[发明专利]金属铝配合物及其在有机发光器件中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的有机发光材料及其在有机发光器件中的应用。具体涉及一类金属铝配合物和包含这类材料的有机电致发光器件。

背景技术

1987年，柯达公司的邓青云（C.W.Tang）和VanSlyke报道使用三（8-羟基喹啉）铝（Alq₃）作为有机功能层，首次在低电压下成功制备了有机电致发光器件（OLEDs），激起了有机材料应用于电致发光领域的研究热潮。而有机金属铝配合物由于其热稳定性能好，在真空下容易沉积成无空洞的薄膜，合成工艺简单，成本低廉等优点，作为电子传输层或主发光层，被广泛的开发并应用到OLEDs中。

目前常用的空穴传输材料的空穴迁移率一般为10^-5～10^-3cm²/(V·s)，如TPD的空穴迁移率为1*10^-3cm²/(V·s)。而电子传输材料的电子迁移率则一般为10^-6～10^-4cm²/(V·s)，如Alq3电子迁移率仅为4.7*10^-6cm²/(V·s)，且Alq3的阳离子不稳定会影响器件的寿命（Science,1999,283,1900）。常用的电子传输材料Bebq2的电子迁移率虽然较好（10^-4cm²/(V·s)），但是Bebq2有很强的毒性(Appl.Phys.Lett.2008,92,113308)。目前，虽然具有高电子迁移率的电子传输材料仍然在不断的被开发和报道（Chem.Mater.2011,23,621），但是能真正实际应用的高电子迁移率和高稳定性的电子传输材料亟待被开发。

由于磷光材料可利用75%的三线态激子和25%的单线态激子，而荧光材料仅利用25%的单线态激子，因此，电致磷光器件比电致荧光器件具有更高的发光效率。在典型的磷光OLED器件中，磷光染料通常不单独作为发光层，而是将其掺杂在合适的主体材料中，形成主客体发光体系以削弱三重态激子的浓度淬灭效应。而使用的主体材料的三线态能级要高于染料，才能将三线态激子局限在发光层中。通常使用的主体材料为偏空穴传输型的材料，同时也有人使用偏电子传输型的材料。Forrest等人将Ir(ppy)₃掺杂在电子传输性能兼空穴阻挡性能的材料BCP中作为主发光层时，且器件不使用空穴阻挡层，发现发光层厚度优化后，可将器件的激子局限在发光层中，器件的外量子效率为15.4%，不过器件的寿命不长(Appl.Phys.Lett.,2000,77,904)。日本先锋公司在SID会议上也发表了使用电子传输性能的BAlq作为红色磷光器件的主体材料兼空穴阻挡材料，器件效率可达8.6%，器件的寿命长，可达30000小时。不过BAlq材料自身的三线态能级只有2.3eV，作为主体时，只能用在红色磷光OLED中，且电子迁移率不高，器件的效率不够好。要想实现高效稳定简化的绿色和蓝色的磷光器件，需要寻找较高三线态能级和高电子迁移率或双极性的主体材料。

与荧光器件相比，磷光器件的三线态激子的寿命长，容易扩散到其他层，导致器件效率降低和光色不纯，因此往往需要在发光层和电子传输层中引入能隙比激子能量大的空穴阻挡材料，将三线态激子局限在发光层中。目前常用的空穴阻挡材料有纯有机物如BCP，BPhen，TPBi和金属配合物如PAlq，BAlq等。利用纯有机物TPBi为空穴阻挡层的Ir(ppy)₃磷光器件，亮度为500cd/m²时，效率可达25.3cd/A，但是器件寿命只有70小时，而当使用BAlq为阻挡层的Ir(ppy)₃器件，可以提升器件的寿命（可达10000小时），但是器件的效率为19.0cd/A(Appl.Phys.Lett.2002,81,162)。这是由于BAlq的HOMO能级不如TPBi的低，激子阻挡可能不完全。BCP，BPhen，BAlq等的三线态能级都不到2.65eV，当使用在蓝色磷光器件时，激子能量很容易被淬灭。因此寻找高稳定性，高三线态能级和低HOMO能级的空穴阻挡材料对于实现高效稳定的蓝色磷光器件和白光OLED器件十分重要。

发明内容