本文關(guān)鍵詞：銥配合物的光電性能調(diào)控：材料設(shè)計(jì)與發(fā)光器件制備

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【摘要】：近年來,有機(jī)發(fā)光二極管(organic light-emitting diodes,OLEDs)作為新一代的平板顯示裝置而受到人們的廣泛關(guān)注。這是因?yàn)樗哂懈叻直媛�、柔性可彎曲顯示等優(yōu)點(diǎn),并且還具有功耗低、視角廣等特點(diǎn)。在用于制備OLEDs的眾多發(fā)光材料中,金屬銥配合物以其較高的發(fā)光效率、較好的光熱穩(wěn)定性以及發(fā)光顏色易調(diào)等優(yōu)點(diǎn)引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。但是,銥配合物同其它發(fā)光材料一樣面臨固態(tài)聚集發(fā)光猝滅的問題,這嚴(yán)重影響了其發(fā)光性能的提高及在光電器件中的應(yīng)用。另外,從器件的發(fā)光性能來講,多數(shù)客體材料銥配合物的摻雜濃度對(duì)相應(yīng)的OLEDs發(fā)光性能具有很大影響。同時(shí),大多數(shù)基于銥配合物的發(fā)光器件在運(yùn)行過程中仍存在嚴(yán)重的效率滾降及色漂移等問題。因此,對(duì)銥配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)開展深入研究,設(shè)計(jì)合成性能優(yōu)良的發(fā)光材料,對(duì)于解決以上問題,改善銥配合物在電致發(fā)光領(lǐng)域中的應(yīng)用以及提高OLEDs的應(yīng)用價(jià)值具有重要的意義。本論文中,選用不同配體,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),合成了系列的新型銥配合物。通過對(duì)材料的光物理、電化學(xué)及熱力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行研究,成功制備出性能優(yōu)良的發(fā)光器件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)銥配合物發(fā)光性能的調(diào)控。具體研究內(nèi)容如下:(1)基于苯基三氮唑類配體的藍(lán)光銥配合物的合成及其光電性質(zhì)的調(diào)控。借助量子化學(xué)計(jì)算方法,以苯基三氮唑和吡啶基吡唑類衍生物分別作為金屬螯合配體和輔助配體,通過向它們當(dāng)中引入甲基和丙基,設(shè)計(jì)并合成具有不同空間位阻的藍(lán)光銥配合物。隨后,對(duì)材料的光物理及電致發(fā)光等性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明,在金屬螯合配體上引入較大的空間位阻基團(tuán)丙基能夠抑制藍(lán)光銥配合物的固態(tài)聚集發(fā)光猝滅效應(yīng),有效地提高配合物的固體薄膜效率和電致發(fā)光效率。(2)具有不同空間位阻的新型綠光離子銥配合物的合成及其發(fā)光性質(zhì)調(diào)節(jié)。利用剛性咔唑基團(tuán)代替柔性的丙基作為空間位阻基團(tuán),引入到金屬螯合配體1,2-二苯基苯并咪唑當(dāng)中,設(shè)計(jì)并合成了金屬螯合配體具有不同空間位阻基團(tuán)的銥配合物。結(jié)果顯示,咔唑的引入有效地提高了銥配合物固態(tài)薄膜的發(fā)光效率。晶體結(jié)構(gòu)分析表明,咔唑的引入能在一定程度上增大分子間的堆積距離,有效地減少分子發(fā)光猝滅。(3)高效綠光銥配合物的合成及效率穩(wěn)定型發(fā)光器件的制備。篩選出性能優(yōu)良的1,2-二苯基苯并咪唑作為金屬螯合配體,選擇吡啶基三氮唑類衍生物和吡啶基苯并咪唑分別為輔助配體,合成出高效綠光中性銥配合物。以這兩個(gè)配合物為客體摻雜材料,所制備的器件最大發(fā)光效率為45.0 cd A 1和47.9 lm W 1。尤其是在高亮度1000 cd m 2時(shí),器件效率保持為44.5 cd A 1和31.5 lm W 1,顯示出很低的效率滾降。(4)發(fā)光性質(zhì)優(yōu)良的綠光銥配合物的設(shè)計(jì)、合成及高性能非摻雜發(fā)光器件的制備。以1,2-二苯基苯并咪唑?yàn)榻饘衮吓潴w,通過引入不同輔助配體合成出四個(gè)綠光中性銥配合物。這四個(gè)配合物在二氯甲烷溶液中具有很高的發(fā)光效率(70 92%)�；诖�,我們成功地將這四個(gè)配合物應(yīng)用到非摻雜電致發(fā)光器件的制備當(dāng)中。所制備器件的最大發(fā)光效率為19.8 cd A 1和20.4 lm W 1,并且在高亮度下表現(xiàn)出很低的效率滾降。(5)橙光銥配合物的設(shè)計(jì)、合成及高性能白色發(fā)光器件的制備。通過增大分子體系的共軛程度,設(shè)計(jì)合成了基于1,2-二苯基苯并咪唑的橙光銥配合物。將該配合物與經(jīng)典的藍(lán)光材料(FIr6)結(jié)合,成功制備出具有高發(fā)光性能的雙基色白光器件。所得白光器件同時(shí)顯示出高效率(22.1 cd A 1和25.5 lm W 1)和高顯色指數(shù)(CRI為80)。該器件的最大特點(diǎn)在于它具有較好的色純度(飽和紅R9為13)和色穩(wěn)定性(色漂移Duv為 0.0013)。這些性能指標(biāo)均符合美國能源之星及國際照明委員會(huì)對(duì)照明燈具的基本要求。
【關(guān)鍵詞】：銥配合物 空間位阻 發(fā)光效率 有機(jī)發(fā)光二極管 效率滾降 非摻雜器件
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O641.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 有機(jī)電致發(fā)光器件11-14
• 1.2.1 電致發(fā)光11
• 1.2.2 有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)與工作原理11-12
• 1.2.3 OLED的性能參數(shù)12-13
• 1.2.4 有機(jī)電致發(fā)光材料13-14
• 1.2.5 發(fā)光電化學(xué)池14
• 1.3 磷光銥配合物14-16
• 1.3.1 銥配合物的分類14-15
• 1.3.2 中性銥配合物的合成15-16
• 1.3.3 離子型銥配合物的合成16
• 1.4 銥配合物的研究進(jìn)展16-24
• 1.4.1 藍(lán)光銥配合物16-18
• 1.4.2 綠光銥配合物18-19
• 1.4.3 紅光銥配合物19-20
• 1.4.4 部分陽離子型銥配合物及其應(yīng)用20-23
• 1.4.5 量子化學(xué)計(jì)算在銥配合物中的應(yīng)用23-24
• 1.5 論文的選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容24-26
• 1.5.1 選題依據(jù)24-25
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容25-26
• 第二章 基于苯基三氮唑類配體的藍(lán)光銥配合物的設(shè)計(jì)、合成及光電性質(zhì)調(diào)控26-39
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-29
• 2.2.1 主要試劑和藥品27
• 2.2.2 量子化學(xué)計(jì)算27
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器和表征方法27-28
• 2.2.4 發(fā)光器件的制備28
• 2.2.5 單晶結(jié)構(gòu)測定28
• 2.2.6 合成28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-38
• 2.3.1 分子設(shè)計(jì)與理論計(jì)算29-31
• 2.3.2 光物理性質(zhì)31-34
• 2.3.3 電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性34
• 2.3.4 電致發(fā)光性質(zhì)34-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 具有不同空間位阻基團(tuán)的陽離子銥配合物的合成及發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控39-49
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 3.2.1 主要試劑和藥品40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和表征方法40
• 3.2.3 單晶結(jié)構(gòu)40-41
• 3.2.4 量子化學(xué)計(jì)算41
• 3.2.5 合成41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-48
• 3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析42-44
• 3.3.2 光物理性質(zhì)研究44-46
• 3.3.3 量子化學(xué)計(jì)算46-47
• 3.3.4 電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 具有高效穩(wěn)定電致發(fā)光性質(zhì)的綠光銥配合物的合成及其性質(zhì)研究49-63
• 4.1 引言49-50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分50-52
• 4.2.1 主要試劑和藥品50
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和表征方法50-51
• 4.2.3 單晶結(jié)構(gòu)51
• 4.2.4 量子化學(xué)計(jì)算51
• 4.2.5 發(fā)光器件的制備51-52
• 4.2.6 合成52
• 4.3 結(jié)果與討論52-61
• 4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析52-54
• 4.3.2 光物理性質(zhì)研究54-55
• 4.3.3 量子化學(xué)計(jì)算55-56
• 4.3.4 電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性56-57
• 4.3.5 電致發(fā)光性質(zhì)57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 用于制備高性能非摻雜器件的銥配合物的設(shè)計(jì)、合成及其性質(zhì)研究63-74
• 5.1 引言63-64
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分64-67
• 5.2.1 主要試劑和藥品64
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和表征方法64-65
• 5.2.3 量子化學(xué)計(jì)算65
• 5.2.4 發(fā)光器件的制備65
• 5.2.5 合成65-67
• 5.3 結(jié)果與討論67-73
• 5.3.1 光物理性質(zhì)研究67-68
• 5.3.2 量子化學(xué)計(jì)算68-70
• 5.3.3 電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性70
• 5.3.4 電致發(fā)光性質(zhì)70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 橙光銥配合物的合成及高性能白色發(fā)光器件的制備74-85
• 6.1 引言74-75
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分75-77
• 6.2.1 主要試劑和藥品75
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和表征方法75-76
• 6.2.3 量子化學(xué)計(jì)算76
• 6.2.4 發(fā)光器件的制備76
• 6.2.5 合成76-77
• 6.3 結(jié)果與討論77-83
• 6.3.1 光物理性質(zhì)研究77-78
• 6.3.2 量子化學(xué)計(jì)算78-79
• 6.3.3 電化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性79
• 6.3.4 電致發(fā)光性質(zhì)79-83
• 6.4 本章小結(jié)83-85
• 參考文獻(xiàn)85-93
• 致謝93-95
• 在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況95-98
• 作者個(gè)人簡歷98

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹洪濤;銥配合物的光電性能調(diào)控：材料設(shè)計(jì)與發(fā)光器件制備[D];東北師范大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：939268