有机电致发光材料及其器件制造技术

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具有式1A结构的La配体和式1B结构的Lb配体的金属配合物，这些新型化合物具有更低的蒸镀温度，有利于材料的产业化应用，可以降低产业化中的能耗。这些金属配合物用于电致发光器件中的发光材料，应用于电致发光器件中能够十分优异的器件性能，尤其是器件寿命的提升。还公开了包含该金属配合物的有机电致发光器件和包含该金属配合物的化合物组合。合。合。

【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，涉及一种包含式1A结构的L
a
配体和式1B结构的L
b
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]US20190280221A1公开了一种金属配合物，其包含具有如下结构的配体：进一步具有如下通式结构：其中R3选自烷基或环烷基，R1表示单取代、多取代或无取代。该申请中进一步公开了如下具体结构：取代、多取代或无取代。该申请中进一步公开了如下具体结构：但该申请并未公开和教导R1和R3同时为特定取代的金属配合物及其对有机电致发光器件性能的影响。
[0009]EP3663308A1公开了一种金属配合物，其包含具有如下结构的配体:EP3663308A1公开了一种金属配合物，其包含具有如下结构的配体:进一步具有如下通式结构：其中R
12
不是氢也不是甲基，CY1选自C5‑
C
30
的碳环或C1‑
C
30
的杂环，且c1选自1
‑
4；进一步公开了如下
具体结构该申请公开的是其中一个配体中的吡啶含有硅基取代和一个不是氢或甲基的取代基，且另一个配体中吡啶具有一个碳环或杂环取代基的金属配合物及其对有机电致发光器件性能的影响。但该申请并未公开和教导Z1和Z2均为特定取代的金属配合物及其对器件性能的影响。

技术实现思路

[0010]本专利技术旨在提供一系列包含式1A结构的L
a
配体和式1B结构的L
b
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电致发光器件中的发光材料。这些新型化合物具有更低的蒸镀温度。这些新型化合物应用于电致发光器件中能够能提供更好的器件性能，例如器件寿命的提升，更窄的半峰宽。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，公开了一种金属配合物，其具有M(L
a
)
m
(L
b
)
n
(L
c
)
q
的通式，
[0012]其中，
[0013]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
a
，L
b
，L
c
可以是相同或是不同的；其中，L
a
、L
b
和L
c
能任选地连接形成多齿配体；
[0014]金属M选自相对原子质量大于40的金属；
[0015]m选自1或2，n选自1或2，q选自0或1，m+n+q等于M的氧化态；当m为2时，两个L
a
是相同或不同的；当n为2时，两个L
b
是相同或不同的；
[0016]L
a
每次出现时相同或不同地具有由式1A表示的结构；L
b
每次出现时相同或不同地具有由式1B表示的结构；
[0017][0018]其中，
[0019]环Cy1每次出现时相同或不同地选自具有5
‑
6个环原子的杂芳环；
[0020]环Cy2每次出现时相同或不同地选自苯环，具有5
‑
6个环原子的杂芳环；
[0021]Ar每次出现时相同或不同地选自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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属配合物，其具有M(L
a
)
m
(L
b
)
n
(L
c
)
q
的通式，其中，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
a
，L
b
，L
c
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；金属M选自相对原子质量大于40的金属；m选自1或2，n选自1或2，q选自0或1，m+n+q等于M的氧化态；当m为2时，两个L
a
是相同或不同的；当n为2时，两个L
b
是相同或不同的；L
a
每次出现时相同或不同地具有由式1A表示的结构；L
b
每次出现时相同或不同地具有由式1B表示的结构；其中，环Cy1每次出现时相同或不同地选自具有5
‑
6个环原子的杂芳环；环Cy2每次出现时相同或不同地选自苯环，或具有5
‑
6个环原子的杂芳环；Ar每次出现时相同或不同地选自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，或其组合；a，b，c，d，e每次出现时相同或不同地选自0或1，且a，b，c，d中至少有一个选自1；Z每次出现时相同或不同地选自O或X＝X；X每次出现时相同或不同地选自N或CR
’
；U1‑
U6每次出现时相同或不同地选自CR
u
或N；R”每次出现时相同或不同地选自单取代，多取代或无取代；R
’
，R”，R
u
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；其中，“*”表示与环Cy1或环Cy2的连接位置；
式1A中相邻的取代基R
u
能任选地连接形成环；式1B中相邻的取代基R
’
、R”能任选地连接形成环；R1每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：取代或未取代的具有4
‑
20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有4
‑
20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有4
‑
20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有4
‑
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4
‑
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4
‑
20个碳原子的烯基，取代或未取代的具有4
‑
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4
‑
30个碳原子的杂芳基，及其组合；R2具有式2表示的结构：其中，R2中的碳原子数大于等于4；R3、R4、R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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；其中表示式2连接式1A的位置；R3、R4、R5中两个相邻的取代基能任选地连接形成环；其中，L
c
是单阴离子双齿配体。2.如权利要求1所述的金属配合物，其中，环Cy1每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组中的任一结构：和/或环Cy2每次出现时相同或不同地选自以下组成的组中的任一结构：
其中，“#”表示与金属M连接的位置，表示环Cy1与环Cy2的连接的位置；其中，环Cy1上的取代基R”，Ar以及通过“*”位置稠合结构的定义同权利要求1，环Cy2上的取代基R”，Ar以及通过“*”位置稠合结构的定义同权利要求1。3.如权利要求1所述的金属配合物，其中，L
b
每次出现时相同或不同地具有由式1Ba
‑
1Bm任一个表示的结构：其中，X1‑
X8每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N；Y1‑
Y
12
每次出现时相同或不同地选自CR
y
或N；Ar每次出现时相同或不同地选自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，或其组合；R
x
，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
x
，R
y
能任选地连接形成环；优选地，L
b
每次出现时相同或不同地具有由式1Ba
‑
1Bi任一个表示的结构。4.如权利要求1所述的金属配合物，其中，R1每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：取代或未取代的具有4
‑
20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有4
‑
20个环碳原子的
环烷基，取代或未取代的具有4
‑
20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有4
‑
20个环原子的杂环基，及其组合；优选地，R1每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：取代或未取代的具有4
‑
10个碳原子的烷基，取代或未取代的具有4
‑
10个环碳原子的环烷基，及其组合。5.如权利要求1所述的金属配合物，其中金属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。6.如权利要求1所述的金属配合物，其中，R1具有式2表示的结构。7.如权利要求1或6所述的金属配合物，其中，R3、R4、R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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；优选地，R3、R4、R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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，及其组合；更优选地，R3、R4、R5每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：卤素，取代或未取代的具有1
‑
6个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3
‑
6个环碳原子的环烷基，及其组合。8.如权利要求1或6所述的金属配合物，其中，式2表示的结构每次出现时相同或不同地表示以下任一结构：*表示与式1A的连接位置；任选的，上述结构中的氢原子能部分或全部被氘原子取代。9.如权利要求1所述的金属配合物，其中，金属配合物具有Ir(L
a
)
m
(L
b
)3‑
m
的通式结构，且由式3、式4或式5表示：
其中，m选自1或2；当m＝1时，两个L
b
是相同或不同的；当m＝2时，两个L
a
是相同或不同的；X3‑
X8每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N；Y1‑
Y8每次出现时相同或不同地选自C或CR
y
或N；U1‑
U6每次出现时相同或不同地选自CR
u
或N；Ar每次出现时相同或不同地选自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，或其组合；R
x
，R
y
，R
u
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
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峥，李宏博，桑明，王珍，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：