一种金属配合物及其应用的制作方法

本发明属于发光材料，具体涉及一种金属配合物、包含其的有机电致发光元件及消费型产品。

背景技术：

1、目前，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎，且用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(oled)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于oled，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。

2、oled利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。oled正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。

3、磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。或者，oled可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于oled。白色oled可以是单发光层(eml)装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的cie坐标来测量色彩，现有技术中的发光材料发光稳定性不好，发光效率低。

4、鉴于以上原因，特提出本发明。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种金属配合物、包含其的有机电致发光元件及消费型产品，本发明所述的金属配合物用于oled中时，尤其用于绿色发射区域中时，展现增强的磷光量子产率。

2、本发明的第一目的，提供了一种电致发光稳定，发光效率高的金属配合物。

3、本发明的第二目的，提供了一种由所述金属配合物制成的有机电致发光元件。

4、本发明的第三目的，提供了一种由所述的有机电致发光元件制成的消费型产品。

5、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

6、一种金属配合物，所述的金属配合物包含式(la)所示配体：

7、

8、其中，x1～x8各自独立地选自n或cr6；

9、w1、w2各自独立地选自o、s、se、n、nr7、br7、br7r8、pr7、p(o)r7、c＝o、c＝s、c＝se、c＝nr7、c＝cr7r8、s＝o、so2、c＝r7、cr7r8、sir7r8或ger7r8；

10、r1～r8各自相同或不同地选自由氢、氘、氟、腈基、c1～c40链烷基、c3～c40环烷基、c1～c40杂烷基、c3～c40杂环烷基、c6～c60芳烷基、c3～c40硅烷基、c2～c40链烯基、c5～c40环烯基、c3～c40杂烯基、c2～c40炔基、c6～c60芳基、c2～c60杂芳基、c1～c40酰基、羧酸基、醚基、酯基、异腈基、硫基、亚磺酰基、磺酰基和膦基组成的群组；且任何两个或多个相邻的取代基之间任选地接合或稠合在一起形成取代或未取代的五元环、六元环或多环；

11、r1为一个或两个；

12、所述的金属配合物由式(la)所示配体与金属m配位形成五元螯合环；

13、所述的金属配合物还包含其它配体，并且式(la)所示配体与其它配体连接以构成三齿、四齿、五齿或六齿配体；

14、所述m选自os、ir、pd、pt、cu、ag和au中的一种，优选的，m选自ir、pd或pt中的一种。

15、进一步的，所述的式(la)包括以下所示结构中的任意一种：

16、

17、其中，r1为一个、两个或多个至饱和取代；

18、上述各式中的氢可被氘或氟部分取代或全取代。

19、进一步的，所述金属配合物的化学式为m(la)p(lb)q，lb为二齿配体，p为1、2或3，q为0、1或2，且p+q等于金属m的氧化态；

20、其中，lb选自以下结构中的一种：

21、

22、其中，y1～y16各自独立地选自n或cr17，t1选自br18、nr18、pr18、o、s、se、c＝o、s＝o、so2、cr18r19、sir18r19和ger18r19中的一种，r18和r19可以任意接合或稠合形成环；t2选自n、b、sir18、p或p＝o；

23、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19各自独立地选自由氢、氘、卤原子、c1～c40链烷基、c3～c40环烷基、c1～c40杂烷基、c3～c40杂环烷基、c6～c60芳烷基、c1～c40烷氧基、c6～c60芳氧基、氨基、c3～c40硅烷基、c2～c40链烯基、c5～c40环烯基、c3～c40杂烯基、c2～c40炔基、c6～c60芳基、c2～c60杂芳基、c1～c40酰基、羧酸基、醚基、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酰基、磺酰基和膦基组成的群组；且任何两个或多个相邻的取代基之间任选地接合或稠合在一起形成取代或未取代的五元环、六元环或多元环。

24、关于金属m的氧化态，在m为ir时，ir的氧化价态可以为3，在m为pt时，pt的氧化价态可以为2。

25、本发明意义上的“卤”、“卤素”、“卤原子”、“卤基”可互换地使用并且指氟、氯、溴或碘。

26、本发明意义上的“酰基”是指被取代的羰基(cor)。

27、本发明意义上的“酯”是指被取代的氧基羰基(-ocor或co2r)。

28、本发明意义上的“醚”是指-or基团。

29、本文中所述的“硫基”或“硫醚”可互换地使用并且指-sr基团。

30、本发明意义上的“亚磺酰基”是指-sor基团。

31、本发明意义上的“磺酰基”是指-so2r基团。

32、本发明意义上的“膦基”是指-pr3基团，其中每个r可以相同或不同。

33、本发明意义上的“硅烷基”是指-sir3基团，其中每个r可以相同或不同。

34、上述的每一个r，优选的选自由烷基、环烷基、芳基、杂芳基组成的群组。

35、本发明意义上的“烷基”、“烯基”或“炔基”优选被认为是指如下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、环戊基、正己基、新己基、环己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、2-乙基己基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基或辛炔基。

36、本发明意义上的“烷氧基”优选具有1～40个碳原子的烷氧基被认为是指甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、仲戊氧基、2-甲基丁氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、环庚氧基、正辛氧基、环辛氧基、2-乙基己氧基、五氟乙氧基和2，2，2-三氟乙氧基。

37、一般来说，根据本发明的“环烷基”、“环烯基”是指并且包括单环、多环和螺烷基。优选的环烷基为含有3到15个环碳原子的环烷基，可为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚基、环庚烯基、双环[3.1.1]庚基、螺[4.5]癸基、螺[5.5]十一烷基、金刚烷基等，其中一个或多个-ch2-基团可被上述基团代替；此外，一个或多个氢原子还可被氘原子、卤素原子或腈基代替。

38、本发明意义上的“杂烷基”或“杂环烷基”分别指烷基或环烷基，优选具有1～40个碳原子的烷基或环烷基，是指其中单独的氢原子或-ch2-基团可被氧、硫、卤素原子、氮、磷、硼、硅或硒取代的基团，优选地被氧、硫或氮取代的基团。另外，杂烷基或杂环烷基可以任选地被取代。

39、本发明意义上的“杂烯基”或“杂环烯基”是指至少一个碳原子被杂原子置换的烯基或环烯基。任选地，所述至少一个杂原子选自氧、硫、氮、磷、硼、硅或硒，优选地是氧、硫或氮。优选的烯基、环烯基是含有3～15个碳原子的那些。另外，杂烯基、杂环烯基可以任选地被取代。

40、本发明意义上的“芳烷基”或“芳基烷基”可互换地使用，并且是指被芳基取代的烷基。另外，芳烷基可以任选地被取代。

41、根据本发明的“芳基”是指并且包括单环芳香族烃基和多环芳香族环系统。多环可以具有其中两个碳为两个邻接环(所述环是“稠合的”)共用的两个或更多个环，其中所述环中的至少一个是芳香族烃基，例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。优选的芳基是含有6～30个碳原子、优选6～20个碳原子、更优选6～12个碳原子的芳基。尤其优选的是具有六个碳、十个碳或十二个碳的芳基。合适的芳基包括苯基、联苯、联三苯、三亚苯、四亚苯、萘、蒽、葩、菲、芴、芘、苝、和薁，优选苯基、联苯、联三苯、三亚苯、芴和萘。另外，芳基可以任选地被取代。

42、本发明意义上的“杂芳基”是指并且包括了包括至少一个杂原子的单环芳香族基团和多环芳香族环系统。杂原子包括但不限于氧、硫、氮、磷、硼、硅或硒。在许多情况下，氧、硫或氮是优选的杂原子。单环杂芳香族系统优选是具有5或6个环原子的单环，并且环可以具有一到六个杂原子。杂多环系统可以具有其中两个原子为两个邻接环(所述环是“稠合的”)共用的两个或更多个环，其中所述环中的至少一个是杂芳基，例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。杂多环芳香族环系统可以在多环芳香族环系统的每个环上具有一到六个杂原子。优选的杂芳基是含有三到三十个碳原子、优选三到二十个碳原子、更优选三到十二个碳原子的杂芳基。合适的杂芳基包括二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、喋啶、氧杂蒽(xanthene)、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒吩并二吡啶，优选二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、咪唑、吡啶、三嗪、苯并咪唑、1，2-氮杂硼烷、1，3-氮杂硼烷、1，4-氮杂硼烷、硼氮炔和其氮杂类似物。另外，杂芳基可以任选地被取代。

43、在许多情况下，一般取代基选自由氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羧酸基、醚基、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酰基、磺酰基和膦基组成的群组。

44、如本文所使用，“其组合”或“群组”表示适用清单的一或多个成员被组合以形成本领域普通技术人员能够从适用清单中设想的已知或化学稳定的布置。举例来说，烷基和氘可以组合形成部分或完全氘化的烷基；卤素和烷基可以组合形成卤代烷基取代基，例如三氟甲基等；并且卤素、烷基和芳基可以组合形成卤代芳烷基。

45、在一个实例中，术语取代包括两到四个列出的基团的组合。

46、在另一个实例中，术语取代包括两到三个基团的组合。在又一实例中，术语取代包括两个基团的组合。取代基的优选组合是含有多达五十个不是氢或氘的原子的组合，或包括多达四十个不是氢或氘的原子的组合，或包括多达三十个不是氢或氘的原子的组合。在许多情况下，取代基的优选组合将包括多达二十个不是氢或氘的原子。

47、进一步的，所述的金属配合物的化学式为ir(la)(lb)2、ir(la)2(lb)、ir(la)3或pt(la)(lb)，其中，lb选自lb1～lb432组成的群组，lb1～lb432的具体结构如下所示：

48、

49、

50、

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、

60、

61、进一步的，m选自ir、pd或pt中的一种。

62、作为优选地，m为ir或pt。

63、进一步的，所述的式(la)包括la1～la216中的一种，la1～la216具体结构如下所示：

64、

65、

66、

67、

68、

69、

70、其中，w1选目o、s、cd2、c(ch3)2、c(cd3)2或si(ch3)2。

71、进一步的，所述的金属配合物的化学式为ir(lai)(lbj)2、ir(lai)2(lbj)或h(lai)3，其中，i为1～216的整数，j为1～432的整数。

72、所述la1～la216、lb1～lb432的结构如上述所示。

73、本发明的有机电致发光材料中包括本发明的金属配合物中的一种或多种。本发明的有机电致发光材料可以仅由本发明的金属配合物的一种或多种形成，也可以含有本发明的金属配合物之外的其他材料。

74、通过在本发明的有机电致发光材料中含有前述的本发明的金属配合物，能够获得电致发光为绿色发光，发光效率高的有机电致发光材料。另外，本发明的有机电致发光材料为热稳定性好的有机电致发光材料。

75、一种有机电致发光元件，包括第一电极、第二电极和置于第一电极和第二电极之间的有机层，所述的有机层包括所述的金属配合物。

76、进一步的，所述的有机层包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层；其中，发光层包括一个、二个、三个或多个；

77、优选地，所述发光层中包括所述的金属配合物。

78、进一步的，所述的发光层中还包括主体材料，所述的主体材料包括由以下化学基团组成的化合物：三亚苯、咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、氮气三亚苯、氮杂咔唑、氮杂二苯并噻吩、氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并硒吩和三嗪组成的群组。

79、其中所述主体中的任何取代基是独立地选自由以下组成的群组的非稠合取代基：cnh2n+1、ocnh2n+1、oar1、n(cnh2n+1)2、n(ar1)(ar2)、ch＝ch-cnh2n+1、c≡ccnh2n+1、ar1、ar1-ar2、cnh2n-ar1或无取代基，其中n是1～40的整数；并且其中ar1与ar2独立地选自由以下组成的群组：苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑和其杂芳香族类似物。

80、本发明的有机电致发光元件中，可以是其中一层为含有本发明的金属配合物的层，也可以在二层以上的多层中含有本发明的金属配合物。

81、有机层可以是发射层并且如本文所述的金属配合物可以是发射掺杂剂或非发射掺杂剂。

82、一种由所述的有机电致发光元件制成的消费型产品。

83、本发明中所述的消费型产品可以是以下产品中的一种：平板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(pda)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3-d显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置和指示牌。

84、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

85、本发明所述的金属配合物，通过式(la)所示的刚性结构配体，有效地阻止配体与金属之间的自由旋转造成能量损失，提高量子效率。不仅热稳定性好，而且共轭面积增大、分子成膜和激子传输性能得到提升，材料升华温度降低，用作发光材料能够获得发光效率高的磷光材料；电子设备通过含有本发明的有机电致发光元件，能够获得具有发射光谱窄、稳定性高和效率高的消费型产品。