[发明专利]环金属化铑(Ⅲ)配合物中配体介导的发光增强及其在高效有机发光器件中的应用

说明书

设计并制备了一系列强发光环金属化铑(Ⅲ)配合物，其薄膜的光致发光量子产率高达0.65。强发光性质通过一种强σ‑供体环金属化配体的巧妙选择得以实现，该配体有较低的分子内态和提高d‑d激发态的能力。这是第一份证明铑(Ⅲ)配合物能够作为有机发光器件的高效发光材料的报告。实现了引人注目的高达12.2％的外量子效率和超过3000小时的工作半衰期。

技术领域

本发明涉及荧光传感领域。更具体地，一种非富勒烯受体及其衍生的聚合物，该非富勒烯受体是通过将氯原子引入受体-供体-受体型小分子电子受体的末端基团而形成的。

背景技术

八面体d⁶过渡金属配合物，包括钌(II)^[1,2]、铼(I)^[1,3]、锇(II)^[1,2,4]、铱(III)^[1,5-7]和铑(III)^[1,8-10]，由于其独具吸引力的光物理和光化学表现，激发了研究人员巨大的兴趣。在过去的二十年里，由于其在生物和能源相关领域具有巨大应用潜力这一特性^[6,7]，发光环金属化铱(III)系统^[5-7]在光功能材料中占据了主导地位。在Watts^[5a,b]首次报道环金属化铱(III)配合物后，Thompson、Forrest及其同事^[7a]开创性地采用环金属化铱(III)配合物作为有机发光器件(OLED)的磷光发射体，自此，实现了光明的应用前景^[7,11]，这一点从他们在智能手机和显示设备中的迅速普及就可以看出。

作为OLED中最重要的组成部分，研究人员对具有重金属中心的磷光发射体的研究兴趣迅速高涨，因为此类发射体能够通过获得与强自旋-轨道耦合(SOC)相关的三重激发态而达到100％的内量子效率^[11]。相关工作大多都特别强调使用铱(III)^[7,11]和铂(II)^[11,12]的配合物，而采用其他过渡金属的金属配合物^[11,13-15]作为发射体，以提供多样的OLED材料，仍是一个相对小众的话题。近期，Che^[16a,b]和Li^[16c]各自独立开发了不同类别的钯(II)配合物，与具有C-去质子化的供体原子的四齿配体配位，这些配合物也被证明能够强烈地发光，可以应用于OLED。这种策略不仅使用了强场配体，而且还使用了具有四个配位点的刚性架构，预计这种策略可通过抑制非辐射性失活途径，来提高发光性能。另一个有趣的类别是环金属化金(III)配合物，它与铂(II)系统是等电子和等结构的。通过选择强σ-供体配体，金(III)配合物表现出很强的发光特性，基于该金(III)配合物的高效OLED的表现也证明了这一点^[11,17]。近期，Yam及其同事开创了一个独特的概念：热刺激延迟磷光(TSDP)，通过自旋允许的反向内部转换(RIC)，三重态激子从较低三重态上转换到较高三重态。这种上转换过程可将发光量子产率(Ф_lum)显著提高20倍以上^[17e]。同样，高Ф_lum也可以通过建立于反向系间窜越(RISC)机制上的热激活延迟荧光(TADF)或金属辅助延迟荧光(MADF)的过程来实现^[18]。在这种情况下，要求最低单线态(S₁)和最低三线激发态(T₁)之间的能隙非常小，同时要求前线轨道，即最高占有分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)，能够在空间上有效分离。近来，越来越多的研究工作采用TADF/MADF光材料来构建高效OLED^[15,16c,18]。