自主体发光的蓝绿色磷光Ir(Ⅲ)配合物的合成及光电特性

合成了一类自主体蓝绿色磷光铱(Ⅲ)配合物(Cz Ph BI)2Ir(tfmptz),(Cz Ph BI)2Ir(tfmpptz)和(Cz Ph BI)2Ir(fpptz)[其中Cz Ph BI,tfmptz,tfmpptz和fpptz分别为9-[6-(2-苯基-1-苯并咪唑基)己基]-9-咔唑、2-(5-三氟甲基-1,2,4-三唑基)吡啶、2-(5-[4-(三氟甲基)苯基]-1,2,3-三唑)吡啶和2-[5-(4-氟苯基)-1,2,3-三唑]吡啶].通过核磁共振氢谱和氟谱及元素分析确定其分子结构,并对其光物理性能进行了研究.利用该类配合物作为单发光层制备了器件结构为氧化铟锡(ITO)│N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)(30 nm)│4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)(15 nm)│Ir配合物(30 nm)│1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TBPI)(30 nm)│Li F(1 nm)│Al(100 nm)的电致发光器件,其最大亮度为6913 cd/m2,最大发光效率达13.9 cd/A.

一种新型Ir(Ⅲ)配合物磷光材料的电致发光性能研究

合成了一种新的磷光Ir(Ⅲ)配合物Ir(NCPy)2acac,其中NCPy和acac分别代表9-(2-萘基)-3-吡啶-咔唑和乙酰丙酮。利用该配合物制备了掺杂的有机发光二极管(OLEDs)。其中掺杂器件在513nm处有较强的金属配合物三重态的绿色磷光发射,最大亮度为24340cd/m2,最大电流效率为16.45cd/A,色坐标为(0.26,0.62),是首次报道的新型Ir(Ⅲ)配合物绿色磷光材料。

含双醛基有机配体的Ir~Ⅲ配合物磷光分子的合成与发光行为

利用双醛基2-苯基吡啶有机配体合成了2种新型Ir~Ⅲ配合物磷光分子,并详细表征了其化学结构、热稳定性及光物理特性。研究结果表明,双醛基有机配体的数目对磷光分子热稳定性无明显影响,但对其光物理特性影响显著。通过改变双醛基配体的数目成功实现了磷光分子发射波长较其母体配合物Ir[(PPY)2acac]显著红移,最大可达160nm。理论计算结果表明,强吸电子的双醛基促使磷光分子中产生更稳定的3 MLCT激发态是造成磷光发射波长红移的主要原因。此外,双醛基有机配体间在接受跃迁电子时会相互干扰,使~3MLCT激发态能级上升。相关研究结果为设计合成深红乃至近红外发射的磷光分子提供了重要的理论与实验基础。

一种新型吡嗪铱(Ⅲ)配合物的合成及其磷光性质

利用5-甲基-2,3-二苯基吡嗪(MDPP)和水合三氯化铱(IrCl3·H2O),合成了一种新型吡嗪铱配合物Ir(MDPP)2(acac).通过1HNMR、元素分析和质谱方法对配合物结构进行了表征,并研究了配合物的吸收光谱和光致发光光谱.结果表明,配合物Ir(MDPP)2(acac)在393和528nm处存在单重态1MLCT(金属到配体的电荷跃迁)和三重态3MLCT的吸收;在588nm处有较强的金属配合物三重态的磷光发射,是一种绿色磷光材料.

一种新型金属铱(Ⅲ)类配合物磷光材料的合成及性能研究

以间硝基苯甲酸、邻氨基苯硫酚为初始原料,合成了一种2-(间硝基-苯基)苯并噻唑配体,并通过与铱的无水三氯化物配合,合成了一种新型的金属铱髥类配合物(m-NO2-bt)2Ir(acac),对产物进行了核磁共振谱、红外光谱、质谱和元素分析等结构表征及溶解性、热稳定性能和紫外吸收光谱、荧光光谱等发光性能的研究。结果表明,该配合物在二甲亚砜、三氯甲烷等有机溶剂中具有良好的溶解性能。热重分析表明,该配合物分解温度在346℃,具有较高的热稳定性。配合物在紫外吸收光谱图上的250～320nm处出现了强的配体自旋允许的单重态π-π*跃迁吸收峰,在400～530nm处出现了配合物分子内金属铱到配体的单重态和三重态电荷跃迁吸收峰(1MLCT和3MLCT),同时配合物(m-NO2-bt)2Ir(acac)在荧光光谱上596.5nm处出现了较强的黄光发射。可见,配合物(m-NO2-bt)2Ir(acac)是一种具有较大应用前景的新型铱髥类配合物有机磷光材料。

一种可旋涂的磷光铱(Ⅲ)配合物的合成及其在OLED器件中的性能

以1-(6-(9-咔唑基)己基)-2-苯基咪唑(Czhpi)为主配体,2-(5-(4-氟苯基)-1,3,4-三唑)吡啶(fpptz)为辅助配体,合成了一种溶解性好的可用于湿法旋涂制备有机电致发光器件的磷光铱(Ⅲ)配合物(Czhpi)2Ir(fpptz)。通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、低温磷光光谱及热重分析对其光物理性质和热稳定性进行了研究。将配合物(Czhpi)2Ir(fpptz)掺杂在1,3-二唑-9-基苯(mCP)中,作为发光层,经湿法旋涂制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件的最大电致发光谱峰位于523nm,最大电流效率约5.74cd·A-1,最大功率效率为2.88lm·W-1,色坐标显示在(0.31,0.41)附近。

中性蓝光铱配合物及其OLED研究进展

近年来,有机发光二极管(OLED)的急速发展源于磷光材料的商业化应用。与荧光材料相比,磷光材料的理论内量子效率提高了3倍。而铱原子的原子序数大、d轨道分裂大、性质稳定等优点使得铱(Ⅲ)配合物成为最具潜力的OLED发光材料。相比于红光和绿光发光材料,高效稳定的蓝光发光材料的开发仍然是制约OLED显示技术发展的难题。本文将蓝光铱配合物按其配位结构进行精细分类,并对每种配位构型的蓝光铱配合物的发光性质和器件性能进行了全面分析,期望为研究人员和行业专业人士后续开发具有高色纯度、高效率和长寿命的蓝光OLED提供有价值的参考和借鉴。

新型宽谱带黄色磷光铱(Ⅲ)配合物的合成、光物理性质及其高效电致发光

发展新型高性能黄色磷光材料是实现高品质互补色白光有机发光器件(OLEDs)的关键。本工作中,使用氯原子功能化的2-苯基喹啉衍生物作为环金属配体,乙酰丙酮作为辅助配体,通过温和的合成方法制备了一种新型氯功能化的黄色磷光铱(Ⅲ)配合物(Ir1)。通过核磁共振谱和单晶X-射线衍射确认了配合物的结构。该配合物在二氯甲烷中具有强的宽谱带黄色磷光发射,最大发射峰位于574 nm,发射寿命为1.29μs,量子效率达到51%。与同类发射波段的铱(Ⅲ)配合物相比,该黄光配合物具有非常宽的单分子发射半峰宽(101 nm)。进一步制备了基于该磷光配合物的高性能黄光OLEDs,器件最大发射峰位于568 nm,发射半峰宽达到88 nm,器件最大亮度、外量子效率、电流效率和功率效率分别达到18310 cd/m2、20.8%、58.16 cd/A和48.3 lm/W。结果表明该黄色磷光配合物在高性能互补色白光有机发光器件方面具有重要前景。

有机金属铱(Ⅲ)配合物吸收光谱和磷光光谱性质的密度泛函理论研究

在平板显示和固态照明等领域有机电致发光器件有广阔的应用前景。相对于红色和绿色磷光材料,蓝色电致磷光材料较为匮乏。为了寻求蓝色电致磷光材料,采用密度泛函理论研究了四个环金属化Ir(Ⅲ)配合物的几何结构、吸收光谱和磷光光谱性质。由计算结果可知,所得最低能量吸收波长与发射波长都与实验测量的数据非常相近。四个配合物最低能量吸收分别位于364、357、361和350nm处,主要来源于HOMO→LUMO跃迁。四个配合物的发射波长分别在463、480、490和494nm处,均来自于激发组态LUMO→HOMO的贡献。

非对称双极性Ir(Ⅲ)配合物磷光分子及其聚集诱导磷光和电致发光性能研究

同时以功能化的2-苯基吡啶(ppy)类配体和2-乙烯吡啶(vpy)类配体设计合成了两个非对称Ir(Ⅲ)配合物磷光分子,并对其光电性能进行了详细表征.光物理研究表明,这两个非对称Ir(Ⅲ)配合物磷光分子具有两种发光激发态产生磷光发射,并且能够表现出明显的聚集诱导/增强磷光发光行为.电化学研究结果表明,功能基团的引入可使非对称Ir(Ⅲ)配合物磷光分子表现出双极性.此外,它们还能表现出较好的电致发光性能,电致发光器件启亮电压(V_(turn-on))小于3 V,最大亮度L_(max)为11380 cd·m^(-2)、最大外量子效率η_(ext)为5.3%、最大电流效率ηL为12.9 cd·A^(-1)及最大功率效率ηP为13.6lm·W^(-1).相关研究结果为新型聚集诱导磷光电致发光材料的设计合成提供了有价值的参考.

以噻吩苯基喹啉为主配体的铱(Ⅲ)配合物磷光性能的理论研究

采用密度泛函理论和二次响应含时密度泛函理论的方法,研究了以噻吩苯基喹啉为主配体的两种磷光铱(Ⅲ)配合物的磷光性能.其中一个是实验已报道配合物,能发出红色磷光;另一个是将次配体替换为1,3,4-噁二唑衍生物后新设计的配合物.从计算的磷光光谱可看出,新设计的配合物比实验配合物的光谱红移了31 nm,是潜在的深红色磷光材料.进而用定量的方法计算了辐射跃迁速率常数,用定性的方法预测了非辐射跃迁速率常数.预测非辐射跃迁速率常数时不仅考虑了与温度无关的非辐射跃迁,也考虑了与温度有关的非辐射跃迁.结果表明,新设计的铱(Ⅲ)配合物的辐射跃迁速率常数和非辐射跃迁速率常数都比实验配合物的大.

吸电子基团调控苯基喹啉类铱配合物的合成及光物理性能

以2,2,6,6-四甲基庚二酮(tmd)为辅助配体,2,4-二取代基苯基-4-甲基喹啉(2,4-2R-mpq)为主配体,在主配体中苯基的2位和4位同时引入氟(F)、甲氧基(MeO)或三氟甲基(CF_(3)),合成出3个铱磷光配合物(2,4-2R-mpq)_(2)Ir(tmd)(R=F(1)、MeO(2)、CF_(3)(3))。通过元素分析、核磁共振谱和单晶X射线衍射表征了配合物的组成和分子结构。通过紫外可见吸收光谱、光致发光光谱和理论计算对配合物的光物理性能进行了研究。结果表明:3个配合物的晶体均为三斜晶系,空间群均为P1,呈稍微扭曲的八面体构型。配合物1、2和3在溶液状态下的发射波长分别为570、582和604 nm,溶液中量子产率分别为96%、80%和80%。在主配体中苯基的2位和4位同时引入F或MeO,配合物电子云发生聚集,而引入CF_(3),配合物的电子云分散。与配合物3相比,配合物1和2的发射波长发生了显著的蓝移。

利用循环伏安法对铱(Ⅲ)、铱(Ⅳ)氯水配合物的电化学行为研究

利用循环伏安法对Ir(Ⅲ)、Ir(Ⅳ)氯水配合物的电化学行为进行探索性研究。结果表明:随着配合物中水分子的增加,Ir(Ⅲ)、Ir(Ⅳ)氯水配合物电对的式电位增大;Ir(Ⅲ)、Ir(Ⅳ)氯水配合物的氧化还原反应属于可逆反应或准可逆反应;峰电流ip与各物种浓度c之间存在较好的线性关系。

一种新型铱(Ⅲ)配合物及其有机电致发光器件

报道了一种新的基于2,5-二(4-乙基苯基)吡啶配体的铱(Ⅲ)配合物,并用于有机电致发光器件,得到λm ax=548 nm的绿光发射,其最大发光效率为23 cd/A,最大亮度为10 800 cd/m2。与基于其他绿光铱(Ⅲ)配合物的器件相比,该器件的电流饱和特性也得到进一步改善。

二氮杂萘联苯类铱配合物的制备及其电致磷光性能

电致磷光材料因其优异的电致发光性能,引起了科学界的广泛研究兴趣。本论文以含增加溶解性的位阻苯氧基团的二氮杂萘联苯衍生物为配体,通过与三氯化铱在温和及无催化剂存在的条件下一步反应以较高产率直接生成铱的三环配合物磷光体Ir(MPCPPZ)3,并对其结构、光物理性能、电致发光性能进行了研究。该磷光体易溶于二氯甲烷、氯苯等多种溶剂,适合旋涂法的电致发光器件制作。该磷光体的构型为热力学上稳定的面式构型,荧光量子产率在95%以上。光致发光的发射峰在590nm左右。磷光体的HOMO能级为-5.15eV,LUMO能级为-2.9eV。磷光体表现了较高的热稳定性,起始分解温度为388℃。以配合物掺杂于PVK-CBP中做成电致发光器件后,电致发光光谱与光致发光光谱相比出现了红移,能完全表现为配合物的发光。在12%掺杂浓度时器件的效率最大,当亮度91cd.m-2时,外量子效率为20.2%,这是目前旋涂器件的最好结果。该器件的最大亮度5870cd.m-2,功率效率5.7lm.W-1。当电流密度达到100mA.cm-2时,外量子效率为6.6%。

高效发光材料[(C^N)2IrL]^＋阳离子配合物的结构和光谱特征

从理论上研究了一系列Ir(Ⅲ)[(C^N)2IrL]+[C^N=ppy,L=pzpy(1);C^N=dfppy,L=pzpy(2);C^N=ppy,L=pybi(3);C^N=tpy,L=acac(4);其中ppy=2-苯基吡啶,dfppy=2-(2,4-双氟苯基)吡啶,pzpy=2-吡唑基吡啶,pybi=1-苯基-2-(吡啶基)-1H-苯并咪唑,tpy=2-(4-甲苯基)-吡啶,acac=乙酰丙酮]配合物的结构和光谱特征.分别在B3LYP/LanL2DZ和CIS/LanL2DZ计算水平下优化了它们的基态和激发态结构.计算得到的Ir—N,Ir—C和Ir—O基态键长和相应实验值符合较好.在激发态下,Ir—N和Ir—C键长增加了约0.0003～0.003 nm,而Ir—O键长则缩短了约0.0012 nm.在含时密度泛函理论(TD-DFT)计算水平下,结合极化连续介质模型(PCM),得到配合物1～4的最低能的吸收和发射分别出现在398 nm(1),370nm(2),419 nm(3)和437 nm(4)以及511 nm(1),457 nm(2),602 nm(3)和479 nm(4).配合物1,2,4的跃迁属于d(Ir)+π(C^N)→π*(C^N)的电荷转移跃迁,而化合物3的跃迁则归因于d(Ir)+π(C^N)→π*(py-bi)的电荷转移跃迁.这表明此类配合物的吸收和发射主要受前线分子轨道的金属成分控制,同时也受辅助配体L的影响.

一种绿色磷光铱配合物的合成、表征及发光性质

为开发不同发光颜色的磷光材料,合成了一种新的磷光铱()配合物,通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、核磁共振氢谱及元素分析对其结构进行了表征.该配合物在溶液中表现为强的绿光发射(λem=529 nm),其薄膜则表现为橙红色发光(λem=618 nm).以其作为发光材料制备的电致发光(EL,Electroluminescent)器件的最大亮度为13 157 cd/m2,外量子效率为13.6%.

三个绿光铱(Ⅲ)配合物的合成和光电性质

采用2-(4-三氟甲基苯基)吡啶(tfmppy)为主配体,分别以四(4-氟苯基)苯基膦酰亚胺(F-tpip)、四(4-甲氧基苯基)膦酰亚胺(MeO-tpip)和四(1-萘基)膦酰亚胺(tnin)为辅助配体合成了3个铱(Ⅲ)配合物((tfmppy)2Ir(F-tpip)、(tfmppy)2Ir(MeO-tpip)和(tfmppy)2Ir(tnin))。其结构通过核磁氢谱、质谱、元素分析和单晶结构测定进行了验证。配合物(tfmppy)2Ir(F-tpip)和(tfmppy)2Ir(MeO-tpip)属于三方晶系P1空间群,配合物(tfmppy)2Ir(tnin)属于三斜晶系R3c空间群。3个配合物都是绿光材料,具有类似的发光颜色和发光效率((tfmppy)2Ir(F-tpip):λem=526 nm,Φ=0.52;(tfmppy)2Ir(MeO-tpip):λem=523 nm,Φ=0.44;(tfmppy)2Ir(tnin):λem=522 nm,Φ=0.48)。3个配合物的循环伏安曲线都显示出了良好的氧化还原性质。(tfmppy)2Ir(F-tpip)、(tfmppy)2Ir(MeO-tpip)和(tfmppy)2Ir(tnin)的HOMO能级分别为-5.67、-6.08和-5.69 eV,其LUMO能级分别为-3.29、-3.61和-3.22 eV。

一种吡嗪铱(Ⅲ)配合物的晶体结构及光物理性质

合成了一种铱配合物二(4,4'-二氟-5-甲基-2,3-二苯基吡嗪)(乙酰丙酮)合铱[(MDPPF)2Ir(acac)]的有机电致发光器件(OLED),利用X射线单晶衍射仪测定了该化合物的晶体结构.利用紫外-可见吸收光谱、发射光谱对其光物理性质进行研究.结果表明:(MDPPF)2Ir(acac)的单晶结构属于三斜晶系,P1空间群,晶胞参数a=1.13984(3)nm,b=1.26718(3)nm,c=1.29541(3)nm,α=93.7181(19)°,β=101.638(2)°,γ=110.853(3)°,V=1.69336(7)nm3;(MDPPF)2Ir(acac)在二氯甲烷溶液中的发射峰为555 nm.以(MDPPF)2Ir(acac)为客体材料,制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/CBP:(MDPPF)2Ir(acac)(20 nm)/TPBi(10 nm)/Alq3(30 nm)/Li F(1 nm)/Al(100 nm)的一系列不同掺杂浓度器件,器件的发射峰位于558 nm,最大亮度达到32700 cd·m-2,最大电流效率44.3 cd·A-1,最大功率效率20.7 lm·W-1.

功能化环金属铱(Ⅲ)配合物的应用进展

综述了近几年来环金属铱(Ⅲ)配合物在有机电致发光以外其它方面的功能应用进展,重点评述了环金属铱(Ⅲ)配合物在生物、氧气、离子传感、敏化其它金属离子发光、光催化及太阳能转换等领域的应用研究进展,展望了环金属铱(Ⅲ)的发展前景。