蓝色磷光中性铜（I）配合物的设计合成及应用于有机发光二极管的研究

Organic light emitting diode (OLED) has a lot of advantages of high contrast, extensitve visual angle,low energy comsuption and rich color, regarded as the next generation green display technology. But at present in the production of OLED, iridium, an expensive and rare reserves of metal,needs to be used. The development of new sources of rich and cheap phosphorescent materials is of great significance.Copper complex is a patient choice of replacing iriduim because of low-cost and rich reserves. But the reported external quantum efficiency of copper ionic complexes are much lower than iridium complexs，and the excellent blue phosphorescence copper(I) complexes are rarely reported. In this project, neutral instead of ionic copper complexes are designed to increase the volatility to fabricate more stable and higher efficiency device using vacumm deposition method. By using strong field ligand and the ligand having heavy aton effect, affording a rigid envionment using sterically congested ligands to suppress the distortion and non-radiative processes to enhance the quantum efficieny. Tuning the molecular energy levels to emit blue light.This study not only provides information for investigating neutral copper(I) complexes of structure-phosphorescence relationships, but also has important significance of exploring new rich source and low cost electrophosphorescent materials applied in OLED.

有机发光二极管（OLED）具有对比度高、视角广、能耗低、色彩绚丽等特点，被认为是下一代绿色显示技术。目前在OLED生产中要用到储量较少的贵金属铱，开发新的来源丰富、价格低廉的电致磷光材料具有十分积极的作用。铜较廉价、储量丰富，被认为是可供选择的替代方案。但目前大量文献报道的离子型铜(I)配合物的外量子效率都比较低,远不及铱配合物,而且性能优异的蓝色磷光铜(I)配合物极度缺乏。本项目设计的铜(I)配合物选取中性摈弃离子型，目的是提高挥发性以便用真空蒸镀法组装器件，使器件更稳定及发光效率更高；选用强场配体、具有重原子效应的配体及利用空间位阻配体提供刚性环境等措施，减少扭曲及耗散的能量，提高发光效率，调控分子能级发蓝光。该项研究不仅为铜配合物的结构与磷光性质之间的构效关系提供信息,并为开发新的来源丰富、价格低廉的电致磷光材料应用于有机发光二极管打下基础。

磷光铜（I）配合物作为一类新型电致发光材料应用于有机发光二极管，其优势在于：比传统的重过渡金属铱和铂的配合物储量丰富，价格低廉。尤其是具有小的单线态-三线态能级差的热激活延迟荧光的铜（I）配合物可以高效俘获三线态激子，从而实现100%的内量子效率。但目前报道的蓝光铜（I）配合物很少，尤其是深蓝光的铜（I）配合物至今未见报道。本项目设计合成蓝色磷光中性铜（I）配合物新材料，使发光颜色蓝移，提高配合物的发光效率。通过设计合成一系列新型具有刚性结构的双齿双膦、氮磷、三齿双氮单膦及三膦配体，将给电子基团及位阻大的的基团引入芳环或富电子芳杂环，升高LUMO能级，使能级差增大发蓝光。我们成功获得了发高效蓝光和深蓝光的铜（I）配合物，圆满达到设计目标。此外，我们还获得了一系列由蓝光到红光，以及饱和白光的高效铜（I）配合物。铜（I）配合物最高内量子效率高达98%。研究还发现：配合物的发光颜色也会随固体的状态变化发生很大改变，当由晶态变为薄膜态时，发光颜色由深蓝变为绿色，这是由于分子间的相互作用导致的。当室温下具有超长发光寿命时，发光主要来源于配体内或配体间电荷跃迁，金属到配体及卤素到配体的电荷跃迁贡献很小。当采用不对称双膦配体构建的配合物，在绝大多数有机溶剂中都具有超溶性，且发光效率也大幅提高，刷新了采用溶液法组装OLED器件的新记录。此外，当采用缺电子的芳杂环构建铜（I）配合物时，可以使发光红移。研究表明：芳环及芳环上的取代基的电子效应与位阻效应可以调控配合物的结构及发光性质。该项研究更深入探明了铜（I）配合物的结构与发光性质之间的构效关系，并为铜（I）配合物作为来源丰富、价格低廉的电致发光材料在OLED的基础研究及应用领域做出了贡献。