本發(fā)明屬于有機發(fā)光半導(dǎo)體，具體包含一種含有金屬同位素的配合物及包含其的有機電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)：

1、有機電致發(fā)光材料按照發(fā)光激子的種類可分為熒光和磷光材料兩種。據(jù)量子化學(xué)統(tǒng)計，在電致發(fā)光過程中載流子復(fù)合形成25％的激發(fā)單重態(tài)和75％的激發(fā)三重態(tài)。熒光材料只能利用單重態(tài)激子的發(fā)光，而磷光材料可以同時利用單重態(tài)和三重態(tài)激子的發(fā)光，使理論內(nèi)量子效率提高到100％。因此，與熒光材料的電致發(fā)光相比，磷光材料的電致發(fā)光具有更大的優(yōu)越性，是提高器件效率最有效的途徑之一。

2、為了抑制磷光材料在固態(tài)時產(chǎn)生的濃度粹滅以及三線態(tài)-三線態(tài)淫滅，電致磷光器件一般都采用主客體摻雜結(jié)構(gòu)，也就是在某種主體材料中摻雜客體材料，由三線態(tài)能級較高的主體材料將能量傳遞給客體材料來發(fā)光。在磷光器件的發(fā)光層中，主體材料的單重激發(fā)態(tài)與三重激發(fā)態(tài)將能量轉(zhuǎn)移或傳遞給客體材料分子形成其單重激發(fā)態(tài)與三重激發(fā)態(tài)，客體分子的單重激發(fā)態(tài)進一步通過分子內(nèi)的系間竄越(isc，intersystem?crossing)轉(zhuǎn)化成其三重激發(fā)態(tài)，從而發(fā)射出磷光，使內(nèi)量子效率理論上可達到100％。

3、當(dāng)有機分子中的單線態(tài)電子軌道和三線態(tài)電子軌道能量接近，且空間位置也相鄰時，這兩個軌道的自旋狀態(tài)可以發(fā)生耦合，使三線態(tài)電子失去其固有特性而表現(xiàn)出部分單線態(tài)特性，導(dǎo)致了隙間竄越和磷光發(fā)射過程，這就是自旋軌道耦合效應(yīng)。在含有重原子的金屬配合物中，自旋軌道耦合效應(yīng)尤為突出。這是由于在金屬配合物中金屬與配體的結(jié)合，產(chǎn)生了金屬-配體之間的電荷轉(zhuǎn)移(mlct)態(tài)。電荷轉(zhuǎn)移單線態(tài)(1mlct)與三線態(tài)(3mlct)之間，以及1mlct與以配體為中心的三線態(tài)(3lc)軌道之間，能量相近、空間位置相鄰，于是能夠產(chǎn)生很好的自旋軌道耦合。自旋軌道耦合效應(yīng)的強弱影響隙間竄越(isc)速率的快慢。

4、材料隙間竄越(isc)速率依賴于材料電子結(jié)構(gòu)之間的微妙平衡。當(dāng)過渡金屬原子序數(shù)增加時，有效核電荷增加，隙間竄越(isc)速率增加。但同時引起金屬原子中d軌道的束縛，減少參與躍遷的有效電荷比例，進而導(dǎo)致隙間竄越(isc)速率降低。1mlct和3mlct之間的隙間竄越(isc)速率越快，磷光有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率也就越高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決以上問題，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種含有金屬同位素的配合物。通過在配合物中使用高相對原子質(zhì)量的過渡態(tài)金屬，能夠有效提升材料的自旋軌道-耦合效應(yīng)，加快1mlct和3mlct之間的隙間竄越(isc)速率，從而能夠提高有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率和亮度。同時，更高原子量的同位素具有更高的解離能，在發(fā)光過程中更穩(wěn)定，因此能夠提高有機電致發(fā)光器件的壽命。

2、本發(fā)明的第二個目的在于提供一種利用如上所述的配合物在制備有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層中的應(yīng)用。

3、本發(fā)明的第三個目的在于提供一種有機電致發(fā)光器件。將本發(fā)明提供的含有同位素原子的金屬配合物作為有機磷光客體材料應(yīng)用于磷光有機電致發(fā)光器件中，能夠顯著提高磷光有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率和壽命。

4、為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

5、本發(fā)明第一方面提供了一種含有金屬同位素的配合物，所述配合物的通式為m1(lx)m(ly)n(lz)p或m2(la)(lb)；

6、所述m1和m2分別代表不同配合物通式中的中心金屬原子，其中，所述m1選自ir的穩(wěn)定同位素，例如193ir；所述m2選自pt的穩(wěn)定同位素，例如192pt、194pt、195pt、196pt；

7、所述lx、ly和lz分別表示與所述m1配位的第一、第二和第三配體；所述la和lb分別表示與所述m2配位的第四和第五配體；

8、所述m、n、p相同或不同，各自獨立地選自0、1、2或3，且m+n+p＝3；當(dāng)m、n或p大于等于2時，多個lx、ly和lz相同或不同；

9、當(dāng)所述配合物的通式為m1(lx)m(ly)n(lz)p時，所述lx選自以下所示通式結(jié)構(gòu)中的一種：

10、

11、所述r1至r5的個數(shù)可以是一個或多個，各自獨立地選自氫、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至10的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至20的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至20的苯基、鹵素中的任意一種或任意幾種的組合；

12、當(dāng)所述r1至r5存在取代基時，所述r1至r5的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、碳原子數(shù)為1至10的烷基中的任意一種；

13、所述y選自o或s；

14、所述ly選自以下所示通式結(jié)構(gòu)：

15、

16、所述r6和r8各自獨立地選自被取代或未被取代的碳原子數(shù)為1至10的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為3至20的環(huán)烷基中的任意一種；

17、所述r7選自氫、碳原子數(shù)為1至4的烷基中的任意一種；

18、當(dāng)所述r6、r8存在取代基時，所述r6、r8的取代基各自獨立地選自碳原子數(shù)為1至10的烷基、碳原子數(shù)為3至10的環(huán)烷基、鹵素、氰基中的任意一種；

19、所述lz選自以下所示通式結(jié)構(gòu)中的一種：

20、

21、所述r9至r11的個數(shù)可以是一個或多個，各自獨立地選自氫、鹵素、氰基、碳原子數(shù)為1至10的烷基、cf3、苯基中的任意一種或任意幾種的組合；

22、當(dāng)所述配合物的通式為m2(la)(lb)時，所述la選自以下所示通式結(jié)構(gòu)中的一種：

23、

24、其中，*代表與lb的連接位；

25、所述r12至r16的個數(shù)可以是一個或多個，各自獨立地選自氫、碳原子數(shù)為1至10的烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至20的苯基中的任意一種或任意幾種的組合。

26、所述lb選自以下所示通式結(jié)構(gòu)中的一種：

27、

28、其中，*代表與la的連接位；

29、所述r17至r20各自獨立地選自氫、碳原子數(shù)為1至10的烷基、碳原子數(shù)為1至10的環(huán)烷基、被取代或未被取代的碳原子數(shù)為6至20的苯基中的任意一種或任意幾種的組合；

30、當(dāng)所述r12至r20存在取代基時，所述r12至r20的取代基各自獨立地選自氘、碳原子數(shù)為1至10的烷基中的任意一種；

31、所述配合物中的氫可以各自獨立地被氘取代。

32、進一步，所述r1至r5各自獨立地選自氫、碳原子數(shù)為1至4的烷基、叔丁基取代的苯基中的任意一種或任意幾種的組合。

33、進一步，所述lx選自以下lx1-lx40所示結(jié)構(gòu)中的一種：

34、

35、

36、進一步，所述r6、r8各自獨立地選自碳原子數(shù)為1至4的烷基、f取代的碳原子數(shù)為1至4的烷基中的任意一種；所述r7選自h或甲基。

37、進一步，所述ly選自以下ly1-ly25所示結(jié)構(gòu)中的一種：

38、

39、進一步，所述r9、r11各自獨立地選自氰基、cf3中的任意一種；所述r10選自氫、苯基、碳原子數(shù)為1至4的烷基中的任意一種。

40、進一步，所述lz選自以下lz1-lz10所示結(jié)構(gòu)中的一種：

41、

42、進一步，所述r12、r13各自獨立地選自h、叔丁基、碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的碳原子數(shù)為6至20的苯基中的任意一種；所述r14選自h、叔丁基中的任意一種。

43、進一步，所述la選自以下la1-la22所示結(jié)構(gòu)中的一種：

44、

45、

46、進一步，所述r17、r18各自獨立地選自碳原子數(shù)為1至4的烷基、碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的碳原子數(shù)為6至20的苯基中的任意一種；所述r19選自氫、碳原子數(shù)為1至4的烷基中的任意一種。

47、進一步，所述lb選自以下lb1-lb15所示結(jié)構(gòu)中的一種：

48、

49、進一步，所述m2選自196pt。

50、進一步，所述m1(lx)m(ly)n(lz)p選自以下通式形式中的一種：

51、m1(lx)2(ly)1、m1(lx)3、m1(lz)3。

52、本發(fā)明第二方面提供了一種利用如上所述的配合物在制備有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層中的應(yīng)用。

53、本發(fā)明第三方面提供了一種有機電致發(fā)光器件，所述有機電致發(fā)光器件包括依次設(shè)置在襯底基板上的陽極、空穴傳輸區(qū)、發(fā)光層、電子傳輸區(qū)和陰極；其中，所述發(fā)光層包括主體材料和客體材料，所述客體材料中包括一種或多種如上所述的配合物。

54、本發(fā)明的有益效果如下：

55、本發(fā)明提供了一種含有金屬同位素的配合物，通過使用高相對原子質(zhì)量的過渡態(tài)金屬(例如193ir、196pt等)，能夠有效提升材料的自旋軌道-耦合效應(yīng)，本發(fā)明在研究過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)僅提高過渡金屬原子的中子數(shù)，既使用過渡態(tài)金屬穩(wěn)定同位素能夠在增加分子躍遷過程中有效電荷的同時不增加對d軌道的束縛。因此本發(fā)明提供的含有金屬同位素的配合物能夠加快1mlct和3mlct之間的隙間竄越(isc)速率，提高材料的發(fā)光效率和亮度。

56、同時，更高相對原子質(zhì)量的過渡態(tài)金屬具有更高的解離能，在發(fā)光過程更穩(wěn)定，從而可以進一步提高了材料的發(fā)光效率。

57、將本發(fā)明提供的含有金屬同位素的配合物作為有機磷光客體材料應(yīng)用于磷光有機電致發(fā)光器件中，該有機磷光客體材料能夠顯著提高磷光有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率和壽命，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

58、附圖說明

59、下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

60、圖1為含有本發(fā)明的配合物的有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；