通过辅助配体系统结构修饰调控铱配合物发射光谱及其在OLED中的应用研究

本文系统研究了辅助配体（乙酰丙酮acac、二新戊酰甲烷dpm、苯甲酰丙酮bza）对铱(III)配合物光物理特性的调控机制。通过实验与理论计算（DFT/TD-DFT）证实配体改变可显著红移发射光谱（LUMO能级调控），所制备OLED器件实现最高1200 cd/m2亮度和13.9%外量子效率，为有机发光二极管（OLED）显示技术提供创新材料设计策略。

　　

Highlight

材料

所有合成程序均在氮气氛围下进行以保持惰性环境，反应进程通过默克公司铝背薄层色谱（TLC）板定期监测。商业购买的试剂和溶剂包括：三氯化铱水合物（IrCl₃·nH₂O）、2-乙氧基乙醇（C₄H₁₀O₂）、2-(4-氟苯基)咪唑并[1,2-a]吡啶（C₁₃H₉FN₂）、氯仿（CHCl₃）、1-苯基-1,3-丁二酮（C₁₀H₁₀O₂）、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）等均按需使用未进一步纯化。

合成与结构表征

通过系统衍生辅助配体可实现精准颜色调控的显著优势，我们采用苯基-咪唑吡啶（pip）环金属化配体家族与三种不同辅助配体制备了三种杂配铱(III)配合物。配体的结构差异性有利于获得高产量和提升效率[36,37]。采用经典简易合成程序[38,39]制备目标分子：首先通过IrCl₃·nH₂O与环金属化配体（pip）在2-乙氧基乙醇中回流反应72小时生成氯桥二聚体中间体；随后该中间体与相应β-二酮类辅助配体（acac/dpm/bza）在碱性碳酸钠存在下进行配体交换反应，最终经硅胶柱层析纯化获得三种新型磷光配合物。

结论

我们成功合成并表征了三种具有不同辅助配体的新型配合物，其发射光谱产生显著红移。通过综合实验技术结合DFT和TD-DFT计算，深入揭示了这些配合物的结构、电子和光学特性。基于这些配合物制备的OLED器件展现出在显示应用领域的巨大潜力，特别是在实现高效深红光发射方面。发射光谱红移与配体环境之间的关联性为理解这类配合物的光物理行为提供了深刻见解，为OLED技术的未来创新铺平道路。