一种有机红色磷光铱配合物及其制备方法和在有机电致发光器件中的应用技术

本发明专利技术提供一类含有噻吩并[3，2‑c]喹啉杂环结构的有机红色磷光铱配合物及其制备方法和应用，通过在配体中引入噻吩并[3，2‑c]喹啉杂环结构得到了一系列红色磷光金属铱配合物。这一系列红色磷光发光材料发光效率对比同类荧光材料和磷光材料都有显著提升，是一类比较理想的红光磷光材料。通过取代基的调节，可以达到热稳定性、发光波长、发光性能、成膜性、发光寿命的调节，可以广泛的应用于有机电致发光领域。

An organic red phosphor iridium complex and its preparation method and its application in organic electroluminescent devices

The present invention provides a class containing thiophene and [3, organic red phosphorescent iridium 2 c] quinoline heterocyclic structure preparation method and application thereof, by introducing thiophene ligands in [3 and c], 2 quinoline heterocyclic structure obtained a series of red phosphorescent iridium complexes. Compared with similar fluorescent materials and phosphorescent materials, the luminous efficiency of these series of red phosphorescent materials has been significantly improved, and it is an ideal red light phosphorescent material. By adjusting the substituents, thermal stability, luminous wavelength, luminescent property, film forming and lifetime of luminescence can be achieved. It can be widely applied in the field of organic electroluminescence.

【技术实现步骤摘要】
一种有机红色磷光铱配合物及其制备方法和在有机电致发光器件中的应用
本专利技术属于有机磷光材料及有机电致发光应用领域。特别涉及一种基于噻吩并[3，2-c]喹啉杂环的磷光铱配合物及其制备方法和使用该类配合物作为磷光客体材料在有机电致发光器件中的应用。
技术介绍
1987年柯达公司的C.W.Tang等首次报导了小分子绿光材料8-羟基喹啉铝(Alq3)的电致发光现象，有机电致发光器件(OrganicLight-EmittingDiodes，OLEDs)引起了人们的关注。1997年Forrest等采用掺杂重金属配合物的方法获得了电致磷光材料，由于重金属原子的引入，金属与配体之间产生较强的自旋轨道耦合，能够同时利用单线态和三线态激子发光，理论上使器件的内量子效率可以达到100％，突破了传统荧光材料内量子效率25％的限制，使有机平板显示器的研究进入一个新的时期。OLED作为新一代照明以及平板显示的有力竞争者是由于它自身独特的特点。它的主要特点如下：(1)工作电压低：一般为3～10V的直流电压；(2)发光亮度和发光效率高；(3)反应速度快；(4)自发光、视角宽；(5)面板厚度薄、重量轻；(6)柔性显示、可弯曲折叠；(7)制备工艺简单、成本低；(8)材料的选择范围宽，是实现全彩显示的重要保证。目前用作电致发光材料的过渡金属主要有Ir(III)、Pt(II)、Os(II)、Re(I)、Cu(I)等，其中铱配合物由于具有较短的寿命和较高的效率而广泛的应用于电致发光器件中。目前，蓝光、绿光和黄光磷光铱配合物的器件已经取得了超过30％的外量子效率，而红光材料存在种类匮乏、发光效率和色纯度低、容易发生三重态-三重态猝灭等问题，制约着有机电致磷光全彩显示的发展。因此，设计开发发光效率高，色纯度好的红色铱配合物具有重要的意义。小分子铱配合物可以通过对配体的修饰来调节发光颜色，使发光范围覆盖整个可见光区。在噻吩并[3，2-c]喹啉杂环2-位引入苯环或更大的芳香基团，或者通过取代基修饰，可以使目标铱配合物发射波长红移，从而获得效率高，颜色饱和的红光材料发光器件。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的目的在于提供一类具有优异的发光性能的红光磷光铱配合物，将这些磷光配合物用于有机电致发光器件中，获得高效红光发光器件。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：一种有机红色磷光铱配合物，含有噻吩并[3，2-c]喹啉杂环结构，其结构式如下所示：式中的Ar独立选自如下基团：上述基团中，R1为任意取代位置的氢、氟、三氟甲基、氰基、C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R2为C1-C20的烷基；R3为任意取代位置的C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R4为C1-C20的烷基；X为氧或硫原子。优选地，所述的有机红色磷光铱配合物选自如下结构：上述有机红色磷光铱配合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将摩尔比1:1.5～1:2的Ar-CHO和2-噻吩基苯胺溶于甲苯中，在三氟乙酸催化作用下反应三天，分离纯化后得到配体A；(2)在惰性气体氛围中，将摩尔比为1:2.2～1:3的三水合三氯化铱和所述的配体A溶于乙二醇乙醚和蒸馏水混合溶剂中，于120℃下反应24h，得氯桥二聚体中间体；(3)在惰性气体氛围中，将摩尔比为1:2.5～1:4的氯桥二聚体中间体和乙酰丙酮(acac)、无水碳酸钠加入乙二醇乙醚中，80℃下反应12小时，分离纯化得到红色磷光铱配合物，所述红色磷光铱配合物的结构式为：优选地，步骤(1)中所述的Ar独立选自如下基团：其中，R1为任意取代位置的氢、氟、三氟甲基、氰基、C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R2为C1-C20的烷基；R3为任意取代位置的C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R4为C1-C20的烷基；X为氧或硫原子。优选地，步骤(1)中得到的配体A的结构式为：优选地，步骤(2)中得到的氯桥二聚体中间体的结构式为：上述有机红色磷光铱配合物及上述制备方法所得到的有机红色磷光铱配合物的应用，其特征在于，用于有机电致发光器件的发光材料。将这类磷光材料用于有机电致发光器件中，用以解决现有的红光电致发光器件效率低、材料匮乏的问题。蒸镀型器件结构包括导电玻璃衬底层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极层。所述发光层为主体材料和客体材料的混合物。旋涂型器件结构包括导电玻璃衬底层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极层。所述发光层为主体材料和客体材料的混合物。其中，客体材料为上述的有机红色磷光铱配合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过在配体中引入噻吩并[3，2-c]喹啉杂环结构得到了一系列红色磷光金属铱配合物。这一系列红色磷光发光材料发光效率对比同类荧光材料和磷光材料都有显著提升，是一类比较理想的红光磷光材料。通过取代基的调节，可以达到热稳定性、发光波长、发光性能、成膜性、发光寿命的调节，可以广泛的应用于有机电致发光领域。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1为本专利技术有机红色磷光铱配合物的结构通式；图2为实例中蒸镀型有机电致发光器件的结构示意图；图3为实例中旋涂型有机电致发光器件的结构示意图；图4为实施例1所得磷光铱配合物(P-TQ)2Ir(acac)在二氯甲烷溶液中的紫外可见吸收(UV-Vis)光谱和光致发光(PL)光谱；图5为实施例8所得磷光铱配合物(TPA-TQ)2Ir(acac)在二氯甲烷溶液中的紫外可见吸收(UV-Vis)光谱和光致发光(PL)光谱；图6为实施例11所得磷光铱配合物(Cz-TQ)2Ir(acac)在二氯甲烷溶液中的紫外可见吸收(UV-Vis)光谱和光致发光(PL)光谱。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将进一步阐述本专利技术的具体实施例。实施例1：化合物(P-TQ)2Ir(acac)的制备(1)配体P-TQ的合成在250mL圆底烧瓶中加入2-噻吩基苯胺(5.3g，30mmol)，苯甲醛(5.4g，50mmol)，10mL三氟乙酸(TFA)和100mL甲苯(toluene)，将混合物于130℃加热搅拌反应三天。冷却至室温，氢氧化钠水溶液淬灭，二氯甲烷萃取，旋转蒸发仪除去溶剂。柱层析纯化分离。得到白色固体P-TQ(4.2g，54％)。(2)目标分子(P-TQ)2Ir(acac)的合成氩气保护下，在100mL圆底烧瓶中加入配体P-TQ(653mg，2.5mmol)，三氯化铱(三个结晶水)(350mg，1mmol)，15mL乙二醇乙醚和5mL蒸馏水。反应于120℃条件下进行24h。冷却至室温后，倒入到水中。过滤沉淀物。分别用水，乙醇，乙醚洗涤。真空干燥。得氯桥聚物中间体，橙色固体。未经进一步纯化，在100mL圆底烧瓶中分别加入氯桥聚物中间体(600mg，0.4mmol)，乙酰丙酮(200mg，2mmol)，无水碳酸钠(210mg，2mmol)和10mL乙二醇乙醚。反应于120℃，氩气氛围条件下进行12小时。冷却至室温后，加水淬灭，二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤。硅胶柱层析分离。得到橙色固体(P-TQ)2Ir(acac)(280mg，30％)。结构鉴定：质谱(EI，m/z)812.04[M+]。元素分析：C39H27IrN2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机红色磷光铱配合物，其特征在于，含有噻吩并[3,2‑c]喹啉杂环结构，其结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种有机红色磷光铱配合物，其特征在于，含有噻吩并[3,2-c]喹啉杂环结构，其结构式如下所示：式中的Ar独立选自如下基团：，上述基团中，R1为任意取代位置的氢、氟、三氟甲基、氰基、C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R2为C1-C20的烷基；R3为任意取代位置的C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基；R4为C1-C20的烷基；X为氧或硫原子。2.根据权利要求1所述的有机红色磷光铱配合物，其特征在于，所述的有机红色磷光铱配合物选自如下结构：3.根据权利要求1所述的有机红色磷光铱配合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将摩尔比1:1.5～1:2的Ar‐CHO和2‐噻吩基苯胺溶于甲苯中，在三氟乙酸催化作用下反应三天，分离纯化后得到配体A；(2)在惰性气体氛围中，将摩尔比为1:2.2～1:3的三水合三氯化铱和所述的配体A溶于乙二醇乙醚和蒸馏水混合溶剂中，于120℃下反应24h，得氯桥二聚体中间体；(3)在惰性气体氛围中，将摩尔比为1:2.5～1:4的氯桥二聚体中间体和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚罗，姜贝，宁小雯，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42