铱配合物有机磷光材料的合成及性能研究

论文摘要

自Forrest等提出高效重金属配合物的有机电致磷光材料以来,利用三重态辐射发光的磷光材料倍受人们重视。尤其是铱类配合物的磷光材料,它能够通过系间窜越,在电子空穴复合后,产生强自旋-轨道耦合,实现混合单重态和三重态激子辐射发光,大幅提高发光效率,发光效率较荧光材料可提高三倍,理论上内量子效率可达100%,因此而成为有机电致发光领域的研究热点。由于铱类配合物分子的配体上取代基的电子性质、结构及位置的不同,对其发射波长和发光效率有很大影响,设计合成新型配体结构的铱类配合物,对开发不同颜色的有机电致发光材料具有深远的意义。因此本文在研究国内外铱（Ⅲ）类有机磷光材料的基础上,以苯甲酰氯及其衍生物、邻氨基苯硫酚等为原料,通过与铱的无水三氯化物及乙酰丙酮配合,合成了一系列新型取代2-苯基苯并噻唑合铱（Ⅲ）的乙酰丙酮类配合物有机电致磷光材料,并对产物进行了核磁共振谱、红外光谱和元素分析等结构表征及溶解性能、热稳定性能和发光性能的研究。结构表征表明,合成的无取代基、对位叔丁基、对位硝基和间位硝基4种取代2-苯基苯并噻唑合铱（Ⅲ）的乙酰丙酮配合物的结构与设计结构一致。配合物均不溶于水、稀酸、稀碱等无机溶剂,微溶于甲醇、乙醇、丙酮、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃,可溶解于三氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺等有机溶剂。此类铱配合物在有机溶剂中良好的溶解性能,对其溶液的光、电、化学性能的研究是非常有利的。热重分析表明,这些2-苯基-苯并噻唑类铱配合物的分解温度在338～360℃,具有较好的热稳定性,有利于真空热蒸镀薄膜的制备。在紫外吸收光谱图上,配合物在250～350nm处出现了强的配体自旋允许单重态π-π*跃迁吸收峰,400～530nm处出现了配合物分子中金属铱到配体的单重态和三重态电荷跃迁（1MLCT和3MLCT）的宽吸收峰。同时,这些配合物在发射光谱图的560～600nm处,出现了强的黄光发射,是一系列具有较大应用前景的新型铱配合物有机磷光材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有机电致发光的研究概述
• 1.2.1 有机电致发光的研究历史
• 1.2.2 有机电致发光的应用前景
• 1.3 有机电致磷光材料的研究概述
• 1.3.1 铱配合物磷光材料
• 1.3.1.1 红色磷光材料
• 1.3.1.2 绿色磷光材料
• 1.3.1.3 蓝色磷光材料
• 1.3.2 其它金属磷光材料
• 1.4 小结
• 第二章 有机电致发光机理
• 2.1 有机电致发光器件的基本结构
• 2.1.1 单层结构器件
• 2.1.2 双层结构器件
• 2.1.3 三层结构器件
• 2.1.4 多层结构器件
• 2.2 有机电致发光的机理
• 2.3 有机电致发光材料概述
• 2.3.1 有机电致发光材料的分类
• 2.3.1.1 按配合物中心金属元素分类
• 2.3.1.2 按配合物发光类型分类
• 2.3.1.3 按配位原子的种类分类
• 2.3.2 有机电致发光材料
• 2.4 有机发光材料的发光特性
• 2.4.1 分子轨道特性
• 2.4.2 电子能级和电子跃迁
• 2.4.3 荧光与磷光
• 2.5 有机电致磷光发光原理
• 第三章 铱配合物有机磷光材料的分子设计
• 3.1 有机电致发光材料的分子设计
• 3.1.1 有机电致发光材料的基本要求
• 3.1.2 主体-客体材料混合体系的设计
• 3.1.2.1 主体材料的选择
• 3.1.2.2 客体材料的选择
• 3.2 铱配合物有机磷光材料的分子设计
• 3.2.1 配体的选择
• 3.2.2 配合物的分子设计
• 3.2.3 合成路线的设计
• 3.2.3.1 合成反应原理
• 3.2.3.2 合成路线设计
• 第四章 铱配合物有机磷光材料的合成
• 4.1 实验试剂与仪器
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.1.1 主要试剂及来源
• 4.1.1.2 试剂的处理及纯化
• 4.1.2 实验仪器与装置
• 4.1.2.1 实验仪器
• 4.1.2.2 实验装置
• 4.2 铱配合物有机磷光材料的合成
• 4.2.1 2-苯基-苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.1.1 配体2-苯基-苯并噻唑的合成
• 4.2.1.2 2-苯基-苯并噻唑铱配合物氯桥二聚物的合成
• 4.2.1.3 2-苯基-苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.2 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.2.1 配体2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑的合成
• 4.2.2.2 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物氯桥二聚物的合成
• 4.2.2.3 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.3 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.3.1 对硝基苯甲酰氯的合成
• 4.2.3.2 配体2-（对硝基-苯基）苯并噻唑的合成
• 4.2.3.3 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物氯桥二聚物的合成
• 4.2.3.4 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.4 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 4.2.4.1 间硝基苯甲酰氯的合成
• 4.2.4.2 配体2-（间硝基-苯基）苯并噻唑的合成
• 4.2.4.3 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物氯桥二聚物的合成
• 4.2.4.4 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成
• 第五章 实验结果与讨论
• 5.1 铱配合物的合成工艺研究
• 5.1.1 2-苯基-苯并噻唑铱配合物的合成工艺研究
• 5.1.2 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成工艺研究
• 5.1.3 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成工艺研究
• 5.1.4 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的合成工艺研究
• 5.2 铱配合物的结构表征
• 5.2.1 2-苯基-苯并噻唑铱配合物的结构表征
• 5.2.2 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物的结构表征
• 5.2.3 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的结构表征
• 5.2.4 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的结构表征
• 5.3 铱配合物的性能测试
• 5.3.1 铱配合物的熔点测试
• 5.3.2 铱配合物的溶解性能
• 5.3.3 铱配合物的热稳定性能
• 5.3.3.1 2-苯基-苯并噻唑铱配合物的热稳定性能
• 5.3.3.2 2-（对叔丁基-苯基）苯并噻唑铱配合物的热稳定性能
• 5.3.3.3 2-（对硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的热稳定性能
• 5.3.3.4 2-（间硝基-苯基）苯并噻唑铱配合物的热稳定性能
• 5.3.4 铱配合物的紫外吸收光谱
• 5.3.5 铱配合物的荧光光谱
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 附录