近日，威尼斯官网冶金工程学院童碧海教授团队在国际权威期刊《Inorganic Chemistry Frontiers》以封面论文形式发表高效有机电致发光材料的最新研究成果。《Inorganic Chemistry Frontiers》是中科院一区Top期刊，影响因子7.779，是无机化学交叉学科研究领域的权威期刊。威尼斯官网为论文第一单位，2021级硕士研究生陶正煜为论文第一作者，童碧海教授为论文通讯作者，孔辉教授为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。
（论文封面）
（设计思路图）
当前，有机发光二极管（OLED）是无背光源、无液晶的自发光显示，具有优异的色彩饱和度、对比度和反应速度，其发展带来了显示器技术的快速变革，已在手机、电视等电子产品中实现了商业应用，产业价值数百亿美元。环金属铱配合物由于其效率高和稳定性强的特点成为目前OLED发光材料的首选。但是其激发态寿命较长（通常在微秒级），导致其容易发生浓度淬灭，器件的稳定性不佳。为克服浓度淬灭的问题，团队在前期工作基础上，将三维刚性的三蝶烯位阻基团与铱配合物融合在一起，以克服分子间的π-π堆积作用。
研究制备了三蝶烯基团与哒嗪铱配合物融合的绿光铱配合物Ir1，与酞嗪铱配合物融合的红光铱配合物Ir2-Ir5，其中Ir5在分子外围进一步修饰了烷基基团以减少分子间作用力。结果表明这些配合物的热稳定性大大提高，相对于母体配合物其热失重温度最多提高了114oC。修饰后这些配合物的分子间作用力大大降低，其中三蝶烯与酞嗪铱配合物融合的产物完全没有分子间π-π堆积作用，因而提高了材料的光致发光效率，发光效率超过70%，大幅度高于母体化合物。
（配合物的分子结构、热重曲线和发光光谱）
为了评价材料实际应用的潜力，以这些材料为发光材料制备了OLED器件，结果表明Ir2的红光器件D2效率最高，最大亮度为19067 cd m−2，最大电流效率（CE）和外部量子效率（EQE）分别为46.4 cd A−1和27.5%，是目前文献报道的基于酞嗪铱配合物磷光器件的最高值。同时，在1000 cd m−2的实用亮度下，器件D2的EQE保持其最大效率的91.3%，即使在非掺杂浓度下，Ir2的EQE依然高达5.4%，展现了极低的浓度淬灭率和较大的实用化潜力。
（配合物的电致发光器件性能）
考虑到三蝶烯结构为非共轭结构，与铱配合物融合后对母体的发光颜色影响较小，且能显著提升铱配合物的热稳定性和发光性能，降低浓度淬灭率，这些工作对于提高铱配合物的实用性能，发展具有自主知识产权的OLED发光材料具有重大意义。相关工作已经申请专利“一种红光有机电致磷光材料及其制备方法、应用”并获得授权（专利号：202110817298.5）。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D2QI01786E
（撰稿：姚永林 审核：王海川 张苒 杜飞）
