有機發(fā)光二極管(OLED)作為新型顯示技術(shù)已經(jīng)在高端手機、平板電腦、智能穿戴、和電視等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。高效穩(wěn)定的三原色有機發(fā)光材料是OLED產(chǎn)業(yè)鏈的核心之一。更為重要的是，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)光材料對于我國OLED產(chǎn)業(yè)鏈的安全保障具有重要意義。其中，受限于能隙定律的快速非輻射衰減過程，高效率紅光材料的發(fā)展始終面臨挑戰(zhàn)。另外，紅光和近紅外光（NIR）有機材料和器件在信息安全、生命健康等重要領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用。因此，開發(fā)具有應(yīng)用前景的長波長發(fā)光材料一直受到科學(xué)家的特別關(guān)注。目前，在發(fā)展可替代銥配合物的摻雜紅光材料研究中僅有少數(shù)關(guān)于單核磷光鉑配合物和純有機熱激活延遲熒光（TADF）的報道。然而，這些發(fā)光材料通常具有較長的激發(fā)態(tài)壽命，導(dǎo)致器件在高亮度下具有嚴(yán)重的效率滾降和使用壽命問題。另一方面，無論是基于金屬配合物的磷光還是純有機TADF在摻雜NIR-OLED上都面臨發(fā)光效率低的難題，比如在700 nm以上的波段范圍內(nèi)，外量子效率（EQE）>10%的報道仍然很少。
Figure 1.(a) Illustration of the orbital diagrams and decay dynamics (krandknr) of3MLCT and3IL excited states. (b) The formation and orbital diagrams of MMLCT excited states for square-planar Pt(II) complexes. (c) Trigonometry analysis of the intermetallic distance dependent on the bridging ligand. (d) Chemical structures and (e) perspective view of the single crystal structures of the dinuclear Pt(II) complexes1?3in this work.
具有金屬-金屬作用的過渡金屬配合物已經(jīng)被證明可產(chǎn)生高輻射速率的三重態(tài)激發(fā)態(tài)，有關(guān)其機理的研究已經(jīng)有近三十年歷程（Figure 1）。近年來，鉑配合物的聚集體用于紅色和NIR-OLED也證實了這一原理用于OLED的可行性。然而，聚集體發(fā)射需要采用高濃度摻雜或者非摻雜的發(fā)光層、且其發(fā)光性質(zhì)嚴(yán)重依賴于分子固體的堆積模式，對嚴(yán)格控制器件的制造條件和優(yōu)化提出了挑戰(zhàn)。目前的研究表明該類型器件可能面臨嚴(yán)重的使用壽命問題。深圳大學(xué)楊楚羅教授和李凱助理教授團(tuán)隊設(shè)計合成了一種新型的雙核鉑配合物，通過剛性分子橋強化分子內(nèi)金屬-金屬作用實現(xiàn)了不依賴于分子間堆疊的高性能的紅光和近紅外光OLED。 源于分子內(nèi)的強Pt-Pt和π-π作用，該類材料體系具有良好的熱穩(wěn)定性，與四齒配體鉑配合物相當(dāng)，其紅光和NIR發(fā)射效率分別超過60%和40%、且發(fā)光壽命短至1微秒左右。作者采用傳統(tǒng)摻雜工藝基于這類材料制備了紅光和近紅外光OLED器件，其外量子效率分別達(dá)到23%和15%，且效率滾降和器件壽命均有良好的表現(xiàn)，展現(xiàn)了該類材料的應(yīng)用前景（Figure 2）。
Figure 2.(a) Normalized EL spectra of the red and NIR devices. (b) CIEx,ycoordinates and photographs of the operating devices at 1000 cd m-2. (c) J-L-V characteristics and (d) EQEs versus the luminance of the red OLEDs doped with1(12 wt.%) or2(9 wt.%). (e) J-R-V characteristics and (f) EQEs versus the radiance of the NIR OLED doped with3(6 wt.%).
本論文發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.10.1002/anie.202113718，深大大學(xué)為唯一完成單位，深圳大學(xué)材料學(xué)院助理教授李凱和特聘教授楊楚羅為共同通訊作者。深圳大學(xué)材料學(xué)院副研究員張友明博士、助理教授繆景生博士和研究生熊金帆為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省科技廳基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和高層次人才計劃、深圳市孔雀團(tuán)隊，深圳市高層次人才項目等科技計劃的支持。論文詳細(xì)情況請見https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202113718
（材料學(xué)院 供稿）
