一种金属配合物及有机电致发光器件

本发明属于电子材料，具体涉及一种金属配合物及其有机电致发光器件。

背景技术：

1、有机发光二极管(organic light-emitting diodes，oled)可以将电能转化为光能，具有驱动电压低、能耗低、可柔性、响应时间短、使用温度范围宽等特点，在工业照明、智能手机等显示器、大尺寸电视显示领域具有广阔的应用前景。oled器件中的发光层不仅可以在很大程度上决定器件的性能，还可以决定器件的加工方法，因此它们是oled所有组件中的最关键的部分。

2、在过去的三十年里，发光材料发展迅速，从传统的荧光、磷光和三重态-三重态湮灭(tta)材料，进入第三代热活化延迟荧光(tadf)材料时代。tadf材料可以分为纯有机材料和金属配合物材料。其中纯有机tadf材料通常具有较长的发射寿命，器件高亮度下的效率滚降严重。长发光寿命也被认为是oled器件稳定性差的一个关键原因。但现有直线型卡宾-金属-胺配合物的配体种类较少，且器件寿命低，效率较低，在实际应用当中仍然存在问题。铂(ii)配合物在磷光oled器件当中使用广泛，但是铂(ii)配合物tadf材料鲜有人做，这主要是金属铂(ii)较大的自旋轨道耦合常数，导致以磷光发射为主；另一方面，一些钯(ii)配合物oled器件性能优异，然而钯(ii)配合物oled材料无论是磷光还是tadf材料报道的文献都少之又少，亟需设计新型的钯(ii)配合物oled体系，通过深入研究和开发钯(ii)配合物，我们可以为显示技术、照明应用和能源转换等领域提供更高效、更稳定和更环保的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种金属配合物及有机电致发光器件，解决直线型卡宾-金属-胺配合物tadf材料性能较低的技术问题，提高有机电致发光器件的寿命和外量子效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种金属配合物，该金属配合物的结构通式如式(1)所示：

3、

4、其中，m选自铂或钯；

5、环a、环b、环c各自独立选自取代或未取代c6-c48芳环、取代或未取代c4-c48杂芳环；

6、环a和环b通过以单键连接或以形成稠环的方式连接；

7、环b和环c通过单键连接或以形成稠环的方式连接；

8、环a、环b和环c以负一价三齿配体形式与金属m中心配位；

9、r1-r6相同或不同，各自独立的选自氢、取代或未取代c1-c40烷基、取代或未取代c6-c48芳基、取代或未取代c3-c48杂芳基；

10、ra为取代或未取代c6-c48杂芳环。

11、进一步的，所述r1、r3、r4和r6为氢，r2和r5相同或不同，分别独立选自取代或未取代c3-c48杂芳基。

12、进一步的，所述取代的c3-c48的杂芳基任选被一个或多个取代基rb取代；每一个rb独立的选自氢、卤素、氰基、c1-c10烷基、c6-c30芳基。

13、进一步的，所述c1-c40烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；c1-c10烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；c6-c48芳基选自苯基、萘基、蒽基；c6-c30芳基选自苯基、萘基、蒽基。

14、进一步的，环a、环b、环c形成的三齿配体具有如下任一结构：

15、

16、进一步的，ra具有如下任一结构：

17、

18、优选的，所述金属配合物具有如下任一所示结构：

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27、

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29、以上是金属配合物的一些具体的结构形式，但不仅限于所列的这些化学结构。凡是结构通式如式(1)所示为基础，m、环a、环b、环c、r1-r6和ra基团为之前定义的所有范围内基团的简单变换的化合物都应该包含在内。

30、本发明还提供了一种金属配合物的制备方法，该制备方法的具体步骤和条件如下：

31、s1、将三齿配体与反应物x加入反应体系中，生成三齿配体金属氯化物e；

32、s2、配体d的制备，包括如下两种制备方法：

33、方法一：(1)化合物a与联硼酸频那醇酯经过suzuki偶联反应得到化合物芳基硼酸酯b；

34、(2)将步骤(1)中得到的化合物b与c经suzuki偶联反应得到配体d。

35、方法二：(1)化合物c与频那醇硼烷反应得到化合物n；

36、(2)将步骤(1)中得到的化合物n与a经过suzuki偶联反应得到配体d；

37、s3、配体d与三齿配体金属氯化物e发生配位反应得到所述金属配合物(通式1化合物)

38、优选的，所述反应物x为氯亚铂酸钾或二氯化钯。

39、本发明所述金属配合物合成路线如下所示：

40、

41、本发明的第二个目的在于提供上述金属配合物在有机电致发光器件中的应用。

42、一种有机电致发光器件，其特征在于，从上至下依次包括第一电极、发光层和第二电极，发光层包括本发明前述的金属配合物中的任意一种或至少两种的组合。

43、所述发光层包括本发明前述金属配合物和有机功能材料，以质量百分比计，金属配合物占比0.01％-100％，有机功能材料占比0-99.9％。

44、需要说明的是本发明所述金属配合物的应用并不限于所述器件构成，各层的膜厚或构成材料可根据本发明具体化合物结构的基础物性进行适当变更。

45、本发明所述有机器件的制备方法为本领域的常规方法。优选的，所述有机电致发光器件的制备包括如下步骤：将蒸镀有ito的玻璃基板作为透明支撑基板，在透明支撑基板的ito膜上依次蒸镀形成各有机层和金属电极。

46、本发明所述的有机电致发光器件在电子设备中的应用。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

48、(1)本发明提供金属配合物，具有式1结构，含有三齿配体-金属-仲胺类的结构具有良好的tadf性能，通过分子独特的结构和跃迁方式，并在咔唑的1、8号取代位点ra引入吸电子效应杂芳基，形成ra和三齿配体的分子内非共价相互作用，提高金属配合物的稳定性，增强配体内、配体间的电荷转移过程，抑制金属配合物的几何畸变，进而抑制非辐射跃迁过程。

49、(2)本发明提供的金属配合物所采用的三齿配体可以通过简单的有机合成以高产率制得，且原料成本低，对于发光材料的量产工艺具有重大的意义。

50、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种金属配合物，其特征在于，该金属配合物的结构通式如式(1)所示：

2.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，r1、r3、r4和r6为氢，r2和r5相同或不同，分别独立选自取代或未取代c3-c48杂芳基。

3.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，取代的c3-c48的杂芳基任选被一个或多个取代基rb取代；

4.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，c1-c40烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；

5.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，环a、环b、环c形成的三齿配体选自以下结构：

6.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，ra选自以下结构：

7.根据权利要求1所述的一种金属配合物，其特征在于，式(1)所示化合物具有如下结构：

8.根据权利要求1所述的一种金属配合物在有机电致发光器件中的应用。

9.一种有机电致发光器件，其特征在于，从上至下依次包括第一电极、发光层和第二电极，所述发光层由权利要求1-7中任一所述的金属配合物中的任意一种或至少两种的组合；

10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件在电子设备中的应用。

技术总结本发明提供一种金属配合物及有机电致发光器件，该金属配合物含有三齿配体‑金属‑仲胺类结构，具有良好的TADF性能，通过分子独特的结构和跃迁方式，并在咔唑的1、8号取代位点Ra引入吸电子效应杂芳基，形成Ra和三齿配体的分子内非共价相互作用，提高金属配合物的稳定性，增强配体内、配体间的电荷转移过程，抑制金属配合物的几何畸变，进而抑制非辐射跃迁过程，使得制作成的有机电致发光器件具有较高的外量子效率以及较长的器件寿命，外量子效率高达31.5％。技术研发人员：李凯,张毅,杨楚罗受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12