以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料及其制备方法，属于光电磷光材料【技术领域】。本发明的磷光铱配合物，以2-芳基喹啉衍生物为主配体、吡啶甲酸氟代衍生物为辅助配体合成了一系列的(C^N)2IrLX类铱配合物，通过不同的排列组合，扩充了铱配合物磷光材料的种类与数量，并且通过对主配体修饰和含氟辅助配体的加入增加了该类铱配合物的荧光强度。采用本发明磷光铱配合物制作的电致发光器件有着很高的内外量子产率、发光亮度和稳定性。
【专利说明】以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光电磷光材料【技术领域】，具体来说是涉及一类以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]有机电致发光器件(organic light-emission devices, 0LED)具有材料选择范围宽、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、全固化的主动发光、制备过程简单、费用低、重量轻等优点，成为材料、信息、物理等学科和平板显示领域的研究的热点。其中对以重金属配合物为主的电致磷光发光材料的研究最为活跃。在Os，Ru，Pd，Pt和Ir这些第VIII族重金属配合物中，它们与有机配体形成配合物后，旋轨耦合可以得到显著提高，使得磷光寿命大大缩短(〈100 μ s);强的旋轨耦合也显著提高了系间窜跃的几率(>99%)，使激发单重态和三重态混合在一起，衰减时间变长，三重态激子的对称性被破坏，衰减变快，使得这类配合物的单重态和三重态激子都可以导致磷光发射，从而获得很高的磷光效率。但除以上几种重金属的配合物外，还有非贵重金属配合物磷光材料也有报道，例如Cu、Zn、Fe、N1、Co的配合物，但由于其自身性能不稳定、易于发生氧化还原反应而限制了其广泛应用。
[0003]在常见的几种重金属配合物中，铱配合物具有磷光寿命相对较短，发光量子效率高，发射波长受配体结构影响，改变配体结构可以使配合物的发光颜色在整个可见区域实现可调等特点，并且在室温下具有强的光发射，正日益成为磷光材料领域研究的热点。
[0004]铱配合物的结构是以铱为中心的化学性质稳定的八面体结构，对铱配合物的研究主要是对其配体的改变与修饰，通过选择不同的配体或在配体上引入不同的取代基，使该铱配合物的光学性质向所需的发光材料发展。这类配合物的特点是:磷光寿命较短，降低了激发态饱和效应和三重态(T-T*)`淬灭程度，明显提高了器件的亮度。而且此类金属配合物的发光波长几乎覆盖了整个可见光区域，这就为制备全彩色显示器件提供了必要的条件。这些特点使得对铱配合物的研究成为了目前电致磷光发光材料的研究焦点。
[0005]发光铱配合物可以分为两大类，一类是中性配合物，另一类为离子型配合物。中性配合物包括两种形式:Ir(C-N)3(C和N分别为环金属主配体上的碳原子和杂环上氮原子)和(CN)2IrLX (LX为辅助配体)。离子型配合物也包括两种形式:阳离子型[(C-N) 2Ir (N-N) ] +和阴离子型[(TN)2Ir ((L)2]- (L为阴离子辅助配体)。离子型铱配合物由于熔点过高，真空镀膜的方式不宜采用，这对于制作磷光器件带来了很大的困难，同时器件的量子效率也很低，因而其应用受到了很大的限制。
[0006]随着人们进一步的研究发现，不同环金属配体的Ir (CTN)3类配合物都作为研究该类配体的首选电致磷光发光材料，并且都拥有良好的发光性能与应用于OLED的潜力。目前，fac-1r (ppy)3是最好的绿色磷光材料之一。但是这类配合物有着一些不足,如其结构单一，难于制备。(CTN)2IrLX类铱配合物的出现就很好的解决了这些问题，该类配合物由两个相同的环金属主配体和一个辅助配体与铱配位而成，选择不同的主配体，加上合适的辅助配体，就能获得许多不同结构的(CTN)2IrLX类铱配合物，丰富了铱配合物的种类与数量，通过对环金属配体和辅助配体的修饰还能对铱配合物的发光性能进行进一步调节。基于以上优越性，该类材料现已成为铱磷光材料中的宠儿，备受欢迎。常用LX配体有乙酰丙酮(acac)、卩比唑(pzH)、卩比唳甲酸(pic)、氟代卩比唳甲酸、卩比唑硼酸盐(pz2Bpz2)等，常用的该类三基色发光材料见下图。下图中以2-苯基吡啶为主配体，以吡啶甲酸为辅助配体合成的环金属铱配合物(PPY)2Ir(Pic)是一种较好的绿色磷光材料；而以2-芳基吡啶衍生物2，4-二苯基喹啉为主配体，吡啶甲酸为辅助配体合成的环金属配合物(DPQ)2Ir(Pic)则是一种较好的红橙光磷光材料，两者均有较高的荧光量子效率和器件效率，均为较好的铱磷光材料。综上，(C-N) 2IrLX类铱配合物具有如此之大的潜力，因而它成为近年来研究最多、最热门的
铱磷光材料。
[0007]
【权利要求】
1.一种以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料，其通式如下:
2.如权利要求1所述的以氟代吡啶羧酸为辅助配体的铱配合物磷光材料，其特征在于，所述芳基或取代芳基是苯、联苯、萘、苊、蔥、菲、芘、茈、芴、螺芴中的一种；所述杂环芳基或取代杂环芳基是吡咯、吡啶、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、喹啉、异喹啉、酞嗪、嘧啶、哒嗪、吡嗪、吩噻嗪、吖啶、吖啶酮、菲啰啉、喷哚、噻唑、二唑、三唑、苯并二唑、苯并噻唑中的一种；所述芳基或杂环芳基的取代基为卤素、烷基、烷氧基、氣基、羟基、疏基、酷基、砸酸酷基、酰基、酰胺基、氰基、芳氧基中的一种。
3.如权利要求1所述的铱配合物磷光材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)合成铱的二氯桥: 将IrCl3溶于水中，加入2-芳基喹啉衍生物和有机溶剂，温度控制在50-200°C下，N2保护中避光搅拌8-48h，得铱的二氯桥化合物；
4.如权利要求3所述的铱配合物磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，反应物用量按摩尔份数计是=IrCl3I份，2-芳基喹啉衍生物2-5份，有机溶剂50-300份，所述有机溶剂是乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、缩水甘油醚、甘油中的一种。
5.如权利要求3所述的铱配合物磷光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应用量按摩尔份数计是:铱的二氯桥化合物I份，辅助配体吡啶甲酸氟代衍生物I-5份、有机溶剂10-500份，所述有机溶剂是二氯甲烷、乙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、缩水甘油醚、甘油中的一种或一种以上的混合物；所述的碱是无机碱或有机碱，所述无机碱是碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠，所述有机碱是三乙胺或吡啶。
6.如权利要求1或2所述的铱配合物磷光材料，其特征在于，该铱配合物磷光材料能够用于有机电致发光。
【文档编号】C07F15/00GK103450891SQ201310438581
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】童碧海, 张曼, 马鹏, 刘远远, 梅群英 申请人:安徽工业大学