蓝光双三齿铱配合物的设计、合成及其电致发光性能研究

By molecular design, monoanionic tridentate pro-chelate with steric hindrance groups and big energy gaps, and dianionic tridentate pro-chelate with smaller energy gaps were synthesized, Then they react with iridium starting materials step by step, a series of polarized blue-emitting bis-tridentate iridium complexes were prepared. Combining quantum chemistry calculation, photophysical, electroluminescent and dipole oriented properties of these complexes were studied in detail. The study will display the uniqueness of bis-tridentate iridium complexes comparing with the traditional tris-bidentate iridium complexes, reveal the relationship between the iridium complex molecular structure and the performance of electroluminescence and dipole emitter orientation. This project will help to provide more experimental basis and theoretical support for the design and synthesis of novel polarized light emitting iridium complexes, and contribute to the development of key OLED materials with independent intellectual property rights.

通过分子设计，合成出不易堆积、能级差较大的负一价三齿配体，以及易堆积，能级差较小的负二价三齿配体，然后分步将负一价三齿配体及负二价三齿配体与铱配位，制备出一系列具有偏振蓝光发射的双三齿铱配合物磷光材料。结合量子化学计算，详尽研究铱配合物的光物理性能、电致发光性能及发光偏振性，揭示双三齿铱配合物相对于传统三双齿铱配合物的独特性，阐明蓝光发射双三齿铱配合物的分子结构与电致发光性能及发光偏振性之间的构效关系。为设计合成新型偏振发光型铱配合物提供实验依据和理论支持，为开发具有我国自主知识产权的关键有机电致发光材料做出贡献。

在本项目实施过程中，我们做了三个方面的工作：一、在提高材料发光效率和稳定性方面，通过分子设计，合成了一系列高配体场强的负一价三齿配体，以及不同共轭程度的负二价三齿配体，最终制备出一系列发光覆盖整个可见光区的高效双三齿铱配合物磷光材料。蓝光材料的发光峰最短在470nm以下，器件外量子效率超过20%，而绿光和红光发射材料器件效率也超过了20%，且有明显的取向发光效果，并研究了配体结构对配合物发光性能的影响规律，明确了双三齿铱配合物在发光方面的优势。二、在提高蓝光材料色纯度方面我们通过配体结构调控，减少了肩峰发射，将铱配合物的发光波长蓝移到445nm的深蓝光区域，实现了最大外量子效率为13%的高效纯蓝光发射材料。三、在降低磷光材料浓度敏感性方面，通过简单高效的方法将刚性位阻烷基基团引入到铱配合物中，使有机电致发光器件中配合物发光材料的最佳掺杂浓度达到20%左右，且浓度改变时器件的光谱和效率变化均较小，非掺杂器件与最佳掺杂浓度的器件相比波长红移最小为11nm。掺杂器件的最大效率能达到64.1cd/A和25.2%，非掺杂器件的最大效率能达到40.1cd/A和15.2%，是目前报道的绿光非掺杂磷光器件的最大值。通过本项目的开展，在提高铱配合物的发光效率，提高蓝光材料的色纯度，降低材料浓度敏感性三个方面都取得了实质性进展，部分结果还得到专利保护，为推进铱配合物在有机电致发光方面的应用提供了有力的支持。