论文部分内容阅读
基于光致近红外发光的铱配合物而制备得到近红外有机/聚合物发光二极管(NIR-OLEDs/PLEDs)因既具备高电致近红外量子效率又有明显的弱效率滚降等特性而备受关注。在能实现光致近红外发光的铱配合物中,有[Ir(C^N)2(N^O)]构型的单核铱配合物和[(C^N)2-Ir(N^O)2Ir-(C^N)2]构型的双核铱配合物因N^O-辅助配体的电子效应能赋予近红外发光波长的调节和量子效率的调整研究而尚属空白。本论文选取氮杂环配体HC^N为主配体,利用有不同电子效应的单N^O/双N^O席夫碱为辅助配体,设计合成了系列新型近红外发光的[Ir(C^N)2(N^O)]构型单核铱配合物和[(C^N)2-Ir(N^O)2Ir-(C^N)2]构型双核铱配合物,首次深入研究了N^O-辅助配体的电子效应对铱配合物能带间隙的影响,并探索了其对近红外光致发光的辐射跃迁及非辐射跃迁等干扰而产生的光致发光性能(磷光寿命及量子产率)影响规律。同时,基于近红外发光的铱配合物物理掺杂于聚乙烯咔唑(PVK)而成功实现了其NIR-PLEDs器件创制。具体工作内容如下:首先,选取Hiqbt(1-(benzo[b]thiophen-2-yl)isoquinoline)为HC^N主配体,利用分子设计的四种苯胺型水杨醛衍生物(水杨醛,香草醛,5-溴-香草醛,3,5-二叔丁基-水杨醛)即系列单N^O席夫碱HLn(n=1-4)为辅助配体,合成得到系列近红外发光(λem=708 nm)且有[Ir(C^N)2(N^O)]构型的单核铱配合物[Ir(iqbt)2(Ln)](n=1-4,1-4)。研究结果表明:不同辅助配体的电子效应对铱配合物能带间隙的影响较小;但是,其因决定性地影响辐射跃迁速率和非辐射跃迁速率而有效地实现了对近红外发光性能(磷光寿命及量子产率)的调控:对于配合物[Ir(iqbt)2(L1)](1),磷光寿命τ=1.38μs及量子产率Φem=0.15;对于配合物[Ir(iqbt)2(L2)](2),磷光寿命τ=1.50μs及量子产率Φem=0.10;对于配合物[Ir(iqbt)2(L3)](3),磷光寿命τ=1.30μs及量子产率Φem=0.12;对于配合物[Ir(iqbt)2(L4)](4),磷光寿命τ=1.46μs及量子产率Φem=0.11。其次,通过四种联苯胺型水杨醛衍生物(水杨醛,香草醛,5-溴-香草醛,3,5-二叔丁基-水杨醛)的系列双N^O席夫碱H2Ln(n=5-8)辅助配体的分子设计,合成得到了近红外发光且有[(C^N)2-Ir(N^O)2Ir-(C^N)2]构型的系列双核铱配合物[(iqbt)2Ir-(Ln)-Ir(iqbt)2](n=5-8,5-8)。研究结果表明:不同双N^O席夫碱H2Ln(n=5-8)辅助配体对近红外发光波长调节和量子产率调整也具备相同的影响规律。除最大发射波长基本固定在λem=708 nm位置外,磷光寿命和量子产率决定于辅助配体不同官能团的电子效应([(iqbt)2Ir-(L5)-Ir(iqbt)2](5):τ=1.50μs及Φem=0.10;[(iqbt)2Ir-(L6)-Ir(iqbt)2](6):τ=1.59μs及Φem=0.05;[(iqbt)2Ir-(L7)-Ir(iqbt)2](7):τ=1.42μs及Φem=0.07;[(iqbt)2Ir-(L8)-Ir(iqbt)2](8):τ=1.57μs及Φem=0.08)。最后,利用单核铱配合物[Ir(iqbt)2(Ln)](1-4)或双核铱配合物[(iqbt)2Ir-(Ln)-Ir(iqbt)2](5-6)为发光层客体,通过湿法成膜而制备两个系列NIR-PLEDs-Ⅰ及NIR-PLEDs-Ⅱ。同时针对[Ir(iqbt)2(L1)](1)有良好电致近红外发光性能的NIR-PLED-I-1器件的电子传输强化,通过引入促电子传输层TmPyPB(1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene)的器件优化,所得到的器件电致近红外发光性能表现为:λem=712 nm,外量子效率EQE高达1.81%,且效率滚降可以忽略不计(<2%)。