[發明專利]具有雙載流子傳輸性能的樹枝狀銥配合物及應用和制備的有機電致磷光器件

有效

• 申請號: 201110223089.4
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102391308A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 梁波
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明屬于有機電致發光技術領域。具體涉及到具有雙載流子傳輸性能的樹枝狀銥配合物以及該配合物在有機電致發光器件中的應用，以及制備的有機電致磷光器件。

背景技術

自從C.W.Tang發表了高效、高亮度雙層結構器件以來，有機電致發光的研究已經成為顯示領域的一大熱點(C.W.Tang，S.A.Vanslyke，Appl.Phys.Lett，1987，51，913-915)。其中，磷光材料突破了內量子效率不大于25％的理論局限，其內量子效率理論可達到100％，使有機發光二極管在發光效率上取得了重大的突破。有機/聚合物電致磷光(O/PLEDs)已為世界各國研究者所關注，并獲得了迅速的發展(M.A.Baldo，D.F.O’Brien，Y.A.Shoustikov，et?al.，Nature，1998，395，151-154；Y.G.Ma，H.Y.Zhang，J.C.Shen，et?al.，Synth.Met.，1998，94，245-248；Q.A.Zhao，F.Y.Li，C.H.Huang，Chem.Soc.Rev.，2010，39，3007-3030.)

目前，磷光材料與器件的發展有三個主要方向：小分子金屬配合物(摻雜)，磷光聚合物(共聚)和樹枝狀磷光分子。磷光材料應用于有機電致發光器件可通過與主體共蒸鍍或者摻雜于聚合物旋涂兩種方法。雖然基于磷光分子摻雜體系的電致發光經過近幾年的研究，已經取得了較大的進展，但仍存在許多的問題，如在大電流或高亮度下器件的效率急速衰減，器件的穩定性較差，器件壽命較短，材料的選擇較為有限等。基于磷光分子/高分子摻雜體系的器件也是如此。這些問題制約了有機及聚合物電致發光器件的綜合性能的提高。要解決這些問題，有待新材料的研發和器件結構的改進。

樹枝狀電磷光化合物(dendrimer)是近幾年發展起來的用于發光的新型材料。功能化的樹枝狀分子能結合小分子化合物和聚合物優點，越來越引起人們的興趣。與有機小分子電磷光材料相比具有更好的溶解性、分散性和穩定性，而與聚合物電磷光材料相比有更好的可控光電性能。它不僅大大減輕了三線態激子自淬滅，而且增強了成膜性能，使其可以通過溶液旋涂的方法制作器件，克服了小分子只能真空蒸鍍的不足，拓寬了有機電致發光器件的應用范圍，是一類極具發展前景的新型電磷光材料(R.E.Harding，S-C?Lo，P.L.Burn，et?al，Org.Electron.2008，9，377-384；C.Ulbricht，B.Beyer，C.Friebe，et?al，Adv.Mater.2009，21，4418-4441)。T.D.Anthopoulos通過在核上引入更多的取代基團，單獨成膜，制備了結構為ITO/Dendrimer/TPBI/Ca/Al的綠光器件。在驅動電壓為2.5V時，獲得了13.6％的外量子效率(0.01mA/cm²)，流明效率達到30lm/W(T.D.Anthopoulos，M.J.Frampton，E.B.Namdas，et?al.，Adv.Mater.，2004，16(6)，557-560)。這個簡單器件的效率接近了其它復雜結構的綠色磷光OLED的最好水平。Samuel小組在合成以銥配合物為核的樹枝狀化合物方面做了大量的工作(A.Ruseckas，J.C.Ribierre，P.E.Shaw?et?al.，Appl.Phys.Lett.，2009，95(18)，183305.G.J.Hedley，A.Ruseckas，Z.Liu，et?al，J.Am.Chem.Soc.2008，130，11842-11843)。S-C.Lo等合成了一系列以1，2，4三唑為環金屬配體的藍光樹枝狀銥配合物。研究發現，通過在配體外圍引入雙樹枝，極大改善了中心核的磷光淬沒，薄膜的光致發光效率達到了67％，雙層器件性能達到7.9％3.8V，142cd/m²，CIE(0.17，0.33)。樹枝代數對器件效率也有很大的影響，從第一代到第二代，器件效率有顯著地提高(S-C.Lo，C.P.Shipley，R.N.Bera，et?al，Chem.Mater.2006，18，5119-5129)。J.Kido等利用咔唑為表面基團成功的合成了一系列可以用作發綠光的樹枝狀電致光材料(N.Iguchi，Y-J.Pu，K.Nakayama，et?al，Org.Electron.2009，10，465-472)。該系列分子超支化的結構形式大大改善了分子的聚集態，器件結構從單層變為雙層，外量子效率從0.014％100cd/m²上升到8.3％100cd/m²。K.M.Jung等以Ir(btp)₃為核，咔唑為表面基團制備了發光波長達到652-656nm的深紅色的銥配合物(K.M.Jung，K.H.Kim，J.Jin，et?al，J?Poly.Sci.A，2008，46(22)，7517-7533)。Wong和Xie報道了三苯胺枝化的紅光樹枝狀銥配合物，器件結構為ITO/PEDOT:PSS/x％Ir:CBP/BCP/Alq₃/LiF/Al，獲得了發光效率為11.65％，5.82cd/A，3.65lm/w，CIE(0.70，0.30)的紅光器件(G.J.Zhou，W.Y.Wong，B.Yao，et?al.，Angew.Chem.Int.Ed.，2007，46，1149-1151)。