论文题目: 高效有机电致磷光材料的合成、光电性能及器件
论文类型: 博士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 徐茂梁
导师: 李文连,安忠维
关键词: 有机磷光发光材料,化学合成,环金属化铱配合物,单晶结构,有机电
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 为了提高有机磷光发光器件(PhOLEDs)性能,设计了一系列新型磷光Ir-配合物,合成了2,5-二苯基吡啶,2-苯基噻唑,芳基喹啉(异喹啉),2-苯并噻吩吡啶及其衍生物配体12种(其中9种为新配体)及其环金属铱配合物(cyclometalated iridium complexes)有机磷光材料16种(其中新材料14种)。主要设计思路是修饰配体化合物,大多数配合物具有(C^N)2Ir(acac)通式,其中,acac为乙酰丙酮,(C^N)为环金属化配体(即:2,5-二苯基吡啶(dppy),2,5-二(4-甲氧基苯基)吡啶(dmoppy),2,5-二(4-乙氧基苯基)吡啶(deoppy),2,5-二(4-乙基苯基)吡啶(deppy),2-苯基噻唑(ptz),2-(4-乙基苯基)噻唑(eptz),2-(4-甲氧基苯基)喹啉(mopq),2-(4-联苯基)喹啉(bpq),1-(4-联苯基)异喹啉(bpiq),2-苯并噻吩基-4-甲基吡啶(btmp),2-苯并噻吩基-5-三氟甲基吡啶(btfmp)),同时还培养出了配合物(dppy)2Ir(acac), (bpq)2Ir(acac)及(btmp)2Ir(acac)的单晶,并用X-ray衍射法测定了结构,对其中的配合物(dppy)2Ir(acac)及(btmp)2Ir(acac),运用B3LYP密度泛函理论作了基态电子计算,了解到其HOMO能级由Ir及配体轨道组成,而LUMO能级主要基于环金属化配体。对配合物的吸收、发射、热稳定性及电化学性质作了系统的研究,发现这些配合物发射绿到红色磷光,波长范围为531-648nm,在电化学方面,这些配合物具有源于Ir(Ⅲ)→Ir(Ⅳ)的可逆氧化波,籍由氧化电势可确定其HOMO及LUMO能级。大多数配合物10%重量损失时的温度在300-400oC,适合器件的制作。基于Ir(dmoppy)3的绿色磷光器件,外量子效率为9%,流明效率36cd/A,最大亮度为35000cd/m2。以(btfmp)2Ir(acac)作磷光掺杂剂的红色器件,电流密度0.125 mA/cm2时外量子效率为9.6%,而电流密度为100 mA/cm2时仍然高达3.7%,发射波长为648nm,色坐标为(x=0.69, y=0.29)。以(btfmp)2Ir(acac)作磷光掺杂剂,以PVK-PBD为基质制作的红色聚合物磷光器件,发射峰位648nm,15%掺杂时获得最大外量子效率4.5%,这意味着降低了高浓度下浓度猝灭效应。总之,通过对配体化合物的不同位置及采用不同取代基修饰,获得了一些新型磷光Ir-配合物发光掺杂剂材料,并研制出了高性能OLED器件。
论文目录:
摘要
Abstract
论文中配体及配合物的名称、缩写及相应的分子结构对照表:
第一章 前言
1.1 有机电致发光原理
1.2 有机电致发光材料
1.2.1 空穴注入材料
1.2.2 空穴传输材料
1.2.3 电子传输材料
1.2.4 主体发光材料
1.2.5 客体发光材料
1.2.6 聚合物发光材料
1.3 荧光与磷光
1.4 有机电致磷光发光原理
1.5 有机磷光材料及器件进展
1.5.1 有机电致磷光材料
1.5.1.1 红色磷光材料
1.5.1.2 绿色磷光材料
1.5.1.3 蓝色磷光材料
1.5.2 有机电致磷光器件
1.5.2.1 有机电致磷光器件基本结构
1.5.2.2 磷光器件中能量传递方式
1.5.2.3 不同基质材料的磷光器件
1.5.2.4 磷光器件中常用激子阻挡材料
1.5.2.5 用作荧光敏化剂的磷光材料及器件
1.5.2.6 全氟化星形爆炸物作激子阻挡层的磷光EL 器件
1.5.2.7 磷光基质和磷光掺杂剂器件
1.5.2.8 高浓度掺杂的磷光材料及其EL 器件
1.5.2.9 直接做发光层的磷光材料及器件
1.5.3 聚合物电致磷光器件
1.5.3.1 磷光聚合物材料及器件
1.5.3.2 聚合物基质中掺杂磷光小分子材料的EL 器件
1.5.4 枝状物磷光材料及器件
1.6 本论文研究动机及主要内容
参考文献
第二章 磷光材料铱配合物的合成、纯化及表征
2.1 实验仪器
2.2 主要试剂及来源
2.3 磷光材料的纯化方法
2.4 2,5－二芳基吡啶类铱配合物的合成
2.4.1 目标铱配合物分子结构
2.4.2 合成流程
2.4.3 2,5－二芳基吡啶类配体的合成
2.4.4 2,5－二芳基吡啶配体双环金属化铱配合物(CN)_2Ir(acac)的合成
2.4.5 2,5－二芳基吡啶配体三环金属化铱配合物Ir(CN)_3的合成
2.4.6 (dppy)_2Ir(acac)的单晶结构
2.4.7 配合物(dppy)_2Ir(acac)的DFT 计算
2.5 喹啉（异喹啉）类铱配合物的合成
2.5.1 目标铱配合物的结构
2.5.2 配体的合成
2.5.3 喹啉（异喹啉）配体双环金属化铱配合物(CN)_2Ir(acac)的合成
2.5.4 配合物(bpq)_2Ir(acac)的单晶结构
2.6 2-芳基噻唑类铱配合物的合成
2.6.1 目标铱配合物的结构
2.6.2 配体的合成
2.6.3 2-芳基噻唑配体双环金属化铱配合物(CN)_2Ir(acac)的合成
2.7 2－苯并噻吩吡啶类铱配合物的合成
2.7.1 目标铱配合物的结构
2.7.2 配体的合成
2.7.3 2－苯并噻吩吡啶配体双环金属化铱配合物的合成
2.7.4 配合物(btmp)_2Ir(acac)的单晶结构
2.7.5 配合物(btmp)_2Ir(acac)的DFT计算
2.8 本章小结
参考文献
第三章 有机磷光材料的光电性能及热稳定性
3.1 实验仪器
3.2 2,5－二芳基吡啶铱配合物的光电性能及热稳定性
3.2.1 紫外吸收光谱
3.2.2 光致发射光谱
3.2.3 配合物的电化学研究
3.2.4 配合物的热稳定性
3.3 芳基喹啉（异喹啉）铱配合物的光电性能及热稳定性
3.3.1 紫外吸收光谱
3.3.2 发射光谱
3.3.3 配合物的电化学研究
3.3.4 配合物的热稳定性
3.4 2-芳基噻唑铱配合物的光电性能及热稳定性
3.4.1 紫外吸收光谱
3.4.2 发射光谱
3.4.3 配合物的电化学研究
3.4.4 配合物的热稳定性
3.5 2－苯并噻吩吡啶类铱配合物的光电性能及热稳定性
3.5.1 紫外吸收光谱
3.5.2 发射光谱
3.5.3 配合物的电化学研究
3.5.4 配合物的热稳定性
3.6 本章小结
参考文献
第四章 有机电致磷光器件的制备
4.1 实验仪器
4.2 实验方法
4.3 HOMO 与LUMO 能级的计算
4.4 绿色磷光器件
4.4.1 基于新材料Ir(dmoppy)_3的绿色磷光器件
4.4.2 基于新材料(deppy)_2Ir(acac)的绿色磷光器件
4.5 红色磷光器件
4.5.1 基于新材料(btfmp)_2Ir(acac)的红色磷光器件
4.5.2 基于新材料(btfmp)_2Ir(pic)的红色磷光器件
4.6 聚合物红色磷光器件
4.7 本章小结
参考文献
结论
附录1. 吸收光谱图
附录2. 发射光谱图
附录3. 电化学图谱
附录4. 热重分析(TGA)图
附录5. 核磁共振氢谱图
读博期间已发表和待发表的文章目录
作者简介
致谢
发布时间: 2007-03-27
参考文献
- [1].铜（Ⅰ）配合物磷光材料的发光与光电特性的研究[D]. 车广波.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）2006
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- [4].掺杂式OLED的结构、EL特性及其工作机制研究[D]. 李明涛.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）2005
- [5].离子型小分子与高分子铱配合物的设计、合成、表征与光电性能研究[D]. 刘淑娟.复旦大学2006
- [6].光功能铱配合物的分子设计、合成及其光电性质研究[D]. 赵强.复旦大学2007
- [7].有机偏振光和磷光材料的合成及其光电性能研究[D]. 骆开均.四川大学2007
- [8].有机电致发光器件（OLED）用吡嗪嘧啶铱（Ⅲ）磷光材料的研究[D]. 何静.北京林业大学2008
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