基于刚性氧桥联硼和NHC的共轭磷光铱配合物：结构、光物理性质及其在OLED中的应用

《Science China-Materials》：Rigid oxygen-bridged boron NHC-based homoleptic phosphorescent iridium complexes: structures, photophysics and OLED application

N-杂环羰基配体Bpmi和Bpmb的合成及其铱配合物的磷光特性与热稳定性研究表明，刚性BO杂环结构使Ir-C键缩短，电荷转移特性提升（21.69%/17.30% vs 参考体系），磷光量子效率>78%，热分解温度达491-540°C，OLED器件效率达15.6%-20.0%。

　　

摘要

本文设计并合成了一种新型的基于氮杂环卡宾（NHC）的配体，该配体含有刚性的硼氧（BO）融合环单元，分别命名为Bpmi和Bpmb，以及相应的均相铱配合物mer-Ir(Bpmi)₃和mer-Ir(Bpmb)₃。单晶结构分析显示，这两种配合物均采用经向配位几何结构。较短的Ir–C_carbene键长以及刚性平面BO融合环单元的存在增强了配合物的稳定性。这两种配合物均具有高效的绿色荧光特性（在甲苯中的λ_em = 536/521 nm，Φ_PL > 78%），但荧光寿命较短（τ = 846/1083 ns），因此其辐射跃迁速率常数较高（分别为K_r = 10.04 × 10⁵ s^?1和7.29 × 10⁵ s^?1）。理论计算表明，与参考配合物（mer-Ir(pmi)₃: 13.01%；mer-Ir(pmb)₃: 15.99%）相比，这两种配合物的金属-配体间电荷转移能力显著增强（mer-Ir(Bpmi)₃: 21.69%；mer-Ir(Bpmb)₃: 17.30%）。此外，这两种配合物还具有优异的热稳定性，mer-Ir(Bpmi)₃的分解温度为491°C，mer-Ir(Bpmb)₃的分解温度为540°C。使用mer-Ir(Bpmb)₃和mer-Ir(Bpmi)₃作为发光材料的有机发光二极管（OLED）器件表现出良好的最大外部量子效率，分别为20.0%和15.6%。本研究在含硼融合环的NHC及其荧光铱(III)配合物的制备方面处于领先地位，为开发高性能NHC基OLED荧光发光材料提供了新的设计策略。

本文设计并合成了一种新型的基于氮杂环卡宾（NHC）的配体，该配体含有刚性的硼氧（BO）融合环单元，分别命名为Bpmi和Bpmb，以及相应的均相铱配合物mer-Ir(Bpmi)₃和mer-Ir(Bpmb)₃。单晶结构分析显示，这两种配合物均采用经向配位几何结构。较短的Ir–C_carbene键长以及刚性平面BO融合环单元的存在增强了配合物的稳定性。这两种配合物均具有高效的绿色荧光特性（在甲苯中的λ_em = 536/521 nm，Φ_PL > 78%），但荧光寿命较短（τ = 846/1083 ns），因此其辐射跃迁速率常数较高（分别为K_r = 10.04 × 10⁵ s^?1和7.29 × 10⁵ s^?1）。理论计算表明，与参考配合物（mer-Ir(pmi)₃: 13.01%；mer-Ir(pmb)₃: 15.99%）相比，这两种配合物的金属-配体间电荷转移能力显著增强（mer-Ir(Bpmi)₃: 21.69%；mer-Ir(Bpmb)₃: 17.30%）。此外，这两种配合物还具有优异的热稳定性，mer-Ir(Bpmi)₃的分解温度为491°C，mer-Ir(Bpmb)₃的分解温度为540°C。使用mer-Ir(Bpmb)₃和mer-Ir(Bpmi)₃作为发光材料的有机发光二极管（OLED）器件表现出良好的最大外部量子效率，分别为20.0%和15.6%。本研究在含硼融合环的NHC及其荧光铱(III)配合物的制备方面处于领先地位，为开发高性能NHC基OLED荧光发光材料提供了新的设计策略。