有机电致发光材料及其器件制造技术

技术编号:35277622 阅读:52 留言:0更新日期:2022-10-22 12:19
公开了有机电致发光材料及其器件。该有机电致发光材料是一种包含具有式1结构的L

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光材料及其器件


[0001]本专利技术涉及用于有机电子器件的化合物,例如有机发光器件。更特别地,涉及一种包含具有式1结构的L
a
配体的金属配合物,以及包含该金属配合物的电致发光器件和化合物组合。

技术介绍

[0002]有机电子器件包括但是不限于下列种类:有机发光二极管(OLEDs),有机场效应晶体管(O

FETs),有机发光晶体管(OLETs),有机光伏器件(OPVs),染料

敏化太阳能电池(DSSCs),有机光学检测器,有机光感受器,有机场效应器件(OFQDs),发光电化学电池(LECs),有机激光二极管和有机电浆发光器件。
[0003]1987年,伊斯曼柯达的Tang和Van Slyke报道了一种双层有机电致发光器件,其包括芳基胺空穴传输层和三
‑8‑
羟基喹啉

铝层作为电子传输层和发光层(Applied Physics Letters,1987,51(12):913

915)。一旦加偏压于器件,绿光从器件中发射出来。这个专利技术为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。最先进的OLEDs可以包括多层,例如电荷注入和传输层,电荷和激子阻挡层,以及阴极和阳极之间的一个或多个发光层。由于OLEDs是一种自发光固态器件,它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外,有机材料的固有特性,例如它们的柔韧性,可以使它们非常适合于特殊应用,例如在柔性基底制作上。
[0004]OLED可以根据其发光机制分为三种不同类型。Tang和van Slyke专利技术的OLED是荧光OLED。它只使用单重态发光。在器件中产生的三重态通过非辐射衰减通道浪费了。因此,荧光OLED的内部量子效率(IQE)仅为25%。这个限制阻碍了OLED的商业化。1997年,Forrest和Thompson报告了磷光OLED,其使用来自含络合物的重金属的三重态发光作为发光体。因此,能够收获单重态和三重态,实现100%的IQE。由于它的高效率,磷光OLED的发现和发展直接为有源矩阵OLED(AMOLED)的商业化作出了贡献。最近,Adachi通过有机化合物的热激活延迟荧光(TADF)实现了高效率。这些发光体具有小的单重态

三重态间隙,使得激子从三重态返回到单重态的成为可能。在TADF器件中,三重态激子能够通过反向系统间穿越产生单重态激子,导致高IQE。
[0005]OLEDs也可以根据所用材料的形式分类为小分子和聚合物OLED。小分子是指不是聚合物的任何有机或有机金属材料。只要具有精确的结构,小分子的分子量可以很大。具有明确结构的树枝状聚合物被认为是小分子。聚合物OLED包括共轭聚合物和具有侧基发光基团的非共轭聚合物。如果在制造过程中发生后聚合,小分子OLED能够变成聚合物OLED。
[0006]已有各种OLED制造方法。小分子OLED通常通过真空热蒸发来制造。聚合物OLED通过溶液法制造,例如旋涂,喷墨印刷和喷嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶剂中,小分子OLED也可以通过溶液法制造。
[0007]OLED的发光颜色可以通过发光材料结构设计来实现。OLED可以包括一个发光层或多个发光层以实现期望的光谱。绿色,黄色和红色OLED,磷光材料已成功实现商业化。蓝色磷光器件仍然具有蓝色不饱和,器件寿命短和工作电压高等问题。商业全彩OLED显示器通
常采用混合策略,使用蓝色荧光和磷光黄色,或红色和绿色。目前,磷光OLED的效率在高亮度情况下快速降低仍然是一个问题。此外,期望具有更饱和的发光光谱,更高的效率和更长的器件寿命。
[0008]US2021054010中公开了具有如下所示的配体结构其中环D是五元或六元碳环或杂环,至少有一个R
D
是碳环或杂环,进一步公开了铱配合物的结构,例如:但是,在该申请中并未公开和教导环D和R
D
取代基的特定位置和长度和特定R
c
取代基的引入对器件性能所带来的影响。
[0009]申请人在前申请US20200251666A1中公开了具有如下所示的配体结构其中X1‑
X8中至少有一个选自C

CN,进一步公开了具有如下结构的铱配合物其应用于有机电致发光器件中可以提升器件性能和颜色饱和度,虽然已经达到业界的较高水平,仍有提升的空间。但是,在该申请中并未公开和教导R4取代基的特定位置和长度对器件性能所带来的影响。
[0010]申请人在前申请US20200091442A1中,公开了具有如下配体结构进一步公开了具有如下结构的铱配合物在该申请中,氟在配体特定的位置可以提高材料的性能,包括提高器件寿命,增加热稳定性等。但是在该申请中并未公开和教导R4取代基的特定位置和长度对器件性能所带来的影响。

技术实现思路

[0011]本专利技术旨在提供一系列包含具有式1结构的L
a
配体的金属配合物来解决至少部分上述问题。
[0012]根据本专利技术的一个实施例,公开一种金属配合物,其包含金属M,和与金属M配位的配体L
a
,其中金属M选自相对原子质量大于40的金属,L
a
具有由式1表示的结构:
[0013][0014]在式1中,
[0015]Cy每次出现时相同或不同地选自取代或未取代的具有6

24个环原子的芳环,取代或未取代的具有5

24个环原子的杂芳环,或其组合;
[0016]X选自由O,S,Se,NR

,CR

R

,SiR

R

和GeR

R

组成的组;当同时存在两个R

时,两个R

相同或不同;
[0017]X1‑
X7每次出现时相同或不同地选自C,CR
x
或N;X1‑
X4中至少有一个为C,且与所述Cy相连;
[0018]X1、X2、X3或X4通过金属

碳键或者金属

氮键与所述金属M连接;
[0019]X1‑
X7中至少有一个是CR
x
,且所述R
x
是氰基或氟;
[0020]所述A具有式2表示的结构:
[0021][0022]a选自1,2,3,4或5;
[0023]A1每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属配合物,其包含金属M,和与金属M配位的配体L
a
,其中金属M选自相对原子质量大于40的金属,L
a
具有由式1表示的结构:在式1中,Cy每次出现时相同或不同地选自取代或未取代的具有6

24个环原子的芳环,取代或未取代的具有5

24个环原子的杂芳环,或其组合;X选自由O,S,Se,NR

,CR

R

,SiR

R

和GeR

R

组成的组;当同时存在两个R

时,两个R

相同或不同;X1‑
X7每次出现时相同或不同地选自C,CR
x
或N;X1‑
X4中至少有一个为C,且与所述Cy相连;X1、X2、X3或X4通过金属

碳键或者金属

氮键与所述金属M连接;X1‑
X7中至少有一个是CR
x
,且所述R
x
是氰基或氟;所述A具有式2表示的结构:a选自1,2,3,4或5;A1每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、亚苯基、具有5

6个环原子的亚杂芳基,及其组合;A2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、具有6

30个碳原子的亚芳基、具有3

30个碳原子的亚杂芳基,及其组合;R

,R”,R
x
,R
a1
,R
a2
和R
a3
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3

30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个
碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;相邻的取代基R

,R”,R
x
,R
a2
,R
a3
能任选地连接形成环;所述A的长度至少为“*”表示所述A的连接位置;当A1选自未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的亚苯基,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的具有5

6个环原子的亚杂芳基时,A2和R
a1
需同时满足以下条件:1)与A1直接相连的A2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基,及其组合;2)R
a1
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合。2.如权利要求1所述的金属配合物,其中,A1每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的亚苯基,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的具有5

6个环原子的亚杂芳基;A2每次出现时相同或不同地选自O,S,NR”,SiR”R”,GeR”R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

6个碳原子的亚烷基、具有3

20个环碳子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基,及其组合;优选地,A1每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的亚苯基,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的具有6个环原子的亚杂芳基;A2每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有3

20个环碳子的亚环烷基,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有3

20个环原子的亚杂环基,或其组合;更优选地,A1每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的亚苯基;A2每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有5

12个环碳子的亚环烷基,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有5

12个环原子的亚杂环基,或其组合。3.如权利要求1所述的金属配合物,其中,A1每次出现时相同或不同的选自O,S,NR”,SiR”R”,GeR”R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基,或其组合;A2每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基,具有1

20个碳原子的亚杂烷基,具有3

20个碳原子的亚环烷基,具有3

20个环原子的亚杂环基,具有6

30个碳原子的亚芳基,具有3

30个
碳原子的亚杂芳基,及其组合;优选地,A1每次出现时相同或不同的选自O,S,NR”,SiR”R”,GeR”R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有3

10个碳原子的亚环烷基、具有3

10个环原子的亚杂环基,或其组合;A2每次出现时相同或不同地选自未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有3

10个碳原子的亚环烷基,具有3

10个环原子的亚杂环基,具有6

18个碳原子的亚芳基,具有3

18个环原子的亚杂芳基,及其组合。4.如权利要求1所述的金属配合物,其中,Cy选自由以下组成的组中的任一结构:其中,R每次出现时相同或不同地表示单取代,多取代,或无取代;当任一结构中存在多个R时,所述R是相同或不同的;R每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的炔基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3

30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;两个相邻的取代基R能任选地连接形成环;其中,“#”表示与金属M连接的位置,表示与X1,X2,X3或X4连接的位置。5.如权利要求1或4所述的金属配合物,其中,金属配合物具有M(L
a
)
m
(L
b
)
n
(L
c
)
q
的通式;其中,M每次出现时相同或不同地选自由Cu,Ag,Au,Ru,Rh,Pd,Os,Ir和Pt组成的组;优选地,M每次出现时相同或不同地选自Pt或Ir;L
a
、L
b
和L
c
分别是与金属M配位的第一、第二和第三配体,并且L
c
和所述L
a
或L
b
是相同或是不同的;其中,L
a
、L
b
和L
c
能任选地连接形成多齿配体;m选自1、2或3,n选自0、1或2,q选自0、1或2,m+n+q等于金属M的氧化态;当m大于等于2
时,多个L
a
相同或不同;当n等于2时,两个L
b
相同或不同;当q等于2时,两个L
c
相同或不同;L
a
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:
X选自由O,S,Se,NR

,CR

R

,SiR

R

和GeR

R

组成的组;当同时存在两个R

时,两个R

相同或不同;R和R
x
每次出现时相同或不同地表示单取代,多取代,或无取代;R
x
中至少有一个是氟或氰基;所述A具有式2表示的结构:a选自1,2,3,4或5;A1每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、亚苯基、具有5

6个环原子的亚杂芳基,及其组合;A2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、具有6

30个碳原子的亚芳基、具有3

30个碳原子的亚杂芳基,及其组合;R,R

,R”,R
x
,R
a1
,R
a2
和R
a3
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3

30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;相邻的取代基R,R

,R”,R
x
,R
a2
,R
a3
能任选地连接形成环;所述A的长度至少为“*”表示所述A的连接位置;当A1选自未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的亚苯基,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的具有5

6个环原子的亚杂芳基时,A2和R
a1
需同时满足以下条件:1)与A1直接相连的A2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有1

20个碳原子的亚烷基,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有1

20个碳原子的亚杂烷基,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有3

20个碳原子的亚环烷基,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的具有3

20个环原子的亚杂环基,及其组合;2)R
a1
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的
具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;L
b
和L
c
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组中的任一种所示的结构:其中,R
a
,R
b
每次出现时相同或不同地表示单取代,多取代,或无取代;X
b
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:O,S,Se,NR
N1
,CR
C1
R
C2
;R
a
,R
b
,R
c
,R
N1
,R
C1
和R
C2
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组:氢,氘,卤素,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷基,取代或未取代的具有3

20个环碳原子的环烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的杂烷基,取代或未取代的具有3

20个环原子的杂环基,取代或未取代的具有7

30个碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1

20个碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的烯基,取代或未取代的具有2

20个碳原子的炔基,取代或未取代的具有6

30个碳原子的芳基,取代或未取代的具有3

30个碳原子的杂芳基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3

20个碳原子的烷基锗基,取代或未取代的具有6

20个碳原子的芳基锗基,取代或未取代的具有0

20个碳原子的胺基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,异氰基,羟基,巯基,亚磺酰基,磺酰基,膦基,及其组合;相邻的取代基R
a
,R
b
,R
c
,R
N1
,R
C1
和R
C2
能任选地连接形成环。6.如权利要求1所述的金属配合物,其中,金属配合为Ir(L
a
)
m
(L
b
)3‑
m
并具有由式3表示的结构:
其中,m选自1,2或3;当m选自1时,两个L
b
相同或不同;当m选自2或3时,多个L
a
相同或不同;Y1‑
Y4每次出现时相同或不同地选自CR
y
或N;X选自由O,S,Se,NR

,CR

R

,SiR

R

和GeR

R

组成的组;当同时存在两个R

时,两个R

相同或不同;X3‑
X7每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N;X3‑
X7中至少有一个是CR
x
,且所述R
x
是氰基或氟;所述A具有式2表示的结构:a选自1,2,3,4或5;A1每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a1
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、亚苯基、具有5

6个环原子的亚杂芳基,及其组合;A2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组:O,S,Se,NR”,SiR”R”,GeR”R”,BR”,PR”,P(O)R”,未取代的或被一个或至少两个R
a2
取代的以下基团:具有1

20个碳原子的亚烷基、具有1

20个碳原子的亚杂烷基、具有3

20个碳原子的亚环烷基、具有3

20个环原子的亚杂环基、具有6

30个碳原子的亚芳基、具有3

30个碳原子的亚杂芳基,及其组合;R

,R”,R
x
,R
y
,R
a1
,R
a2
...

【专利技术属性】
技术研发人员:王珍李宏博桑明蔡维邝志远夏传军
申请(专利权)人:北京夏禾科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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