氨基酸席夫碱辅助配体调控蓝光铱配合物发光蓝移的研究

Based on the provious literature’s documentaries and the investigating results obtained by this project aplicant, the auxiliary ligand of iridium complex has a significant impact on its emissive spectrum. The auxiliary ligand with a small coordination- conjugated degree coordinating with Ir3+ enable the blue-shift of its iridium complex’s emission. So far, the blue-emission iridium complex-based OLEDs’ performances are defective, such as, they usually show insufficient blue emissions, and the light-emitting efficiencies are low. In order to improve the blue-emission degree of iridium complexes, a series of iridium complexes with 2-(2,4-difluorophenyl)pyridine as main ligand and phenylalanine-Schiff bases as auxiliary ligands are designed and synthesized, hereby, to reduce the coordination- conjugated degrees of the auxiliary ligands with Ir3+.So, it can be expected that the iridium complexes should show bluer emissions. The structures of the ligands and iridium complexes will be characterized by using 1H NMR, mass spectrum (MS) and elemental analysis (EA); their HOMO and LUMO levels will be obtained via the calculation of density functional theory; their thermal stable behaviors in solid state, the UV-Vis, phosphorescent spectra, quantum yields and electrochemical properties in dichloromethane will be investigated; The blue-shift extents for the spectra of the iridium complexes relative to those of FIrpic will be explored too.

基于文献报道和申请人前期研究结果表明：辅助配体调控铱配合物的发光光谱移动很明显，辅助配体和Ir3+配位的配位共轭度小可使它的发光蓝移。至今，蓝光铱配合物在OLEDs中的性能不理想，表现为发光蓝色深度不够、发光效率偏低。为了获得发光较蓝的铱配合物，本项目设计合成一系列主配体为2-(2,4-二氟苯基)吡啶、辅助配体为苯丙氨酸和醛反应生成的席夫碱的铱配合物，以此降低辅助配体的配位共轭度。预期可获得发光较蓝的铱配合物。对配体和配合物进行结构表征，通过密度泛函理论计算，研究铱配合物的HOMO和LUMO轨道能级，研究铱配合物热稳定性，研究它们在二氯甲烷中的紫外吸收光谱、磷光光谱、磷光量子效率和电化学性质，考察本项目铱配合物相对于FIrpic铱配合物发光蓝移程度。

FIrpic是一种使用于有机电致发光器件（OLED）中商业化的蓝光材料。它的发光效率高、稳定性好，但它发出的蓝光深度不够。为了获得发较深蓝光的铱配合物，本项目设计合成主配体为2-(2,4-二氟苯基）吡啶、辅助配体为苯丙氨酸席夫碱的铱配合物。通过本项目的实施研究发现，辅助配体为苯丙氨酸席夫碱的铱配合物热稳定性差，150℃即发生分解，难以满足OLED对发光材料稳定性的要求。为了弥补本项目分子设计上的不足，获得基于铱配合物的蓝光器件，设计合成了主配体为2-(2,4-二氟苯基）吡啶、辅助配体为芳杂环羧酸的铱配合物。研究了它们的紫外吸收、光致发光、电化学性质、热稳定性和电致发光性能，并与FIrpic发光性能作比较。还合成了其他的铱配合物和电致发光材料，研究了它们的电致发光性能。通过本项目的研究取得如下具有科学意义的成果。. （1）辅助配体为氨基酸席夫碱的铱配合物稳定较差，可能是因为辅助配体和铱（III）螯合形成的五元环为柔性环，且环外接摆动较大的芳基。. （2）铱配合物的辅助配体中和铱（III）配位的原子如果其所在的共轭基团连有强吸电子基，如氟原子、三氟甲基等，那么该类铱配合物会产生较严重的磷光淬灭，其原因是铱配合物的HOMO轨道一般分布于铱(III)上，而LUMO轨道一般分布于辅助配体上，由于强吸电子效应，削弱了Ir-N或Ir-O键，使得3^MLCT(三线态的金属－配体电荷转移)困难，其结果是经3^MC（三线态的金属中心）发生了较严重的磷光淬灭。这项研究成果对于设计新型高效发光的铱配合物具有较好的参考价值。. （3）通过优化器件结构，制作了基于FIrpic的高效发光的OLED。最高电流效率和能量效率分别为53.59cd/A和51.87lm/W。这是目前这种商业化蓝光材料在OLED中几近最高的发光效率。因而这项研究成果为基于FIrpic的实用化蓝光器件的制作提供了较好的参考作用。