专利名称：具有双载流子传输性能的树枝状铱配合物及应用和制备的有机电致磷光器件的制作方法
技术领域：
本发明属于有机电致发光技术领域。具体涉及到具有双载流子传输性能的树枝状铱配合物以及该配合物在有机电致发光器件中的应用，以及制备的有机电致磷光器件。
背景技术：
自从C. W. Tang发表了高效、高亮度双层结构器件以来，有机电致发光的研究已经成为显示领域的一大热点(C. W. Tang, S. A. Vanslyke，Appl. Phys. Lett, 1987，51， 913-91 。其中，磷光材料突破了内量子效率不大于25%的理论局限，其内量子效率理论可达到100%，使有机发光二极管在发光效率上取得了重大的突破。有机/聚合物电致磷光 (Ο/PLEDs)已为世界各国研究者所关注，并获得了迅速的发展(M. A. Baldo, D. F. 0，Brien, Y. A. Shoustikov, et al.，Nature, 1998，395，151-154 ；Y. G. Ma, H. Y. Zhang, J. C. Shen, et al.，Synth. Met.，1998，94，245-248 ；Q. A. Zhao, F. Y. Li, C. H. Huang, Chem. Soc. Rev.，2010， 39,3007-3030.)目前，磷光材料与器件的发展有三个主要方向小分子金属配合物(掺杂)，磷光聚合物(共聚)和树枝状磷光分子。磷光材料应用于有机电致发光器件可通过与主体共蒸镀或者掺杂于聚合物旋涂两种方法。虽然基于磷光分子掺杂体系的电致发光经过近几年的研究，已经取得了较大的进展，但仍存在许多的问题，如在大电流或高亮度下器件的效率急速衰减，器件的稳定性较差，器件寿命较短，材料的选择较为有限等。基于磷光分子/高分子掺杂体系的器件也是如此。这些问题制约了有机及聚合物电致发光器件的综合性能的提高。要解决这些问题，有待新材料的研发和器件结构的改进。树枝状电磷光化合物(dendrimer)是近几年发展起来的用于发光的新型材料。功能化的树枝状分子能结合小分子化合物和聚合物优点，越来越引起人们的兴趣。与有机小分子电磷光材料相比具有更好的溶解性、分散性和稳定性，而与聚合物电磷光材料相比有更好的可控光电性能。它不仅大大减轻了三线态激子自淬灭，而且增强了成膜性能，使其可以通过溶液旋涂的方法制作器件，克服了小分子只能真空蒸镀的不足，拓宽了有机电致发光器件的应用范围，是一类极具发展前景的新型电磷光材料(R. E. Harding，S-C Lo, P.L.Burn, et al, Org. Electron. 2008,9, 377-384 ；C. Ulbricht, B.Beyer, C. Friebe, et al, Adv. Mater. 2009，21,4418-4441)。T. D. Anthopoulos 通过在核上引入更多的取代基团，单独成膜，制备了结构为ITO/Dendrimer/TPBI/Ca/Al的绿光器件。在驱动电压为2. 5V 时，获得了 13. 6%的外量子效率(0. OlmA/cm2)，流明效率达到301m/ff(T. D. Anthopoulos， Μ. J. Frampton, Ε. B. Namdas, et al.，Adv. Mater.，2004，16 (6)，557-560)。这个简单器件的效率接近了其它复杂结构的绿色磷光OLED的最好水平。Samuel小组在合成以铱配合物为核的树枝状化合物方面做了大量的工作(A. Ruseckas，J. C. Ribierre，P. E. Siaw et al.， Appl. Phys. Lett. , 2009,95 (18), 183305. G. J. Hedley, A. Ruseckas, Ζ. Liu, et al, J. Am. Chem. Soc. 2008，130，11842-11843)。S-C. Lo等合成了一系列以1，2，4三唑为环金属配体的蓝光树枝状铱配合物。研究发现，通过在配体外围引入双树枝，极大改善了中心核的磷光淬没，薄膜的光致发光效率达到了 67%，双层器件性能达到7. 9% @3. 8V，142cd/m2, CIE (0. 17， 0. 33)。树枝代数对器件效率也有很大的影响，从第一代到第二代，器件效率有显著地提高 (s-c. Lo, C. P. Shipley, R. N. Bera, et al, Chem. Mater. 2006，18,5119-5129)。J. Kido 等利用咔唑为表面基团成功的合成了一系列可以用作发绿光的树枝状电致光材料(N. Iguchi, Y-J. Pu, K. Nakayama, et al, Org. Electron. 2009，10，465-472)。该系列分子超支化的结构形式大大改善了分子的聚集态，器件结构从单层变为双层，外量子效率从0.014% OlOOcd/ m2上升到8. 3% _0cd/m2。K. Μ. Jung等以Ir (btp)3为核，咔唑为表面基团制备了发光波长达到 652-656nm 的深红色的铱配合物(K. M. Jung, K. H. Kim, J. Jin,et al，J Poly. Sci. A, 2008，46 (22)，7517-7533)。Wong和Xie报道了三苯胺枝化的红光树枝状铱配合物，器件结构为 IT0/PED0T:PSS/x% Ir:CBP/BCP/Alq3/LiF/Al，获得了发光效率为 11. 65%，5. 82cd/A, 3. 651m/w, CIE (0· 70，0· 30)的红光器件(G. J. Zhou, W. Y. Wong, B. Yao, et al.，Angew. Chem. Int. Ed. ,2007,46,1149-1151)。已报道的树枝状铱配合物电磷光材料基本上为均配化合物，合成条件苛刻，产率低，绝大部分研究报道的是绿光材料，有关红色树枝状电磷光材料的研究报道很少。但要实现全色显示，红色树枝状铱配合物电磷光材料也必不可少。红光材料由于配位的核本身就有较大的位阻，接上树枝，位阻更大，合成难度也加大。同时，树枝加上以后，光谱红移，色纯度变差，很难得到色纯度好的红色电磷光材料。本发明主要研究在环金属配体上加上结构庞大的取代基团，发光光谱红移。选用一个辅助配体使光谱蓝移，这样，只要环金属配体的结构和辅助配体的结构合适，就可以得到发光性能优良的红色树枝状电磷光材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有双载流子传输性能的红色树枝状杂环铱配合物和在有机电致磷光器件上的应用，以及制备的有机电致磷光器件。本发明筛选出具有竞争力的性能优良的红色树枝状杂环铱配合物作为电磷光材料，具有好的空穴和电子传输能力， 通过旋涂的方式，制备无主体材料的双层器件，得到了性能很好的器件。一种具有双载流子传输性能的树枝状杂环铱配合物，具有以下的分子结构
权利要求
1.ー种具有双载流子传输性能的树枝状杂环铱配合物，其特征在干，具有以下的分子 结构
2.根据权利要求1所述的树枝状杂环铱配合物，其特征在干，所述的具有空穴传输性能基团为冬中的一种；
3.根据权利要求1所述的树枝状杂环铱配合物，其特征在干，所述R1为 R3—
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有双载流子传输性能的树枝状金属铱配合物，其 特征在干，应用于制备有机电致磷光器件。
5.一种有机电致磷光器件，其特征在于，是利用权利要求1-3任一项所述的具有双载 流子传输性能的树枝状金属铱配合物制备的有机电致磷光器件，其结构有如下4种1.ITO/Dendrimer/TPBI/CsF/Al ；2.ITO/PEDOT/Dendrimer/TPBI/CsF/Al ；3.ITO/ PEDOT/PVK/Dendrimer/TPBI/CsF/Al ；4.ITO/PEDOT/PVK/Dendrimer/CsF/Al。
全文摘要
本发明涉及具有双载流子传输性能的树枝状杂环铱配合物及其应用，以及制备的有机电致磷光器件。该类杂环铱配合物包含的环金属配体含有具有空穴传输性能的咔唑基团，辅助配体含有具有电子传输性能的三唑基团。所制备的发光材料在高沸点溶剂中具有良好的溶解性，可以通过旋涂方法制备发光器件。本发明采用溶液加工技术制作发光器件，利用所发明的具有双载流子传输性能的红色树枝状磷光材料作独立发光层，不需考虑多种材料的能级匹配与相容性问题，不需要空穴传输层，器件制作工艺简单，器件效率高。本发明在大面积高效的发光器件方面具有良好的应用前景。
文档编号C09K11/06GK102391308SQ201110223089
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者梁波 申请人:长沙理工大学