[发明专利]含有酰胺类铱金属配合物的聚合物电致发光材料及其制备

说明书

技术领域

含有酰胺类铱金属配合物的聚合物电致发光材料及其制备，涉及可用于电致发光领域的含有酰胺类Ir(III)金属配合物的聚合物的电致发光材料。属于合成材料和电致发光材料技术领域。

背景技术

有机发光(electroluminescence，EL)是指发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。关于有机电致发光器件(OEL)即有机发光二极管(OLED)的研究起始于上世纪50年代。到1987年，Eastern Kodak公司Tang等人，采用荧光效率很高、有电子传输特性且能用真空镀膜的有机小分子材料——8-羟基喹啉铝(Alq₃)，制成有机EL器件，这种材料具有高亮度、高量子效率、高发光效率等优良性能，使有机电致发光材料的研究工作进入了一个崭新的时代，标志着有机电致发光领域进入了孕育实用化的时代。但是由于受到了自旋统计理论的限制，荧光材料理论上的内量子效率的极限为25％，如何充分的利用占能量75％的磷光以实现更高的效率成为当务之急。1997年，Forrest等发现磷光电致发光现象，突破了有机电致发光材料内量子效率低于25％的限制，使有机平板显示器件的研究进入了另一个新的时期。

在随后有机电致发光材料的研究中，小分子掺杂型过渡金属的环配合物成为人们研究的重点，如铱，钌，铂等的配合物。这类配合物的优点在于他们能从自身的三线态获得很高的发射能量(M.A.Baldo，et al，Appl.Phys.Letters，1999，74，4)。而其中金属铱配合物，由于其配合物的稳定性好，在合成过程中反应条件温和，并且具有很高的电致发光性能，在随后的研究过程中一直占着主导的地位。

1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的J.H.Burroughes等人及Friend小组分别报道了用聚对苯乙烯(PPV)制备的聚合物薄膜电致发光器件，得到了直流偏压小于14V的蓝绿光输出，其外量子效率为0.05％，说明这种聚合物可作为发光部件。之后，人们又发现聚对苯(PPP)可以发蓝光。相对于小分子来说，高分子具有挠曲性，机械强度好，易加工成型，不易结晶等优点，而且它来源很广，可根据需要进行分析设计，还可以通过掺杂或改变化学结构来调节电性能和化学性能。优良的高分子与环金属配合物的得到，使得具有优良电致发光性能的有机聚合物材科的研制及其发光性能和应用兴起了一个热潮，以至于有机高分子发光材料得到了迅速发展，并相继开发了许多新型高分子发光材料，开发出了各种各样的材料，通过官能团的调节，发光颜色能够覆盖从红到蓝几乎整个可见光谱。

含电致磷光金属有机配合物的聚合物由于周围分子的荧光淬灭作用，很少有小分子磷光材料能够单独作为发光层而得到好的发光效果。解决的办法是将这些磷光材料掺杂到电荷传输主体材料中形成发光层。掺杂的方法之一是将磷光材料和电荷传输主体材料通过共蒸镀的方法沉积形成膜，这种方法制作工艺复杂，成本高；另一种掺杂的方法是将磷光染料掺杂于聚合物体系通过旋涂成膜的方法制作发光层，这种基于溶液的加工技术，易于制备大面积膜，成本低，然而遗憾的是这样制作的器件的效率相对于蒸镀的方法明显降低。

针对上述问题，改进的途径是将电致磷光金属配合物镶嵌或接枝在共轭聚合物中.这种聚合物电致发光器件(PLEDs)具有以下优点：(1)金属配合物与聚合物通过共价键相连可以抑制相分离；(2)聚合物共轭主链的能量能够非常有效地转移到金属诱导的能级上；(3)具备了聚合物发光材料所特有的柔性，可以旋涂制膜，简化器件的制作工艺。

研究表明，金属配合物中有机配体的结构对发光效率和发射波长有很大的影响，因此通过配体修饰可以得到性能、发光颜色不同的磷光材料，有关Ir配合物的研究主要是对配体的修饰与改性，在配体上引入吸/推电子基团，改变配合物的最低未占分子轨道(LUMO)和最高已占分子轨道(HOMO)，使化合物的性质发生了更有利于作为发光材料的改变。但对配体的修饰与改性往往需要经过复杂的化学反应，这势必会一方面增加化学反应的难度，另一方面降低从原料到最终产物的转化率，增加材料的生产成本。而现有的研究中，对新种类配体关注并不多。因此设计合成新型的金属配合物，对开发不同发光颜色的聚合物/磷光复合体电致发光材料具有重要意义。

发明内容