CN106892944A - 一种吡啶联嘧啶的铱配合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吡啶联嘧啶的铱配合物，可用作有机电致发光材料，具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光化合物，尤其涉及一种可用作有机电致发光材料的吡啶联嘧啶的铱配合物。
背景技术
目前，显示屏以TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)-LCD为主，由于其为非自发光之显示器，因此必须透过背光源投射光线，并依序穿透TFT-LCD面板中之偏光板、玻璃基板、液晶层、彩色滤光片、玻璃基板、偏光板等相关零组件，最后进入人之眼睛成像，才能达到显示之功能。正是由于上述复杂的显示过程，其显示屏在实际应用过程中出现了反应速率慢、耗电、视角窄等缺点，不足以成为完美的显示屏。
有机电致发光二极管(OLEDs)作为一种全新的显示技术在各个性能上拥有现有显示技术无以伦比的优势，如具有全固态、自主发光、亮度高、高分辨率、视角宽(170度以上)、响应速度快、厚度薄、体积小、重量轻、可使用柔性基板、低电压直流驱动(3-10V)、功耗低、工作温度范围宽等，使得它的应用市场十分广泛，如照明系统、通讯系统、车载显示、便携式电子设备、高清晰度显示甚至是军事领域。
有机电致发光二极管之中，当电子和空穴在有机分子中再结合后，会因为电子自旋对称方式的不同，产生两种激发态的形式，一种为单重态约占25％，一种为三重态75％。一般认为，荧光材料通常为有机小分子材料的内部量子效率的极限为25％。而磷光材料由于重原子效应导致的自旋轨道耦合作用，可以利用75％的三重态激子的能量，所以毫无疑问的提高了发光效率。
然而在现有技术中，与荧光材料相比，磷光材料不仅起步较晚，且具有热稳定性差，发光效率低，寿命短，色饱和度低等问题，至今是一个极具挑战的难题。
因此，设计与寻找一种热稳定性好、发光效率高，且寿命长的化合物，作为OLED新型材料以克服其在实际应用过程中出现的不足，是OLED材料研究工作中的重点与今后的研发趋势。
发明内容
为了能够更好地体现出OLED相对于TFT-LCD的跨时代技术优势，而且能够解决OLED材料现有技术在实际应用过程中出现的问题，本发明旨在提供一种热稳定性好、发光效率高、寿命长的有机发光化合物。
本发明的第一方面，提供了一种吡啶联嘧啶的铱配合物，可用作有机电致发光材料，其特征在于，其结构如通式(I)所示：
其中，R1-R6各自独立地选自以下基团：氢、氘、卤素、链烷基、环烷基、杂烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酸基、磺酸基、膦基或者磷氧基。
优选地，所述R1-R6各自独立地选自C1-C60的链烷基或C4-C60的环烷基或氢。
进一步优选地，所述R1-R6各自独立地选自C1-C30的链烷基或C4-C30的环烷基或氢。
更进一步优选地，所述R1选自氢或C1-C6的链烷基；所述R2选自氢或C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基；所述R3选自C1-C6的链烷基；所述R4选自氢或C1-C6的链烷基；所述R5选自选自氢或C1-C6的链烷基；所述R6选自C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基。
最优选地，所述R1选自氢或甲基；所述R2选自氢或甲基；所述R3选自：甲基、异丙基或异丁基；所述R4为氢；所述R5为氢；所述R6选自：甲基、异丙基、异丁基或环戊基。
具体地，所述吡啶联嘧啶的铱配合物选自以下任一种：
本发明的第二方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED掺杂材料。
本发明的第三方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED发光层材料。
本发明的第四方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED器件。
本发明记载的技术方案提供的一种具有通式(Ⅰ)所示的吡啶联嘧啶的铱配合物，可用于制作OLED器件，尤其适于作为OLED掺杂材料。本发明设计的一系列所述吡啶联嘧啶的铱配合物，用于制作OLED器件，解决了现有显示屏反应速率慢、耗电、视角窄等技术问题，此外，还具有热稳定性好，发光效率高，寿命长等优点，具有应用于AMOLED产业的前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施方式。
本发明的第一方面，提供了一种吡啶联嘧啶的铱配合物，可用作有机电致发光材料，其特征在于，其结构如通式(I)所示：
其中，R1-R6各自独立地选自以下基团：氢、氘、卤素、链烷基、环烷基、杂烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酸基、磺酸基、膦基或者磷氧基。
在一个优选实施例中，所述R1-R6各自独立地选自C1-C60的链烷基或C4-C60的环烷基或氢。
在一个进一步优选的实施例中，所述R1-R6各自独立地选自C1-C30的链烷基或C4-C30的环烷基或氢。
在一个更进一步的优选实施例中，所述R1选自氢或C1-C6的链烷基；所述R2选自氢或C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基；所述R3选自C1-C6的链烷基；所述R4选自氢或C1-C6的链烷基；所述R5选自选自氢或C1-C6的链烷基；所述R6选自C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基。
在一个最优选的实施例中，所述R1选自氢或甲基；所述R2选自氢或甲基；所述R3选自：甲基、异丙基或异丁基；所述R4为氢；所述R5为氢；所述R6选自：甲基、异丙基、异丁基或环戊基。
示例性地，所述吡啶联嘧啶的铱配合物选自以下任一种：
本发明的第二方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED掺杂材料。
本发明的第三方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED发光层材料。
本发明的第四方面，提供了一种含有上述吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED器件。
此外，如通式(Ⅰ)所示的吡啶联嘧啶的铱配合物的合成方法，如下所示：
实施例1 化合物CPD1的合成
(1)化合物2的合成
向一个500mL圆底烧瓶中加入化合物1(20g，90mmol，3.0eq)，并加入乙二醇单乙醚(270ml)，去离子水(90mL)，于室温下滴加三水合三氯化铱(9.5g，30mmol，1.0eq)。完毕后，混合物于氮气环境下120摄氏度搅拌16小时；冷却至室温，过滤，甲醇(100mL*3)洗涤滤饼，正己烷(100mL*3)洗涤滤饼，真空干燥后得到化合物2(15.2g，81％)。
(2)化合物3的合成
向一个1L圆底烧瓶中加入化合物2(15g，12mmol，1.0eq)，并加入二氯甲烷(600ml)和三氟甲磺酸银(6.2g，24mmol)，异丙醇(200mL)，投料完毕后，将混合物于氮气避光环境下室温搅拌12小时，过滤，滤液浓缩后得到化合物3(18.2g，95％)。
(3)化合物CPD1的合成
向一个1L圆底烧瓶中加入化合物3(18g，22mmol，1.0eq)，无水乙醇(600ml)和化合物1(15g，75mmol,3.4eq)。完毕后，混合物于氮气氛围下在90摄氏度搅拌16小时，过滤，甲醇(100mL*3)洗涤滤饼，正己烷(100mL*3)洗涤滤饼，真空干燥后得目标产物化合物CPD1(11.7g，63％)，真空升华后得到6.7g产品；化合物CPD11H NMR(400MHz,CDCl3)9.11(s,3H),8.43(s,3H),7.15(s,3H),2.02(s,9H),1.85(s,9H),1.67(s,9H)。
类似地，由于化合物CPD2-16与CPD1属于同一个通式(I)，因此，化合物CPD2-16也可分别通过采用相应的起始原料依照上述方法进行合成。
实施例2 OLED器件制作方法对比例
将25mm*75mm*1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板在异丙醇中进行5分钟超声洗涤后，进行30分钟臭氧洗涤。ITO的膜厚设定为100nm。将洗涤后的带透明电极线的玻璃基板安装到真空蒸镀装置的基板支架上，首先在有透明电极线一侧的面上按照覆盖透明电极的方式蒸镀化合物HATCN,形成膜厚为10nm的化合物HATCN膜，该层膜用作空穴注入层，此外，还有平面化ITO的功能；紧接着蒸镀HIL2在HATCN上形成膜，厚度为125nm，作为空穴注入材料；蒸镀完HIL2后紧接着在其上面蒸镀HTM形成25nm的膜厚，作为空穴传输材料。然后，在HTM膜上共蒸镀Host和作为掺杂材料的对比化合物Cpd，形成膜厚为25nm的发光层，其中掺杂材料浓度为10％。在该发光层上蒸镀作为电子传输材料的ETL，形成膜厚为20nm的电子传输层。在电子传输层上蒸镀LiF，形成膜厚为1nm的LiF层。在LiF上蒸镀金属Al，形成膜厚为80nm的金属阴极。
以简式表示为：
ITO(100nm)/HATCN(10nm)/HIL2(125nm)/HTM(25nm)/EML(Host:Dopant＝96:4,25nm)/ETL(20nm)/LiF(1nm)/Al(80nm)。
实施例3 使用化合物Cpd 1-9的OLED器件制作方法
将25mm*75mm*1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板在异丙醇中进行5分钟超声洗涤后，进行30分钟臭氧洗涤。ITO的膜厚设定为100nm。将洗涤后的带透明电极线的玻璃基板安装到真空蒸镀装置的基板支架上，首先在有透明电极线一侧的面上按照覆盖透明电极的方式蒸镀化合物HATCN,形成膜厚为10nm的化合物HATCN膜，该层膜用作空穴注入层，此外，还有平面化ITO的功能；紧接着蒸镀HIL2在HATCN上形成膜，厚度为125nm，作为空穴注入材料；蒸镀完HIL2后紧接着在其上面蒸镀HTM形成25nm的膜厚，作为空穴传输材料。然后，在HTM膜上共蒸镀Host和作为掺杂材料的化合物(选自以下任一种：Cpd1、 Cpd2、Cpd3、Cpd4、Cpd5、Cpd65、Cpd7、Cpd8、Cpd9)，形成膜厚为25nm的发光层，其中掺杂材料浓度为10％。在该发光层上蒸镀作为电子传输材料的ETL，形成膜厚为20nm的电子传输层。在电子传输层上蒸镀LiF，形成膜厚为1nm的LiF层。在LiF上蒸镀金属Al，形成膜厚为80nm的金属阴极。
以简式表示为：
ITO(100nm)/HATCN(10nm)/HIL2(125nm)/HTM(25nm)/EML(Host:Dopant＝96:4,25nm)/ETL(20nm)/LiF(1nm)/Al(80nm)。
下表为依据实施例2所述方法所制得的OLED器件和依据实施例3所述方法所制得的OLED器件的性能检测对比：
表1
由上表1可知，使用本发明所述的吡啶联嘧啶的铱配合物制得的OLED器件的驱动电压更低，且单位面积光通量更大。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种吡啶联嘧啶的铱配合物，可用作有机电致发光材料，其特征在于，其结构如通式(I)所示：
其中，R1-R6各自独立地选自以下基团：氢、氘、卤素、链烷基、环烷基、杂烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酸基、磺酸基、膦基或者磷氧基。
2.根据权利要求1所述的吡啶联嘧啶的铱配合物，其特征在于，所述R1-R6各自独立地选自C1-C60的链烷基或C4-C60的环烷基或氢。
3.根据权利要求2所述的吡啶联嘧啶的铱配合物，其特征在于，所述R1-R6各自独立地选自C1-C30的链烷基或C4-C30的环烷基或氢。
4.根据权利要求3所述的吡啶联嘧啶的铱配合物，其特征在于，所述R1选自氢或C1-C6的链烷基；所述R2选自氢或C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基；所述R3选自C1-C6的链烷基；所述R4选自氢或C1-C6的链烷基；所述R5选自选自氢或C1-C6的链烷基；所述R6选自C1-C4的链烷基或C4-C6的环烷基。
5.根据权利要求4所述的吡啶联嘧啶的铱配合物，其特征在于，所述R1选自氢或甲基；所述R2选自氢或甲基；所述R3选自：甲基、异丙基或异丁基；所述R4为氢；所述R5为氢；所述R6选自：甲基、异丙基、异丁基或环戊基。
6.根据权利要求5所述的吡啶联嘧啶的铱配合物，其特征在于，所述吡啶联嘧啶的铱配合物选自以下任一种：
7.一种含有权利要求1-6中任一项所述的吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED掺杂材料。
8.一种含有权利要求1-6中任一项所述的吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED发光层材料。
9.一种含有权利要求1-6中任一项所述的吡啶联嘧啶的铱配合物的OLED器件。
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| US11882759B2 (en) * | 2018-04-13 | 2024-01-23 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
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| JP2006182921A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Konica Minolta Holdings Inc | 有機ｅｌ素子用材料、有機ｅｌ素子、表示装置及び照明装置 |
| CN102870248A (zh) * | 2010-04-26 | 2013-01-09 | 佳能株式会社 | 有机发光器件 |
| CN104418906A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-03-18 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种蓝光有机电致磷光材料铱金属配合物及其制备方法和应用 |
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2015
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