亚铕大环配合物及其作为电致发光材料的应用制造技术

一种电致发光材料，该电致发光材料包括配合物EuX

【技术实现步骤摘要】
亚铕大环配合物及其作为电致发光材料的应用


[0001]本专利技术属于电致发光材料领域。具体涉及一种亚铕大环配合物及其作为电致发光材料的应用。

技术介绍

[0002]镧系元素(Ln)的5d-4f跃迁已在发光机理和在各个领域的潜在应用中进行了数十年的研究。对于镧系离子发光，一般环境条件下仅观察到f-f跃迁，而通常不存在5d-4f跃迁，这是由于其被从4f
n-1
5d1到4f
n
之间快速的系间窜越而淬灭。在二价镧系元素中，5d-4f跃迁因其自旋允许性质和5d轨道的稳定性而更为突出。
[0003]在所有Ln
2+
离子中，Eu
2+
离子显示出很强的5d-4f跃迁和良好的应用，其原因有两个：(1)5d能量接近或低于6P
7/2
，减少了多光子弛豫；(2)Eu
3+
/Eu
2+
还原电位不太高。Eu
2+
离子发光性能的研究大致可分为两类：无机基质中的Eu
2+
掺杂和分子型Eu
2+
配合物。第一类已经进行了广泛的研究，而对后者则在许多方面仍未进行探索。文献中报道的Eu
2+
配合物主要是用环戊二烯基、三(吡唑基)硼酸酯、甲硅烷基酰胺及其衍生物作为配体。最近，Allen等人报道了一系列新型的含Eu
2+
的氮杂大环配合物，其引人注目的发光性能，光氧化还原催化性能和磁共振成像引起了越来越多的关注。
[0004]5d-4f发光机制的独特性使Eu
2+
配合物在高性能有机发光二极管(OLED)中具有巨大潜力。OLED作为一项新技术已在尖端显示器中成功商业化，并且正在固态照明中得到开发。为了达到100％的理论激子利用效率(EUE)，相继发现了磷光，热活化延迟荧光(TADF)和有机自由基材料，并将其用作OLED发光材料。与传统的f-f跃迁和其他当前使用的发光材料相比，Eu
2+
化合物具有以下显著优势：i)激发态寿命短：f-f跃迁是自旋禁止的，寿命长达数毫秒，极大限制了它们器件的最大亮度；而5d-4f跃迁是允许的，具有典型的纳秒寿命，从而显著减少了激发态猝灭，从而达到更高的亮度和更低的效率滚降；ii)通过改变配位环境可轻易调节发光颜色：5d轨道对配体场敏感，尽管4f轨道由于有效地被5s5p屏蔽而对配体场不敏感；iii)高丰度：铕的地壳丰度为10-6
wt％，远高于目前OLED商用发光材料的贵金属(Ir，Pt)。因此，本专利技术的专利技术人相信以Eu
2+
配合物为代表的5d-4f跃迁材料将是OLED发光材料中的下一个尚未探索但极具潜力的领域。

技术实现思路

[0005]尽管有上述优点，但Eu
2+
配合物的应用受到其较差空气稳定性的限制。据本专利技术的专利技术人所知，迄今为止仅有一份基于Eu
2+
配合物的OLED的报道，考虑到较高的光致发光量子产率(PLQY)为85％，其外量子效率(EQE)的性能不令人满意，仅为0.01％，最大亮度也仅为10cd
·
m-2
。此外，Eu
2+
离子的5d-4f跃迁为开壳层电子在4f65d1和4f7轨道间的跃迁，本专利技术的专利技术人从理论上预测其应用于OLEDs时可以利用100％的激子能量；因此，必须做出更多的努力来对Eu
2+
配合物进行合理设计，并深入了解其电致发光机理以提高器件效率和亮度。本专利技术的专利技术人认为利用大环配体的空间效应和配位相互作用可以提高Eu
2+
配合物的稳定
性。因此，在本专利技术的具体实施方式中，本专利技术的专利技术人选择了三个配体1,4,7,10-四氮杂十二烷(N4)、1,4,7,10,13,16,21,24-八氮杂双环[8.8.8]六烷(N8)和4,7,13,16,21,24-六甲基-1,4,7,10,13,16,21,24-八氮杂二环[8.8.8]二十六烷(N8M6)用于设计六个名为EuX
2-N
n
和EuX
2-N8M6的含Eu
2+
的氮杂大环配合物(X＝Br,I；n＝4,8)。进行了一系列的晶体分析、光谱、稳定性和理论研究，以揭示这些Eu
2+
配合物的光物理性质。然后，由于EuX
2-N8配合物的高效率和良好的热/空气稳定性，它们被示例性地选作OLED的发光层材料时器件性能最优。使用EuI
2-N8的优化器件具有出色的性能，最大EQE为17.7％，最大亮度为25470cd
·
m-2
，可与最先进的以磷光金属配合物或TADF分子作为发光材料的OLED器件表现相媲美。
[0006]本专利技术的实施例提供一种电致发光材料，所述电致发光材料包括配合物EuX
2-N8，其具有如下所示的结构：
[0007]其中，X为F、Cl、Br、I、OCN、SCN、CN、CF3SO3、BF4或PF6，R各自独立地选自H、C
1-C
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的烷基、卤素原子、芳基、取代芳基、苯基、取代的苯基；
[0008]或者，所述电致发光材料包括配合物EuX
2-N4，其具有如下所示的结构：
[0009][0010]其中，X为F、Cl、Br、I、OCN、SCN、CN、CF3SO3、BF4或PF6，R各自独立地选自H、C
1-C
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的烷基、卤素原子、芳基、取代芳基、苯基、取代的苯基。
[0011]根据本专利技术的一种实施方式，例如，所述发光材料包括(a)EuI
2-N8，(b)EuBr
2-N8，(c)EuI
2-N8M6，(d)EuBr
2-N8M6，(e)EuI
2-N4，(f)EuBr
2-N4，上述配合物对应的结构式如下所示：
[0012][0013]本专利技术的实施例还提供一种电致发光器件，所述电致发光器件包括阴极、阳极，以及位于所述阴极和所述阳极之间的发光层，其中所述发光层包括如上所述的电致发光材料。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，例如，所述发光层是客体材料和主体材料的混合，其中，所述客体材料包括如上所述的电致发光材料，所述主体材料包括m-MTDATA和/或TAPC，掺杂浓度为5wt％-12wt％，优选7wt％-10wt％，最优选10wt％，所述掺杂浓度为所述客体材料的质量占所述客体材料与所述主体材料总质量的百分比。
[0015]根据本专利技术的一种实施方式，例如，所述电致发光器件还进一步包括位于所述阴极和所述发光层之间的电子传输层，所述电子传输层包括TmPyPB，DPEPO，Bphen和/或TPBi。
[0016]根据本专利技术的一种实施方式，例如，所述电致发光器件还进一步包括位于所述阳
极和所述发光层之间的空穴传输层；优选的，所述空穴传输层包括m-MTDATA，TCTA和/或TAPC。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电致发光材料，其特征在于，所述电致发光材料包括配合物EuX
2-N8，其具有如下所示的结构：其中，X为F、Cl、Br、I、OCN、SCN、CN、CF3SO3、BF4或PF6，R各自独立地选自H、C
1-C
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的烷基、卤素原子、芳基、取代芳基、苯基、取代的苯基；或者，所述电致发光材料包括配合物EuX
2-N4，其具有如下所示的结构：其中，X为F、Cl、Br、I、OCN、SCN、CN、CF3SO3、BF4或PF6，R各自独立地选自H、C
1-C
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的烷基、卤素原子、芳基、取代芳基、苯基、取代的苯基。2.根据权利要求1所述的电致发光材料，其特征在于，所述发光材料包括(a)EuI
2-N8，(b)EuBr
2-N8，(c)EuI
2-N8M6，(d)EuBr
2-N8M6，(e)EuI
2-N4，(f)EuBr
2-N4，上述配合物对应的结构式如下所示：
3.一种电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件包括阴极、阳极，以及位于所述阴极和所述阳极之间的发光层，其中所述发光层包括如权利要求1或2所述的电致发光材料。4.根据权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，所述发光层是客体材料和主体材料的混合，其中，所述客体材料包括如权利要求1或2所述的电致发光材料，所述主体材料包括m-MTDATA和/或TAPC，掺杂浓度为5wt％-12wt％，优选7wt％-10wt％，最优选10wt％，所述掺杂浓度为所述客体材料的质量占所述客体材料与所述主体材料总质量的百分比。5.根据权利要求3或4所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件还进一步包括位于所述阴极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志伟，李家毅，王李玎，刘环宇，卞祖强，黄春辉，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：