金屬鋁配合物及其在有機發光器件中的應用的製作方法

2023-06-18 22:32:41

金屬鋁配合物及其在有機發光器件中的應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種金屬鋁配合物，具有如式（I）所示的結構式。其中，Q選自式（Q1）或式（Q2）所示的結構式；R1為甲基，R2-R6獨立地選自氫原子、甲基或氰基的其中之一；L為式（IV）所示的結構式；R7-R11獨立地選自氫原子、苯基、吡啶基團、嘧啶基團、C6~C30的取代或非取代的芳環或C6~C30的含氮雜芳環的其中之一。本發明還提供了一種含有所述金屬鋁配合物的有機電致發光器件。該金屬鋁配合物的電子遷移率高，能夠作為發光層主體材料，空穴阻擋層材料或電子傳輸層材料用於OLED器件中，實現了單一材料的多功能化，並簡化了器件結構，實現了器件的高效率和低電壓。
【專利說明】金屬鋁配合物及其在有機發光器件中的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的有機發光材料及其在有機發光器件中的應用。具體涉及一類金屬鋁配合物和包含這類材料的有機電致發光器件。
【背景技術】
[0002]1987年，柯達公司的鄧青雲(C.ff.Tang)和VanSlyke報導使用三(8_羥基喹啉)鋁(Alq3)作為有機功能層，首次在低電壓下成功製備了有機電致發光器件(OLEDs)，激起了有機材料應用於電致發光領域的研究熱潮。而有機金屬鋁配合物由於其熱穩定性能好，在真空下容易沉積成無空洞的薄膜，合成工藝簡單，成本低廉等優點，作為電子傳輸層或主發光層，被廣泛的開發並應用到OLEDs中。
[0003]目前常用的空穴傳輸材料的空穴遷移率一般為10_5~10_3cm2/(V.s)，如TPD的空穴遷移率為1*10 3cm2/ (V.s)。而電子傳輸材料的電子遷移率則一般為10 6~10 4cm2/(V.s)，如Alq3電子遷移率僅為4.7*10_6cm2/(V.S)，且Alq3的陽離子不穩定會影響器件的壽命(Science，1999, 283, 1900)。常用的電子傳輸材料Bebq2的電子遷移率雖然較好(l(T4cm2/(V.s))，但是 Bebq2 有很強的毒性(App1.Phys.Lett.2008，92，113308)。目前，雖然具有高電子遷移率的電子傳輸材料仍然在不斷的被開發和報導(Chem.Mater.2011，23，621 )，但是能真正實際應用的高電子遷移率和高穩定性的電子傳輸材料亟 待被開發。
[0004]由於磷光材料可利用75%的三線態激子和25%的單線態激子，而螢光材料僅利用25%的單線態激子，因此，電致磷光器件比電致螢光器件具有更高的發光效率。在典型的磷光OLED器件中，磷光染料通常不單獨作為發光層，而是將其摻雜在合適的主體材料中，形成主客體發光體系以削弱三重態激子的濃度淬滅效應。而使用的主體材料的三線態能級要高於染料，才能將三線態激子局限在發光層中。通常使用的主體材料為偏空穴傳輸型的材料，同時也有人使用偏電子傳輸型的材料。Forrest等人將Ir (ppy) 3摻雜在電子傳輸性能兼空穴阻擋性能的材料BCP中作為主發光層時，且器件不使用空穴阻擋層，發現發光層厚度優化後，可將器件的激子局限在發光層中，器件的外量子效率為15.4%，不過器件的壽命不長(Appl.Phys.Lett.，2000，77，904)。日本先鋒公司在SID會議上也發表了使用電子傳輸性能的BAlq作為紅色磷光器件的主體材料兼空穴阻擋材料，器件效率可達8.6%，器件的壽命長，可達30000小時。不過BAlq材料自身的三線態能級只有2.3eV，作為主體時，只能用在紅色磷光OLED中，且電子遷移率不高，器件的效率不夠好。要想實現高效穩定簡化的綠色和藍色的磷光器件，需要尋找較高三線態能級和高電子遷移率或雙極性的主體材料。
[0005]與螢光器件相比，磷光器件的三線態激子的壽命長，容易擴散到其他層，導致器件效率降低和光色不純，因此往往需要在發光層和電子傳輸層中引入能隙比激子能量大的空穴阻擋材料，將三線態激子局限在發光層中。目前常用的空穴阻擋材料有純有機物如BCP，BPhen7TPBi和金屬配合物如PAlq，BAlq等。利用純有機物TPBi為空穴阻擋層的Ir (ppy) 3磷光器件，亮度為500cd/m2時，效率可達25.3cd/A，但是器件壽命只有70小時，而當使用BAlq為阻擋層的Ir (ppy)3器件，可以提升器件的壽命(可達10000小時)，但是器件的效率為 19.0cd/A (App1.Phys.Lett.2002,81, 162)。這是由於 BAlq 的 HOMO 能級不如 TPBi 的低，激子阻擋可能不完全。BCP，BPhen，BAlq等的三線態能級都不到2.65eV,當使用在藍色磷光器件時，激子能量很容易被淬滅。因此尋找高穩定性，高三線態能級和低HOMO能級的空穴阻擋材料對於實現高效穩定的藍色磷光器件和白光OLED器件十分重要。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的問題是缺乏長壽命的高電子遷移率的傳輸材料和主體材料，從而提供了一類具有高電子遷移率，低HOMO能級和較高三線態能級的金屬鋁配合物；將該類材料應用於有機電致發光器件的功能層中，如主發光層、空穴阻擋層或電子傳輸層，實現了單一材料的多功能化，從而簡化器件結構，實現器件的高效率和低電壓。
[0007]本發明基於以上考慮，從分子設計的角度，通過在輔助配體L上引入如吡啶，嘧啶等吸電子的基團提聞材料的電子傳輸能力和空穴阻擋能力，以獲得聞效的電子傳輸材料和空穴阻擋材料。同時也可在主配體Q的5位上引入吸電子的N原子降低分子內的電荷轉移，進而在保證材料自身具有良好的熱穩定性和化學穩定性的同時提高材料的三線態能級，以實現材料在藍色磷光器件中作為主體材料的應用。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:
[0009]一種金屬鋁配合物，具有如式(I)所示的結構式:
[0010](Q) 2_A1 _0_L [0011](I)
[0012]其中，
[0013]Q選自式(Q1)、式(Q2)、式(Q3)或式(Q4)所示的結構式；
[0014]
【權利要求】
1.一種金屬鋁配合物，其特徵在於，具有如式(I)所示的結構式:
(Q) 2_A1-O-L
(I) 其中， Q選自式(Ql)或式(Q2)所示的結構式；
2.根據權利要求1所所述的金屬鋁配合物，所述化合物結構式如下:
3.權利要求1或2所述的金屬鋁配合物在有機電致發光器件中用作發光層材料、電子傳輸層材料或空穴阻擋層材料。
4.一種有機電致發光器件,包括第一電極和第二電極、以及位於兩電極之間的若干個有機功能層； 所述有機功能層是空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的一種或多種的組合，其特徵在於:所述發光層材料為一種或多種如權利要求1-2中任一所述的金屬鋁配合物。
5.—種有機電致發光器件,包括第一電極和第二電極、以及位於兩電極之間的若干個有機功能層； 所述有機功能層是空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中的一種或多種的組合，其特徵在於:所述電子傳輸層材料為一種或多種如權利要求1-2中任一所述的金屬鋁配合物。
6.—種有機電致發光器件,包括第一電極和第二電極、以及位於兩電極之間的若干個有機功能層； 所述有機功能層是空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中 的一種或多種的組合，其特徵在於:所述空穴阻擋層材料為一種或多種如權利要求1-2中任一所述的金屬鋁配合物。
【文檔編號】C07F5/06GK103992342SQ201310051363
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年2月16日 優先權日:2013年2月16日
【發明者】喬娟, 林娜, 邱勇 申請人:清華大學, 崑山維信諾顯示技術有限公司, 北京維信諾科技有限公司