具有聚集诱导磷光发射性质的金属铱配合物可控合成与器件

Iridium(III) complexes with aggregation-induced phosphorescent emission (AIPE) property can effectively suppress aggregation-caused quenching effect, providing the possibility for construction of efficient and non-doped organic light-emitting diode (OLED). In this program, we will design and synthesis of novel AIPE iridium(III) complexes with high luminescence efficiency and current carrier mobility by introducing the appropriate hole-transpoting moieties into the triazole-based ligands with rigid or flexible bridging linker. We hope that some helpful informations to resolve the weakness of reported AIPE iridium(III) complexes, such as low luminescence efficiency and current carrier mobility,can be demonstrated by carefully investigating the influences of the species and position of substitution as well as the type of bridging linker on the mobility and the quntuam effciency of the materials. To gain further insight of AIPE mechanism, the influences of some factors, such as molecular structures and aggregation motif on photophyical processes of AIPE iridium(III) complexes will be systematically investigated by combining experimental and theoretical approachs. Based on these obtained results, we will design and prepare highly efficient iridium(III) complexes with AIPE-active through introducing suitable moieties into the complexes and controlling their molecular packing, and try to fabricate efficient non-doped OLEDs with simple device structures.

具有聚集诱导磷光发射性质(AIPE)的金属铱配合物能够有效地解决聚集发光淬灭的问题，为制备高效、非掺杂有机电致发光器件(OLED)提供了新的思路。本项目拟在含三氮唑单元有机配体上，通过柔性/刚性不同的桥连方式引入合适的空穴单元，在兼顾AIPE特性的同时，获得系列高发光效率、较好载流子传输性能的金属铱配合物。探索引入基团、桥连方式和取代位置等因素对传输性能和发光效率的影响，期望为解决目前该类材料载流子传输性能较差、发光效率低的问题提供依据。结合量子化学计算从多角度详细考察分子结构和聚集形式与发光性质的关系，进一步丰富和完善AIPE的发光机理；在此基础上，通过引入功能化基团调控分子结构和堆积形式，可控合成高性能的AIPE金属铱配合物，实现高效率、非掺杂型OLED的构筑。

磷光金属铱配合物因其高的发光效率、发光颜色可调、良好的光热稳定性等特点在有机发光二极管、化学与生物探针等多个领域备受关注。实际应用中，材料大多要求在固态薄膜或者纳米聚集态具有强的发光效率，然后因材料本身的自猝灭发光现象导致相对较差应用性能。为了解决这一关键的科学问题，本项目我们设计、合成具有聚集诱导发光性质的金属铱配合物，在兼顾高的发光效率的同时，通过分子剪裁实现材料的性能调控，深入研究结构与性能的构效关系。在本项目研究过程中，为了拓展聚集诱导发光型金属铱配合物的范畴和简化合成过程，我们设计合成了新型的双核与柔性桥连配体的聚集诱导发光型金属铱配合物。结合量子化学计算，对其聚集诱导发光发光机理进行了详细的探讨；与此同时通过简单的功能化修饰实现了对该系列材料发光颜色可控地调节。基于以上研究，设计并合成了系列从蓝绿到红光发射的聚集诱导发光型金属铱配合物，筛选性能优异的材料，成功地实现其在有机发光二极管、离子与爆炸物检测、智能材料、细胞成像等领域的应用。在本项目的支持下，共发表SCI论文25篇（其中多篇论文成为高被引论文），学位论文5篇，培养优秀硕士4名和博士1名，完成项目申请书中的预期成果。本项目的执行过程中不但设计合成了新颖的聚集诱导发光型金属铱配合物，清晰了其发光机制与明确的构效关系、同时探索材料在光学器件的应用潜能，这些结果为磷光聚集诱导发光材料的发展与改善提供了有益支持。