限制了该类材料在产业上的应用。