CN109970809B - 一种金属铱配合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属铱配合物及其应用，该配合物应用于OLED发光器件制作，可以获得良好的器件表现，所述金属铱配合物作为OLED发光器件的发光层掺杂材料使用时，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善。本发明所述金属铱配合物在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。

Description

一种金属铱配合物及其应用
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种配合物及其作为发光层中的掺杂材料在有机发光二极管上的应用。
背景技术
有机电致发光(OLED:Organic Light Emission Diodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。
当前，OLED显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展。但是，和实际的产品应用要求相比，OLED器件的发光效率，使用寿命等性能还需要进一步提升。
OLED发光器件犹如三明治的结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。
对于OLED发光器件提高性能的研究包括：降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但需要从OLED器件结构和制作工艺的创新，更需要OLED光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能OLED的功能材料。
1998年美国普林斯顿大学的Forrest等人研究发现，使用一般有机材料或采用荧光染料掺杂技术制备的有机发光器件，由于受自旋守恒的量子力学跃迁规律约束，其最大发光内量子效率为25％。他们将磷光染料八乙基卟啉铂掺杂于主体发光材料中，制备出外量子效率为4％，内量子效率达23％的发光器件，从而开辟了磷光电致发光的新领域。
由于磷光配合物具有非常高的效率和亮度，有机磷光配合物在有机固态照明领域有着较强的应用前景。但是，由于目前报道的磷光配合物存在较为严重的三重态-三重态湮灭以及较差的载流子传输能力，该类配合物往往要在很低、很窄的掺杂浓度范围内才能实现高性能的电致发光，这就要求较为苛刻的器件制备条件，从而导致产业化生产中的较高的成本，影响产品的品质和商业竞争能力。
因此，针对当前OLED器件的产业应用要求，以及OLED器件的光电特性需求，必须选择更适合，具有高性能的发光层掺杂材料，才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。
就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料的开发显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种金属铱配合物及其应用。本发明金属铱配合物作为OLED器件的发光层掺杂材料，制作出的OLED器件具有良好的光电性能；所述金属铱配合物作为OLED发光器件的发光层掺杂材料使用时，能够显著降低器件驱动电压，同时器件的电流效率、外量子效率和器件寿命均得到很大改善。能够满足面板制造企业的要求。
本发明的技术方案如下：
本阿明提供一种金属铱配合物，该配合物的结构式如通式(1)所示：
Figure BDA0001527741370000021
通式(1)中，n＝1或2；R1＇～R8＇分别独立地表示为氢、C1-6的烷基、C3-6的环烷基、C3-30的杂芳基、烷基或芳基取代的C3-30的杂芳基、C6-30的芳基或者烷基取代的C6-30的芳基中的一种；
通式(1)中，X表示为
Figure BDA0001527741370000022
其中，R9’和R10’分别独立地表示为C1-6的烷基、C3-6的环烷基、C3-30的杂芳基、烷基取代的C3-30的杂芳基、芳基取代的C3-30的杂芳基、C6-30的芳基或者烷基取代的C6-30的芳基中的一种；
通式(1)中，位于通式(1)左侧的C、N元素与金属铱形成配位键的官能团，选自下列基团中的一种：
Figure BDA0001527741370000031
Figure BDA0001527741370000032
其中，R1～R11分别独立地表示为氢、C1-6的烷基、C3-6的环烷基、C3-30的杂芳基、烷基或芳基取代的C3-30的杂芳基、C6-30的芳基或者烷基取代的C6-30的芳基中的一种；Z1～Z7分别独立的表示为C3-30的杂芳基、烷基或芳基取代的C3-30的杂芳基、C6-30的芳基或者烷基取代的C6-30的芳基中的一种。
进一步，所述R1～R11之间可以通过C-C键、C-N键相互键结而形成的五元环、六元环或七元环；
进一步，所述杂芳基是指被至少一个杂原子取代的芳基，所述杂原子可以为氮原子、氧原子、硫原子、磷原子或硼原子等。
进一步，所述通式(1)中，所述R1＇～R8＇分别独立的表示为氢、C1-6的直链烷基、C1-6的支链烷基、C3-6的环烷基、苯基、烷基取代的苯基、联苯基、烷基取代的联苯基、萘基、烷基取代的萘基、嘧啶基、烷基或芳基取代的嘧啶基、吡啶基、烷基或芳基取代的吡啶基中的任一种。
进一步，所述通式(1)中，所述R1＇～R8＇分别独立的表示为氢、甲基、异丙基、叔丁基、环己基、苯基、联苯基、萘基中的任一种。
进一步，所述通式(1)中，所述R1～R11分别独立的表示为氢、C1-6的直链烷基、C1-6的支链烷基、苯基或者烷基取代的苯基、萘基或者烷基取代的萘基、吡啶基或烷基取代的吡啶基中的任一种。
进一步，所述通式(1)中，所述R1～R11分别独立的表示为氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基或吡啶基中的任一种。
进一步，所述配合物的具体结构式为：
Figure BDA0001527741370000033
Figure BDA0001527741370000041
Figure BDA0001527741370000051
Figure BDA0001527741370000061
Figure BDA0001527741370000071
Figure BDA0001527741370000081
Figure BDA0001527741370000091
Figure BDA0001527741370000101
Figure BDA0001527741370000111
本发明还提供一种上述金属铱配合物的制备方法，
当n＝2时，制备反应方程式为：
Figure BDA0001527741370000112
具体反应过程包括如下步骤：
(1-1)中间体M1的制备：将原料Ⅰ、IrCl3依次放入反应容器中，以乙二醇乙醚和蒸馏水作为溶剂，在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于110～120℃反应10～24h，冷却并加入稀盐酸搅拌，过滤得固体，滤饼依次使用蒸馏水、乙醇淋洗，经真空干燥，得到中间体M1；
(1-2)目标产物的制备：将中间体M1、原料Ⅱ依次放入反应容器中，以乙二醇乙醚作为溶剂，加入碳酸钠，在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于110～120℃反应10～24h，冷却、过滤得滤饼，滤饼依次使用蒸馏水、乙醇淋洗，过硅胶柱，得到金属铱配合物；
当n＝1时，制备反应方程式为：
Figure BDA0001527741370000121
具体反应过程包括如下步骤：
(2-1)中间体M2的制备：将原料Ⅱ、IrCl3依次放入反应容器中，以乙二醇乙醚和蒸馏水作为溶剂，在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于110～120℃反应10～24h，冷却并加入稀盐酸搅拌，过滤得固体，滤饼依次使用蒸馏水、乙醇淋洗，经真空干燥，得到中间体M2；
(2-2)目标产物的制备：将中间体M2、原料Ⅰ依次放入反应容器中，以乙二醇乙醚作为溶剂，加入碳酸钠，在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于110～120℃反应10～24h，冷却、过滤得滤饼，滤饼依次使用蒸馏水、乙醇淋洗，过硅胶柱，得到金属铱配合物。
进一步，所述步骤(1-1)中，原料Ⅰ与IrCl3的摩尔比为原料Ⅰ：IrCl3＝2～2.5:1；乙二醇乙醚和蒸馏水的体积比为乙二醇甲醚：蒸馏水＝3:1；所述步骤(1-2)中，所述中间体M1、原料Ⅱ、碳酸钠的摩尔比为中间体M1：原料Ⅱ：碳酸钠＝1:2～2.5：2～3。
进一步，所述步骤(2-1)中，原料Ⅱ与IrCl3的摩尔比为原料Ⅱ：IrCl3＝2～2.5:1；乙二醇乙醚和蒸馏水的体积比为乙二醇甲醚：蒸馏水＝3:1；所述步骤(2-2)中，所述中间体M2、原料Ⅰ、碳酸钠的摩尔比为中间体M2：原料Ⅰ：碳酸钠＝1:2～2.5：2～3。
一种有机电致发光器件，包含发光层，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述掺杂材料采用如上所述的金属铱配合物。
一种照明或显示元件，包括如上所述的有机电致发光器件。
本发明有益的技术效果在于：
本发明所述金属铱配合物采用含有苯烷基吡啶或苯硅基吡啶及其衍生物作为配体，苯烷基吡啶或苯硅基吡啶及其衍生物中苯基与吡啶共平面，这有利于提高空穴的迁移率，进而使得金属铱配合物的电子和空穴迁移率达到平衡，电子与空穴的复合区域从界面处移至发光层中间处，降低了激子猝灭的风险，提高器件的效率和寿命。此外，碳或硅所连接的两个刚性基团，破坏分子的结晶性，避免分子间的聚集作用，具有高的玻璃化温度，有利于保持高的膜层稳定性，提高器件的寿命。
本发明所述金属铱配合物，金属铱在化合物中的HOMO轨道占比较高，所以材料具有高的发光效率，本发明所述金属铱配合物同时具有窄的半波宽光谱，所制作器件的色纯度高，因此具有更高的产业化应用前景。
综上，本发明所述化合物在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
附图说明
图1为本发明所列举的材料应用的OLED器件的结构示意图；
图中，1为ITO基板层，2空穴注入层，3为空穴传输层，4为空穴传输层，5为发光层，6为空穴阻挡/电子传输层，7为电子注入层，8为阴极反射电极层。
图2为OLED器件各个功能层所用材料的结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1化合物1的合成
Figure BDA0001527741370000131
150mL三口烧瓶中，加入0.02mol的1,4-二苯基-咪唑，3g(0.01mol)的IrCl3(三氯化铱)，60ml的乙二醇乙醚，30mL的蒸馏水，氮气保护，加热至120℃，回流反应24小时，然后停止反应，自然冷却至室温。加入80mL 1mol/L的稀盐酸，均匀搅拌，过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，真空干燥，得到深绿色中间体B1，产率62％。
150mL三口烧瓶中，加入0.005mol B1，0.01mol C1，0.015mol碳酸钠(Na2CO3)，,100mL的乙二醇乙醚，氮气保护，加热至110℃，回流反应20小时，然后停止反应，自然冷却至室温。过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，然后用二氯甲烷溶解后，滤液过中性氧化铝柱层析，得到绿色粉末(化合物1)，产率75％，HPLC：96.7％。
质谱分析其分子量为827.3(C44H36IrN5)。元素分析结果为：C,63.88；H,4.41；N,8.49；理论值为：C,63.90；H,4.39；N,8.47。
实施例2化合物11的合成
Figure BDA0001527741370000141
150mL三口烧瓶中，加入0.02mol的4-(4-苯基-咪唑-1-基)吡啶，3g(0.01mol)的IrCl3(三氯化铱)，60ml的乙二醇乙醚，30mL的蒸馏水，氮气保护，加热至120℃，回流反应24小时，然后停止反应，自然冷却至室温。加入80mL 1mol/L的稀盐酸，均匀搅拌，过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，真空干燥，得到深绿色中间体B2，产率71％。
150mL三口烧瓶中，加入0.005mol B2，0.01mol C2，0.015mol碳酸钠(Na2CO3)，,100mL的乙二醇乙醚，氮气保护，加热至110℃，回流反应20小时，然后停止反应，自然冷却至室温。过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，然后用二氯甲烷溶解后，滤液过中性氧化铝柱层析，得到绿色粉末(化合物11)，产率56％，HPLC：98.4％。
质谱分析其分子量为953.2(C52H38IrN7)。元素分析结果为：C,65.48；H,4.01；N,10.30；理论值为：C,65.53；H,4.02；N,10.29。
实施例3化合物26的合成
Figure BDA0001527741370000142
150mL三口烧瓶中，加入0.02mol的1-(萘-1-基)-4-苯基-咪唑，3g(0.01mol)的IrCl3(三氯化铱)，60ml的乙二醇乙醚，30mL的蒸馏水，氮气保护，加热至120℃，回流反应24小时，然后停止反应，自然冷却至室温。加入80mL 1mol/L的稀盐酸，均匀搅拌，过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，真空干燥，得到深绿色中间体B3，产率48％。
150mL三口烧瓶中，加入0.005mol B3，0.01mol C2，0.015mol碳酸钠(Na2CO3)，,100mL的乙二醇乙醚，氮气保护，加热至110℃，回流反应20小时，然后停止反应，自然冷却至室温。过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，然后用二氯甲烷溶解后，滤液过中性氧化铝柱层析，得到绿色粉末(化合物26)，产率63％，HPLC：98.8％。
质谱分析其分子量为1053.3(C60H42IrN7)。元素分析结果为：C,68.44；H,4.03；N,9.28；理论值为：C,68.42；H,4.02；N,9.31。
实施例4化合物46的合成
Figure BDA0001527741370000151
化合物46的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物1,2-二苯基-咪唑代替；
质谱分析其分子量为827.3(C44H36IrN5)。元素分析结果为：C,63.87；H,4.36；N,8.50；理论值为：C,63.90；H,4.39；N,8.47。
实施例5化合物50的合成
Figure BDA0001527741370000152
化合物50的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物咪唑[1,2-f]菲啶代替；
质谱分析其分子量为823.2(C44H32IrN5)。元素分析结果为：C,64.25；H,3.89；N,8.46；理论值为：C,64.21；H,3.92；N,8.51。
实施例6化合物56的合成
Figure BDA0001527741370000153
150mL三口烧瓶中，加入0.02mol的2-(1-苯基-咪唑-2-基)吡啶，3g(0.01mol)的IrCl3(三氯化铱)，60ml的乙二醇乙醚，30mL的蒸馏水，氮气保护，加热至120℃，回流反应24小时，然后停止反应，自然冷却至室温。加入80mL 1mol/L的稀盐酸，均匀搅拌，过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，真空干燥，得到深绿色中间体B4，产率75％。
150mL三口烧瓶中，加入0.005mol B4，0.01mol C4，0.015mol碳酸钠(Na2CO3)，,100mL的乙二醇乙醚，氮气保护，加热至110℃，回流反应20小时，然后停止反应，自然冷却至室温。过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，然后用二氯甲烷溶解后，滤液过中性氧化铝柱层析，得到绿色粉末(化合物56)，产率65.8％，HPLC：99.8％。
质谱分析其分子量为967.2(C53H40IrN7)。元素分析结果为：C,65.80；H,4.19；N,10.17；理论值为：C,65.82；H,4.17；N,10.14。
实施例7化合物64的合成
Figure BDA0001527741370000161
化合物64的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物1-(萘-2-基)-2-苯基-咪唑代替；
质谱分析其分子量为927.2(C52H40IrN5)。元素分析结果为：C,67.34；H,4.39；N,7.54；理论值为：C,67.37；H,4.35；N,7.55。
实施例8化合物91的合成
Figure BDA0001527741370000162
化合物91的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物1,2-二苯基-苯并咪唑代替；
质谱分析其分子量为927.2(C52H40IrN5)。元素分析结果为：C,67.39；H,4.35；N,7.56；理论值为：C,67.37；H,4.35；N,7.55。
实施例9化合物96的合成
Figure BDA0001527741370000163
化合物96的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物邻菲咯[9,10-d]噻唑代替；
质谱分析其分子量为622.8(C29H22IrN2S)。元素分析结果为：C,55.96；H,3.60；N,4.51；理论值为：C,55.93；H,3.56；N,4.50。
实施例10化合物102的合成
Figure BDA0001527741370000171
化合物102的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物咪唑[2,1-a]异喹啉代替；
质谱分析其分子量为722.9(C36H28IrN5)。元素分析结果为：C,59.88；H,3.87；N,9.70；理论值为：C,59.82；H,3.90；N,9.69。
实施例11化合物110的合成
Figure BDA0001527741370000172
化合物110的合成步骤与化合物102的合成步骤相似，只是将化合物C1用化合物2-(二苯基(对苯甲基)甲基)吡啶代替；
质谱分析其分子量为861(C47H34IrN5)。元素分析结果为：C,65.58；H,3.95；N,8.20；理论值为：C,65.56；H,3.98；N,8.13。
实施例12化合物138的合成
Figure BDA0001527741370000173
化合物138的合成步骤与化合物1的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物1,3-二苯基-1,2,4-三唑代替；
质谱分析其分子量为829(C42H34IrN7)。元素分析结果为：C,60.87；H,4.09；N,11.81；理论值为：C,60.85；H,4.13；N,11.83。
实施例13化合物149的合成
Figure BDA0001527741370000174
化合物149的合成步骤与化合物11的合成步骤相似，只是将化合物4-(4-苯基-咪唑-1-基)吡啶用化合物苯并[4,5]咪唑[1,2-f]菲咯啉代替；
质谱分析其分子量为1047.3(C62H40IrN5)。元素分析结果为：C,71.16；H,3.82；N,6.70；理论值为：C,71.11；H,3.85；N,6.69。
实施例14化合物154的合成
Figure BDA0001527741370000181
150mL三口烧瓶中，加入0.02mol的C2，3g(0.01mol)的IrCl3(三氯化铱)，60ml的乙二醇乙醚，30mL的蒸馏水，氮气保护，加热至120℃，回流反应24小时，然后停止反应，自然冷却至室温。加入80mL 1mol/L的稀盐酸，均匀搅拌，过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，真空干燥，得到深绿色中间体B5，产率53％。
150mL三口烧瓶中，加入0.005mol B5，0.01mol 1,4-二苯基-咪唑，0.015mol碳酸钠(Na2CO3)，,100mL的乙二醇乙醚，氮气保护，加热至110℃，回流反应20小时，然后停止反应，自然冷却至室温。过滤，滤饼用蒸馏水淋洗3次，然后用无水乙醇淋洗2次，然后用二氯甲烷溶解后，滤液过中性氧化铝柱层析，得到绿色粉末(化合物154)，产率58％，HPLC：98.5％。
质谱分析其分子量为1052.3(C63H47IrN4)。元素分析结果为：C,71.88；H,4.51；N,5.29；理论值为：C,71.91；H,4.50；N,5.32。
实施例15化合物158的合成
Figure BDA0001527741370000182
化合物158的合成步骤与化合物154的合成步骤相似，只是将化合物C2用化合物C1代替；化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物4-(4-苯基-咪唑-1-基)吡啶代替；
质谱分析其分子量为805(C42H38IrN5)。元素分析结果为：C,62.70；H,4.74；N,8.72；理论值为：C,62.66；H,4.76；N,8.70。
实施例16化合物188的合成
Figure BDA0001527741370000191
化合物188的合成步骤与化合物154的合成步骤相似，只是将化合物1,4-二苯基-咪唑用化合物1,3-二苯基-1,2,4-三唑代替；
质谱分析其分子量为1053.3(C62H46IrN5)。元素分析结果为：C,70.61；H,4.37；N,6.67；理论值为：C,70.70；H,4.40；N,6.65。
实施例17化合物216的合成
Figure BDA0001527741370000192
化合物216的合成步骤与化合物50的合成步骤相似，只是将化合物C1用化合物C5代替；
质谱分析其分子量为839.1(C43H32IrN5Si)。元素分析结果为：C,61.52；H,3.86；N,8.31；理论值为：C,61.55；H,3.84；N,8.35。
实施例18化合物228的合成
Figure BDA0001527741370000193
化合物228的合成步骤与化合物188的合成步骤相似，只是将化合物C2用化合物2-(三苯硅基)吡啶代替；
质谱分析其分子量为1085.5(C60H46IrN5Si2)。元素分析结果为：C,66.36；H,4.28；N,6.43；理论值为：C,66.39；H,4.27；N,6.45。
发明化合物在发光器件中使用，具有高的玻璃转化温度(Tg)和分解温度(Td)，合适的HOMO能级，可作为发光层材料使用。对本发明上述实施例制备的化合物分别进行热性能、HOMO能级测试，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001527741370000194
Figure BDA0001527741370000201
注：玻璃化温度Tg由示差扫描量热法(DSC，德国耐驰公司DSC204F1示差扫描量热仪)测定，升温速率10℃/min；热失重温度Td是在氮气气氛中失重0.5％的温度，在日本岛津公司的TGA-50H热重分析仪上进行测定，氮气流量为20mL/min；最高占据分子轨道HOMO能级是由电离能量测试系统(IPS3)测试，测试为真空环境。
从表1可以看到，本发明化合物具有合适的HOMO能级，能够作为掺杂材料发光材料使用。相对于常规磷光材料Ir(ppy)3，本发明材料具有更高的玻璃化转移温度和分解温度，使得材料具有更好热稳定性和化学稳定性，一方面能够有效抑制材料的膜结晶，另一方面也可以避免器件长时间工作产生的热量使发光材料发生分解。
发明化合物在发光器件中使用，具有较高的荧光量子效率(PLQY)，较低的光谱半峰宽(FWHM)和非常短的磷光失活寿命(τ)，作为发光层掺杂材料使用具有良好的应用潜力。对本发明上述实施例制备的化合物进行荧光量子效率、发光光谱和磷光失活寿命测试，结果如表2所示。
表2
化合物 PLQY(％) FWHM(nm) PLpeak(nm) τ(us)
化合物1 94 60 503 0.7
化合物11 96 57 514 0.9
化合物26 90 51 508 0.7
化合物46 95 53 501 1.1
化合物50 95 51 507 1.0
化合物56 94 50 504 1.1
化合物64 94 61 506 1.1
化合物91 86 54 500 1.0
化合物96 88 57 508 1.1
化合物102 86 52 515 0.7
化合物110 92 59 513 1.1
化合物138 90 51 505 0.9
化合物149 93 51 508 0.7
化合物154 92 55 517 1.1
化合物158 88 55 515 0.6
化合物188 89 59 511 0.8
化合物216 87 60 516 1.1
化合物228 85 55 502 0.9
Ir(ppy)<sub>3</sub> 85 64 517 1.4
注：FWHM和发生光谱采用爱丁堡大学的FLS1000设备，激发波长为380nm，激发光源为450w连续氙灯。PLQY采用爱丁堡大学FLS1000设备的积分球测试系统，激发波长为380nm；磷光失活寿命采用爱丁堡大学的FLS1000设备的TCSPC技术，激光器激发波长为375nm。测试样品为高透石英玻璃基底上真空蒸镀80nm膜厚的材料并在手套箱中进行封装。
从表2可以看到，相比于传统的磷光材料Ir(ppy)3，本发明化合物具有更好的荧光量子效率。荧光量子效率越高，其能量转换为光能越充分，应用于有机电致发光器件后，器件的发光效率得到提升。本发明材料的发射光谱波长和FWHM相比于Ir(ppy)3的小，发射波长越短，表明其色纯度越高；FWHM越小，表明光能的利用率越充分；应用于有机电致发光器件，能够提高器件的发光效率。
以下通过实施例19和比较例1-18详细说明本发明合成的有机金属铱配合物在器件上的应用效果。比较例1-18与实施例19相比，所述器件的制作工艺完全相同，并且所采用了相同的基板材料和电极材料，电极材料的膜厚也保持一致，所不同的是对器件中发光层中掺杂材料使用了本发明中的化合物。
实施例19
对ITO透明电极(膜厚为150nm)进行洗涤，即依次进行碱洗涤、纯水洗涤、干燥后再进行紫外线-臭氧洗涤以清除透明ITO表面的有机残留物。
在进行了上述洗涤之后的ITO阳极(即透明基板层1)上，利用真空蒸镀装置，蒸镀膜厚为10nm的HAT-CN(CAS:105598-27-4)作为空穴注入层2使用。紧接着蒸镀50nm厚度的NPDN,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺，作为空穴传输层3使用。紧接着蒸镀60nm厚度TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺)作为空穴传输层4。
上述空穴传输材料蒸镀结束后，制作OLED发光器件的发光层，其结构包括OLED发光层5所使用材料CBP(4,4'-二(9-咔唑)联苯)作为主体材料，Ir(ppy)3三(二苯基吡啶)合铱作为磷光掺杂材料，磷光材料掺杂比例为6％重量比，发光层膜厚为40nm。
在上述发光层之后，继续真空蒸镀空穴阻挡/电子传输层材料为TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)。该材料的真空蒸镀膜厚为30nm，此层为空穴阻挡/电子传输层6。
在空穴阻挡/电子传输层6上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为1nm的氟化锂(LiF)层，此层为电子注入层7。
在电子注入层7上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为80nm的铝(Al)层，此层为阴极反射电极层8使用。
如上所述地完成OLED发光器件后，用公知的驱动电路将阳极和阴极连接起来，测量器件的发光效率，发光光谱以及器件的电流-电压特性。所得器件的性能测试结果见表1所示。
比较例1
比较例1与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物1。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例2
比较例2与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物11。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例3
比较例3与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物26。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例4
比较例4与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物46。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例5
比较例5与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物50。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例6
比较例6与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物56。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例7
比较例7与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物64。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例8
比较例8与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物91。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例9
比较例9与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物96。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例10
比较例10与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物102。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例11
比较例11与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物110。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例12
比较例12与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物138。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例13
比较例13与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物149。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例14
比较例14与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物154。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例15
比较例15与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物158。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例16
比较例16与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物188。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例17
比较例17与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物216。所得器件的性能测试结果见表3所示。
比较例18
比较例18与实施例19所不同的是：OLED发光器件中发光层5的磷光掺杂材料由Ir(ppy)3换成化合物228。所得器件的性能测试结果见表3所示。
表3
Figure BDA0001527741370000241
Figure BDA0001527741370000251
注:器件测试性能以实施例19作为参照，实施例19器件各项性能指标设为1.0。
由表1的结果可以看出，本发明所述有机金属铱配合物可应用于OLED发光器件制作，并且可以获得良好的器件表现。比较例1-18相对于实施例19来说，器件的电压和外量子效率均得到很大改善；同时，器件寿命提升也非常明显。
从以上数据应用来看，本发明所述有机金属铱配合物在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
虽然已通过实施例和优选实施方式公开了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的实施方式。相反，本领域技术人员应明白，其意在涵盖各种变型和类似的安排。因此，所附权利要求的范围应与最宽的解释相一致以涵盖所有这样的变型和类似的安排。

Claims (3)

1.一种金属铱配合物，其特征在于，所述配合物的具体结构式为：
Figure FDA0003110737080000011
2.一种有机电致发光器件，包含发光层，其特征在于，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述掺杂材料采用权利要求1所述的金属铱配合物。
3.一种照明或显示元件，其特征在于，包括权利要求2所述的有机电致发光器件。
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