铂铱双核环金属配合物电致磷光材料的合成及其性能研究

论文摘要

本论文综述了有机电致磷光材料及其白光有机电致发光器件的发展历程和研究现状。针对目前单分子电致白光材料品种少,其单掺杂单发光层聚合物电致白光器件发光效率低、色度稳定性差等问题,开展了铂铱双核环金属配合物磷光材料的合成及其热稳定性,光物理性能,电化学性能和电致发光性能的研究,主要研究结果如下:1.利用双吡啶-2-甲酸阴离子配体（pic-pic）和单阴离子配体-C^N环金属配体（pic-ppy）等两类桥联方式,构筑了二个系列的铂铱双核环金属配合物磷光材料,并通过Vilsmeirer-Haack甲酰化反应、Suzuki-Miyaura交叉偶联反应和Williamson成醚反应等合成得到了这些铂铱双核环金属配合物。2.二类铂铱双核环金属配合物的热分解温度在261292℃,与对应单核环金属铱配合物的热分解温度（260℃）相比,这些双核环金属配合物具有较高的热稳定性能。3.二类铂铱双核环金属配合物的二氯甲烷溶液在255 nm左右显示了很强的配体-配体电荷转移（LLCT）的π-π*电子跃迁吸收,在374 nm左右有较弱的金属-配体电荷转移（MLCT）的π-π*电子跃迁吸收。载流子传输基团的引入大大增强了双核环金属配合物的LLCT吸收。与对应单核环金属铂配合物的紫外吸收光谱相比,二类铂铱双核环金属配合物在328 nm附近的金属-金属-配体电荷转移（MMLCT）的电子跃迁吸收消失。4.二类铂铱双核环金属配合物在二氯甲烷溶液中呈现了相似的发光光谱,最大发射峰和肩峰分别位于469 481 nm和495 505 nm处。其中,pic-pic型铂铱双核环金属配合物与pic-ppy型铂铱双核环金属配合物相比,溶液发光光谱约有7nm的蓝移。值得注意的是,二类铂铱双核环金属配合物在固体膜中,呈现了显著不同的发光光谱。pic-pic型铂铱双核环金属配合物没有发生聚集态的发光,但pic-ppy型铂铱双核环金属配合物在609 658 nm显示了强烈的聚集态发光。这说明通过不同的桥联方式,可以调控铂铱双核环金属配合物的聚集态的形成。5.二类铂铱双核环金属配合物的最高占领分子轨道的能级(EHOMO)在-5.51-6.06 eV之间,最低未占领分子轨道的能级(ELUMO)在-3.08-3.20 eV之间。与相应的单核环金属铂配合物相比,二类铂铱双核环金属配合物呈现了升高的EHOMO和ELUMO。6.以铂铱双核环金属配合物为客体材料,聚乙烯咔唑为主体材料制作了单掺杂单发光层聚合物电致发光器件。当客体材料为1wt %FIr（pic）-C6OXDC6 -FPt（pic）时,器件在14 V电压下,获得了色坐标为（0.33, 0.38）的近白光发射。当配合物FIr（pic）-C6-FPt（pic）的掺杂浓度增加到8 wt %时,器件的最大的亮度为935 cd m-2,最大的电流效率为1.24 cd A-1。本论文工作为进一步开展双核及多核环金属配合物电致白光材料的合成及其性能研究打下了基础,同时为了进一步获得具有良好的稳定性和高效率的单掺杂白光聚合物电致发光器件起到了积极的推动作用。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 第1章 绪论
• 1.1 有机电致磷光材料的发展历程及现状
• 1.1.1 环金属铱配合物磷光材料
• 1.1.2 环金属铂配合物磷光材料
• 1.1.3 多核环金属配合物磷光材料
• 1.1.4 单分子白光电致磷光材料
• 1.2 白光有机电致发光器件的发展历程及现状
• 1.2.1 单发光层器件
• 1.2.2 多发光层器件
• 1.2.3 多个单色器件串联
• 1.2.4 多个单色器件并联
• 1.3 本论文立题思想及研究意义
• 1.4 本论文研究内容和创新点
• 第2章 铂铱双核环金属配合物的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 主要原料和试剂
• 2.3 实验设备与仪器
• 2.4 合成部分
• 2.4.1 含pic-pic 型桥联基团的铂铱双核环金属配合物的合成及表征
• 2.4.2 含pic-ppy 型桥联基团的铂铱双核环金属配合物的合成及表征
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 Vilsmeirer-Haack 甲酰化反应
• 2.5.2 Suzuki-Miyaurc 交叉偶联反应
• 2.5.3 Williamson 成醚反应
• 2.6 本章小结
• 第3章 铂铱双核环金属配合物的光电性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 主要原料和试剂
• 3.3 实验设备与仪器
• 3.4 聚合物电致发光器件（PLED）的制作
• 3.5 热失重分析
• 3.6 紫外可见光吸收性能
• 3.6.1 pic-pic 型铂铱双核环金属配合物的紫外可见光吸收性能
• 3.6.2 pic-ppy 型铂铱双核环金属配合物的紫外可见光吸收性能
• 3.7 光致发光性能
• 3.7.1 pic-pic 型铂铱双核环金属配合物的光致发光性能
• 3.7.2 pic-ppy 型铂铱双核环金属配合物的光致发光性能
• 3.8 电化学性能
• 3.9 电致发光性能
• 3.9.1 pic-pic 型铂铱双核环金属配合物的电致发光性能
• 3.9.2 pic-ppy 型铂铱双核环金属配合物的电致发光性能
• 3.10 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 在学期间发表的论文
• 附录B 部分产物核磁图