[发明专利]一种红光有机电致磷光材料及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种红光有机电致磷光材料及其制备方法、应用，属于有机光电材料领域。其中，本发明的红光有机电致磷光材料解决了现有酞嗪类三环金属铱配合物对掺杂浓度敏感，易发生浓度淬灭的问题；其制备步骤为：在氯代酞嗪衍生物中添加取代苯硼酸或取代苯硼酸酯，同时在碱、催化剂和溶剂的存在下反应一段时间得到酞嗪类配体；或者在取代二苯胺或取代咔唑中添加碱和溶剂，然后加入氯代酞嗪衍生物，反应一段时间得到酞嗪类配体；将得到的酞嗪类配体与铱原料、溶剂混合反应一段时间得到红光有机电致磷光材料。

技术领域

本发明涉及一类电致发光材料，具体来说涉及一类以酞嗪衍生物为配体的三环金属铱配合物磷光材料及其制备方法。

背景技术

近年来，有机电致发光(OLED)显示屏相较于液晶显示屏(LCD)具有启明电压低、功耗低、重量轻便、厚度薄、转换时间短、不需背光源、对比度高、视角广、使用温度范围广等显著优势，已经在商业上得到应用，并表现出了出色的性能，有望成为下一代主流显示技术。配合物磷光材料的电致发光理论内量子效率接近100％，有应用于有机电致发光的巨大潜力。在这些配合物中，环金属铱配合物拥有效率高、激发态寿命短、颜色可调性强等优点，是目前研究最广泛的一类重金属配合物。要满足应用于OLED的要求，配合物必须具有的高发光效率和强的光、热稳定性等优良性能，而配体结构决定了这些配合物性能，因此对配体的设计提出了很高的要求。红光配合物的效率能达到理论极限，但普通红光配合物都存在浓度淬灭，而且相比绿光和蓝光更加明显。

酞嗪类物质是一种优良的配体，能与铱原子产生强的配位作用，易于生成三环金属铱配合物，且表现出了优异的有机电致发光性能。申请者在《Journal of MaterialsChemistry》2008年第18卷第14期第1636-1639页，公开了一篇名为“Nearly 100％internalphosphorescence efficiency in a polymer light-emitting diode using a newiridium complex phosphor”(在使用新型铱配合物荧光粉的聚合物发光二极管中内磷光效率接近100％)的文章；在《Organic Electronics》2009年第10卷第4期，其又公开了一篇名为“A highly efficient tris-cyclometalated iridiumcomplex based onphenylphthalazine derivative for organic light-emitting diodes”(用于有机电致发光器件的基于苯基酞嗪衍生物的高效三环金属铱配合物)的文章；在《InorganicaChimica Acta》2017年第466卷，其又公开了一篇名为“Synthesis,structure and DFTcalculation of a facial tris-cyclometalated phosphorescent iridium(III)complex containing substituted phthalazine ligands”(一个含取代酞嗪配体的面式三环金属铱(Ⅲ)配合物的合成、结构及DFT计算)的文章；在《Journal of Luminescence》2020年第219卷，其又公开了一篇名为“The one-pot synthesis of homolepticphenylphthalazine iridium(III)complexes and their application in highefficiency OLEDs”(一锅法合成均配的苯基酞嗪类铱(Ⅲ)配合物及其在高效OLED中的应用)的文章；其他研究者也进行过相关研究，比如密保秀等人在《Advanced Materials》2009年第21卷第3期，公开了一篇名为“Strong luminescent iridium complexes with C^N＝Nstructure in ligands and their potential in efficient and thermally stablephosphorescent OLEDs”(配体中具有C^N＝N结构的强发光铱配合物及其在高效热稳定磷光OLED中的应用)的文章；方园等人在《Synthetic Metals》2010年第160卷第21-22期，公开了一篇名为“Synthesis,characterization and electroluminescence properties ofiridium complexes based on pyridazine and phthalazine derivatives with C^N＝Nstructure”(基于含C^N＝N结构的哒嗪和酞嗪衍生物铱配合物的合成、表征及电致发光性能)的文章；在《Inorganica Chimica Acta》2009年第362卷第14期，其又公开了一篇名为“Synthesis of a novel tris-cyclometalated iridium(III)complex containingtriarylamine unit and its application in OLEDs”(一个含三芳胺单元的新颖三环金属铱(Ⅲ)配合物的合成及其在有机电致发光器件中的应用)的文章。这七篇及其他文献都公开了酞嗪类三环金属铱配合物，这些配合物的发光颜色在橙光及深红光的范围，由于红光配合物相比绿光和蓝光材料的能隙小，配体共轭程度更大，因此更容易发生浓度淬灭，不易实现高的发光效率，事实上这些文献报道的最佳掺杂浓度通常不超过5％，明显低于一般铱配合物8％左右的掺杂浓度，说明存在较为严重的浓度淬灭现象。浓度淬灭严重的材料给电致发光器件带来的另外一个问题是，随着驱动电压的升高，效率滚降严重。同时，由于缺乏位阻基团的保护，这些材料的发光颜色会随浓度的变化而发生较大的变化，这就给器件的光色控制带来了较大困难，导致工艺的重现性差。因此降低材料的浓度淬灭率对红光铱配合物来说是非常重要的。降低材料浓度淬灭率的方法通常有高分子化、超支化以及位阻基团修饰三种途径。其中高分子化由于结构难以控制，提纯困难，通常器件效率较低；超支化则由于合成困难，成本高，难以产业化；位阻基团修饰是最为经济有效的方法。