一种具有多环配体的发光材料制造技术

公开了一种具有多环配体的发光材料。所述发光材料是一种新型具有式1结构的多环配体的金属配合物，可用作电致发光器件中的发光材料。这些新型金属配合物在电致发光器件中能使器件最大发射波长大幅红移，能显著调节发光颜色，同时具有非常窄的发射光谱，能大幅提升器件发光的饱和度，能提供更好的器件性能。还公开了一种电致发光器件和化合物组合。开了一种电致发光器件和化合物组合。开了一种电致发光器件和化合物组合。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多环配体的发光材料


[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，涉及一种具有多环结构配体的金属配合物以及包含该金属配合物的有机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]在Inorg.Chem.2005,44,5677(DOI:10.1021/ic050385s)和Synthetic Metals.2005,155,539(DOI:10.1016/j.synthmet.2005.08.034)两篇文章中分别公开了具有和结构的金属配合物。这两篇文章关注于具有包含喹啉的配体的金属配合物的性能研究。其都未公开或教导在特定的芳基
‑
氮杂芳基配体结构中的芳基与氮杂芳基之间再引入稠合环结构带来的性能的变化。
[0009]在CN108148577A中公开了具有以下结构的金属配合物：在公开的众多结构中其一为：该专利技术人关注于在金属配合的配体中的氮杂萘环上特定位置引入特定5元稠环带来的性能变化，但该申请并未公开或教导在特定的芳基
‑
氮杂芳基配体结构中的芳基与氮杂芳基之间再引入稠合环结构带来的性能的变化。
[0010]在US20080214818A1中公开了具有以下结构的金属配合物：在公开的众多结构中其一为：该专利技术人关注于在氮杂菲、氮杂菲酮类结构的配体在金属配合物发光材料中的应用。但该申请并未公开或教导在特定的芳基
‑
氮杂芳基配体结构中的芳基与氮杂芳基之间再引入稠合环结构带来的性能的变化。
[0011]金属配合物尽管现有技术中已报道了多种磷光金属配合物，但仍无法满足业界日益提升的对于器件性能的需求，例如更饱和的发光、更高的发光效率、更低的操作电压以及
更长的器件寿命等。因此在磷光金属配合物领域仍需进一步的开发。

技术实现思路

[0012]本专利技术旨在提供一系列具有多环配体的金属配合物来解决至少部分上述问题。所述金属配合物可用作有机电致发光器件中的发光材料。这些新型金属配合物在电致发光器件中能使器件最大发射波长大幅红移，能显著调节发光颜色，同时具有非常窄的发射光谱，能大幅提升器件发光的饱和度，能提供更好的器件性能。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，公开一种金属配合物，其包含配体L
a
和金属M，其中，所述M选自相对原子质量大于40的金属，所述L
a
具有由式1表示的结构：
[0014][0015]其中，环A、环B各自独立地选自五元不饱和碳环、具有6
‑
30个碳原子的芳环或者具有3
‑
30个碳原子的杂芳环；环C选自具有3
‑
30个碳原子的杂芳环；
[0016]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；
[0017]Y选自CR
y
R
y
，SiR
y
R
y
，GeR
y
R
y
，NR
y
，PR
y
，O，S或Se；
[0018]R
x
和R
y
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7
‑
30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属配合物，其包含配体L
a
和金属M，其中，所述M选自相对原子质量大于40的金属，所述L
a
具有由式1表示的结构：其中，环A、环B各自独立地选自五元不饱和碳环、具有6
‑
30个碳原子的芳环或者具有3
‑
30个碳原子的杂芳环；环C选自具有3
‑
30个碳原子的杂芳环；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；Y选自CR
y
R
y
，SiR
y
R
y
，GeR
y
R
y
，NR
y
，PR
y
，O，S或Se；R
x
和R
y
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
x
和R
y
能任选地连接形成环。2.如权利要求1所述的金属配合物，其中，环A、环B各自独立地选自五元不饱和碳环、具有6
‑
18个碳原子的芳环或具有3
‑
18个碳原子的杂芳环；和/或环C选自具有3
‑
18个碳原子的杂芳环；优选地，环A、环B各自独立地选自五元不饱和碳环、具有6
‑
10个碳原子的芳环或具有3
‑
10个碳原子的杂芳环；和/或环C选自具有3
‑
10个碳原子的杂芳环；更优选地，环A、环B各自独立地选自苯环，萘环，茚环，吡啶环，呋喃环，噻吩环，吡咯环，环戊二烯环，喹啉环，异喹啉环，喹唑啉环，喹喔啉环，萘啶环，苯并呋喃环，苯并噻吩环或吲哚环；和/或环C选自咪唑环，吡啶环，喹啉环，异喹啉环，喹唑啉环，喹喔啉环，萘啶环，氮杂苯并呋喃环，氮杂苯并噻吩环或氮杂吲哚环。3.如权利要求1或2所述的金属配合物，其中，L
a
具有由式2至式15组成的组中的任一种表示的结构：
X1‑
X
10
每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N；Z1、Z2每次出现时相同或不同的选自O，S或NR
z
；Y选自CR
y
R
y
，SiR
y
R
y
，GeR
y
R
y
，NR
y
，PR
y
，O，S或Se；当同时存在两个R
y
时，两个R
y
相同或不同；R
x
、R
z
、R
y
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
x
、R
z
、R
y
能任选地连接形成环；优选地，L
a
具有由式2、式3、式5、式7、式10、式12或式14表示的结构；更优选地，L
a
具有由式2、式5或式10表示的结构。4.如权利要求3所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，取代基R
x
、R
z
、R
y
中至少有两个相邻的取代基连接形成环；优选地，至少有两个相邻的取代基R
x
连接形成环。5.如权利要求3所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，X1‑
X
n
中至少有一个选自N，所述X
n
对应所述X1‑
X
10
在式2至式15任一个中所存在的序号最大者；优选地，X3是N。6.如权利要求3所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，X1‑
X
10
每次出现时相同或不同地选自CR
x
。7.如权利要求3
‑
6中任一项所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，R
x
、R
z
、R
y
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7
‑
30个碳原子的芳烷基，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，氰基，异氰基，羟基，巯基，及其组合；优选地，R
x
、R
z
、R
y
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，氰基，及其组合；更优选地，R
x
、R
z
、R
y
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，氟，甲基，乙基，异丙基，异丁基，叔丁基，新戊基，环戊基，环戊基甲基，环己基，降冰片基，三甲基硅基，异丙基二甲基硅基，苯基二甲基硅基，三氟甲基，氰基，苯基，三甲基嘧啶基，二叔丁基三嗪基，及其组合。8.如权利要求3所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，X1至X
n
中至少有1个或2个或3个每次出现时相同或不同地选自CR
x
，所述X
n
对应所述X1‑
X
10
在式2至式15任一个中所存在的序号最大者；并且所述R
x
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，氰基，及其组合；优选地，X3至X5每次出现时相同或不同地选自CR
x
；更优选地，所述R
x
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，氟，甲基，乙基，异丙基，异丁基，叔丁基，新戊基，环戊基，环戊基甲基，环己基，降冰片基，三甲基硅基，异丙基二甲基硅基，苯基二甲基硅基，三氟甲基，氰基，苯基，三甲基嘧啶基，二叔丁基三嗪基，及其组合。9.如权利要求3所述的金属配合物，其中，在式2至式15中，X1‑
X
10
每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N；其中X1‑
X
n
中至少有1个选自CR
x
，所述X
n
对应所述X1‑
X
10
在式2至式15任一个中所存在的序号最大者；并且所述R
x
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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；
优选地，所述R
x
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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，氰基，及其组合；更优选地，所述R
x
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氘，氟，甲基，乙基，异丙基，异丁基，叔丁基，新戊基，环戊基，环戊基甲基，环己基，降冰片基，三甲基硅基，异丙基二甲基硅基，苯基二甲基硅基，三氟甲基，氰基，苯基，三甲基嘧啶基，二叔丁基三嗪基，及其组合。10.如权利要求9所述的金属配合物，其中，在式2至式4、式7至式9、式12至式15中，X1‑
X3中至少有1个选自CR
x
；在式5、式10中，X1‑
X3、X9、X
10
中至少有1个选自CR
x
；在式6、式11中，X1‑
X3、X7、X8中至少有1个选自CR
x
；并且所述R
x
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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7
‑
30个碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翠芳，张冬冬，鹿学宇，夏传军，邝志远，
申请(专利权)人：北京夏禾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：