[发明专利]一种含碟烯基磷光铱配合物及其制备方法和电致发光器件

说明书

本发明公开了一种含碟烯基磷光铱配合物及其制备方法和电致发光器件，属于有机光电材料领域。将1‑醛基三碟烯溶于干燥的有机溶剂中，在惰性气体保护、催化剂存在的条件下与邻氨基化合物进行缩合反应，得到含碟烯结构的环金属化配体。将IrCl₃溶于水中，加入含碟烯结构的环金属化配体和有机溶剂，惰性气体保护搅拌，得铱的二氯桥中间体。将铱的二氯桥中间体溶于有机溶剂中，与相应的辅助配体(L^X)在碱的作用下氮气保护搅拌，得含碟烯基铱配合物。针对现有技术的碟烯基铱配合物不适合于在有机电致发光器件中应用的问题，本发明以碟烯包裹的磷光材料，并将其作为掺杂于OLED器件的发光层，可以实现掺杂浓度高，光谱稳定性好，效率高的效果。

技术领域

本发明属于有机光电材料领域，尤其涉及一种含碟烯基磷光铱配合物及其制备方法和电致发光器件。

背景技术

有机电致发光器件(Organic Light-emitting Diodes，OLEDs)与液晶显示相比，具有驱动电压低、发光亮度和效率高、发光视角宽、响应速度快、器件厚度小、可柔性显示等众多优点，在信息显示和固态照明等领域有着巨大的应用前景，被誉为下一代“明星”平板显示技术。

根据自旋统计规律，有机电致发光材料中电荧光器件的最高内量子效率的上限为25％，这造成了有机电荧光器件的发光效率的徘徊不前，最大外量子效率只能达到5％左右。而近年来在有机电致发光材料研究上最具突破性的发展之一是对电激发磷光现象的发现，这些磷光材料主要包括一些重金属配合物，如锇、铂、铱的配合物，由于存在强烈的自旋轨道偶合，使得其配合物的单重态激子和三重态激子混杂。进而使得电致磷光可以不受自旋统计规律的影响，最大量子效率可达100％。因此，对这种可明显提高器件外量子效率的重金属配合物的研究具有重要基础理论意义的和巨大的实用价值。环金属铱配合物由于其相对较短的激发态寿命、高的发光量子效率、优异的发光颜色可调性以及易于制备的特点，被广泛应用于有机电致发光领域。

通常磷光材料自身的聚集会引起发光减弱，也就是通常所说的浓度淬灭效应。为了防止这些问题，铱配合物应用于器件时一般以低浓度掺杂到主体之中，目前绝大多数高效磷光 OLEDs都是在较低的掺杂浓度(＜10％)下实现的。但是这就使得器件的制备很繁琐且重复性差，器件的光色稳定性和长效性能都会受到影响，增加了产业化生产的难度和成本。因此设计合成在很宽的掺杂浓度范围内，甚至在非掺杂的器件结构中都能实现高性能(低驱动电压、高亮度、高效率)磷光发射的新型材料体系，无论对促进实验室基础研究还是对提高未来产业化的生产效率都有着深远的意义。通过超支化或在铱配合物配体上增加阻隔基团可以降低磷光淬灭，进而达到以上目的。其中超支化铱配合物的合成比较复杂，而且过多超支化也会因为空穴和电子不能在铱核上复合而使器件效率较低。而在铱配合物配体上增加紧凑的阻隔基团则是一种更为简便有效的方法，其中引入刚性、非共轭、同时具有大空间位阻的官能团的设计最为有效。现有技术中在铱配合物上引入了立体位阻的派烯结构，刚性的咔唑作为铱配合物的阻隔基团，用二苯胺作为铱配合物的阻隔基团，立体位阻芳基硅烷作为树枝合成铱配合物或在配体上紧密地接上一个具有很大立体位阻的多芳基，掺杂器件的最大流明效率为49.8cd A^-1。总体而言，由于大部分位阻的刚性不够或者间隔的空间不够，能真正用于高效非掺杂有机电致发光器件的还不多。

三蝶烯(Triptycene)是由三个苯环通过桥头碳原子之间相互铰链而成的五环化合物，具有独特的结构特点(一般的阻隔基团是单键连接，而三蝶烯是双键连接)和丰富的反应性能，在分子机器、材料化学、超分子化学以及有机催化等很多领域引起了人们越来越多的关注。特别是这种独特的三位刚性结构中，三个芳环是通过饱和碳原子相连，彼此没有形成共轭，位阻面更大，能够抵御外界的接触，三个芳环能形成巨大的立障空间。如果能将该结构融于铱配合物的设计合成中将会带来诸多优点，非常契合高效率铱配合物的特点。目前文献中也有关于碟烯基铱配合物的报道(ACS Catal.2014，4，3411-3420，Inorg.Chem.2013，52， 8653-8664)，但是，这些配合物要么没有发光性能，要么就是离子型的，不适合于在有机电致发光中应用。