專利名稱：在有機發光裝置中用作磷光摻雜劑的環金屬化金屬配合物的制作方法
技術領域：
本發明的領域本發明涉及由含有有機金屬磷光摻雜劑化合物的發射層組成的有機發光裝置。
本發明的背景有機發光裝置(有機發光裝置)是由幾個有機層組成的，其中一層是由一種通過對裝置施加電壓引起電致發光的有機材料組成，C.W.Tang等人，Appl.Phys.Lett.1987，51，913。某些有機發光裝置已顯示對于用作LCD型全色彩平板顯示器的實際替代技術來說具有足夠的亮度、顏色范圍和工作壽命(S.R.Forrest，P.E.Burrows和M.E.Thompson，Laser Focus World，1995年2月)。由于在這些裝置中使用的薄有機膜中的許多在可見光譜區中是透明的，它們使得可以實現完全新型的顯示像素，其中紅(R)，綠(G)和藍(B)光發射型的有機發光裝置是以垂直堆疊的幾何結構設置而提供簡單的制造過程，小R-G-B象素大小，和大充填因數，國際專利申請No.PCT/US95/15790。
代表了朝著實現高分辨率、獨立可尋址的堆疊式R-G-B像素的一個顯著進步，透明有機發光裝置(TOLED)已經在國際專利申請No.PCT/US97/02681中有報道，其中該TOLED在關閉時具有大于71％透明度并且在裝置接通時以高效率(接近1％量子效率)從上下器件表面發射出光。該TOLED使用透明氧化銦錫(ITO)作為空穴注入電極和Mg-Ag-ITO電極層用于電子注入。公開一種裝置，其中Mg-Ag-ITO電極層的ITO側邊被用作空穴注入接觸層，以便在TOLED上面堆疊第二個不同的彩色光發射有機發光裝置。在堆疊有機發光裝置(SOLED)中的各層是可獨立地尋址的和發射它本身的特征色彩。這一彩色發射光能夠透過相鄰堆疊的、透明的、可獨立尋址的有機層，透明接觸層和玻璃基材，因此可使裝置發射出任何顏色的光，該光能夠通過改變紅和藍色光發射層的相對輸出功率來產生。
PCT/US95/15790專利申請公開了了集成的SOLED，它能夠在顏色可調的顯示裝置中用外電源來獨立地改變和控制光的強度和顏色。PCT/US95/15790專利申請因此說明了獲得集成的、全色彩像素以提供高的圖像清晰度(由細密的象素大小使之成為可能)的原理。而且，與現有技術方法封閉，較低成本的制造技術可用于制造此類裝置。
其結構是以有機光電材料層的使用為基礎的此類裝置一般依賴于導致發光的普通機理。典型地，這一機理是基于俘獲電荷的輻射重組。具體地說，有機發光裝置是由分離開該裝置的陽極和陰極的至少兩個薄有機層組成。這些層中的一個的材料是根據該材料傳輸空穴的能力來特意選擇的，“空穴傳輸層”(HTL)，和另一層的材料是根據該材料傳輸電子的能力來特意選擇的，“電子傳輸層”(ETL)。對于這樣的構造，當施加于陽極的電勢高于施加于陰極的電勢時，該裝置能夠視作具有正向偏壓的二極管。在這些偏置條件下，該陽極將空穴(正電荷載流子)注入空穴傳輸層，而陰極將電子注入電子傳輸層中。與陽極鄰接的發光介質的部分因此形成了空穴注入和傳輸區，而與陰極鄰接的發光介質的部分形成了電子注入和傳輸區。所注入的空穴和電子各自向著帶相反電荷的電極遷移。當電子和空穴位于同一分子上時，形成了夫倫克耳激子(Frenkel exciton)。這一短命狀態的重組可以想象為在一定條件下，優選經過光電發射機理，電子從它的傳導電勢降落到價電子帶，同時發生松弛。根據典型的薄層有機裝置的工作原理的這一觀點，電致發光層包括從各電極接受流動電荷載流子(電子和空穴)的發光區。
產生該電致發光的光發射作用的材料常常與用作電子傳輸層或用作空穴傳輸層的材料相同。其中電子傳輸層或空穴傳輸層也用作發光層的此類裝置被稱作單一異質結構(heterostructure)。另外，電致發光材料可以存在于在空穴傳輸層和電子傳輸層之間的單獨發光層中，這被稱作雙異質結構。
除了在電荷載流子層中即在空穴傳輸層中或在電子傳輸層中作為主要組分存在并同時用作電荷載流子材料及發射材料的的發射材料之外，該發射材料還能夠以較低濃度作為摻雜劑存在于電荷載流子層中。不論何時存在摻雜劑，在電荷載流子層中的主要材料可稱作宿主化合物或稱作接受化合物。作為宿主和摻雜劑存在的材料在選擇時應該要求它具有從宿主到摻雜材料的較高水平的能量轉移。另外，這些材料需要能夠產生對于有機發光裝置來說可接受的電性質。此外，該宿主和摻雜材料優選能夠通過使用起始材料被引入到有機發光裝置中，該起始材料能夠通過使用方便的制造技術、尤其通過使用真空沉積技術容易地被引入到有機發光裝置中。
希望使用在所選擇的光譜區附近的較窄譜帶中提供電致發光的發射作用的材料來制造有機發光裝置，該光譜區對應于三基色紅、綠和藍中的一種顏色，以使得這些材料可用作有機發光裝置或SOLED中的彩色層。還希望此類化合物能夠使用真空沉積技術而容易地沉積為薄層，以使得它們容易引入到有機發光裝置中，后者是完全從真空沉積的有機材料制備的。
待審查的US08/774,333(1996年12月23日)涉及含有可產生飽和的紅色光發射的那些光發射化合物的有機發光裝置。
本發明的概述本發明涉及有機發光裝置，其中發射層包括宿主材料和在該宿主材料中作為摻雜劑存在的發光分子，在沿異質結構施加電壓時該分子可用來發光，其中發光分子選自磷光性的有機金屬配合物。該發光分子進一步選自磷光性的有機金屬鉑配合物和更進一步選自磷光性的環金屬化鉑配合物。宿主材料可以是選自取代三芳基胺的空穴傳輸基質。該宿主材料可以是選自金屬喹喔啉鹽(quinoxolates)、噁二唑(噁二唑)和三唑的電子傳輸基質。
本發明覆蓋了包括包含在有機發光裝置中用作摻雜劑的新一族發磷光物質的有機發光裝置的制品，和制造該制品的方法。這些發磷光物質是環金屬化鉑配合物，它們在400納米和700納米之間的波長提供電致發光功能。本發明進一步涉及能夠產生呈現藍色、呈現綠色和呈現紅色的發光的有機發光裝置。
更準確地說，本發明的有機發光裝置包括發光層，后者包括與雙[2-(2-苯基)吡啶根合-N，C2]，雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C3]，和雙[苯并(h)喹啉根合-N，C]相配合的鉑(II)。化合物cis-雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C3]鉑(II)得到強橙紅色到黃色的發射光。
本發明進一步涉及發光層，其中發光分子選自磷光性的有機金屬配合物，其中發光分子含有選自電子給體和電子受體的取代基。該發光分子進一步選自磷光性的有機金屬鉑配合物和更進一步選自磷光性的環金屬化鉑配合物，其中有機分子含有選自電子給體和電子受體的取代基。
本發明進一步涉及包括產生發光作用的異質結構的有機發光裝置，其中發光層包括宿主材料和在該宿主材料中作為摻雜劑存在的發光分子，后者用于在沿異質結構兩端施加電壓時發光，其中發光分子選自環金屬化鉑配合物和其中在宿主材料中有作為摻雜劑存在的偏振化分子，該偏振化分子具有偶極矩和該偏振化分子改變由發光摻雜分子發射的發射光的波長。該偏振分子可以是被電子給體和電子受體取代的芳族分子。
本發明涉及有機發光裝置和制造有機發光裝置的方法，其中來自該裝置的發射光是利用磷光余輝方法獲得的，其中磷光余輝速率是足夠的快以滿足顯示裝置的要求。更準確地說，本發明涉及由一種材料組成的有機發光裝置，該材料能夠接受來自激子單線態或三重線態的能量并作為磷光性輻射來發射能量。
本發明的有機發光裝置能夠用于基本上任何類型的由有機發光裝置組成的裝置，例如用于被引入到大型顯示器、媒介物、計算機、電視、打印機、大面積墻壁、劇場或體育場顯示屏、廣告牌或簽名牌中的有機發光裝置系列中。
附圖的簡述
圖1.Pt(thpy)2，Pt(thq)2，和Pt(bph)(bpy)的電子吸收譜。
圖2.Pt(thpy)2，Pt(thq)2，和Pt(bph)(bpy)的發射光譜。
圖3.在固態膜中能量從聚乙烯咔唑(PVK)轉移到Pt(thpy)2中。
圖4.有Pt(thpy)2摻雜劑的有機發光裝置的特征(a)伏安特性曲線，(b)光輸出曲線。
圖5.對于有Pt(thpy)2摻雜劑的有機發光裝置而言量子效率與外加電壓的關系。
圖6.有Pt(thpy)2摻雜劑的有機發光裝置的特征(a)在22V下裝置的標準化電致發光(EL)譜，(b)基于標準化EL譜的CIE圖解。
本發明的詳細說明本發明一般性涉及發光分子，當在有機發光裝置的異質結構的兩端施加電壓時該分子會發光，該分子選自磷光性的有機金屬絡合物。該術語“有機金屬”是一般如本領域技術人員所理解的那樣，例如在“無機化學(Inorganic Chemistry)”(第二版)，Gary L.Miessler和Donald A.Tarr，Prentice-Hall(1998)中所給出的定義。本發明進一步涉及在有機發光裝置的發光層內的發光分子，該分子是由磷光性的環金屬化鉑配合物組成。在電致發光狀態下，這一類型的分子會產生呈現紅色、藍色或綠色的發光。顏色的色彩形式的討論，包括CIE章程的敘述，見于H.Zollinger.Color Chemistry，VCH出版社，1991和H.J.A.Dartnall，J.K.Bowmaker.和J.D.Mollon，Proc.Roy.Soc.B(London)，1983，220，115-130。
現對于本發明的特定優選實施方案詳細描述本發明，應該理解的是，這些實施方案是僅僅為了舉例目的，本發明并不限于它們。
環金屬化鉑配合物的合成我們已經合成了許多不同的Pt環金屬化配合物。
許多出版物、評論和書籍都關于環金屬化化合物的化學，這些化合物也被稱作分子內配位化合物。(I.Omae，Organometalliclntramolecular-coordination compounds，N.Y，1986，G.R.Newkome，W.E.Puckett，V.K.Gupta，G.E.Kiefer，Chem.Rev.1986，86，451，A.D.Ryabov，Chem.Rev.1990，90，403)。大多數出版物描述了主題的原理方面和主要關于具有一個由C-M單鍵連接于金屬的雙-或三齒配位體并具有用一個或兩個其它X-M鍵閉合的環的環金屬化化合物，其中X可以是N，S，P，As，O。這些文獻不是關于雙-或三-環金屬化的配合物，它不具有任何其它配位體，但有C，N型雙齒配位體。本發明的主題涉及這些化合物，因為它們不僅被預計具有與大多數環金屬化配合物同樣的有益光化學性能，而且與它們的單環金屬化類似物相比還應該顯示出提高的穩定性。對雙環鈀化和雙環鉑的化合物的大多數研究工作是由vonZelewsky等人進行的(對于評述參見M.Maestri，V.Balzani，Ch.Deuschel-Cornioley，A.von Zelewsky，Adv.Photochem.1992，17，1。L.Chassot，A.Von Zelewsky，HeIv.Chim.Acta 1983，66，243。L.Chassot，E.Muler，A.von Zelewsky，Inorg.Chem.1984，23，4249。S.Bonafede，M.Ciano，F.Boletta，V.Balzani，L.Chassot，A.vonZelewsky，J.Phys.Chem.1986，90，3836。L.Chassot，Avon Zelewsky，D.Sandrini，M.Maestri，V.Balzani，J.Am.Chem.Soc.1986，108，6084。Ch.Cornioley-Deuschel，A.von Zelewsky，Inorg.Chem.1987，26，3354。L.Chassot，A.von Zelewsky，Inorg.Chem.1987，26，2814。A.vonZelewsky，A.P.Suckling，H.Stoeckii-Evans，Inorg.Chem.1993.32，4585。A.von Zelewsky，P.Belser，P.Hayoz，R.Dux，X.Hua，A.Suckling，H.Stoeckii-Evans，Coord.Chem.Rev.1994，132，75。P.JollietM.Gianini，A.von Zelewsky，G.Bernardinelli，H.Stoeckii-Evans，Inorg.Chem.1996，35，4883。H.Wiedenhofer，S.Schutzenmeier，A.vonZelewsky，H.Yersin，J.Phys.Chem.1995，99，13385。M.Gianini，A.von Zelewsky，H.Stoeckli-Evans，Inorg.Chem.1997，36，6094)。在他們的早期著作中的一篇中(M.Maestri，D.Sandrini，V.Balzani，L.Chassot，P.Jolliet，A.von Zelewsky，Chem.Phys.Lett.1985，122，375)詳細考察了三種雙環鉑配合物的發光性能。對我們目前的研究工作顯得十分重要的以前對于Pt雙環金屬化配合物所報道的摘要信息是如下這些i.一般而言，具有在金屬原子和C，X配位體之間形成的5員環的環金屬化配合物是更穩定的。
ii.從所獲得化合物的穩定性考慮，不含陰離子配位體的配合物是優選的；因此，雙環金屬化配合物優于單環金屬配合物。
iii.合成了許多種Pt(Pd)環金屬化配合物，homoleptic(含有同樣的C，X配位體)，heteroleptic(含有兩個不同的環金屬化C，X配位體)和具有一個C，C環金屬化配位體和一個N，N絡合配位體的配合物。
iv.大多數雙環金屬化配合物在它們的質譜中顯示因電子碰撞電離產生的M離子，這是我們對于它們在真空淀積時的穩定性的假設的基礎。
v.另一方面，一些配合物在某些溶劑中被發現是不穩定的；它們發生氧化加成反應，形成鉑(IV)或Pd(IV)八面體配合物。
vi.僅僅對于這些配合物中的一些報道了光學性能；給出了大部分的吸收數據。在它們的吸收和發射光譜兩者中觀察到的低能電子轉變是屬于MLCT轉變。
vii.報告的發光性能總結在表1中。所使用的縮寫在反應歷程1中解釋。在從具有兩個C，N配位體的雙環金屬化配合物轉變成具有一個C，C和一個N，N配位體的配合物之后，在發射光中觀察到batochromic位移。(M.Maestri，D.Sandrini.V.Balzani.A.von Zelewsky，C.Deuschel-Cornioley，P.Jolliet，Helv.Chim.Acta 1988.71.1053)。
表1.幾種環鉑配合物的吸收和發光性能。
從A.von Zelewsky等人(Chem.Phys.Lett.，1985，122，375 andHelv.Chim.Acta 1988，17，1053)再現。縮寫解釋在圖解1中給出。
圖解1.在表1中使用的縮寫的解釋 cis-雙[2-(2-苯基)吡啶根合-N，C2]Pt(II)(1)cis-雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C3]Pt(II)(2) cis-雙[苯并(h)喹啉根合-N，C]Pt(II)(3) (聯苯根合-C，C)-(雙吡啶根合-N，N)Pt(II)(4)
我們合成了不同的雙環金屬化配合物以研究它們在不同宿主(聚合物和分子)中的光學特性，并使用它們在有機發光二極管(有機發光裝置)的對應宿主中作為摻雜劑。該配合物在以真空淀積法制得的有機發光裝置中的分子宿主中的使用要求滿足幾個條件。該配合物應該可升華的和在標準沉淀條件(真空～10-6乇)下是穩定的。它們應該顯示出對于有機發光裝置應用十分有益的發光性能，并能夠接受來自所用宿主材料的能量，如Alq3或NPD。另一方面，為了能夠用于濕法技術制得的有機發光裝置中，該配合物應該在普通溶劑(例如氯仿)中以寬范圍的濃度形成真溶液并顯示出發光和高效的從聚合物宿主(例如PVK)的能量轉移。測試環鉑配合物的所有這些性能。在聚合物宿主中我們觀察到從一些材料的高效發光。
2.實驗部分2-(2-噻吩基)吡啶. 合成示于反應歷程2中，并根據與所公開的程序類似的程序來進行。(T.Kauffmann，A.Mitschker，A.Woltermann，Chem.Ber.1983，116，992)。對于產品的提純，不是所推薦的蒸餾方法，使用區段升華方法(145-145-125℃，2-3小時)。淺棕色白色固體(產率69％)。Mass-specm/z237(18％)，161(100％，M+)，91(71％).1H NMR(250MHZ，DMSO-d6)δ，ppm6.22-6.28(d.of d.，1H)，6.70-6.80(d.of d.，1H)，6.86-7.03(m，3H)，7.60-7.65(m，1H)。13C NMR(250MHZ，DMSO-d6)118.6，122.3.125.2，128.3，128.4，137.1，144.6，149.4，151.9。
反應歷程2. 2-(2-噻吩基)吡啶的合成 2-(2-噻吩基)喹啉。合成方法顯示在反應歷程3中，并根據公開的程序來進行(K.E.Chippendale，B.Iddon，H.Suschitzky，J.Chem.Soc.1949，90，1871)。準確按照文獻的方法來進行提純，因為升華或柱色譜法都沒有獲得與從a.石油醚，和b.EtOH-H2O(1∶1)混合物重結晶同樣良好的結果。淺黃色固體，隨時間的推移，變得更加黃色(產率84％)。Mass-specm/z217(32％)，216(77％)，215(83％)，214(78％)，213(77％)，212(79％)，211(100％，M+)，210(93％)，209(46％)。1H NMR(250 MHZ，DMSO-d6)δ，ppm7.18-7.24(d.of d.，1H)，7.48-7.58(d.of d.of d.，1H)，7.67-7.78(m，2H)，7.91-7.97(m，3H)，8.08-8.11(d，1H)，8.36-8.39(d，1H)。
反應歷程3. 2-(2-噻吩基)喹啉的合成。 2-(2’-溴苯基)吡啶.根據文獻類進行合成(D.H.Hey，C.J.M.Stirling，G.H.Williams，J.Chem.Soc.1955，3963.R.A.Abramovich，J.G.SahaJ.Chem.Soc.1964，2175)。它被概括在圖解4中。關于這一主題的文獻是針對不同體系(包括吡啶)中的芳族取代的研究，和在所獲得產物中異構體比率的研究。因此為了拆分不同的取代苯基吡啶的異構體混合物，其中沒有2-(2’-溴苯基)吡啶，該作者在155℃下和在一定氦氣入口壓力下使用填充了被擔載于Chromosorb W(一種硅藻土載體)上的丁二酸乙二醇酯(10％)的8ft.x1/4英寸色譜柱。為了拆分我們獲得的反應混合物，以己烷∶THF(1∶1)和己烷∶THF∶PrOH-1(4∶4∶1)混合物作為洗脫液在硅膠上進行柱色譜法，因為這一溶劑混合物在TLC(三個充分拆分的色譜斑)中得到最佳結果。在色譜柱中僅僅第一個色譜斑得到了與n-(2’-溴苯基)吡啶(m/z233，235)對應的質譜主尖鋒，在剩余色譜斑中這一峰是較小的。第一級分的質譜m/z235(97％)，233(100％，M+)，154(86％)，127(74％)。第一級分的1H NMR(250MHZ，DMSO-d6)δ，ppm7.27-7.51(m，4H)，7.59-7.96(m，2H)，8.57-8.78(m，2H)。
反應歷程4. n-(2’-溴苯基)吡啶的合成 在色譜柱之后第一級分產物的升華不會導致在1H NMR譜中污染物的峰的消失，而我們不希望升華導致異構體(如果存在的話)的拆分。
2-苯基吡啶。通過文獻的程序來合成(J.C.W.Evans，C.F.H.Allen，Org.Synth.Cell.1943，2，517)并示于反應歷程5中。淺黃色油在空氣加深顏色(產率48％)。在真空蒸餾之后產物的1H NMR(250MHZ，DMSO-d6)δ，ppm6.70-6.76(m，1H)，6.92-7.10(m，3H)，7.27-7.30(m，1H)，7.36-7.39(q，1H)，7.60-7.68(m，2H)，8.16-8.23(m，1H))。
反應歷程5.2-苯基吡啶的合成 2，2’-二氨基聯苯。由文獻的方法合成(R.E.Moore，A.Furst.J.Org.Chem.1958，23.1504)(反應歷程6)。淺桃紅色固體(產率69％)。1H NMR(250MHZ，DMSO-d6)δ，ppm5.72-5.80(d.，2H的t.)，5.87-5.93(d.，2H的d.)，6.03-6.09(d..2H的d.)，6.13-6.23(d.，2H的t.)。質譜m/z185(40％)，184(100％，，M+)，183(73％)，168(69％)，167(87％)，166(62％)，139(27％)。反應歷程6.從2，2’-二硝基聯苯合成2，2’-二溴聯苯。
2，2’-二溴聯苯。(反應歷程6)(A.Uehara，J.C.Bailar，Jr.，J.Organomet.Chem.1982.239，1))。
2，2’-二溴-1，1’-聯萘。根據文獻來合成(H.Takaya，S.Akutagawa，R.Noyori，Org.Synth.1989，67，20)。(反應歷程7)。
反應歷程7.2，2’-二溴-1，1’-聯萘的合成。 trans-二氯-雙-(二乙基硫)鉑(II)。通過所出版的程序來制備(G.B.Kauffman，D.O.Cowan.Inorg.Synth.1953，6，211)。(反應歷程8)。
亮黃色固體(產率78％)。
cis-二氯-雙-(二乙基硫)鉑(II)。通過出版的程序制備(G.B.Kauffman，D.O.Cowan Jnorg.Synth.1953，6，211)。黃色固體(63％)。
反應歷程8.cis-和trans-二氯-雙-(二乙基硫)鉑(II)為合成cis-雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C5]鉑(II)。根據文獻的方法合成(L.Chassot，A.von Zelewsky，Inorg.Chem.1993，32，4585)。(反應歷程9)。亮紅色晶體(產率39％)。質譜m/z518(25％)，517(20％)，516(81％)，513(100％，M+)，514(87％)，481(15％)，354(23％)。
反應歷程9. cis-雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C3]鉑(II)的合成。 cis-雙[2-(2’-噻吩基)喹啉根合-N，C3)鉑(II)。按照所出版的程序制備(P.Jolliet，M.Gianini，A.von Zelewsky，G.Bernardinelli，H.Stoeckii-Evans.Inorg.Chem.1996，35，4883)。(反應歷程10)。
深紅色固體(產率21％)。 反應歷程10.cis-雙[2-(2’-噻吩基)喹啉根合-N，C5]鉑(II)的合成。
在AVIV Model 14DS-UV-Vis-IR分光光度計上記錄吸收光譜并校準因溶劑吸收所引起的背景。在具有1527 PMT檢測器的PTI QuantaMasterModel C-60SE分光光度計上記錄發射光譜并校正檢測器靈敏度誤差。
使用具有～10-6乇的標準高真空系統(Kurt J.Lesker真空室)進行真空淀積實驗。石英片(ChemGlass Inc.)或硼硅酸鹽玻璃-氧化銦錫片(ITO，Delta Technologies，Lmtd.)，如果用作沉積的基材，根據對于后者的已公開的程序來進行預先清洗(A.Shoustikov，Y.You，P.E.Burrows，M.E.Thomspon，S.R.Forrest，Synth.Met，1997，91，217)。
用標準旋轉涂敷器(Specialty Coating Systems，Inc.)以可調速度、加速和減速來進行薄膜旋涂實驗。大部分的薄膜是以4000RPM速度和最大加速度和減速20秒通過旋轉涂敷而成。
Pt環金屬化配合物的光學特性表I.幾種環鉑配合物的吸收和發光性能。從A.von Zelewsky等人(Chem.Phys.Lett.，1985，122，375和Helv.Chim.Acta 1988，71.1053)復制。縮寫解釋在反應歷程1中給出。
反應歷程1.在表1中所用縮寫的解釋。 cis-雙[2-(2-苯基)吡啶根合-N，C2]Pt(II) cis-雙[2-(2’-噻吩基)吡啶根合-N，C3]Pt(II)Pt(Phpy)2 Pt(Thpy)2 cis-雙[苯并(h)喹啉根合-N，C] Pt(II) 雙苯基根合-C，C)-(雙吡啶根合-N，N)Pt(II)Pt(Bhq)2Pt(bph)(bpy)在溶液中的光學特性在溶液(溶劑為CHCl3或CH2Cl2)中配合物Pt(thpy)2，Pt(thq)2和Pt(bph)(bpy)的吸收光譜被標準化和示于圖1中。對于Pt(phpy)2的最大吸收值是在大約400納米處顯示出最大值，但因為配合物明顯需要進一步提純，該譜圖沒有示出。
標準化發射光譜示于圖2中。Pt(thpy)2，Pt(thq)2和Pt(bph)(bpy)的激發波長相應地是430納米，450納米，和449納米(由它們的激發光譜中的最大值決定)。Pt(thpy)2產生了強橙紅色到黃色發射光，而Pt(thq)2得到了在500和620納米處的雙線。來自這些物質的發射歸因于高效的磷光。Pt(bph)(bpy)產生了中心在470納米處的藍色發射光。對于Pt(bph)(bpy)所觀察到的發射光很可能歸因于熒光而不是磷光。
在溶液中的光發射壽命和量子產額Pt(thpy)23.7μs(CHCl3，脫氧10min) 0.27Pt(thq)22.6μs(CHCl3，脫氧10min) 沒有測量Pt(bph)(bpy) 不在μs區域(CH2O2，脫氧10min) 沒有測量在PS固體基質中的光學性能Pt(thpy)2.在400納米激發后，光發射最大值是在580納米(壽命6.5μs)處。根據在聚苯乙烯中樣品的增加壽命，我們評估對于Pt(thpy)2在聚苯乙烯中的量子效率為0.47。
Pt(thq)2.在450納米激發后，光發射最大值是在608納米(壽命7.44μs)處。
在PVK膜中配合物的光學特性這些測量僅僅針對Pt(thpy)2來進行。
聚乙烯咔唑(PVK)在250納米處激發和觀察到從PVK到Pt(thpy)2的能量轉移(圖3)。對于能量轉移的最佳重量PVK∶Pt(thpy)2比率被測得是大約100∶6.3。
發光二極管ITO/PVK∶PBD，Pt(thpy)2(100∶40∶2)/Ag∶Mg/AgPt(thpy)2沒有表現對升華的穩定性。為了試驗它，在有機發光裝置中我們制造了具有Pt(thpy)2摻雜劑的聚合物共混有機發光裝置。最佳摻雜量是根據以上所述的光致發光研究來確定。從這一裝置發出的發射光僅僅來自Pt(thpy)2摻雜劑。該裝置的典型的電流電壓特性曲線和光輸出曲線示于圖4中。
在圖5中說明了量子效率與外加電壓的關系。
因此在22V下量子效率是大約0.11％。為驅動這一裝置所需要的高電壓是聚合物共混物有機發光裝置結構的結果，而不是摻雜劑的結果。對于用香豆素摻雜劑代替Pt(thpy)2制得的聚合物共混物裝置觀察到了類似裝置性能。
電致發光譜圖和CIE圖解示于圖6中。
權利要求
1.在包括用于發光的異質結構的有機發光裝置中的發光層，它包括宿主材料；和發光分子，它作為摻雜劑存在于該宿主材料中，當沿著異質結構的兩側施加電壓時會發光；其中該發光分子是選自磷光性的有機金屬配合物。
2.權利要求1的發光層，其中所述發光分子是選自磷光性的有機金屬鉑配合物。
3.權利要求1的發光層，其中所述發光分子是選自磷光性的環金屬化鉑配合物。
4.權利要求3的發光層，其中在400納米和700納米之間的波長下發光。
5.權利要求3的發光層，其中發射光的顏色將呈現藍色。
6.權利要求3的發光層，其中發射光的顏色將呈現綠色。
7.權利要求3的發光層，其中發射光的顏色將呈現紅色。
8.權利要求3的發光層，其中該宿主材料是空穴傳輸基質并選自取代的三芳基胺類和聚乙烯咔唑。
9.權利要求3的發光層，其中該宿主材料是電子傳輸基質并選自金屬喹喔啉、噁二唑和三唑；
10.權利要求3的發光層，其中所述發光分子是選自Pt(phpy)2，Pt(Thpy)2，和Pt(Bhq)2。
11.權利要求3的發光層，其中Phpy，Thpy和Bhq的基團被電子給體和受體取代。
12.在包括用于發光的異質結構的發光裝置中的發光層，它包括宿主材料；發光分子，它作為摻雜劑存在于該宿主材料中，當沿著異質結構的兩側施加電壓時會發光；其中該發光分子是選自環金屬化鉑配合物；和偏振分子，作為摻雜劑存在于該宿主材料中并具有偶極矩，當發光性的摻雜劑分子發光時該分子影響所發射的光的波長。
13.權利要求12的有機發光裝置的發光層，其中偏振分子是選自被電子給體和受體取代的芳族分子。
14.引入了權利要求1中的有機發光裝置的顯示器。
15.引入了權利要求1中的有機發光裝置的計算機。
16.引入了權利要求1中的有機發光裝置的電視。
17.引入了權利要求1中的有機發光裝置的信號牌。
18.調節由有機發光裝置發射的光的波長的方法，包括以下步驟選擇宿主材料；和選擇發光分子，它作為摻雜劑存在于該宿主材料中，當沿著異質結構的兩側施加電壓時會發光；其中該發光分子是選自環金屬化鉑配合物。
全文摘要
這里描述有機發光裝置,其中發射層包括含有發光性分子的宿主材料,當沿著異質結構兩側施加電壓時該分子會發光,和發光分子選自磷光性的有機金屬配合物,包括環金屬化鉑配合物。
文檔編號H01L51/50GK1350768SQ00807327
公開日2002年5月22日 申請日期2000年3月22日 優先權日1999年3月23日
發明者S·拉曼司凱, M·E·瑟普森 申請人:南加利福尼亞大學