發(fā)布時(shí)間：2018-03-19 13:25

  本文選題：有機(jī)發(fā)光二極管　切入點(diǎn)：密度泛函理論　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)在平板顯示、照明技術(shù)和電子產(chǎn)品中發(fā)揮了重要的作用。過(guò)渡金屬配合物有著諸多優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)能夠作為OLED發(fā)光層的磷光材料,尤其是這些銥類和鉑類配合物。這些金屬配合物由于重金屬的自旋軌道耦合效應(yīng)可以有效地激發(fā)單重態(tài)向三重態(tài)的躍遷,促進(jìn)系間竄越,極大地提高磷光量子效率。金屬銥配合物中銥原子具有較大的d-軌道分裂,能夠構(gòu)成八面體的構(gòu)型,熱穩(wěn)定性高。金屬鉑易于形成平面四方形的結(jié)構(gòu),能夠連接二齒配體、三齒配體和四齒配體。配體的多樣性可以極大的影響配合物的光物理和光化學(xué)性質(zhì)。本文中,我們通過(guò)DFT和TDDFT理論計(jì)算的方法對(duì)四種環(huán)金屬鉑配合物的幾何結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)、重組能和磷光性質(zhì)等進(jìn)行分析。此外,我們利用自旋軌道耦合效應(yīng)計(jì)算輻射躍遷速率,并且進(jìn)一步分析了非輻射躍遷過(guò)程。結(jié)合上述兩個(gè)過(guò)程來(lái)更準(zhǔn)確地比較四個(gè)分子的磷光量子效率。在這些配合物中,1是實(shí)驗(yàn)合成分子[(bzq)Pt(dpm)],以及在輔助配體上進(jìn)行修飾設(shè)計(jì)出2-4分子[(bzq)Pt(ppy)、(bzq)Pt(Ncaz)和(bzq)Pt(Ndbt)]。其中,bzq代表苯并喹啉(benzo[h]quinoline),dpm代表二戊酰甲烷(dipivolylmethanoate),ppy是苯基吡啶(2-phenylpyridine),Ncaz和Ndbt分別代表氮取代的咔唑和苯并噻吩。經(jīng)過(guò)理論計(jì)算得出,配合物2-4同實(shí)驗(yàn)分子1比較,不同的配體可有效的改變前線分子軌道的躍遷性質(zhì)和能帶間隙,而且提高了電子傳輸能力以及空穴和電子之間的平衡能力。分析配合物的磷光性質(zhì),所有的配合物都是屬于藍(lán)綠色發(fā)光材料。配合物1、2和4的發(fā)射波長(zhǎng)相近,這與它們前線分子軌道密度類似的分布有關(guān),磷光發(fā)射的躍遷性質(zhì)是金屬到配體和配體到配體(MLCT/LLCT)的電子轉(zhuǎn)移。最后,我們通過(guò)計(jì)算自旋軌道耦合效應(yīng)評(píng)估輻射速率常數(shù)k_r。由于配合物2和4的S_1態(tài)能夠與T_3態(tài)進(jìn)行有效的耦合,并且兩個(gè)激發(fā)態(tài)之間的能隙最小,所以2和4的輻射躍遷速率常數(shù)會(huì)比較大。四種配合物的k_r順序是2431。結(jié)合上述的分析,2和4由于具有更好的分子剛性和較大的輻射躍遷速率常數(shù)將有希望成為高效的磷光材料。這些結(jié)果顯示合理的輔助配體修飾可以提高量子效率,降低OLED能量消耗。衷心希望我們的理論研究對(duì)設(shè)計(jì)新型的高效磷光材料提供一些指導(dǎo)和幫助。
[Abstract]:With the development and perfection of science and technology, organic light emitting diodes (OLED) are displayed on flat panel. Transition metal complexes have many excellent optical properties and can be used as phosphorescent materials of OLED luminescence layer. In particular, these iridium and platinum complexes, due to the spin-orbit coupling effect of heavy metals, can effectively excite the transition from single state to triplet state and promote intersystem transition. The iridium atom in the metal iridium complex has large d-orbital splitting, which can form the configuration of octahedron and has high thermal stability. The metal platinum is easy to form a planar square structure and can be connected to a didentate ligand. Tridentate ligands and tetradentate ligands. The diversity of ligands can greatly affect the photophysical and photochemical properties of the complexes. In this paper, the geometrical structure and electronic properties of the four cyclic metal platinum complexes are calculated by DFT and TDDFT theory. The recombination energy and phosphorescence properties are analyzed. In addition, the radiative transition rate is calculated by using the spin-orbit coupling effect. Furthermore, the non-radiative transition process is further analyzed. The phosphorescence quantum efficiency of four molecules is compared more accurately by combining the above two processes. In these complexes, 1 is an experimental synthetic molecule, and modified on the auxiliary ligands. 2-4 molecules were designed for the decoration [BZQUP PtPtPtncaz) and BZQ PtN Ndbt]. Where BZQ stands for benzo [h] quinoline benzo [h] quinolineine DPM for dipentylmethanoate dipentylmethanoatebuppy (Phenopyridine 2-phenylpyridine) Ncaz and Ndbt for N-substituted carbazole and benzothiophene, respectively. The theoretical calculation shows that the two molecules are phenylpyridine pyridine 2-phenylpyridine (Ncaz) and benzothiophene (benzothiophene), respectively, which are substituted by benzo [h] quinolinine, dipentylmethanoate, dipentylmethanoate, dipentylmethane, dipentylmethanoate. Compared with experimental molecule 1, complex 2-4 can effectively change the transition properties and band gap of frontier molecular orbitals with different ligands. In addition, the electron transport ability and the balance between hole and electron are improved. The phosphorescence properties of the complexes are analyzed. All the complexes are blue-green luminescent materials. The emission wavelengths of complexes 1, 2 and 4 are similar. This is related to the similar distribution of orbital density in their front-line molecules. The properties of phosphorescence transition are electron transfer from metal to ligand and ligand to ligand MLCT / LLCT. finally, By calculating the spin orbit coupling effect, we evaluate the radiation rate constant KAR.Because the S _ s _ 1 states of complexes 2 and 4 can be effectively coupled with the T _ s _ 3 states, and the energy gap between the two excited states is minimal, Therefore, the radiation transition rate constants of 2 and 4 will be larger. The KR order of the four complexes is 2431. In combination with the above analysis, due to the better molecular rigidity and larger radiative transition rate constants, it is hopeful that the two complexes will become high. These results show that reasonable auxiliary ligand modification can improve quantum efficiency. It is hoped that our theoretical research will provide some guidance and help for the design of new high efficiency phosphorescent materials.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O641.4

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本文編號(hào)：1634458