高效磷光铱配合物的合成及电致发光性能研究

合成了一种含苯并噻唑结构配体的环金属化铱配合物(ffbi)₂Ir(acac)，(其中ffbi为1-(4-氟苄基)-2-(4-氟苯基)苯并咪唑，acac为乙酰丙酮)，并以其作为发光体, 制备了有机电致发光器件。结果表明该配合物具有强磷光发光特性，器件发绿色光。其中结构为TCTA(40 nm)/CBP∶Ir(6.3%，30 nm)/BCP(10 nm)/Alq(40 nm)的电致发光器件在12 V电压下最大发光亮度达41 499 cd·m^-2，在8 V电压下，最大外量子效率达5.7%。     

含氟绿光铱配合物的设计、合成及其高效磷光电致发光器件

以2-(3-(2',4'-二氟苯基)苯基)吡啶(Hdfbppy)为环金属C^N配体,乙酰丙酮(Hacac)为辅助配体,设计合成了一种绿色磷光铱配合物(Ir(dfbppy)₂(acac));研究了此配合物的光物理性质及其电致发光器件性能。室温下,配合物Ir(dfbppy)₂(acac)的二氯甲烷溶液的最大发射波长为520nm,量子效率为71%,寿命为381ns。将此配合物掺杂在4,4'-N,N'-二咔唑基二联苯(CBP)中,作为发光层制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件在7.2V电压下呈现的最大亮度为68324cd·m^-2,最大电流效率约为53cd·A^-1,最大功率效率为37lm·W^-1,色坐标为(0.33,0.62)。     

空穴传输基团修饰的吡嗪铱配合物的合成及其发光性质

设计合成了空穴传输性咔唑基团修饰的吡嗪配体, 2,3-二(4-(9-咔唑基甲基)苯基)-5-甲基吡嗪(CzMPMP)及其铱配合物Ir(CzMPMP)2(acac)(acac: 乙酰丙酮). 用核磁共振(NMR)、质谱、元素分析等方法对其进行了表征, 并用紫外-可见吸收光谱、液相和固相光致发光光谱对其光学性质进行了研究. 通过与没有咔唑取代基的2,3-二苯基-5-甲基吡嗪铱配合物Ir(DPMP)2(acac)进行对照, 说明咔唑基团对配合物的光学性质有显著影响. 不含咔唑取代基的配合物Ir(DPMP)2(acac)的固态光致发光光谱中存在很强的激活双体(excimer)峰, 而Ir(CzMPMP)2(acac)的固态光致发光光谱中未发现有激活双体峰; 并且在溶液中, 含有咔唑取代基的配合物Ir(CzMPMP)2(acac)较Ir(DPMP)2(acac)的光致发光强度有显著提高. 这些结果说明咔唑基团的空间位阻可以有效阻止配合物成膜时产生激活双体, 从而消除发射峰红移现象并提高发光效率.     

苯基噌啉铱配合物的合成及电致发光性质

合成了一种新型环金属铱(Ⅲ)配合物(dpci)2Ir(pic),通过核磁共振氢谱和飞行时间质谱对配合物的结构进行了确定,同时对其光物理性能和电化学性能进行了表征。结果表明(dpci)2Ir(pic)在二氯甲烷中的发光波长为657 nm,量子产率约为0.005,磷光寿命为226 ns。其HOMO能级为-5.16 eV,LUMO能级为-3.16 eV。将铱配合物以0.5~4.0%质量浓度掺杂于聚乙烯基咔唑(PVK)-2-(4-叔丁基苯)-5-(4-联苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)中,通过旋涂成膜做成电致发光器件。掺杂2.0%的器件表现出最好的性能,电致发光波长为658 nm。器件的启明电压为11.5 V,最大外量子效率为9.1%,最大亮度为2 484 cdm-2,对应的流明效率为5.31cd.A-1。色坐标是(0.66,0.31)接近标准红色的色坐标。     

小分子铱配合物及其电致发光

由于磷光金属配合物可以同时利用单线态和三线态激子发光,使有机电致发光器件的理论内量子效率达到100%,突破了25%的极限。因而以磷光金属配合物为发光材料制成的器件备受关注。在这些金属配合物中,铱配合物由于具有较强的发光特性、发光波长可调性、较好的热稳定性和电化学稳定性以及能够形成便于蒸镀的中性分子,而成为最有应用潜力的电致磷光材料。本文综述了近几年铱配合物磷光材料在分子设计与合成方法、发光机理及器件构筑等方面的研究进展。特别介绍与讨论了磷光铱配合物的两种发光机理,即基于同配体铱配合物或异配体铱配合物的主配体到中心金属离子的电荷转移三线态(³MLCT)发射和基于异配体铱配合物的辅助配体三线态(³LC)发射。根据反应条件的差异,归纳总结了合成铱配合物常用的4种方法以及合成fac式和mer式的铱配合物的方法。还根据材料的发光颜色及其电致发光的不同,对磷光铱配合物材料进行了分类与讨论。此外,简要介绍了用于器件制作的主体材料。最后,展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景,并提出了今后磷光材料的发展方向。     

基于苯并呋喃-异喹啉的红光铱配合物的合成及电致发光性质

分别以6-异丙基-1-(5-甲基苯并呋喃-7-基)异喹啉、6-环戊基-1-(5-甲基苯并呋喃-7-基)异喹啉和6-异丁基-1-(5-甲基苯并呋喃-7-基)异喹啉为主配体,以3,7-二乙基-4,6-壬二酮为辅助配体,设计合成了三个红光铱配合物.测试了它们的光物理、热学和电化学性质,这些配合物具有较高的光致发光量子产率以及较短的磷光寿命.以所合成的铱配合物为客体材料,制备了三个相同结构的有机电致发光器件.三个器件都实现了红光发射,峰值分别位于637、635和636nm处.它们的开启电压较低,均不超过2.8 V,对应的最高外量子效率分别为14.1%、13.4%和13.3%,最高电流效率分别为7.0、7.4和7.0 cd/A,最高功率效率分别为7.9、8.3和7.8 lm/W.这些数据表明所合成的三个铱配合物均为性能较好的红光磷光材料.     

一种含载流子传输基的铱配合物:合成及深黄色电致磷光器件

合成了一种含有载流子传输基新的铱配合物(BPPBI)2Ir(ECTFBD)[HBPPBI:1-苯基-2-(4-联苯基)苯并咪唑,HECTFBD:1-(9-乙基-3-咔唑基)-4,4,4-三氟-1,3-丁二酮],其结构和组成经核磁共振氢谱和元素分析所证实。研究了这种铱配合物二氯甲烷溶液的光物理和电化学性质。制作了基于这种铱配合物的电致磷光器件。器件结构是ITO/MoO3(10 nm)/NPB(80 nm)/CBP:x%(BPPBI)2Ir(ECTFBD)(20 nm)/TPBi(45 nm)/LiF/Al[x%:质量百分比为4%和7%的掺杂浓度;NPB:N4,N4′-二(1-萘基)-N4,N4′-二苯基-4,4′-联苯二胺,CBP:4,4′-二(9-咔唑基)联苯,TPBi:1,3,5-三(2-(1-苯基)苯并咪唑基)苯]。这些器件显示出深黄色的发射。对于7%掺杂浓度器件,最大的电流效率和最大发光亮度分别是5.2 cd.A-1和8 690 cd.m-2。     

微波辐射法合成喹喔啉铱（Ⅲ）配合物及其发光性质

采用微波辐射加热方法,将2,3-二苯基喹喔啉（DPQ）与水合三氯化铱（IrCl3•H2O）反应,合成了一种新型三环喹喔啉铱配合物[Ir(DPQ)3],通过元素分析,1H NMR和质谱方法对配合物结构进行了表征,并初步研究了配合物的吸收光谱和荧光光谱。结果表明,配合物Ir(DPQ)3在387和458nm处存在单线态1MLCT（金属到配体的电荷跃迁）和三线态3MLCT的吸收;在634nm 处有较强的金属配合物三线态的磷光发射。     

带烷氧基的苯基蒎烯吡啶铱配合物的合成及光物理性质

合成了一组新型的带有烷氧基团的铱(Ⅲ)配合物[Ir(RO-pppy)3], 并进行了结构表征. 该组配合物在~496 nm处有较强的三重态发射, 磷光量子产率为0.4~0.6, 三重态寿命为2~4 μs. 结果表明, 连接了长链的配合物可减少分子间的聚集, 可以用作有机电致发光器件中的磷光材料.     

一类以菲衍生物为配体的新型红色到近红外磷光配合物的合成及其光致和电致发光性质

以2-(菲-9)-吡啶、1-(菲-9)异喹啉和喹喔啉并[2,3-l]菲为配体,合成了3个新颖的红色到近红外磷光配合物(pypt)2Ir(acac)、(sqpt)2Ir(acac)和(qupt)2Ir(acac).对这些配合物的吸收、发射光谱和电化学性质进行了研究,结果发现,菲取代基的性质主要影响配合物的LUMO能级,随着菲取代基共轭程度的增加,吸收光谱和发射光谱红移,光致发光(PL)光谱从619 nm红移到704 nm.将4%的(sqpt)2Ir(acac)掺杂在PVK+PBD主体材料中制备了掺杂磷光发光器件,器件电致发光(EL)光谱的λmax为704 nm,器件的EL光谱从红色一直延伸到近红外区域.     

含胺烷基侧链的共轭磷光聚芴的合成、表征及其光电性能研究

通过Suzuki聚合反应合成了一种新型的含磷光单元的主链型聚芴类聚合物, 对其进行了表征分析, 并且研究了其在薄膜状态下的光学性质. 在以这种聚合物作为电致发光器件的发光层时, 用高功函数金属铝(Al)作为器件阴极时可以获得和用低功函数金属钡(Ba)作为阴极时相当的器件性能.     

电磷光发光聚合物

电致磷光材料可以同时利用单线态和三线态激子发光,具有较高的发光效率,受到人们广泛的关注。本文综述了近年来通过共价键将磷光配合物单元连接在高分子链上制备电磷光发光聚合物的研究进展。总结了主链型、侧链型以及超支化结构的电磷光发光聚合物的研究进展,评述了上述几类电磷光聚合物的发光性能与分子结构的关系。最后从电磷光发光聚合物的分子结构设计出发,在电磷光发光聚合物领域业已取得进展的基础上,分析了电磷光发光聚合物在电致发光领域应用中存在的一些问题,并展望了电磷光聚合物今后的发展方向。     

新型电磷光咔唑-co-吡啶共聚物的合成与发光性能

用Suzuki缩聚反应制备了一系列新型咔唑-吡啶共轭主链上含有金属铱配合物单元的共聚物. 共聚物发光器件结构为ITO/PEDOT:PSS/polymer＋PBD (w＝30%)/CsF/Al [氧化铟锡/苯磺酸掺杂聚乙烯基二氧噻吩/聚合物＋2,4-二苯-5-4-叔丁基苯-1,3,4-恶二唑(w＝30%)/氟化铯/铝]. 基于共聚物PCzPyIrMppy2的器件在电流密度为20.8 mA/cm2时, 最大外量子效率和流明效率分别达到4.1%和6.1 cd/A. 在电流密度200 mA/cm2时, 器件的最大外量子效率和流明效率仍分别达到3.2%和4.8 cd/A, 器件的发光的最大波长位于570 nm, 最大亮度达到13251 cd/m2. 研究结果表明, 在共轭聚合物主链上引入螯合金属铱配合单元是实现高效、稳定的电致磷光器件的有效方法之一.     

新型红光电磷光芴-alt-咔唑共聚物的合成与发光性能

通过Suzuki聚合反应合成了一系列以芴-alt-咔唑为主链, 铱配合物为侧链的深红色电磷光共轭聚合物. 发光器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/PVK/Copolymer/Ba/Al, 基于共聚物PFCzIrNiq-1的器件在电流密度为9.4 mA/cm2时, 最大外量子效率为0.23%, 最大发射波长为680 nm.     

铱配合物为核、聚对苯为枝的超支化电磷光聚合物的合成与发光性能

用Suzuki缩聚反应合成了以三-(2-间溴苯基吡啶)合铱为核,以聚2,5-二辛氧基苯为枝的超支化电磷光绿光聚合物（PPPIrppy）。 聚合物中当铱配合物摩尔分数大于0.5%时,主体的发射被完全淬灭,电致发光（EL）光谱只有位于520 nm处的绿光发射,表明主客体之间发生了有效的能量转移。 基于铱配合物摩尔分数为1％的聚合物的发光器件(器件结构：ITO/PEDOT:PSS/emissive layer/Ba/Al)在电流密度为40×10-3 A/cm2时,最大电流效率达到2.89 cd/A,器件的最大亮度达到1 689 cd/m2,色坐标为（0.34,0.59）。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

Using an Organic Molecule with Low Triplet Energy as a Host in a Highly Efficient Blue Electrophosphorescent Device

To achieve high efficiencies in blue phosphorescent organic light‐emitting diodes (PhOLEDs), the triplet energies (T₁) of host materials are generally supposed to be higher than the blue phosphors. A small organic molecule with low singlet energy (S₁) of 2.80 eV and triplet energy of 2.71 eV can be used as the host material for the blue phosphor, [bis(4,6‐difluorophenylpyridinato‐N,C^2′)iridium(III)] tetrakis(1‐pyrazolyl)borate (FIr6; T₁=2.73 eV). In both the photo‐ and electro‐excited processes, the energy transfer from the host material to FIr6 was found to be efficient. In a three organic‐layer device, the maximum current efficiency of 37 cd A^?1 and power efficiency of 40 Lm W^?1 were achieved for the FIr6‐based blue PhOLEDs.     

一种双核铕配合物的合成、光致发光和电致发光性质研究

合成了一个新的双核铕配合物Eu(TTA)₃(tpphz)Eu(TTA)₃(其中TTA＝去质子化的α-噻吩甲酰三氟丙酮; tpphz＝[3,2-a:2',3'-c:3',2'-h:2'',3''-j]四吡啶基吩嗪). 研究了该配合物的光致发光和电致发光性质. 一个四层电致发光器件ITO/TPD, 10 nm/Eu(TTA)₃(tpphz)Eu(TTA)₃, 20 nm/BCP, 20 nm/AlQ, 40 nm/Mg_0.9Ag_0.1, 200 nm/Ag, 100 nm表现出中心在633 nm处的宽带红光发射, 该宽带发射可能来源于双核Eu(III)配合物和TPD形成的激基复合物. 该器件的启动电压为10 V, 在18 V和135 mA/cm²时的最大亮度达146 cd/m².     

有机电致磷光材料的分子设计：从主体材料到客体材料

有机电致磷光器件的设计和利用，可以突破由三线态激子跃迁自旋禁阻引起的有机电致荧光器件量子效率的限制。本文综述了有机电致磷光器件和材料的研究进展，主要介绍了主体材料和客体材料的研究现状，特别是蓝光磷光器件主客体材料的研究情况。