供体-受体型环金属铂(II)配合物近红外电致发光材料的分子设计、合成及其性能研究

Three classes of the donor(D)-acceptor(A)-based cyclo- metalated ligands and the resulting near-infrared-emitting platinum (II) complexes with one of the frameworks of D-A1-A, D-A-D and D-A-D1-A-D will be designed and synthesized, in which carbazol and triphenylamine derivatives are used as electron- donoring units (D and D1), aryl-fused thiadiazole and aryl isoquinoline derivatives are used as electron-accepting units (A and A1), respectively. By studying the influence of the donor and acceptor structures, as well as the molecular building model, on photoelectronic properties of their resulting platinum (II) complexes, the molecular building rule of the high-efficiency near-infrared- emitting platinum (II) complexes will be revealed. Furthermore, the independent innovated near- infrared-emitting platinum (II) com- plexes and their polymer light-emitting devices (PLEDs) with high performance will be obtained. This project is available to enrich and develop the near-infrared-emitting materials. It has an important theoretical and realistic significance for solving the key issues in the near-infrared-emitting PLEDs, such as low luminescent efficiency and radiance intensity, further promoting the application of cyclometalated platinum (II) complexes in the near-infrared- emitting devices.

以咔唑和三苯胺衍生物为电子给体(D和D1)单元、芳环并噻二唑衍生物和芳基异喹啉衍生物为电子受体(A1和A)单元，拟设计和合成具有D-A1-A，D-A-D和D-A-D1-A-D等三类框架结构的供体(D)-受体(A)型环金属配体及其环金属铂(II)配合物近红外电致发光材料，通过研究供体-受体单元结构、分子的构建方式对D-A型环金属铂(II)配合物光电性能的影响，揭示高效发光的环金属铂配合物近红外发光材料的分子构筑规律，获得自主创新的、性能优越的环金属铂配合物近红外发光材料及其近红外聚合物电致发光器件。项目的实施对于丰富和发展近红外发光材料，解决近红外有机/聚合物电致发光器件发光效率低、发光强度不高等关键问题，促进环金属铂配合物在近红外电致发光器件的应用，具有重要的理论和现实意义。

针对目前有机近红外发光材料种类少、发光效率低、高电流密度下效率滚降严重、构效关系不明确等问题，本项目以三芳胺、萘基、咔唑、芴、噻吩等富电子芳香基团为供体（D或D'）单元，吡啶、异喹啉、菲啶、芳基并喹喔啉、苯并噻二唑、巯基噁二唑、巯基吡啶等为缺电子受体（A或A'）单元，构筑了D-A、D'-D-A、D-A-A'、D-A-A'-D'、D-A-A'- D'-A'-A-D、D-A-D型等六类新型C^N、双元C^N、四齿N^O^O^N环金属配体，D-A、A-D-A、A-A'-A型等三类阴离子辅助配体，通过调节环金属配体或辅助配体的供-受体单元结构和分子构筑方式，获得了7类D-A型近红外单/双核环金属铂或环金属铱配合物，系统研究了分子结构、器件结构、器件制作工艺与近红外电致发光性能的关系。. 研究表明：环金属配体或辅助配体的供受体单元结构、供受体单元结构的连接方式、环金属配合物的单双核结构、分子构筑方式对单/双核环金属铂/铱配合物的光电性能有显著的影响；构建D-A型双核环金属铂配合物和D-A型单核环金属铱配合物是获得高效发光近红外发光材料的有效途径。通过开发D-A型2-巯基-5-(4-辛氧基苯基)-1,3,4-噁二唑(HC8PhOXT)阴离子辅助配体，获得了一类性能优良的D-A型双核环金属铂配合物近红外发光材料[(niq)2Pt2-(μ-C8Ph-OXT)2]，其溶液法制备的聚合物电致发光器件(PLEDs)的电致发光峰为706 nm，最大外量子效率为8.86%，辐射强度为986 μW/cm2；通过开发以三苯胺为D单元，芳基并喹喔啉为A单元的D-A-D型环金属配体，获得了一类性能优良的D-A型单核环金属铱配合物发光材料[(11,12-DTPA-DBPz)2Ir(acac)]，其PLEDs的电致发光峰为712 nm，最大外量子效率为6.22%，最大辐射强度为1575 μW/Sr/cm2；通过D-A型分子的构筑研究，实现了双核环金属铂配合物和单核环金属铱配合物的高效发光，并刷新了基于双核铂配合物和单核环金属铱配合物近红外聚合物电致发光器件的外量子效率和辐射强度记录。. 项目的实施对于进一步揭示分子结构对材料的光物理性能、能级带隙以及器件电致发光性能的影响规律，发展具有自主知识产权的近红外发光材料体系，促进环金属配合物近红外发光材料在PLEDs中的应用，具有重要意义。