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，例如有机电致发光器件。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有机电致发光器件和化合物组合物。

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]US2014021447A1中公开了具有如下所示的金属配合物结构其中Z是单键或不存在，进一步公开了如下铱配合物：该申请公开了在具苯基
‑
吡啶配体中吡啶的5位连接咔唑基团的金属络合物，但是该申请并未公开和教导在六并五并六稠环
‑
吡啶配体中吡啶的4位连接特定的取代基的金属配合物及其对器件性能的影响。
[0009]US7816016B1公开了具有如下的金属配合物结构其中R1选自吲哚、吲哚林、咔唑、四氢咔唑、菲啰啉、吩嗪、菲啶、喹喔啉、吡咯或CHAr2等结构，进一步公开了含氟取代苯基吡啶中吡啶4
‑
位具有咔唑取代配体的金属配合物。该申请公开了在苯基
‑
吡啶配体中吡啶的4位连接咔唑等一些杂芳基且在苯基上具有氟取代的金属络合物，但是并未公开有机电致发光器件数据，也未公开和教导在其他结构的配体中，例如六并五并六稠环
‑
吡啶配体，吡啶4位连接特定取代基的金属配合物，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。所述金属配合物可用作电致发光器件中的发光材料。这些新型化合物应用于电致发光器件中能够提供更好的器件性能，例如器件效率和器件寿命的提升，显著提升器件综合性能。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，公开了一种金属配合物，其包含金属M，和与金属M配位的配体L
a
，L
a
具有由式1表示的结构：
[0012][0013]其中，
[0014]金属M选自相对原子质量大于40的金属；
[0015]Z选自由O，S，Se，NR
’
，CR
’
R
’
和SiR
’
R
’
组成的组；当同时存在两个R
’
时，两个R
’
相同或不同；
[0016]取代基R
y
表示单取代，多取代或无取代；
[0017]X1‑
X8每次出现时相同或不同地选自C，CR
x
或N；且X1‑
X4中有一个选自C并与式1中吡啶相连；
[0018]取代基R
n
具有式2表示的结构：
[0019][0020]其中，在式2中，
[0021]取代基R
A
和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；
[0022]环A和环B相同或不同地选自具有3
‑
30个环原子的碳环，或具有3
‑
30个环原子的杂环；
[0023]A1，A2，B1，B2，E每次出现时相同或不同地选自C，N，B，P，CR
”’
，SiR
”’
或GeR
”’
；
[0024]L选自单键，O，S，SO2，Se，NR”，CR”R”，SiR”R”，GeR”R”，BR”，PR”，P(O)R”，R”C＝CR”，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚烷基，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子本文档来自技高网...

【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
，L
a
具有由式1表示的结构：其中，金属M选自相对原子质量大于40的金属；Z选自由O，S，Se，NR
’
，CR
’
R
’
和SiR
’
R
’
组成的组；当同时存在两个R
’
时，两个R
’
相同或不同；取代基R
y
表示单取代，多取代或无取代；X1‑
X8每次出现时相同或不同地选自C，CR
x
或N；且X1‑
X4中有一个选自C并与式1中吡啶相连；取代基R
n
具有式2表示的结构：其中，在式2中，取代基R
A
和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；环A和环B相同或不同地选自具有3
‑
30个环原子的碳环，或具有3
‑
30个环原子的杂环；A1，A2，B1，B2，E每次出现时相同或不同地选自C，N，B，P，CR
”’
，SiR
”’
或GeR
”’
；L选自单键，O，S，SO2，Se，NR”，CR”R”，SiR”R”，GeR”R”，BR”，PR”，P(O)R”，R”C＝CR”，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚烷基，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚杂烷基，取代或未取代的具有3
‑
20个碳原子的亚环烷基，取代或未取代的具有3
‑
20个环原子的亚杂环基，取代或未取代的具有6
‑
30个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3
‑
30个碳原子的亚杂芳基，或其组合；取代基R
’
，R”，R
”’
，R
x
，R
y
，R
A
和R
B
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；“＊”表示式2的连接位置；相邻的取代基R
’
，R
x
，R”，R
”’
，R
A
，R
B
，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，金属配合物具有M(L
a
)
m
(L
b
)
n
(L
c
)
q
的通式；其中，金属M选自相对原子质量大于40的金属；优选地，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；更优选地，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配位的第一配体、第二配体和第三配体，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
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，取代基R
a
和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
；取代基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
a
，R
b
，R
c
，R
N1
，R
C1
和R
C2
能任选地连接形成环。3.如权利要求1或2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表示：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；Z选自由O，S，Se，NR
’
，CR
’
R
’
和SiR
’
R
’
组成的组；当同时存在两个R
’
时，两个R
’
相同或不同；取代基R
y
表示单取代，多取代或无取代；X3‑
X8每次出现时相同或不同地选自CR
x
或N；取代基R
n
具有式2表示的结构：其中，在式2中，取代基R
A
和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；环A和环B相同或不同地选自具有3
‑
30个环原子的碳环，或具有3
‑
30个环原子的杂环；A1，A2，B1，B2，E每次出现时相同或不同地选自C，N，B，P，CR
”’
，SiR
”’
或GeR
”’
；L选自单键，O，S，SO2，Se，NR”，CR”R”，SiR”R”，GeR”R”，BR”，PR”，P(O)R”，R”C＝CR”，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚烷基，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚杂烷基，取代或未取代的具有3
‑
20个碳原子的亚环烷基，取代或未取代的具有3
‑
20个环原子的亚杂环基，取代或未取代的具有6
‑
30个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3
‑
30个碳原子的亚杂芳基，或其组合；
取代基R1‑
R8，R
’
，R”，R
”’
，R
x
，R
y
，R
A
和R
B
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；“＊”表示式2的连接位置；相邻的取代基R
’
，R
x
，R”，R
”’
，R
A
，R
B
，R
y
能任选地连接形成环；相邻的取代基R1‑
R8能任选地连接形成环。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的金属配合物，其中，Z选自O或S；优选地，Z选自O。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的金属配合物，其中，X1‑
X8每次出现时相同或不同地选自CR
x
，取代基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3
‑
20个碳原子的烷基锗基，氰基，及其组合；优选地，取代基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，氰基，甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，异丁基，叔丁基，环戊基，环己基，氘代甲基，氘代乙基，氘代丙基，氘代异丙基，氘代正丁基，氘代异丁基，氘代叔丁基，氘代环戊基，氘代环己基，苯基，联苯基，吡啶基，三甲基硅基，三甲基锗基，及其组合。6.如权利要求1
‑
3任一项所述的金属配合物，其中，取代基R
n
具有式4表示的结构：A3‑
A6每次出现时相同或不同地选自CR
A
或N；B3‑
B6每次出现时相同或不同地选自CR
B
或N；L选自单键，O，S，SO2，Se，NR”，CR”R”，SiR”R”，GeR”R”，BR”，PR”，P(O)R”，R”C＝CR”，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，或其组合；取代基R
A
、R
B
和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
A
，R
B
能任选地连接形成环；“＊”表示所述式4的连接位置。7.如权利要求6所述的金属配合物，其中，A3‑
A6每次出现时相同或不同地选自CR
A
，和/或B3‑
B6每次出现时相同或不同地选自CR
B
；取代基R
A
和R
B
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3
‑
20个碳原子的烷基锗基，氰基，及其组合；优选地，取代基R
A
和R
B
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，氟，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，取代或未取代的具有6
‑
12个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3
‑
12个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3
‑
6个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有3
‑
6个碳原子的烷基锗基，氰基，及其...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑明，王峥，李宏博，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：