专利名称：电致发光器件中的官能化三线态发射体的制作方法
电致发光器件中的官能化三线态发射体
背景技术：
自从发现有机材料电致发光，采用小分子尤其是含有配合物的重金属的高效电致发光器件被广泛研究[tang et al. Appl. Phys. Lett. 1987, 51,913]。基于含重金属材料的有机光电得到了显著的发展。具有纯有机材料的有效OLED难以得到，因为由于自旋选择规贝丨J，仅能获得25%的量子效率。然而，多数OLED中形成的激发子是三线态激发子(75%)，在纯有机发射体中将以热进行发散。结果就是电致发光(EL)的量子效率被严重限制。因此，在过去十年间，OLED材料的研究集中在三重激发态的发光材料[例如，參见H. Yersin,Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials,Wiley-VCH,Weinheim 2008]。通过利用这种三线态发射体，例如，磷光性分子，这种(内部的)电致发光效率能超过单线 态发射体25%的限定。通过采用磷光性材料捕获单线或三线态激发子，能够想到几乎全部量子效率[M. A. Baldo, D. F. O' Brien, Μ. E. Thompson, S. R. Forrest ；Phys. Rev. B 1999,60，14422 ；C. Adachi, M. A. Baldo, Μ. E. Thompson, S. R. Forrest ；J. Appl. Phys. 2001,90, 5048 ；H. Yersin，Top. Curr. Chem. 2004,241,1]。例如，发射层中具有绿色发光三(2-苯基吡啶-N，C)合铱(III) [Ir(ppy)3]的OLED通过利用所有单线或三线态激发子产生几乎100%的内部量子效率[Baldo et al. Appl. Phys. Lett. 1999,75,4]。使用不同配体改变H0M0/LUM0能量和最低激发态以调整光物理性能，促进材料的电荷转移性能和稳定性。器件的效率、寿命和开启电压能够通过合适的金属/配体组合而被适当的优化。通过适当的电荷转移层能够促进空穴和电子从相应的电极注入和转移至发射层。发射体中的电荷重组是有利的，且如果螯合到金属离子上的配体是电荷转移单位，电荷重组将被增强。如果使用高温下真空热蒸发和有机气相沉积(OVPD)技术，将磷光性小分子应用于薄膜器件中如0LED，会涉及昂贵的和复杂的技木。用这些技术生产薄膜器件的生产费用与目前显示技术象LCD技术或者目前的发光技术相比不具有竞争性。而且，显示器或者发光面的面积被限制。因此，在低成本制造、大面积的显示/发光和印刷器件领域内，高利润来自于发展溶液-可加工的磷光材料。本发明中描述的材料是可溶液加工的。为避免自淬灭或三线态-三线态湮灭，通常采用将三线态发射材料稀释(低浓度掺杂)入聚合物基主体材料。然而，这种方法会产生团聚、相分离等，这会导致发光淬灭和器件效率的降低。相应地，本发明的目的是通过提供ー种具有共价结合的电荷转移部分的高发射性材料，来解决光电器件中的使用需求。而且，取代的部分将满足防护的要求，因此将极大地降低三线态-三线态湮灭、自淬灭和团聚或者相分离的影响。不含可溶液加工的磷光材料的主体，即没有添加基质材料的材料，在本领域中是已知的。三线态发射体被共价连接作为下垂物或共轭结构[W02003/091355A3 ；N. R. Evans,L. S. Devi, C. S. K. Mak, S. E. Watkins, S. I. Pascu, A. Kohler, R. H. Friend, C. K. Williams,A. B. Holmes，J. Am. Chem. Soc. 2006，128，6647 ；A. J. Sandee，C. K. Williams, N. R. Evans,J. E. Davies, C. E. Boothby，A. Kohler, R. H. Friend, A. B. Holmes，J. Am. Chem. Soc. 2004，126, 7041] 0然而，聚合材料不是单分散，而且在合成过程中不可避免会产生缺陷点。这些缺陷点将对材料的稳定性和器件性能产生不利影响。就这一点而言，对新的可溶液加工的发射材料提供确切定义的和可控的合成是本发明进一歩的目标。按照上面的观点，仍然需要为具有良好效率和稳定性的OLED提供制备定义确切的、合成可控的、共轭的和可溶液加工的材料的方法。本发明进ー步的目标因此是提供高发射性的材料。由于配合物的外层的保护性使这变成可能。
发明内容
本发明提供了ー种新型的用作光发射体的高度取代磷光性配合物。发射体的结构和尺寸是定义确切的、单分散的和合成可控的。这种材料能作为常有结构缺陷的含金属的聚合物的替代品。本发明涉及ー种配合物M(ligl (ctgl) (ctg2))m(ligll (ctg3) (ctg4))n(ligIII (ctg5) (ctg6))。(旁位配体)P(L),其能够发光(磷光或电致发光)。本发明的配合物包括金属离子M和至少ー种可以被电荷转移基团(ctg)取代的配体lig。本发明的配合物可用式(I)表示
权利要求
1.式I的能发光的配合物
2.权利要求I的配合物，其中所述发光是磷光或电致发光。
3.权利要求I或2的配合物，其中用于转移空穴的ctg包括选自如下的化学基团 取代或未取代的ニ芳胺、取代或未取代的三芳胺、取代或未取代的咔唑、取代或未取代的噻吩、取代或未取代的吡咯、取代或未取代的3，4-亚こ基ニ氧噻吩、取代或未取代的稠合噻吩并噻吩、取代或未取代的低聚噻吩、取代或未取代的三(低聚亚芳基)胺、取代或未取代的螺环化合物、取代或未取代的联苯胺化合物。
4.权利要求I或2的配合物，其中所述用于转移电子的ctg包括选自如下的化学基团取代或未取代的噁ニ唑、取代或未取代的噻ニ唑、取代或未取代的三唑、取代或未取代的吡啶、氟芳基、氟杂芳基、取代或未取代的苯并咪唑、取代或未取代的ニ萘嵌苯和ニ萘嵌苯衍生物、取代或未取代的三(苯基喹喔啉)，取代或未取代的噻咯化合物、取代或未取代的含硼化合物。
5.权利要求I至4的配合物，其中所述配体的芳基或杂芳基包括选自如下的化学基团 苯基、联苯、苯酚、吡啶、嘧啶、吡嗪、三嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻吩、呋喃、噻唑、噁唑、噁ニ唑、噻ニ唑、萘、菲、氟、咔唑、苯并噻吩、苯并咪唑、苯并噻唑和苯并噁唑。
6.式II的能发光的配合物(旁位配体j
7.权利要求1-6的配合物,包括至少ー个转移空穴的ctg和至少ー个转移电子的ctg,从而形成能够实现电子转移、空穴转移和发光的两极配合物。
8.权利要求1-7中的配合物作为光发射体或光吸收体的用途，尤其是在光电元件中。
9.权利要求8的用途，其中所述配合物以I重量％至30重量％的浓度与至少ー种其它材料一起使用，尤其与至少ー种其它基质材料。
10.权利要求8或9的用途，其中所述光电元件选自 -有机发光二极管(OLED)， -发光电化学电池， -OLED传感器,尤其未密封的气体传感器和蒸气传感器， -有机光电ニ极管， -有机ニ极管， -有机太阳能电池， -有机场效应晶体管， -有机激光器， -下变频系统，和 -发光器件。
11.权利要求1-7的配合物作为传感元件中光发射体的用途，例如，用于氧气的检测。
12.权利要求8-11的用途，其中发射层中的配合物份额是100%。
13.权利要求8-11的用途，其中所述光发射体或吸收体的配合物份额是O.1%到99%。
14.权利要求8-13的用途，其中在光学光发射元件，尤其是OLED中作为光发射体的配合物的浓度在I %至20%之间。
15.权利要求8-14的用途，用于具有更少衰减趋势的高亮应用，尤其是OLED发光应用。
16.权利要求8-15的用途，其中所述配合物既作为电荷转移材料又作为光发射材料。
17.光电元件，其包含权利要求1-7的配合物。
18.权利要求17的光电元件，其作为元件选自 有机发光元件、有机光电ニ极管、有机ニ极管、有机太阳能电池、有机晶体管、有机发光ニ极管、发光电化学电池、有机场效应晶体管、有机激光器、和下变频系统。
19.生产光电元件的方法，其中使用权利要求1-7的配合物。
20.权利要求19的方法，其中权利要求1-17所述配合物被应用于支持物或载体上。
21.权利要求20的方法，其中采用湿化学法实施所述应用。
22.—种影响或改变电子元件的发射和/或吸收特征的方法，包括将权利要求1-7的配合物加入基质材料中，以在光电元件中转移电子或空穴。
23.权利要求1-7的配合物的用途，尤其在光电元件中，用以转换紫外光为可见光或用于转换蓝光为绿光或红光(下变频)。
全文摘要
本发明涉及用于光电和传感器件的有机金属配合物以及它们在这种光电和传感器件中的用途。本发明的有机金属配合物(三线态发射体)由金属中心和螯合配体组成。至少一种这类螯合配体含有芳香或稠合芳香环。这些配体各自被至少一个、优选两个电荷转移基团(ctg)共价取代。金属中心此外也能被旁位配体螯合。各个配体中存在两个ctg导致不同的优点-尤其应用于有机发光二极管(OLED)-与本领域已知的配合物相比；-电荷转移单元促使空穴和/或电子转移至分子中心，并允许直接在发射体配合物上有效的激发形式。-各个配体上ctg的存在提供了与环境相互作用的良好保护。因此，发射淬灭被大大减少，从而获得具有高发射量子产率的材料。-各个配体上ctg的存在加快了不同分子的发射核间的分离，并因此通过三线态-三线态湮灭或自淬灭效应减少了不需要的淬灭。-本发明的配合物在许多有机溶剂中具有高溶解性，并因此非常适于湿化学工艺。
文档编号C09K11/06GK102695775SQ201080052736
公开日2012年9月26日 申请日期2010年11月26日 优先权日2009年11月27日
发明者H·耶尔辛, T·菲舍尔, 陈伟键, 麦淑君 申请人:辛诺拉有限公司