一种Xantphos和PBO混配型亚铜配合物橙色磷光材料的制作方法

文档序号:15932501发布日期:2018-11-14 01:51阅读:923来源:国知局

本发明涉及发光材料技术领域,涉及光致发光材料领域和电致发光材料领域,特别是涉及有机电致发光材料领域。

背景技术

信息技术的发展使人们对作为信息系统输出终端的显示技术提出了更高的要求。同传统的阴极射线显示技术(crt)以及液晶显示(lcd)、等离子体显示(pdp)等现代显示技术相比,有机电致发光器件(oled)具有很多其他器件无法比拟的优点,成为21世纪光电信息技术发展中备受瞩目的前沿课题之一,得到了广泛而深入的研究。而发光材料是有机电致发光器件中的核心部分。

有机电致发光简称oel,是有电能激发有机材料而发光的现象,早在上世纪60年代就已被发现,但由于缺乏明确应用前景而没有引起广泛的注意。1987年,easternkodak公司的tang等人制作了工作电压低(约10v)、亮度高(超过1000cd/m2)、效率高的双层有机电致发光器件,才使有机电致发光真正走上了飞速发展的道路(appliedphysicsletters,1987,51,913-915.)。1990年剑桥大学开发出基于高分子有机发光材料的oled新技术。1994年日本山形大学的城户淳二等发明了白色发光器件,使有机电致发光器件的应用成为可能。1997年口本先锋电子推出了世界第一个商品化的oled产品一一汽车音响显示屏,迈出了oled产业化的第一步。尤其是2000年以来业界更是掀起了对oled投资与开发的热潮,在商业、工业、通信、交通、计算机等领域已经崭露头角。oled是一种由多层有机薄膜结构形成的电致发光器件,具有其他显示器件无可比拟的优点:①工作条件:驱动电压低,功耗低,oled无需背光照明,其驱动器功耗小;②显示方面:主动发光,视角范围大,图像稳定,亮度高,色彩丰富,分辨率高;③设计方面:结构简单,成本低,不需要背景光源和滤光片,可制造出超薄、质量轻、易于携带的产品;④适应性广:采用玻璃衬底可实现大面积平板显示,用柔性材料做衬底,能制成可折叠的显示器;⑤环境适应性强:具有良好的温度特性,可在低温环境下显示等。

为了制备高发光效率的oled器件,经过30余年的深入研究,已研发出多种新型电致发光材料,所制备器件的性能也有显著提高。人们合成并研究了大量的过渡金属配合物,比如铱(ir)、金(au)、铂(pt)等。到目前为止,基于磷光ir配合物的oled保持了最高的发光效率。但是铱在自然界中含量很低、且价格昂贵,严重阻碍了其商业化进展,所以引入低成本的磷光金属配合物,例如亚铜配合物。我国铜资源丰富,铜矿资源就有910处,总储量6234万吨位居世界第七。相对于那些过渡金属元素来说有明显的优势,而且铜的价格廉价、无毒且对环境压力小。除此之外,cu(i)配合物的配位模式非常丰富,可以分别和2、3、4个配位原子配位,形成直线型、平面三角型、四面体结构的单核配合物以及一维、二维、三维等无线结构的多核配合物,丰富的化学结构导致其具有独特的光物理性能。因此,基于一价铜配合物发光新材料的研究,具有非常重要的理论意义和实际应用价值。而因其在光物理和光化学方面的突出表现,亚铜配合物材料在电致发光领域的应用日益受到中外科学家和相关业界人士的重视。

目前报道的大多数高效率cu(i)配合物oled主要是绿光发射,如何开发高效率橙/黄光cu(i)配合物oled亟待解决.这需要利用化学合成手段开发高发光效率、不同发光颜色cu(i)配合物。其次,cu(i)配合物的稳定性有待进一步研究。虽然初步的研究结果表明cu(i)配合物具有比ir配合物更好的稳定性,但是更详细、深入的研究是考察廉价cu(i)配合ole是否能在显示与照明领域应用的前提。



技术实现要素:

本发明内容的目的是提供一种橙色磷光亚铜配合物发光材料及其制备方法。通过亚铜离子与配体的溶液发生配位反应,方便且廉价地制备获得了发光性能和热稳定性能良好的亚铜配合物发光材料,其橙色磷光发光强度大、热稳定性好,而且其发光衰减特性非常符合oled器件对材料磷光发光寿命的要求,将其应用于oled发光层材料有利于产品成本降低。

本发明的技术方案之一,是提供一种新的橙色磷光亚铜配合物发光材料,由cu(ch3cn)4pf6与配体依次发生配位反应得到,其分子结构为[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6),式中xantphos为电中性双膦配体4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽,3-pbo为杂环配体3-(2-苯并噁唑)吡啶。

所述发光材料为三斜晶系,p-1空间群,晶胞参数为α=82.381(2)°,β=80.043(2)°,γ=83.130(2)°,z=2,dc=1.292g/cm3,材料的晶体颜色为黄色;该发光材料结构表现为离子型配合物,其中六氟磷酸根为抗衡阴离子,而阳离子则是由亚铜离子和配体3-pbo、xantphos络合形成的配位阳离子;该配合物阳离子中亚铜离子采用cun2p2四面体型配位模式,其中两个n分别来自于两个氮配体3-pbo中的吡啶基团,两个p来自于一个双齿螯合的膦配体xantphos;其分子结构如式(i):

所述发光材料应用于橙色磷光材料,该材料受到很宽波长范围(400-550nm)的紫外光或可见光的激发,都能发出很强的橙色光,其发光光谱呈现单峰特征,峰值发光波长为585nm,色坐标为(0.4238,0.4510),发光寿命为1.1微秒。

本发明的技术方案之二,是提供一种橙色磷光亚铜配合物发光材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的制备方法。该制备方法是由cu(ch3cn)4pf6与配体3-pbo和xantphos的二氯甲烷溶液混合发生配位反应,最后析出得到晶体粉末的产物而实现。其具体实施方案分为五步骤:

(1)室温下将cu(ch3cn)4pf6粉末溶解在二氯甲烷中;

(2)室温下将xantphos粉末溶解在二氯甲烷中;

(3)将所述述两种溶液混合,并搅拌使之充分反应,得到澄清溶液a;

(4)室温下将3-pbo粉末溶解在二氯甲烷中,再加入溶液a中混合搅拌,使之充分发生配位反应得溶液b;

(5)将所得溶液b在室温下进行减压旋蒸,真空干燥,得到的黄色晶体即为发光材料产物;上述三种反应物的摩尔比cu(ch3cn)4pf6∶xantphos∶3-pbo为1∶1∶2。

本发明的有益效果,首先是所提供的混配型橙色磷光亚铜配合物发光材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6),其中引入的苯并噁唑基团有利于分子激发态发光,金属cu到配体的电荷跃迁(mlct)的存在有效促进系间窜越,而大量苯环等基团的存在,以及双齿螯合的大位阻双膦配体xantphos的存在,造成cu(i)周围配体存在有效空间位阻,可抑制分子激发态的非辐射衰减,配体3-pbo和xantphos都为多芳环的配体,都具有很大的刚性特征,因而该分子材料具有好的磷光发射性能。该配合物材料既具备廉价和易于纯化的优点,而且具有很好的溶解性和热稳定性,为发光材料的进一步应用提供了技术支持。

本发明的有益效果,其次是制备混配型橙色磷光亚铜配合物发光材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的方法,具有工艺简便,所用设备简单,生产成本低,可以在很短的时间内得到具有很高产率的产物等优点。

附图说明

图1.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)分子的单晶结构图。

图2.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)分子在单胞内及其周边空间的堆积图。

图3.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的x-射线粉末衍射图谱:(a)为本发明实施例1中所得粉末的图谱;(b)为根据实施例2中单晶结构数据计算获得的谱图。

图4.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的紫外-可见吸收(uv-vis)光谱图

图5.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)晶体样品在360纳米波长光激发下测定的光发射谱图。

图6.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)晶体样品在470纳米波长光激发下测定的光发射谱图。

图7.磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)晶体样品在585纳米监控波长下测定的激发谱图。

具体实施方式

本发明的实现过程和材料的性能由实施例说明:

实施例1

大量的磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)晶体样品的制备:称量0.037g(0.1mmol)的cu(ch3cn)4pf6,0.058g(0.1mmol)的xantphos,0.039g(0.2mmol)的3-pbo;分别用5ml的二氯甲烷溶解后依次混合,充分搅拌使之充分发生配位反应,得到橙黄色澄清溶液;将上述溶液在室温下减压旋蒸除去所有溶剂,最终得到黄色晶体产物,产率为90%(以cu计算)。

实施例2

合成橙色磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的单晶:称量0.037g(0.1mmol)的cu(ch3cn)4pf6,0.058g(0.1mmol)的xantphos,0.039g(0.2mmol)的3-pbo;分别用5ml的二氯甲烷溶解后依次混合,充分搅拌使之充分发生配位反应,得到橙黄色澄清溶液;过滤后,在溶液上层覆盖正己烷促使产物结晶,静置几天后有大量黄色针状晶体析出。挑选一颗0.50mm*0.06mm*0.06mm尺寸的黄色针状晶体用于x-射线单晶结构测试。该化合物的分子结构图示于附图1,其晶胞堆积结构图示于附图2。

对橙色磷光配合物材料[cu(xantphos)(3-pbo)2](pf6)的纯相晶体样品进行了一些列性能测试。对本发明材料晶体进行了稳态荧光测试,结果表明该材料在不同的而激发波长作用下,都能发射出强烈的橙色磷光,色坐标值为(0.4238,0.4510),具体的激发光谱和发射光谱如附图5、附图6和附图7所示。而对该材料的瞬态荧光测试表明,其发光寿命为1.1微秒,属于磷光发射。可见,该材料可应用于多种波长激发的橙色磷光材料,也非常适合用于oled发光层的橙色磷光材料。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1