環(huán)金屬鉑配合物的合成及其電致磷光器件性能的研究.pdf

1、本文闡述了有機電致發(fā)光的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀以及它在未來顯示技術上重要應用。介紹了有機電致發(fā)光器件的結構、有機/聚合物電磷光發(fā)光機理以及有機/聚合物電致磷光器件中常見主體和客體材料的類型。分析了主體材料和客體材料的結構對它們之間的能量傳遞以及對載流子傳輸性能的影響。針對聚合物電磷光器件存在的一些問題，開展了電磷光材料分子結構的設計、合成工作。將電磷光材料摻雜在高分子材料上（如PVK和PFO）制作了聚合物電磷光器件，研究了器件的電致發(fā)光性能

2、。有機/聚合物電磷光器件的發(fā)光效率理論上可達100％，但由于磷光淬滅問題，器件的發(fā)光效率隨電流密度的增加，顯著下降，這制約著有機/聚合物電磷光器件的發(fā)展。本文工作是通過對器件客體材料（即磷光材料）的分子設計，獲得發(fā)光性能優(yōu)良的磷光材料，進一步提高有機/聚合物電磷光器件的發(fā)光效率?；谶@種思想，我們設計合成了兩類共6種環(huán)金屬鉑配合物：一類是含三芳胺功能基的單環(huán)金屬鉑配合物；另一類是含1, 3, 4-噁二唑功能基的雙環(huán)鉑配合物。通過在環(huán)金屬

3、鉑配合物中分別引入載流子傳輸性能優(yōu)良的三芳胺基和1, 3, 4-噁二唑基，達到改善電磷光材料的光電性能和聚合物電致磷光器件發(fā)光性能的目的。 通過取代芳酸的酰氯化、酰氨化、霍夫曼降解、重氮化碘化、吡啶的芳基化、Pd-C還原和Ullmann反應，合成得到了含三芳胺基的配體；使之與氯亞鉑酸鉀反應得到氯橋聯(lián)的環(huán)金屬鉑配合物二聚體，二聚體被二苯甲酰甲烷離解得到單環(huán)金屬鉑配合物。 通過鹵代芳香酸的酯化、肼解、取代芳酸的酰氯化、酰肼化

4、、失水關環(huán)等反應，得到1, 3, 4-噁二唑衍生物配體；配體與丁基鋰和反式-二氯-雙(二乙基硫)合鉑(II)反應，得到順式雙環(huán)金屬鉑配合物。 通過核磁、紅外、質(zhì)譜等手段表征了配體及其配合物的結構。鉑配合物的紫外吸收研究表明：二類鉑配合物在250~400nm范圍有強烈的吸收，它歸屬于配體的π-π*躍遷；在400～480nm范圍，同時有弱的吸收，它歸屬于金屬－配體電荷轉移躍遷（MLCT），因此，這兩類環(huán)金屬鉑配合物是新型的有機電磷光

5、材料。 以含三芳胺基的單環(huán)金屬鉑配合物為客體，PFO為主體，獲得了最大外量子效率為10.6％，最大發(fā)光亮度為11903cd/m2的高性能發(fā)綠光的聚合物電磷光器件；以含1, 3, 4-噁二唑功能基的雙環(huán)金屬鉑配合物為客體，PVK為主體，獲得了最大外量子效率為10.8％，最大發(fā)光亮度為4377cd/m2的綠色聚合物電磷光器件，研究結果達到國際較先進的水平。研究表明：對于N, N-二芳基-4-(2ˊ-吡啶基)苯胺配體或2, 5-二芳基

6、-1, 3, 4-噁二唑配體所成的單或雙環(huán)金屬鉑配合物，環(huán)金屬配體的取代基也影響著鉑配合物的發(fā)光性能，當芳基對位有叔丁基時，其環(huán)金屬配體的鉑配合物的電磷光性能反而降低。 通過鉑配合物的循環(huán)伏安法的測定，獲得了鉑配合物的HOMO和LUMO軌道能級，并計算得到了鉑配合物的發(fā)光波長。研究顯示：鉑配合物材料的電致發(fā)光波長與計算的發(fā)光波長是基本吻合的；環(huán)金屬配體的取代基可以調(diào)節(jié)鉑配合物的HOMO和LUMO軌道能級，從而直接影響主－客體能量

7、傳遞效率和聚合物電磷光器件的性能。 通過對聚合物電致磷光器件主體材料（如聚乙烯咔唑PVK，聚芴PFO）的光致發(fā)光光譜（PL）和客體材料（鉑配合物）的紫外吸收光譜（UV）分析，以及不同聚合物電致磷光器件的電致發(fā)光性能分析，發(fā)現(xiàn)：主體和客體的分子結構都制約聚合物電致磷光器件的發(fā)光性能；器件中的主－客體能量傳遞效率不僅與主－客體的光譜重疊（即主體的PL光譜與客體的UV光譜的重疊）有關，而且與客體分子結構有關。因此，要獲得性能優(yōu)良的聚合