[發(fā)明專利]穩(wěn)定易制的有機光電材料及應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210196828.X
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103483387A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 李曉常
• 申請（專利權(quán)）人: 李曉常
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C07F13/00;C09K11/06;H01L51/54;H01L51/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及有機金屬配合體絡合物半導體以及使用其的有機光電器件，如有機發(fā)光二極管和薄膜太陽能電池。?

背景技術

有機半導體功能材料屬于新型光電材料，其大規(guī)模研究主要起源于1977年由白川英樹，A.Heeger及McDiamid共同發(fā)現(xiàn)了導電率可達銅水平的摻雜聚乙炔。隨后，1987年Kodak公司的，C.Tang等發(fā)明了有機小分子發(fā)光二級管(Organic?Light-Emitting?Diode)OLED，和1990年劍橋大學的R.Friend及A.Holmes發(fā)明了聚合物發(fā)光二級管P-OLED，以及1998年S.Forrest與M.Thomson發(fā)明了效率更高的有機磷光發(fā)光二級管PH-OLED。因為有機半導體材料可望獲得品種多樣，能帶可調(diào)，甚至如塑料薄膜加工一樣的低成本好處，加上有機半導體在導電薄膜，靜電復印，光伏太陽能電池，有機薄膜晶體管邏輯電路，和有機發(fā)光OLED平板顯示的應用，白川-Heeger-McDiamid三位科學家于2000年獲得諾貝爾化學獎。?

作為下一代平板顯示應用的有機發(fā)光二極管，有機光電半導體要求具有：1.高發(fā)光效率；2.優(yōu)良的電子穩(wěn)定性；3.優(yōu)良的熱加工穩(wěn)定性；4.合適的發(fā)光顏色；5.材料制備簡單易行。原則上，大部分共軛性有機分子，共軛性聚合物，和含有共軛性發(fā)射團配體的有機重金屬絡合物都具備電激發(fā)光性能，應用在各類發(fā)光二極管，如有機小分子發(fā)光二極管(OLED)，聚合物有機發(fā)光二極管(P-OLED)，有機磷光發(fā)光二極光(PHOLED)。磷光PHOLED兼用了單線態(tài)(熒光)和三線態(tài)(磷光)的發(fā)光機理，具有比小分子OLED及高分子P-OLED高得多的發(fā)光效率。PHOLED技術和出色的PH-OLED材料都是要實現(xiàn)低功耗OLED顯示和照明所必不可少的。PHOLED的外量子效率和發(fā)光效率是熒光?OLED材料的4倍，因此也減少了產(chǎn)生的熱量并增多了AMOLED背板的選擇。這一點提供了使得OLED能夠與LCD顯示以及傳統(tǒng)的光源相抗衡的重要優(yōu)勢。因而，現(xiàn)有的高端OLED產(chǎn)品中或多或少地摻用了磷光OLED材料。?

磷光發(fā)光半導體材料是由含有一定共軛性的有機發(fā)色團作為二齒螯合與重金屬形成環(huán)金屬-配合體絡合物，在高能光(如紫外光激發(fā))或電荷注入(電激發(fā))條件下，由于環(huán)金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移(MLCT)而導致發(fā)光。已有不少的重金屬有機配合體絡合物，受重金屬的影響而增強的自旋-軌道作用，使得本應較弱的磷光變得很強而呈現(xiàn)優(yōu)良磷光發(fā)射應用為發(fā)光二極光。例如，許多銥金屬配合體絡合物，依據(jù)其電子的第1三線態(tài)能極大小(T₁)，而發(fā)射藍光，綠光，黃光，橙光，紅光等。實例之一是三(辛烷基苯喹啉)銥(III)配合絡合物，具有優(yōu)異的高效紅光發(fā)射特性(Adv.Mater.，19，739(2007))，其電子穩(wěn)定性強，耐老化時間也特別長。但其不足之處是制造成本高。況且，由于發(fā)達的多環(huán)融合，再加上三配位體與重金屬所形成的絡合物，使得其升華溫度高于其分解溫度，由此帶來很大的提純問題以及所引致的發(fā)光器件性能難以在生產(chǎn)中恒定控制問題。?

為保證高效發(fā)光，優(yōu)良的顏色以及制造低成本，最近R.Kwong等(中國專利申請200980140491)披露了如下發(fā)光分子：?

重金屬銥與取代苯基喹啉的二配體所形成的絡合物有著飽滿的高效紅光，采用乙酰丙酮根作為輔助配體(此處輔助配體系指不直接參與磷光發(fā)射)取代第三配位體，既保持了原有的高效磷光性能，同時有利于低成本制造。然而，乙酰丙酮根在本質(zhì)上缺乏發(fā)達的p電子離域，導致在電化學氧化還原循環(huán)測試中缺乏穩(wěn)定性。因而，在長期的電子-空穴注入機制下的OLED發(fā)光工作條件下，會表現(xiàn)為較三配體-銥(III)磷光分子更差的長期發(fā)光穩(wěn)定性。由此而帶來OLED顯示屏發(fā)光壽命不長，容易在高亮度下或在工作溫度超過70℃下帶來“burn?in”(燒透)使顯示屏失效。?