有機(jī)電致發(fā)光(OLED)是新一代顯示技術(shù)，目前在手機(jī)、電視等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。作為其核心的發(fā)光材料，目前商用的綠光和紅光材料都是銥配合物。

但是銥配合物的合成條件比較苛刻，需要在100 ℃以上長時(shí)間加熱，然后進(jìn)行純化，真空升華率也受到限制。如果能夠?qū)崿F(xiàn)配合物的室溫快速和高效合成，并提高其升華率，將大大降低材料和器件的生產(chǎn)成本，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

近期，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭佑軒和左景林研究團(tuán)隊(duì)把S原子引入到配體中，由于硫原子的半徑和變形性較大，和過渡金屬的結(jié)合比較容易，實(shí)現(xiàn)了銥配合物的室溫快速合成和超高真空升華率，并顯示了很好的OLED器件性能。

四苯基膦酰亞胺及其衍生物是研究團(tuán)隊(duì)早期開發(fā)的一類配體，以其制備的銥配合物顯示了很好的器件性能(Adv. Mater., 2011, 23, 4041等)。

最近團(tuán)隊(duì)將S原子取代O原子制備了硫代四苯基膦酰亞胺配體，并通過主配體的修飾，在室溫下、5分鐘內(nèi)得到三種純綠光銥配合物，合成產(chǎn)率達(dá)到70%以上，升華產(chǎn)率達(dá)到90%以上，發(fā)光效率高達(dá)98%。

和香港大學(xué)的程剛博士、支志明院士合作制備的器件外量子效率達(dá)到26.52%，并且器件的效率滾降非常低，顯示了很好的應(yīng)用前景，這一成果發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces (2019, DOI: 10.1021/acsami.8b19318)上，博士生梁嘯和馬鞍山南大高新技術(shù)研究院的張峰工程師為共同第一作者。這類配體可以廣泛應(yīng)用到高效率藍(lán)綠光(J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 9010)、紅光(J. Mater. Chem. C, 2019, DOI: 10.1039/c8tc06346j)和藍(lán)光(Dalton Trans., under revision)等不同顏色銥配合物中。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)在強(qiáng)堿性條件下將二異丙胺、二苯胺或者咔唑和二硫化碳反應(yīng)可以得到硫代甲酸衍生物，以其為輔助配體應(yīng)用于紅光銥配合物中，同樣在室溫條件、5分鐘內(nèi)得到70%以上的合成產(chǎn)率和90%以上的真空升華率。

通過吉布斯自由能的理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)Ir-S鍵的形成是熱力學(xué)有利的，并且沒有穩(wěn)定的過渡態(tài)，所有配合物的合成都是放熱的反應(yīng)，有利于配合物的快速合成。

得到的幾種配合物都顯示了純紅光和載流子傳輸?shù)碾p極性能，發(fā)光效率高達(dá)93%。以其為發(fā)光中心制備的器件最大亮度超過60000 cd/m²，最大器件外量子效率達(dá)到30.54%，并且在1000 cd/m²的實(shí)用亮度時(shí)外量子效率仍然高達(dá)26.79%，是目前國際上報(bào)道的最高性能之一。

博士生陸光照和蘇寧為共同第一作者，陳兆旭課題組的博士生楊慧清進(jìn)行了配合物的理論計(jì)算，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的碩士生朱琦進(jìn)行了器件制備，鄭佑軒教授、周亮研究員(長春應(yīng)用化學(xué)研究所)、陳兆旭教授和左景林教授為共同通訊作者。?

Lu G Z, Yang H, Zhu Q, et al. Rapid room temperature synthesis of red iridium (III) complexes containing four-membered Ir-SCS chelating ring for highly efficient OLEDs with EQE over 30%[J]. Chemical Science, 2019.