本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種銥配合物、其制備方法、應(yīng)用及有機(jī)電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)：

在全球能源需求日益增長(zhǎng)及生態(tài)環(huán)境堪憂的大背景下，各國(guó)政府相繼大力發(fā)展基于高科技的可持續(xù)節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。有機(jī)電致發(fā)光器件(OLEDs)因其視角廣、亮度高、能耗低并可制備柔性器件等諸多優(yōu)點(diǎn)，倍受關(guān)注，被稱為將主宰未來顯示世界的關(guān)鍵技術(shù)。近年來，大量研究表明，在眾多重金屬元素配合物中，銥配合物被認(rèn)為是OLEDs磷光材料的最理想選擇。具有5d⁷6s²外層電子結(jié)構(gòu)的銥原子在形成+3價(jià)陽(yáng)離子后，具有5d⁶電子組態(tài)，具有穩(wěn)定的六配位八面體結(jié)構(gòu)，使材料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。同時(shí)，Ir(III)具有較大的自旋軌道偶合常數(shù)(ξ＝3909cm^-1)，有利于提高配合物的內(nèi)量子產(chǎn)量并降低發(fā)光壽命，從而提高發(fā)光器件的整體性能。

作為磷光材料，銥配合物一般具有微秒級(jí)的，容易造成銥配合物的三重態(tài)-三重態(tài)以及三重態(tài)-激化子之間的磷光淬滅。另外，在目前的常用的材料中，空穴傳輸材料的空穴遷移率遠(yuǎn)高于電子傳輸材料的電子遷移率，而常用的主體材料也以空穴傳輸為主，這會(huì)導(dǎo)致大量多余的空穴在發(fā)光層和電子傳輸層界面的聚集。這些因素都會(huì)導(dǎo)致效率的降低和嚴(yán)重的效率滾降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種銥配合物，可作為發(fā)光中心。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種銥配合物的制備方法，制備得到的銥配合物可作為發(fā)光中心。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種銥配合物在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用，通過該銥配合物作為發(fā)光中心可制備得到的有機(jī)電致發(fā)光器件。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種有機(jī)電致發(fā)光器件，采用銥配合物作為發(fā)光中心。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種銥配合物，所述銥配合物的結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)任一項(xiàng)所示：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。

一種銥配合物的制備方法，包括：將配體和乙酰丙酮銥加入甘油中，加熱反應(yīng)后，冷卻得到第一溶液，其中，所述配體為含磷氧基團(tuán)的喹唑啉衍生物；將所述第一溶液的溶劑去除，并萃取得到有機(jī)相；將所述有機(jī)相通過柱層析分離得到結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)任一項(xiàng)所示的銥配合物：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。

一種上述的銥配合物在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括：依次層疊設(shè)置的基片、陽(yáng)極、空穴傳輸層、有機(jī)電致發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，所述有機(jī)電致發(fā)光層的材料包括銥配合物，所述銥配合物的結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)所示：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的銥配合物中引入了磷氧基和氮雜環(huán)的結(jié)構(gòu)，有利于提高配合物的電子遷移率，能夠有效調(diào)控電子傳輸性能，該銥配合物具有發(fā)光效率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易升華提純等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明的銥配合物，通過取代的方式修飾氮雜環(huán)和苯環(huán)，能夠在紅光波長(zhǎng)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)銥配合物的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光顏色和效率。

3、本發(fā)明的銥配合物的制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)率較高。

4、本發(fā)明的銥配合物可以應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光器件，使器件性能優(yōu)良，這為有機(jī)電致發(fā)光顯示器以及照明光源的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供了便利。

5、本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件采用本發(fā)明的銥配合物作為發(fā)光材料，應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光層中，使得該有機(jī)電致發(fā)光器件性能優(yōu)良。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的電致發(fā)光光譜；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的功率效率隨電流密度變化的曲線圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的電流密度和亮度隨電壓變化的曲線圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明公開了一種銥配合物。該銥配合物的結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)任一項(xiàng)所示：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。應(yīng)當(dāng)理解的是R₁～R₁₅可以相同，也可以不同。

從式(1)～式(4)可以看出，本發(fā)明的銥配合物中具有含磷氧基團(tuán)的喹唑啉衍生物，該磷氧基和氮雜環(huán)的結(jié)構(gòu)有利于提高配合物的電子遷移率，能夠有效調(diào)控電子傳輸性能，能夠有效的增加電子在發(fā)光層的傳輸和分布、拓寬電子-空穴的區(qū)域、平衡電子-空穴對(duì)的數(shù)量，該銥配合物作為有機(jī)電致發(fā)光器件，可極大的提高器件的效率，降低效率的滾降，并且還使得該銥配合物具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易升華提純等優(yōu)點(diǎn)。此外，通過取代的方式修飾氮雜環(huán)和苯環(huán)，能夠在紅光波長(zhǎng)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)銥配合物的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光顏色和效率。

優(yōu)選的，鹵素為F。

優(yōu)選的，烷基包括：三氟甲基、甲基、叔丁基或者甲氧基。

更優(yōu)選的，該含磷氧基團(tuán)的喹唑啉衍生物的結(jié)果選自如下的一種：

更優(yōu)選的，該銥配合物可以具有如下的具體結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明還公開了一種銥配合物的制備方法。該制備方法可以制備上述的銥配合物。具體的，該制備方法包括如下的步驟：

步驟S10：將配體和乙酰丙酮銥加入甘油中，加熱反應(yīng)后，冷卻得到第一溶液。

其中，配體為含磷氧基團(tuán)的喹唑啉衍生物。

其中，配體和乙酰丙酮銥的摩爾比為4∶1～6∶1，加熱反應(yīng)的溫度為220～240℃，加熱反應(yīng)的時(shí)間為24～48小時(shí)，冷卻到室溫即可。

步驟S20：將第一溶液的溶劑去除，并萃取得到有機(jī)相。

去除溶劑可以通過減壓蒸餾的方法來實(shí)現(xiàn)。萃取可以采用二氯甲烷萃取。對(duì)有機(jī)相可以進(jìn)行濃縮處理。

步驟S30：將有機(jī)相通過柱層析分離得到結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)任一項(xiàng)所示的銥配合物：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。

經(jīng)過柱層析分離的銥配合物為粗品?？梢酝ㄟ^將銥配合物升華提純，使得銥配合物的純度達(dá)到能夠應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光器件的純度。

本發(fā)明的銥配合物的制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)率較高。

基于本發(fā)明的銥配合物的性質(zhì)，本發(fā)明還提供了一種如上所述的銥配合物在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

本發(fā)明的銥配合物可以應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光器件，使器件性能優(yōu)良，這為有機(jī)電致發(fā)光顯示器以及照明光源的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供了便利。

本發(fā)明還提供了一種有機(jī)電致發(fā)光器件。該有機(jī)電致發(fā)光器件包括：依次層疊設(shè)置的基片、陽(yáng)極、空穴傳輸層、有機(jī)電致發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。其中，有機(jī)電致發(fā)光層的材料包括銥配合物。該銥配合物的結(jié)構(gòu)式如式(1)～(4)任一項(xiàng)所示：

其中，R₁～R₁₅均選自如下的至少一種：H、烷基、烷氧基和鹵素。

本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件采用本發(fā)明的銥配合物作為發(fā)光材料，應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光層中，使得該有機(jī)電致發(fā)光器件性能優(yōu)良。

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

實(shí)施例1中的銥配合物為

實(shí)施例1的銥配合物的制備過程如下：將摩爾比為4∶1的含磷氧基團(tuán)的喹唑啉配體和乙酰丙酮銥溶于甘油溶液中，加熱到240℃，反應(yīng)36h冷卻到室溫后得到第一溶液。將第一溶液進(jìn)行減壓蒸餾去除甘油，然后向殘?jiān)屑尤胨投燃淄?，分液得到有機(jī)相，將有機(jī)相進(jìn)行濃縮并柱層析提純得到銥配合物(產(chǎn)率：50.6％)。反應(yīng)如下所示：

所得銥配合物通過核磁共振氫譜及高分辨質(zhì)譜分析如下：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ9.33(s，1H)，7.98(d，J＝12.0Hz，6H)，7.87(s，2H)，7.78(s，3H)，7.51(s，5H)，2.48(s，3H).HRMS(ESI-TOF)calcd for C₈₁H₆₀IrN₆O₃P₃H[M+H]⁺1451.3647.，found 1451.3640。

實(shí)施例2

以實(shí)施例1的銥配合物作為發(fā)光材料制備有機(jī)電致發(fā)光器件。

有機(jī)電致發(fā)光器件的經(jīng)典結(jié)構(gòu)為：依次層疊設(shè)置的基片、陽(yáng)極、空穴傳輸層、有機(jī)電致發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。

實(shí)施例2中的基片為玻璃，陽(yáng)極材料為銦錫氧(ITO)，空穴傳輸層使用4，4′-環(huán)己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺(TAPC)。該TAPC的結(jié)構(gòu)式為：電子傳輸層材料使用3，3′-(5′-(3-(吡啶-3-基)苯基)-[1，1，：3′，1″-三苯基]-3，3″-二基)二吡啶(TmPyPB)。TmPyPB的結(jié)構(gòu)式為：厚度為60nm，蒸鍍速率為0.05nm/s。陰極采用LiF/Al，LiF厚度為1nm，蒸鍍速率為0.01nm/s，Al厚度為100nm，蒸鍍速率為0.2nm/s。有機(jī)電致發(fā)光層采用摻雜結(jié)構(gòu)，主體材料是用1，3-二(9H-咔唑-9-基)苯(mCP)。該mCP的結(jié)構(gòu)式為：所選用的有機(jī)電致發(fā)光層的發(fā)光材料是實(shí)施例1制備的銥配合物。厚度為40nm，蒸鍍速率為0.05nm/s，該銥配合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)8％。

制備的有機(jī)電致發(fā)光器件啟動(dòng)電壓為3.5V，最大功率效率為33.89lm/W。有機(jī)電致發(fā)光器件在外加電壓8.9V時(shí)達(dá)到最大亮度26000cd/m²。通過研究光物理性質(zhì)，表明這類含有磷氧基團(tuán)的磷光銥配合物具有較高的器件效率，在顯示和照明等領(lǐng)域具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)施例2的OLED器件的性能如圖1～圖3所示。圖1為本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的電致發(fā)光光譜。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的功率效率隨電流密度變化的曲線圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件的電流密度和亮度隨電壓變化的曲線圖，其中，a表示電流密度隨電壓變化的曲線，b表示亮度隨電壓變化的曲線。

以上對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制。