CN106928282A - 铂错合物及使用其的有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
一种由通式(I)或通式(II)所表示的铂错合物及使用其的有机发光二极管。在通式(I)或通式(II)中,L1及L2为含氮杂环双牙配基;R1为经取代或未取代的C1‑C12烷基,或经取代或未经取代的C6‑C12芳基;R2为氢、卤素、经取代或未取代的C1‑C12烷基,或经取代或未经取代的C6‑C12芳基;R3为氢、经取代或未取代的C1‑C12烷基,或经取代或未经取代的C6‑C12芳基;RF为‑CmF2m+1,m为1~3的整数;X1至X6独立地为碳或氮;若X6为氮且X3、X4及X5为碳时,R3不为氢。本发明可增加的发光量子产率,从而得到高发光效率的蓝、绿光至红光发光材料。
Description
技术领域
本发明是有关于一种铂错合物,以及使用其的有机发光二极管,且特别是有关于一种具有含氮杂环双牙配基结构的铂错合物,以及使用其的有机发光二极管(OLED)。
背景技术
有机发光二极管元件在显示器工业上已经得到许多人的注意,特别是在平面显示器工业上,因为有机发光二极管元件能在低驱动电压下操作,又能产生高发光效率、发光范围涵盖可见光区以及近红外光区。
为了发展全彩化的平面显示器,开发稳定及高发光效率的色光发光材料为现今研究OLED的主要目标。目前已知四配位的铂错合物具有良好的放光性质,元件效率可达到39%,且其光色为橘红色。因此,开发新颖、具高发光效率的不同颜色发光材料是目前极需努力的目标。
发明内容
本发明提供一种铂错合物,其用于OLED的发光层时可有效提升OLED的发光效率。
本发明并提供一种使用此铂错合物的有机发光二极管。
本发明提供一种铂错合物,由下列通式(I)或(II)所表示:
其中L1及L2为含氮杂环双牙配基;
R1为经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
R2为氢、卤素、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
R3为氢、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
RF为-CmF2m+1,m为1~3的整数;
X1至X6独立地为碳或氮;
若X6为氮且X3、X4及X5为碳时,R3不为氢。
本发明提供一种有机发光二极管,其包括二电极及配置于所述二电极之间的一发光层,其中所述发光层含有上述的铂错合物。
在本发明的铂错合物中,具有特定结构的含氮杂环双牙配基,可维持强的氮-铂键结以及调整跃迁能阶,而具有增加的发光量子产率以及显著缩短的磷光发光寿命,从而得到高发光效率的蓝、绿光至红光发光材料、甚至可以进一步延伸到近红外光区。此外,本发明的铂错合物可使用于有机发光二极管的发光层中,用以提升有机发光二极管的外部量子效率与幅射率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1示出本发明实施例1~3所合成的铂错合物的磷光光谱;
图2示出本发明实施例4、6所合成的铂错合物的磷光光谱;
图3示出本发明实施例7~11所合成的铂错合物的磷光光谱;
图4示出本发明实施例12~14所合成的铂错合物的磷光光谱;
图5为依照本发明一实施例的有机发光二极管的剖面示意图;
图6为实施例15与实施例16的有机发光二极管的电流密度-外部量子效率曲线;
图7为实施例15与实施例16的有机发光二极管的电压-幅射率曲线。
附图标记说明:
500:阳极;
502:电洞注入层;
504:电洞传输层;
506:电子阻挡层;
508:发光层;
510:电子传输层;
512:阴极。
具体实施方式
以下将通过实施方式对本发明作进一步说明,但所述实施方式仅为例示说明之用,而非用以限制本发明的范围。
[本发明的铂错合物的结构]
根据本发明一实施例的铂错合物,其结构可由下列通式(I)或通式(II)所示:
其中L1及L2为含氮杂环双牙配基。R1为经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基。R2为氢、卤素、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基。R3为氢、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基。RF为-CmF2m+1,m为1~3的整数。X1至X6独立地为碳或氮。若X6为氮且X3、X4及X5为碳时,R3不为氢。
此外,由通式(I)所表示的铂错合物结构中的含氮杂环双牙配基例如是将以下含氮杂环化合物(1’)的N-H质子拔除而得者,可由以下通式(1)表示。
由通式(II)所表示的铂错合物结构中的含氮杂环双牙配基例如是将以下含氮杂环化合物(2’)的N-H质子拔除而得者,可由以下通式(2)表示。
在本发明一实施例中,X3至X6中至多一个为氮。
在本发明一实施例中,L1可为含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基,或含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基。
在本发明一实施例中,当L1为含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基且X1为碳时,符合通式(I)的铂错合物的实际例子为:由式(I-1)至式(I-9)中任一个所表示的铂错合物,后文将其简称为化合物(I-1)、(I-2)…。此种简称方式也套用于下文中以其他化学结构式表达的铂错合物。
在本发明另一实施例中,当L1为含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基且X1为氮时,符合通式(I)的铂错合物的实际例子为:由式(I-10)至式(I-21)中任一个所表示的铂错合物。
在本发明一实施例中,当L1为含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基且X1为碳时,符合通式(I)的铂错合物的实际例子为:由前述式(I-22)至式(I-75)中任一个所表示的铂错合物。
在本发明另一实施例中,当L1为含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基且X1为氮时,符合通式(I)的铂错合物的实际例子为:由前述式(I-76)至式(I-129)中任一个所表示的铂错合物。
L2例如是含有一个五圆环与一个六圆环的第三含氮杂环双牙配基。
在本发明一实施例中,当L2为含有一个五圆环与一个六圆环的第三含氮杂环双牙配基且L2上的氮原子数目为3以下时,符合通式(II)的铂错合物的实际例子为:由前述式(II-1)至式(II-35)中任一个所表示的铂错合物。
在本发明一实施例中,当L2为含有一个五圆环与一个六圆环的第三含氮杂环双牙配基且L2上的氮原子数目为4以上时,符合通式(II)的铂错合物的实际例子为:由前述式(II-36)至式(II-118)中任一个所表示的铂错合物。
具有上述结构的铂错合物,因含有吡唑或三唑基团及具有拉电子能力的氟烷基,可帮助调整铂错合物的能阶,使HOMO能阶与LUMO能阶的差值符合需求,另外并维持铂错合物的刚性,且经激发后,可通过金属-金属键结轨域至螯合配基的反键结轨域的电荷转移的机制而放射出光色为红光至蓝光的色光,且具有良好的放光效率,而能应用在制造有机发光二极管上。
本发明的有机发光二极管包括二电极及配置于所述二电极之间的一发光层,所述发光层含有上述铂错合物。二电极各自的材料可选用本领域中通常使用者,各电极与发光层之间也可依本领域所熟知的技术来加设其他功能层,例如电子传输层、电洞传输层、电子阻挡层等等。此有机发光二极管可制作于基板上,例如玻璃基板。
[本发明的铂错合物的形成方法]
[配基前驱物合成]
由通式(1)表示的含氮杂环双牙配基的二例的前驱物例如可由以下所示的反应步骤形成。
由通式(2)表示的含氮杂环双牙配基的一例的前驱物例如可由以下所示的反应步骤形成。
本发明的铂错合物中使用的配基可依据各个配基的变化选用适当的反应物及反应条件进行制备,且反应制备方式可依据本领域所熟知的技术进行变化。
本发明的铂错合物的制备方法的可以是一步骤法或两步骤法。
一步骤法包含的反应步骤如下:将配基、铂源及其他必要试剂混合,以得到本发明的铂错合物。
两步骤法包含的反应步骤如下:将第一配基(例如由通式(1)或通式(2)表示的含氮杂环双牙配基)的前驱物、铂源及其他必要试剂混合,以得到含有铂金属的中间产物,再将所得到的含有铂金属的中间产物、第二配基(例如L1或L2)的前驱物及其他必要试剂混合,以得到本发明的铂错合物。将第一、第二配基与铂原子连接的顺序也可倒过来,即先与第二配基的前驱物反应再与第一配基的前驱物反应。
[含有铂金属的中间产物的合成]
中间产物Pt(Hfppz)Cl2的合成
取5-(2-吡啶基)-3-三氟甲基吡唑(5-(2-pyridyl)-3-trifluoromethylpyrazole)(fppzH,800mg,3.8mmol)与K2PtCl4(1.6g,3.9mmol)放入反应瓶中,再加入0.2M HCl(250mL),加热至90℃。2小时后结束反应,反应瓶冷却回到室温,抽气过滤后以二乙醚(diethyl ether)清洗,得到黄色的中间产物Pt(Hfppz)Cl2(1.5g,产率81%)。
Pt(Hfppz)Cl2的光谱信息:MS(FAB,195Pt):m/z 479.3[M+];1H NMR(400MHz,d6-acetone,298K):δ9.45(d,J=6.0Hz,1H),8.38(dd,J=7.6,7.2Hz,1H),8.30(d,J=7.6Hz,1H),7.88(s,1H),7.77(dd,J=7.2,6.0Hz,1H).19F NMR(376MHz,d6-acetone,298K):δ-61.12(s,3F)。
中间产物Pt(Hfprpz)Cl2的合成:
取5-(2-吡嗪基)-3-三氟甲基吡唑(5-(2-pyrazinyl)-3-trifluoromethylpyrazole)(250mg,1.2mmol)与K2PtCl4(580mg,1.4mmol)放入反应瓶中,再加入0.2M HCl(250mL),加热至90℃。2小时后结束反应,将温度降至室温,抽气过滤后以二乙醚清洗,得到黄色的中间产物Pt(Hfprpz)Cl2(426mg,产率76%)。
Pt(Hfprpz)Cl2的光谱信息:1H NMR(700MHz,d8-THF,323K):δ11.49(br,1H),10.37(d,J=3Hz,1H),9.20(s,1H),8.71(d,J=3Hz,1H),7.19(s,1H),19F NMR(600MHz,d8-THF,323K):δ-61.81(s,CF3)。
中间产物Pt(tBu-Hfppz)Cl2的合成
取5-(2-吡啶基-4-三级丁基)-3-三氟甲基吡唑(5-(2-pyridyl-4-tert-butyl)-3-trifluoromethylpyrazole)(568mg,21.17mmol)与K2PtCl4(800mg,17.74mmol)放入反应瓶中,再加入0.2M HCl(250mL),加热至90℃。2小时后结束反应,将温度降至室温,抽气过滤后以二乙醚清洗,得到黄色的中间产物Pt(tBu-Hfppz)Cl2(870mg,产率84%)。
Pt(tBu-Hfppz)Cl2的光谱信息:1H NMR(400MHz,CDCl3,298K):δ9.45(d,J=6.0Hz,1H),8.38(dd,J=7.6,7.2Hz,1H),7.88(s,1H),7.77(dd,J=7.2,6.0Hz,1H),1.35(s,9H).19FNMR(376MHz,d6-acetone,298K):δ-61.12(s,3F)。
以下将通过数个实施例对本发明作进一步说明,但所述实施例仅为例示说明之用,而非用以限制本发明的范围。
[实施例]
实施例1
化合物(I-1)的制备:
取Pt(DMSO)2Cl2(490mg,1.2mmol)、L-im-Pz(500mg,2.3mmol)和Na2CO3(490mg,4.7mmol)置于50mL圆底瓶,加入THF(20mL),加热至沸腾,反应16小时后,将温度降回室温,反应结束后加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华纯化后可得白色粉末(810mg,产率95%)。
化合物(I-1)的光谱数据:MS(FAB,195Pt):m/z 625.1[M+];1H NMR(400MHz,d6-acetone,298K):δ7.93(d,J=1.6Hz,2H),7.39(d,J=1.6Hz,2H),6.97(s,2H),4.11(s,6H).19F NMR(376MHz,d6-acetone,298K):δ-61.07(s,6F).Anal.Calcd.for C16H12F6N8Pt:C,30.73;H,1.93;N,17.92.Found:C,30.61;H,2.27;N,17.42。
实施例2
化合物(I-2)的制备:
取Pt(DMSO)2Cl2(200mg,0.6mmol)、L-iPrim-Pz(237mg,1mmol)与Na2CO3(502mg,4.74mmol)置于50mL圆底瓶,加入THF(20mL)溶解反应物后,并加热回流16小时。反应结束后,将温度降回室温,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华纯化后可得白色粉末(187mg,产率58%)。
化合物(I-2)的光谱数据:1H NMR(400MHz,d6-DMSO,298K):δ7.79(d,J=1.6Hz,2H),7.70(d,J=1.6Hz,2H),7.21(s,2H),4.94~4.88(m,2H),1.48(d,J=6.4Hz,6H);19FNMR(400MHz,d6-DMSO,298K):δ-59.11(s,6F)。
实施例3
化合物(I-3)的制备:
取Pt(DMSO)2Cl2(200mg,0.6mmol)、L-Phim-Pz(270mg,1mmol)与Na2CO3(502mg,4.74mmol)置于50mL圆底瓶,加入THF(25mL),并加热回流16小时。反应结束后,将温度降回室温,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华纯化后可得米白色粉末(190mg,产率53%)。
化合物(I-3)的光谱数据:1H NMR(400MHz,d6-DMSO,298K):δ7.89(t,J=1.4Hz,2H),7.80(t,J=1.4Hz,2H),7.72~7.64(m,10H),6.01(s,2H);19F NMR(376MHz,d6-DMSO,298K):δ-59.14(s,6F)。
实施例1~3所合成的铂错合物(即化合物(I-1)、化合物(I-2)与化合物(I-3))的磷光光谱示出于图1,且发射峰位置(emλmax)、量子产率(φ)及磷光生命期(τ)列示于下表1。
表1
化合物 | emλmax(nm) | φ(%) | τ(ns) |
(I-1) | 442 | 31 | 6026 |
(I-2) | 474 | 45 | 3875 |
(I-3) | 471 | 39 | 3142 |
由图1及表1可知,此三化合物在蓝光的波长范围内具有优良的发光效率,约为31%至45%之间。
实施例4
化合物(I-22)的制备:
取Pt(Hfppz)Cl2(295mg,0.6mmol)、L-im-Pz(200mg,0.9mmol)置于50mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(20mL),加热至沸腾,反应16小时后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得黄色粉末(223mg,产率58%)。
化合物(I-22)的光谱数据:MS(FAB,195Pt):m/z 622.7[M+];1H NMR(400MHz,d6-acetone,298K):δ10.10(d,J=8.0Hz,1H),8.14(t,J=8.0Hz,1H),7.88~7.84(m,2H),7.42(t,J=7.6Hz,1H),7.28(d,J=1.6Hz,1H),6.97(s,1H),6.86(s,1H),4.04(s,3H).19F NMR(376MHz,d6-acetone,298K):δ-60.92(s,3F),-61.14(s,3F)。
实施例5
化合物(I-23)的制备:
取Pt(Hfppz)Cl2(295mg,0.6mmol)、L-iPrim-Pz(226mg,0.9mmol)置于50mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(20mL),加热至沸腾,反应16小时后,将温度降回室温,且在反应结束后加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得黄色粉末(248mg,产率62%)。
实施例6
化合物(I-24)的制备:
取Pt(Hfppz)Cl2(295mg,0.6mmol)、L-Phim-Pz(258mg,0.9mmol)置于50mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(20mL),加热至沸腾,反应16小时后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得黄绿色固体(308mg,产率73%)。
化合物(I-24)的光谱数据:1H NMR(400MHz,d6-DMSO,298K):δ9.8(d,J=6Hz,1H),8.10(tt,J=7.6Hz,1.6Hz,1H),7.89(d,J=6Hz,1H),7.86(t,J=1.6Hz1H),7.68~7.64(m,5H),7.39(tt,J=7.6Hz,1.6Hz,1H),7.10(s,1H),5.90(s,1H);19F NMR(376MHz,d6-DMSO,298K):δ-59.39(s,3F),-59.44(s,3F).
实施例4、6所合成的铂错合物(即化合物(I-22)与化合物(I-24))的磷光光谱示出于图2,且发射峰位置(emλmax)、量子产率(φ)及磷光生命期(τ)列示于下表2。
表2
化合物 | emλmax(nm) | φ(%) | τ(ns) |
(I-22) | 531 | 91 | 432 |
(I-24) | 541 | 89 | 530 |
由图2及表2可知,此三化合物在绿光的波长范围内具有优良的发光效率,约为91%至89%之间,且其较一般磷光化合物为短的磷光生命周期有助于减少三重态淬熄的发生,进而提高OLED发光效率。
实施例7
化合物(I-28)的制备:
取Pt(Hfprpz)Cl2(150mg,0.31mmol)、L-im-Pz(70.7mg,0.33mmol)置于25mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(15mL),加热至沸腾,反应16小时后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得橘红色粉末(135mg,产率69%)。
化合物(I-28)的光谱信息:1H NMR(400MHz,d6-acetone,298K):δ10.10(d,J=8.0Hz,1H),8.14(t,J=8.0Hz,1H),7.88~7.84(m,2H),7.42(t,J=7.6Hz,1H),7.28(d,J=1.6Hz,1H),6.97(s,1H),6.86(s,1H),4.04(s,3H).19F NMR(376MHz,d6-acetone,298K):δ-60.92(s,3F),-61.14(s,3F)。
实施例8
化合物(II-36)的制备:
取Pt(Hfppz)Cl2(295mg,0.6mmol)、L-Pr-Pz(258mg,0.9mmol)置于50mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(20mL),加热至沸腾,反应过夜后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得黄绿色固体(308mg,产率73%)。
化合物(II-36)的光谱信息:1H NMR(700MHz,d8-THF,323K):δ10.42(d,J=3.5Hz,1H),10.40(d,J=6.3Hz,1H),9.12(s,1H),8.63(d,J=3.5Hz,1H),8.06(t,J=9.1Hz,1H),7.83(d,J=9.1Hz,1H),7.44(t,J=6.3Hz),7.11(s,1H),6.98(s,1H);19F NMR(658MHz,d8-THF,323K):δ-61.71(s,3F),-61.76(s,3F).Anal.Calcd.for C17H9F6N7Pt:C,32.91;H,1.46;N,15.80.Found:C,32.93;H,1.64;N,15.91。
实施例9
化合物(II-38)的制备:
取Pt(tBu-Hfppz)Cl2(150mg,0.3mmol)、L-Pr-Pz(68.4mg,0.32mmol)置于25mL圆底瓶,加入2-甲氧基乙醇(15mL),加热至沸腾,反应过夜后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华纯化后可得橘红色粉末(144mg,产率75%)。
化合物(II-38)的光谱信息:1H NMR(700MHz,d8-THF,323K):δ10.37(dd,J=2.4Hz,0.8Hz,1H),10.32(d,J=4.4Hz,1H),9.09(d,J=0.8Hz,1H),8.59(d,J=2.4Hz,1H),7.80(d,J=1.6Hz,1H),7.49(dd,J=4.4Hz,1.6Hz,1H),7.08(s,1H),6.99(s,1H),1.40(s,9H);19F NMR(658MHz,d8-THF,323K):δ-61.63(s,3F),-61.68(s,3F)。
实施例10
化合物(II-72)的制备:
取Pt(DMSO)2Cl2(500mg,1.2mmol)、L-PrPz(524mg,2.5mmol)和Na2CO3(382mg,3.6mmol)置于50mL圆底瓶,加入THF(20mL),加热至沸腾,反应8小时后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得暗墨绿色粉末(715mg,96%)。
化合物(II-72)的光谱信息:1H NMR(600MHz,d8-THF,323K):δ10.37(d,J=3Hz,2H),9.20(s,2H),8.72(d,J=3Hz,2H),7.19(s,2H);19F NMR(564MHz,d8-THF,323K):δ-61.86(s,6F).Anal.Calcd.for C16H8F6N8Pt:C,30.93;H,1.30;N,18.03.Found:C,31.08;H,1.62;N,17.82。
实施例11
化合物(II-17)的制备:
取Pt(DMSO)2Cl2(150mg,0.36mmol)、L-CF3PPz(205mg,0.73mmol)和Na2CO3(113mg,1.07mmol)置于25mL圆底瓶,加入THF(10mL),加热至沸腾,反应8小时后,将温度降回室温,且在反应结束后,加入去离子水并过滤,以二乙醚及乙酸乙酯清洗,收集沉淀物,沉淀物经升华后可得暗墨绿色粉末(173mg,65%)。
1H NMR(400MHz,d8-THF,298K):δ12.32(d,J=8Hz,2H),10.01(s,2H),9.69(d,J=8Hz,2H),9.00(s,2H);19F NMR(376MHz,d8-THF,298K):δ-59,98(s,6F),-64.39(s,6F)。
实施例7~11所合成的铂错合物(即化合物(I-28)、化合物(II-36)、化合物(II-38)、化合物(II-17)及化合物(II-72))的磷光光谱示出于图3,且发射峰位置(emλmax)、量子产率(φ)及磷光生命期(τ)列示于下表3。
表3
化合物 | emλmax(nm) | φ(%) | τ(ns) |
(I-28) | 663 | 21 | 597 |
(II-36) | 703 | 52 | 365 |
(II-38) | 673 | 56 | 309 |
(II-17) | 683 | 53 | 987 |
(II-72) | 738 | 81 | 313 |
由图3及表3可知,此五化合物在红光以及近红外光区的波长范围内具有优良的发光效率,且其较一般磷光化合物为短的磷光生命周期有助于减少三重态淬熄的发生,进而提高OLED发光效率。
实施例12
化合物(II-5)的制备:
将Pt(tBu-Hfppz)Cl2(200mg,37.44mmol)、L-II-5(174mg,41.18mmol)、Na2CO3(200mg,187.20mmol)及60mL的2-甲氧基乙醇置入反应瓶中,加热至100 C反应过夜,降至室温,加入大量的水逼出固体,将沉淀物过滤,粗产物以管柱层析分离(SiO2,二氯甲烷)可得红色固体225mg,产率48%。
化合物(II-5)的光谱信息:1H NMR(400MHz,CDCl3,298K):δ9.90(br,1H),9.70(br,1H),8.15(br,1H),7.58(s,1H),7.43(m,2H),7.28(m,2H),7.12(br,1H),6.97(br,1H),6.68(br,1H),9.24(br,1H),2.63(q,J=8.0Hz,2H),1.23(s,9H),1.18(m,12H).19F NMR(376MHz,CDCl3,298K):δ-61.7(s,3F),-61.8(s,3F).MS[FAB],m/z 887.2,M+。
实施例13
化合物(II-1)的制备:
反应条件类似化合物(II-5)的制备方式,不同的是将配基自L-II-5换成L-II-1,最终再以管柱层析分离(SiO2,二氯甲烷),得到橘色固体,产率52%。
化合物(II-1)的光谱信息:1H NMR(400MHz,CDCl3,298K):δ10.20(d,J=8.0Hz,1H),10.15(d,J=4.0Hz,1H),8.29(d,J=8.0Hz,1H),7.74(m,3H),7.40(s,2H),7.02(s,1H),6.62(s,1H),1.47(s,9H),1.40(s,9H).19F NMR(376MHz,CDCl3,298K):δ-60.78(s,3F),-61.76(s,3F).MS[FAB],m/z 782.9,M+。
实施例14
化合物(II-4)的制备:
反应条件类似化合物(II-5)的制备方式,不同的是将配基自L-II-5换成L-II-4,最终再以管柱层析分离(SiO2,乙酸乙酯/二氯甲烷=1:4),得到橘色固体,产率36%。
化合物(II-4)的光谱信息:1H NMR(400MHz,CDCl3,298K):δ11.02(s,1H),10.13(s,1H),7.84(d,J=7.2Hz,1H),7.77(d,J=9.2Hz,2H),7.67(d,J=8.0Hz,1H),7.53(s,1H),7.45(s,1H),6.72(s,1H),6.67(br,1H),1.47(s,9H),1.42(s,9H).19F NMR(376MHz,CDCl3,298K):δ-60.83(s,3F),-61.02(s,3F).MS[FAB],m/z 781.9,M+。
实施例12~14所合成的铂错合物(即化合物(II-1)、化合物(II-4)与化合物(II-5))的磷光光谱示出于图4,且发射峰位置(emλmax)及量子产率(φ)列示于下表4。
表4
化合物 | emλmax(nm) | φ(%) |
(II-1) | 652 | 54 |
(II-4) | 604 | 64 |
(II-5) | 684 | 44 |
由图4及表4可知,此三化合物在橘光的波长范围内具有优良的发光效率。
在下文中,将参照图示来说明本发明一实施例的有机发光二极管。
图5为依照本发明一实施例的有机发光二极管的剖面示意图。
请参照图5,其结构包括由下而上堆叠的阳极500、电洞注入层502、电洞传输层504、电子阻挡层506、发光层508、电子传输层510及阴极512。阳极500的材料为ITO、电洞注入层502的材料为2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile,HATCN)、电洞传输层504的材料为N,N'-二-(1-萘基)-N,N'-二苯基联苯-4,4'-乙二胺(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine,NPB)、电子阻挡层506的材料为1,3-双(N-咔唑基)苯(mCP)、发光层508的材料为本发明的化合物(II-53)、电子传输层510的材料为1,3,5-三[2-N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[2-N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene,TPBi),且阴极512的材料为Liq/Al。
实施例15
首先,在做为阳极的ITO上依序沉积HATCN(10nm),以形成电洞注入层。接着,在电洞注入层上沉积NPB(35nm),以形成电洞传输层。然后,在电洞传输层上沉积mCP(15nm),以形成电子阻挡层。其后,在电子阻挡层上沉积化合物(II-53)(20nm),以形成发光层。之后,在发光层上沉积TPBi(40nm),以形成电子传输层。接着,在电子传输层上依序沉积Liq(2nm)以及Al,以形成阴极。至此,即完成了本实施例的有机发光二极管的制作。上述有机发光二极管具有下列结构:ITO/HATCN(10nm)/NPB(35nm)/mCP(15nm)/化合物(II-53)(20nm)/TPBi(40nm)/Liq(2nm)/Al。
实施例16
使用与实施例15类似的方法来形成有机发光二极管,其差别只在于沉积TPBi的厚度为50nm。上述有机发光二极管具有下列结构:ITO/HATCN(10nm)/NPB(35nm)/mCP(15nm)/化合物(II-53)(20nm)/TPBi(50nm)/Liq(2nm)/Al。
图6为实施例15与实施例16的有机发光二极管的电流密度-外部量子效率曲线。
由图6的结果可知,实施例15与实施例16的有机发光二极管的最高外部量子效率分别可达约18%与20%,明显高于现有的有机发光二极管(约14%)。
图7为实施例15与实施例16的有机发光二极管的电压-幅射率曲线。
由图7的结果可知,实施例15与实施例16的有机发光二极管由于具有本发明的铂错合物,因此具有优异的幅射率。
综上所述,在本发明的铂错合物中,具有特定结构的含氮杂环双牙配基,可维持氮-铂键结以及提高跃迁能阶的性质,而具有更短的半生期,从而得到高发光效率的蓝、绿、红光至近红外光材料。此外,使用本发明铂错合物制作的有机发光二极管具有优异的外部量子效率与幅射率。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (17)
1.一种铂错合物,由下列通式(I)或通式(II)所示:
其中L1及L2为含氮杂环双牙配基;
R1为经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
R2为氢、卤素、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
R3为氢、经取代或未取代的C1-C12烷基,或经取代或未经取代的C6-C12芳基;
RF为-CmF2m+1,m为1~3的整数;
X1至X6独立地为碳或氮;以及
若X6为氮且X3、X4及X5为碳时,R3不为氢。
2.根据权利要求1所述的铂错合物,其中X3至X6中至多一个为氮。
3.根据权利要求1所述的铂错合物,其中L1包括含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基,或含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基。
4.根据权利要求3所述的铂错合物,其中L1为所述含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基,且X1为碳。
5.根据权利要求4所述的铂错合物,其结构由式(I-1)至式(I-9)中任一个所表示:
6.根据权利要求3所述的铂错合物,其中L1为所述含有两个五圆环的第一含氮杂环双牙配基,且X1为氮。
7.根据权利要求6所述的铂错合物,其结构由式(I-10)至式(I-21)中任一个所表示:
8.根据权利要求3所述的铂错合物,其中L1为所述含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基,且X1为碳。
9.根据权利要求8所述的铂错合物,其结构由式(I-22)至式(I-75)中任一个所表示:
10.根据权利要求3所述的铂错合物,其中L1为所述含有一个五圆环与一个六圆环的第二含氮杂环双牙配基,且X1为氮。
11.根据权利要求10所述的铂错合物,其结构由式(I-76)至式(I-129)中任一个所表示:
12.根据权利要求1所述的铂错合物,其中L2包括含有一个五圆环与一个六圆环的第三含氮杂环双牙配基。
13.根据权利要求12所述的铂错合物,其中L2的氮原子数目为3以下。
14.根据权利要求13所述的铂错合物,其结构由式(II-1)至式(II-35)中任一个所表示:
15.根据权利要求12所述的铂错合物,其中L2上的氮原子数目为4以上。
16.根据权利要求15所述的铂错合物,其结构由式(II-36)至式(II-118)中任一个所表示:
17.一种有机发光二极管,包括二电极及配置于所述二电极之间的一发光层,其中所述发光层含有如权利要求1~16项中任一项所述的铂错合物。
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