CN104178117A

CN104178117A - 一种蓝光有机电致发光材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104178117A
Application number: CN201310196475.8A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 王平; 张娟娟; 钟铁涛
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-03

Abstract

本发明属于光电材料领域，具体涉及一种蓝光有机电致发光材料，其结构式如P所示：式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基。该蓝光有机电致发光材料具有较高的LUMO能级和较低的HOMO能级，有利于材料发光波长的蓝移；该材料还具有较高的磷光量子效率以及较好的溶解性能和加工性能。本发明还提供了该蓝光有机电致发光材料的制备方法及其在有机电致发光器件中的应用。

Description

一种蓝光有机电致发光材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及光电材料领域，具体涉及一种蓝光有机电致发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光是指有机材料在电场作用下，将电能直接转化为光能的一种发光现象。由于受自旋统计理论的限制，荧光材料的理论内量子效率极限仅为25%，如何充分利用其余75%的磷光来实现更高的发光效率成了此后该领域中的热点研究方向。铱、钌、铂等的配合物能从自身的三线态获得很高的发射能量，而其中金属铱(III)化合物，由于稳定性好，在合成过程中反应条件温和，且具有很高的电致发光性能，在随后的研究过程中一直占着主导地位。

Holmes R J,Forrest S R等人公开的双[2-(4′,6′-二氟苯基)吡啶-N,C2′](2-吡啶甲酰)合铱(FIrpic，其结构式如下所示)(App.Phys.Lett.,2003,82(15):2422-2424）是目前报道最多，也是综合性能最好的蓝光有机电致磷光材料，但FIrpic所发的蓝光为天蓝色，蓝光色纯度欠佳，用FIrpic制作的OLED器件的CIE在(0.13～0.17,0.29～0.39)间变化，这与标准蓝光的CIE(0.137,0.084)存在很大差距。

2005年，台湾学者Yeh S-J,Wu M-F,Chen C-T等人公开了铱金属配合物双[2-(4′,6′-二氟苯基)吡啶-N,C2′](2,4-二氟-5-(吡啶-2’-基)吡咯)合铱(FIrN4，其结构式如下所示)(Adv.Mater.,2005,17(3):285-289），FIrN4是一种以5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑为辅助配体的蓝光有机电致磷光材料，相同器件结构的FIrN4器件与FIrpic器件相比，FIrN4器件的蓝光色纯度更高。这是由于FIrN4高场强辅助配体5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑的引入有效地蓝移了材料的发光波长，从而提高了蓝光色纯度，这使得5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑成为异配型蓝色磷光铱配合物发光材料的首选辅助配体之一。

2009年，韩国的Youngjin Kang等人报道了含铱配合物三(2′,6′-二氟-2,3′-联吡啶)合铱(Ir(dfpypy)₃，其结构式如下所示)蓝色磷光材料(Inorg.Chem.2009,48,1030-1037)，与Firpic相比，Ir(dfpypy)₃环金属配体主体结构为联吡啶基团，该基团上的N原子替换了Firpic苯环上的CH，由于N的电负性强于C，导致Ir(dfpypy)₃材料的HOMO能级进一步下降，发光波长蓝移，其CH₂Cl₂溶液在室温下的最大发光波长达到438nm，磷光量子效率Φ_PL达到0.71，色坐标值CIE为(0.14,0.12)，x,y值均<0.15。这说明在主配体中采用N替换苯环上的CH是获得新型高色纯度蓝光磷光材料的有效方法。

为了使器件得到全彩显示，一般必须同时得到性能优异的红光、绿光和蓝光材料。总的来说，蓝色磷光材料的发展总是落后于红光和绿光。所以，研发出高色纯度的蓝光有机电致发光材料仍为OLED研究领域的一大热点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种蓝光有机电致发光材料，该材料具有良好的蓝光发光效率以及较好的加工性能。本发明还提供了该蓝光有机电致发光材料的制备方法以及其在有机电致发光器件中的应用。

第一方面，本发明提供了一种蓝光有机电致发光材料，结构式如P所示：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基，所述结构式P中环金属配体的结构式为：

式中，n=1～20。

该蓝光有机电致发光材料是一类含铱配合物材料，包括环金属配体主体结构2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶和辅助配体5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑；从发光效率来说：在所述环金属配体主体结构中，嘧啶基为高LUMO能级的N杂环，吡啶基及其环上的两个吸电子氟基能降低材料的HOMO能级，有利于材料发光波长的有效蓝移，其次，嘧啶环上烷基的给电子性质能进一步改善材料的蓝光发光性能，另一方面，该烷基的引入能产生一定的空间位阻效应，从而减少金属原子间的直接作用和三重态激子的自淬灭现象，提高材料的磷光量子效率，进而提高发光效率，此外，高场强辅助配体5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑能使材料更容易接受电子，从而进一步改善材料的发光效率；从材料加工的角度来说：嘧啶环上不同长度的烷基链能增加材料在有机溶剂中的溶解性，异配型配合物可降低蒸镀温度，增加成膜性，从而改善了材料的加工性能并提高器件的稳定性。

第二方面，本发明提供了一种蓝光有机电致发光材料的制备方法，包括如下步骤：

S10、提供如下结构式表示的化合物A和化合物B：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基，所述结构式A为

式中，n=1～20；

S20、惰性气体保护下，将所述化合物A和化合物B按1:1～1:1.5的摩尔比溶于含有钯催化剂和碱的第一有机溶剂中，得到反应液，所述反应液在85～100℃下进行Suzuki偶联反应8～15小时后，分离纯化反应液，得到化合物C，其结构式如C所示：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基，所述结构式C为：

式中，n=1～20；

S30、惰性气体保护下，将所述化合物C和三水合三氯化铱按2:1～4:1的摩尔比溶于体积比为3:1的2-乙氧基乙醇与水的混合溶剂中，随后加热至100℃回流反应24小时后，冷却至室温，分离纯化，得到化合物D，其结构式如D所示：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基，所述结构式D为：

式中，n=1～20；

S40、提供如下结构式表示的化合物E：

惰性气体保护下，将所述化合物D和化合物E按1:2～1:3的摩尔比溶于含有甲醇钠或乙醇钠的第二有机溶剂中，得到混合溶液，所述混合溶液在40～84℃下进行Suzuki偶联反应10～20小时后，分离纯化，得到蓝光有机电致发光材料，其结构式如P所示：

式中，n=1～20。

具体地，所述S20中，所述反应的反应式为：

所述S30中，所述反应的反应式为：

所述S40中，所述反应的反应式为：

在上述S20、S30和S40中，n=1～20。

优选地，所述S20中，所述化合物A在反应液中的浓度为0.1～0.2mol/L；所述第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或甲苯。

优选地，所述S20中，所述第一有机溶剂和碳酸钾水溶液的体积比约为2:1。

优选地，所述S20中，所述第一有机溶剂和碳酸钠水溶液的体积比约为2:1。

优选地，所述S20中，所述钯催化剂为二氯二(三苯基膦)化钯或四(三苯基膦)合钯，所述钯催化剂的摩尔用量为化合物A的2%～5%倍；所述碱为碳酸钾水溶液或碳酸钠水溶液，所述碱的摩尔用量为化合物A的1～3倍。

优选地，所述S20中，所述分离纯化步骤包括：待反应液冷却至室温后，采用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤至中性，再经无水硫酸镁干燥后，过滤得到滤液，所得滤液经减压蒸除去溶剂后得到粗产物，粗产物再用体积比为1:5～1:10的乙酸乙酯与正己烷混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，得到所述化合物C。

优选地，所述S30中，所述化合物C在反应液中的浓度为0.1～0.2mol/L。

优选地，所述S30中，所述分离纯化步骤包括：待反应停止冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得所述化合物D。

优选地，所述S40中，所述第二有机溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷或三氯甲烷。

优选地，所述S40中，所述化合物D在混合溶液中的浓度为0.01～0.02mol/L，所述甲醇钠或乙醇钠的摩尔用量为所述化合物D的8～12倍。

优选地，所述S40中，所述分离纯化步骤包括：待反应停止冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，加入适量蒸馏水，有固体析出；过滤收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤数次后，再经二氯甲烷和无水乙醇的混合溶剂重结晶，得到所述蓝光有机电致发光材料。

本发明提供的一种蓝光有机电致发光材料的制备方法简单易行，方便操作。

在后续实施例中，为方便表述，化合物A、C、D、P分别用化合物A1、A2、A3、A4……；C1、C2、C3、C4……D1、D2、D3、D4……；P1、P2、P3、P4……表示，具体命名以各实施例为准。

第三方面，本发明还提供了一种有机电致发光器件，包括发光层，所述发光层中掺杂有如第一方面所述的蓝光有机电致发光材料，其结构式如P所示：

式中，n=1～20。

本发明提供的有机电致发光器件含有结构式如P所示的蓝光有机电致发光材料，该材料具有较高的LUMO能级和较低的HOMO能级，能使器件具有良好的蓝光发光性能；此外，该材料成膜性能好，易加工。

本发明提供的一种蓝光有机电致发光材料及其制备方法和应用，其具有的有益效果为：

（1）本发明提供的蓝光有机电致发光材料包括环金属配体主体结构2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶和辅助配体5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑；在所述环金属配体主体结构中，嘧啶基为高LUMO能级的N杂环，吡啶基及其环上的两个吸电子氟基则有利于降低材料的HOMO能级，从而使材料的发光波长有效蓝移，其次，嘧啶环上烷基的给电子性质能进一步改善材料的蓝光发光性能，另一方面，该烷基的引入能产生一定的空间位阻效应，从而减少金属原子间的直接作用和三重态激子的自淬灭现象，提高材料的磷光量子效率，进而提高发光效率，此外，高场强辅助配体5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑能使材料更容易接受电子，从而进一步改善材料的发光效率；

（2）本发明提供的蓝光有机电致发光材料，由于嘧啶环上不同长度烷基链的引入，提高了材料在有机溶剂中的溶解性能，异配型配合物可降低蒸镀温度，能增加材料的成膜性能，从而改善材料的加工性能并提高器件的稳定性；

（3）本发明提供的蓝光有机电致发光材料合成反应条件温和，工艺简单，易于制备；

（4）本发明提供的有机电致发光器件具有较好的蓝光发光效率和较高的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的蓝光有机电致发光材料的制备流程示意图；

图2是本发明实施例1提供的蓝光有机电致发光材料的发射光谱图；

图3是本发明实施例5提供的有机电致发光器件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物，其化学结构如P1所示：

上述P1的制备步骤如下：

S10、化合物C1（2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶）的合成

提供如下结构式表示的化合物A1（2-溴嘧啶）和化合物B（2,6-二氟吡啶-3-硼酸）：

氮气保护下，将化合物A1(1.59g,10mmol)，化合物B(1.91g,12mmol)和Pd(PPh₃)₄(0.58mg,0.5mmol)溶于40mL的甲苯中，再加入20mL含碳酸钾(2.76g，20mmol)的水溶液，在100℃下搅拌反应8小时；待反应液冷至室温后，用二氯甲烷萃取、分液，然后水洗至中性，再用无水硫酸镁干燥后过滤，滤液经减压蒸除去溶剂得粗产物，粗产物再用体积比为1:5的乙酸乙酯和正己烷的混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到1.16g化合物C1，收率为60.0%，反应式如下：

化合物C1的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：193.0(M+)

元素分析：C₉H₅F₂N₃

理论值：C,55.96;H,2.61;F,19.67;N,21.75

实测值：C,55.92;H,2.67;F,19.63;N,21.78

以上数据证实上述反应所得到的产物C1即为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶；

S20、化合物D1（配体为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶的含铱二氯二聚体）的合成

氮气保护下，将化合物C1(0.48g，2.5mmol)和三水合三氯化铱(0.36g,1mmol)溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇与水的混合溶剂中，在100℃下回流搅拌反应24小时；冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，再加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得0.36g的化合物D1，收率为58.8%，反应式如下：

S30、P1（双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物）的合成

提供如下结构式表示的化合物E（5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑）：

氮气保护下，将化合物D1(0.61g,0.5mmol)和化合物E(0.18g,1.2mmol)溶于15mL的三氯甲烷中，随后滴加10mL含甲醇钠(0.27g,5mmol)的三氯甲烷溶液，搅拌加热至62℃回流状态反应15小时；自然冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，倾入适量蒸馏水，有固体析出，过滤，收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤数次，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶得到0.42g纯化的P1，收率为58.1%，反应式如下：

化合物P1的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：723.1(M+)

元素分析：C₂₄H₁₂F₄IrN₁₁

理论值：C,39.89;H,1.67;F,10.52;Ir,26.60;N,21.32

实测值：C,39.84;H,1.73;F,10.50;Ir,26.64;N,21.29

以上数据证实上述反应所得到的产物P1即为双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)嘧啶-N,C4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物。

如图2所示，横轴为波长（Wavelength，单位nm），纵轴为标准化的光致发光强度（Normalized PL intensity），298K温度下，P1(～10^-6M)在CH₂Cl₂溶液中发射光谱的最大发射峰在438nm处，同时在469nm处有一肩峰，这显示本实施例提供的P1可作为蓝光电致发光材料广泛应用在有机电致发光器件的制备领域。

此外，产物P1(～10^-6M)的CH₂Cl₂溶液在298K温度下，以相同条件下的FIrpic的CH₂Cl₂溶液为标准(Φ_PL=0.26)，测得P1的Φ_PL=0.35，可见本实施例的含铱有机电致发光材料具有较高的发光量子效率。

实施例2

本实施例提供了一种双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-甲基嘧啶-N,C4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物，其化学结构如P2所示：

上述P2的制备步骤如下：

S10、化合物C2（2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-甲基嘧啶）的合成

提供如下结构式表示的化合物A2（2-溴-5-甲基嘧啶）和化合物B（2,6-二氟吡啶-3-硼酸）：

氮气保护下，将化合物A2(1.73g,10mmol)，化合物B(1.59g,10mmol)和Pd(PPh₃)₂Cl₂(0.28mg,0.4mmol)溶于50mL的DMF中，再加入25mL含碳酸钠(3.18g，30mmol)的水溶液，在90℃下搅拌10小时；待反应液冷至室温后，用二氯甲烷萃取、分液，然后水洗至中性，再用无水硫酸镁干燥后过滤，滤液经减压蒸除去溶剂得粗产物，粗产物再用体积比为1:8的石油醚和二氯甲烷的混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到1.06g化合物C1，收率为51.2%，反应式如下：

化合物C2的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：207.1(M+)

元素分析：C₁₀H₇F₂N₃

理论值：C,57.97;H,3.41;F,18.34;N,20.28

实测值：C,57.91;H,3.49;F,18.28;N,20.32

以上数据证实上述反应所得到的产物C2是2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-甲基嘧啶。

S20、化合物D2（配体为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-甲基嘧啶的含铱二氯二聚体）的合成

将化合物C2(0.62g,2mmol)和三水合三氯化铱(0.36g,1mmol)溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇与水的混合溶剂中，在100℃下回流搅拌反应24小时；冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，再加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得0.32g的化合物D2，收率为50.0%，反应式如下：

S30、P2（双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-甲基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物）的合成

提供如实施例1所示的化合物E；

氮气保护下，将化合物D2(0.64g,0.5mmol)和化合物E(0.15g,1mmol)溶于20mL的二氯甲烷中，随后滴加10mL含乙醇钠(0.27g,4mmol)的二氯甲烷溶液，搅拌加热，在40℃下回流反应20小时；自然冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，倾入适量蒸馏水，有固体析出，过滤，收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤数次，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶得到0.33g纯化的P2，收率为44.0%，反应式如下：

化合物P2的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：751.1(M+)

元素分析：C₂₆H₁₆F₄IrN₁₁

理论值：C,41.60;H,2.15;F,10.12;Ir,25.61;N,20.52

实测值：C,41.65;H,2.07;F,10.17;Ir,25.56;N,20.55

以上数据证实上述反应所得到的产物P2即为双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-甲基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物。

在298K温度下，P2(～10^-6M)的CH₂Cl₂溶液中发射光谱的最大发射峰在435nm处，同时在466nm处有一肩峰；此外，10^-6M产物P2的CH₂Cl₂溶液在298K温度下，以相同条件下的FIrpic的CH₂Cl₂溶液为标准(Φ_PL=0.26)，测得P2的Φ_PL=0.20。

实施例3

本实施例提供了一种双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物，其化学结构如P3所示：

上述P3的制备步骤如下：

S10、化合物C3（2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶）的合成

提供如下结构式表示的化合物A3（2-溴-5-叔丁基嘧啶）和化合物B（2,6-二氟吡啶-3-硼酸）：

氮气保护下，将化合物A3(2.15g,10mmol)，化合物B(2.22g,14mmol)和Pd(PPh₃)₂Cl₂(0.21mg,0.3mmol)溶于35mL的DMF中，再加入15mL含碳酸钠(1.06g，10mmol)的水溶液，在85℃下搅拌12小时；待反应液冷至室温后，用二氯甲烷萃取、分液，然后水洗至中性，再用无水硫酸镁干燥后过滤，滤液经减压蒸除去溶剂得粗产物，粗产物再用体积比为1:8的乙酸乙酯和正己烷的混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到0.80g化合物C3，收率32.1%，反应式如下：

化合物C3的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：249.1(M+)

元素分析：C₁₃H₁₃F₂N₃

理论值：C,62.64;H,5.26;F,15.24;N,16.86

实测值：C,62.69;H,5.20;F,15.28;N,16.83

以上数据证实上述反应所得到的C3即为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶；

S20、化合物D3（配体为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶的含铱二氯二聚体）的合成

将化合物C3(0.75g,3mmol)和三水合三氯化铱(0.36g,1mmol)溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇与水的混合溶剂中，在100℃下回流搅拌反应24小时；冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，再加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得0.17g的化合物D3，收率为23.5%，反应式如下：

S30、P3（双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物）的合成

提供如实施例1所述的化合物E；

氮气保护下，将化合物D3(0.58g,0.4mmol)和化合物E(0.15g,1mmol)溶于20mL的三氯甲烷中，随后滴加10mL含乙醇钠(0.33g,4.8mmol)的三氯甲烷溶液，搅拌加热至62℃回流反应12小时；自然冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，倾入适量蒸馏水，有固体析出，然后过滤，收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤数次，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶得到0.28g纯化的P3，收率为41.9%，反应式如下：

化合物P3的结构鉴定结果如下：

结构鉴定：

质谱(MS m/z)：835.2(M+)

元素分析：C₃₂H₂₈F₄IrN₁₁

理论值：C,46.04;H,3.38;F,9.10;Ir,23.02;N,18.46

实测值：C,46.10;H,3.31;F,9.15;Ir,23.01;N,18.43

以上数据证实上述反应所得到的产物P3即为双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-5-叔丁基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物。

在298K温度下，P3(～10^-6M)的CH₂Cl₂溶液中发射光谱的最大发射峰在440nm处，同时在470nm处有一肩峰；此外，10^-6M产物P3的CH₂Cl₂溶液在298K温度下，以相同条件下的FIrpic的CH₂Cl₂溶液为标准(Φ_PL=0.26)，测得P2的Φ_PL=0.22。

实施例4

本实施例提供了一种双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物，其化学结构如P4所示：

上述P4的制备步骤如下：

S10、化合物C4（2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶）的合成

提供如下结构式表示的化合物A4（2-溴-4-二十烷基嘧啶）和化合物B（2,6-二氟吡啶-3-硼酸）：

氮气保护下，将化合物A4(2.20g,5mmol)，化合物B(1.19g,7.5mmol)和Pd(PPh₃)₄(0.12mg,0.1mmol)溶于35mL的甲苯中，再加入15mL含碳酸钾(1.73g，12.5mmol)的水溶液，在85℃下搅拌15小时；待反应液冷至室温后，用二氯甲烷萃取、分液，然后水洗至中性，再用无水硫酸镁干燥后过滤，滤液经减压蒸除去溶剂得粗产物，粗产物再用体积比为1:10的乙酸乙酯和正己烷的混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，干燥后得到0.43g化合物C4，收率18.2%，反应式如下：

化合物C4的结构鉴定结果如下：

质谱(MS m/z)：473.4(M+)

元素分析：C₂₉H₄₅₃F₂N₃

理论值：C,73.53;H,9.58;F,8.02;N,8.87

实测值：C,73.56;H,9.52;F,8.10;N,8.82

以上数据证实上述反应所得到的C4即为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶；

S20、化合物D4（配体为2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶的含铱二氯二聚体）的合成

将化合物C4(0.88g,2mmol)和三水合三氯化铱(0.18g,0.5mmol)溶于10mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇与水的混合溶剂中，在100℃下回流搅拌反应24小时；冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，再加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得0.07g的化合物D4，收率为14.8%，反应式如下：

S30、P4（双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物）的合成

提供如实施例1所述的化合物E；

氮气保护下，将化合物D4(0.57g,0.3mmol)和化合物E(0.13g,0.9mmol)溶于20mL的1,2-二氯乙烷中，随后滴加10mL含甲醇钠(0.16g,3mmol)的1,2-二氯乙烷溶液，搅拌加热至84℃回流反应10小时；自然冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，倾入适量蒸馏水，有固体析出，然后过滤，收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤数次，经二氯甲烷和无水乙醇混合溶剂重结晶得到0.10g纯化的P4，收率为13.0%，反应式如下：

化合物P4的结构鉴定结果如下：

结构鉴定：

质谱(MS m/z)：1283.7(M+)

元素分析：C₆₄H₉₂F₄IrN₁₁

理论值：C,59.88;H,7.22;F,5.92;Ir,14.97;N,12.00

实测值：C,59.85;H,7.27;F,5.90;Ir,14.94;N,12.03

以上数据证实上述反应所得到的产物P4即为双(2-(2′,6′-二氟吡啶-3′-基)-4-二十烷基嘧啶-N,C^4′)(5-(2′-吡啶基)-1,2,3,4-四唑)合铱配合物。

在298K温度下，P4(～10^-6M)的CH₂Cl₂溶液中发射光谱的最大发射峰在468nm处，同时在499nm处有一肩峰；此外，10^-6M产物P4的CH₂Cl₂溶液在298K温度下，以相同条件下的FIrpic的CH₂Cl₂溶液为标准(Φ_PL=0.26)，测得P2的Φ_PL=0.10。

实施例5

本实施例以本发明实施例1提供的配合物P1为发光层的掺杂客体，制备有机电致发光器件，如图3所示，该有机电致发光器件的结构包括依次层叠的透明阳极301、空穴注入层302、空穴传输层303、电子阻挡层304、发光层305、空穴阻挡层306、电子传输层307、电子注入缓冲层308、阴极309。

该有机电致发光器件的制备工艺包括：

在一个玻璃基板片上沉积一层厚度为100nm、方块电阻为10～20Ω/口的氧化铟锡(ITO)作为透明阳极301，通过真空蒸镀依次在阳极301上制备一层厚度为40nm的4,4′,4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)作为空穴注入层302，一层厚度为20nm的N,N′-双（1-萘基）-N,N′-二苯基对二氨基联苯(NPB)作为空穴传输层303，一层厚度为10nm的1,3-双(9-咔唑基)苯(mCP)作为电子阻挡层304，和一层厚度为30nm的掺杂有7wt%P1的mCP混合材料作为发光层305，再在此发光层305上依次真空蒸镀一层厚度为10nm的2,9-二甲基-4,7-二苯基-邻二氮杂菲(BCP)作为空穴阻挡层306、厚度为35nm的三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)作为电子传输层307、厚度为1nm的氟化锂(LiF)作为电子注入缓冲层308，最后在缓冲层上采用真空镀膜沉积技术沉积厚度为120nm的金属铝(Al)，作为器件的阴极309。因此，该有机电致发光器件的具体结构可以表示为ITO(100nm)/m-MTDATA(40nm)/NPB(20nm)/mCP(10nm)/mCP:7wt%P1(30nm)/BCP(10nm)/Alq₃(35nm)/LiF(1nm)/Al(120nm)；其中，P1为本发明实施例1制得的配合物，斜杠“/”表示层状结构。

由Keithley源测量系统（Keithley 2400 Sourcemeter）测试上述有机电致发光器件的电流-亮度-电压特性，用法国JY公司SPEX CCD3000光谱仪测量其电致发光光谱，所有测量均在室温大气中完成，测得有机电致发光器件的最大外量子效率为10.6%，最大流明效率为7.5lm/W。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种蓝光有机电致发光材料，其特征在于，结构式如P所示：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基。

2.一种蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、提供如下结构式表示的化合物A和化合物B：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基；

S40、提供如下结构式表示的化合物E：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基。

3.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S20中，所述化合物A在反应液中的浓度为0.1～0.2mol/L；所述第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或甲苯。

4.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S20中，所述钯催化剂为二氯二(三苯基膦)化钯或四(三苯基膦)合钯，所述钯催化剂的摩尔用量为化合物A的2%～5%倍；所述碱为碳酸钾水溶液或碳酸钠水溶液，所述碱的摩尔用量为化合物A的1～3倍。

5.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S20中，所述分离纯化步骤包括：待反应液冷却至室温后，采用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤至中性，再经无水硫酸镁干燥后，过滤得到滤液，所得滤液经减压蒸除去溶剂后得到粗产物，粗产物再用体积比为1:5～1:10的乙酸乙酯与正己烷混合液为洗脱剂进行硅胶柱色谱分离，得到所述化合物C。

6.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S30中，所述分离纯化步骤包括：待反应停止冷至室温后，旋转蒸除部分溶剂，加入适量蒸馏水，过滤得到固体，固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤，干燥后得所述化合物D。

7.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S40中，所述第二有机溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷或三氯甲烷。

8.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S40中，所述化合物D在混合溶液中的浓度为0.01～0.02mol/L，所述甲醇钠或乙醇钠的摩尔用量为所述化合物D的8～12倍。

9.如权利要求2所述的蓝光有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，所述S40中，所述分离纯化步骤包括：待反应停止冷至室温后，浓缩除去部分溶剂，加入适量蒸馏水，有固体析出；过滤收集粗产物，粗产物依次用去离子水、甲醇洗涤后，再经二氯甲烷和无水乙醇的混合溶剂重结晶，得到所述蓝光有机电致发光材料。

10.一种有机电致发光器件，包括发光层，其特征在于，所述发光层中掺杂有如权利要求1所述的蓝光有机电致发光材料，其结构式如P所示：

式中，R为氢原子或C₁～C₂₀的烷基。