含噻吩[2,3-d]嘧啶杂环的磷光铱配合物制备高效蒸镀型橙/红光OLED器件

有机电致发光二极管(OLED)具有柔性显示、分辨率高、图像清晰、对比度高、功耗低、工作温度范围宽等优势,是目前最具发展潜力的新型显示技术。目前广泛研究使用的有机电致发光材料主要包括荧光材料、磷光材料以及热活化延迟荧光材料。其中,磷光铱配合物可以利用过渡金属Ir(III)的自旋轨道耦合作用,理论上实现100%的激子利用率,并且磷光铱配合物具有合适的三线态寿命,被认为是最具有应用前景的有机电致发光材料。目前绿光铱配合物的效率和使用寿命已经达到产业化的要求,但由于能隙定律的限制,红橙光铱配合物仍有待发展,特别是随着OLED白光照明的发展,急需高性能的红橙光铱配合物磷光材料。已报道的性能较优的红橙光铱配合物主要通过拓展配体的π共轭程度获得,但大的共轭体系往往导致其分子量增加,不利于器件制备过程中的真空蒸镀工艺。

最近,武汉大学化学与分子科学学院杨楚罗教授课题组利用嘧啶环代替经典黄光磷光铱配合物PO-01主配体中的吡啶环,构建了一系列高效的橙光/红光磷光铱配合物。在此项工作中,用具有强电负性的嘧啶环代替磷光铱配合物中常用的吡啶环,降低了配合物的最低未占据分子轨道能级,实现了小的能级差,使得发射光谱红移。并且,与传统的大共轭红光铱配合物相比,采用简单的嘧啶环作为红光铱配合物的配体可以简化合成过程,其较低的分子量也更适用于高效率、低成本的蒸镀器件的制备。与华南理工大学马东阁教授合作研究了这些新型磷光铱配合物在OLED器件中的应用。基于PMD-Ir-2制备的橙光器件最大外量子效率可达到24.5%,在实际使用亮度1000 cd m-2的条件下,器件的外量子效率仍然高达24.3%,效率滚降只有1%。同时,使用PMD-Ir-3制备的红光器件取得了27.6%的最大外量子效率,是目前文献报道的蒸镀型红光器件效率的最高值之一。此项研究为设计合成高性能、低成本的橙光/红光磷光铱配合物提供了一条有效途径。相关的工作发表在Advanced Optical Materilas (DOI: 10.1002/adom.201800108) 上,文章的第一作者为武汉大学化学与分子科学学院博士生姜贝,武汉大学杨楚罗教授和华南理工大学马东阁教授为共同通讯作者。

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