《xxxxxxxx的設計、合成及電致發(fā)光性質(zhì)的研究》畢業(yè)答辯演講稿

1、<p><b>　　各位老師好!</b></p><p>　　我叫xxx，來自xxxx老師課題組，我的畢業(yè)課題是《xxxxxxxx的設計、合成及電致發(fā)光性質(zhì)的研究》。我的畢業(yè)答辯包括四部分內(nèi)容，OLEDs的發(fā)展背景、研究工作、結(jié)論等四部分內(nèi)容。</p><p>　　總所周知，OLED因為具備輕薄、省電、自發(fā)光、廣視角等特性而被廣泛應用于顯示和照明等領域。今年

2、六月，韓國LG再創(chuàng)紀錄，推出了世界上首款柔性透明OLED屏幕，尺寸高達77英寸。經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，OLEDs技術(shù)在照明顯示領域的應用水平不斷提高，但是發(fā)光材料的短缺以及器件的效率和穩(wěn)定性等問題仍然制約著OLEDs的發(fā)展，而且發(fā)光層直接決定了器件的效率.</p><p>　　它的器件基本結(jié)構(gòu)大致上是由玻璃基層（Glass）、空穴注入層（HIL）、空穴傳輸層（HTL）、有機發(fā)光層（EML）、電子傳輸層（ETL）以

3、及陰極材料層（Cathode），共六層組成，厚度不到1毫米，相比上述的LCD結(jié)構(gòu)更加簡潔和輕薄。其中有機發(fā)光層是最為最核心的材料，也是是整個 OLED 產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的領域，在 OLED中的面板成本占比約為12%,國內(nèi)外也一直把開發(fā)多種主客體材料作為研究的熱點和重點。</p><p>　　目前，高效率的磷光OLEDs在制備發(fā)光層時，主要是通過主客體摻雜的方式來調(diào)控OLEDs器件發(fā)光的色調(diào)，通過能量轉(zhuǎn)移引起摻

4、雜分子的激發(fā)，從而引起（客體）的發(fā)光。在本論文中，將以磷光OLEDs發(fā)光層中的材料為主要研究內(nèi)容，設計合成出不同功能的有機小分子材料，如高效率的黃綠光客體材料、高三線態(tài)的紅光主體材料，并對材料的各項性能進行了詳細的研究。</p><p>　　在磷光材料中，通過充分利用重金屬離子會產(chǎn)生強的自旋-軌道耦合作用，讓本來禁阻的三重態(tài)躍遷至基態(tài)成為可能，理論上可實現(xiàn)近100%的內(nèi)量子效率。目前，設計和制備第三過渡金屬（如I

5、r和Pt）配合物作為發(fā)光材料正在快速的發(fā)展。我的第一個課題是，基于金屬鉑的磷光客體材料的研究，設計合成了具有剛性結(jié)構(gòu)的環(huán)金屬四齒鉑配合物，并對其性質(zhì)變化以及器件性能進行了詳細的研究，對以后的分子設計具有重要參考價值。</p><p>　　該單元是一個很好的環(huán)金屬平面鉑(II)配合物的配體，但是將2-苯基苯并咪唑結(jié)合到四齒配體中卻很少被報道?；?-苯基苯并咪唑單元的四配位鉑(II)配合物通常具有獨特的環(huán)金屬平面配

6、位結(jié)構(gòu)，可以有效的抑制Pt(II)離子的分子內(nèi)的振動和轉(zhuǎn)動，減少非輻射躍遷，有利于制備熱穩(wěn)定性好和電致發(fā)光效率高的OLEDs器件。其次通過引入垂直于鉑(II)配位面的大位阻基團二異丙基苯基的引入，不僅可以增強其溶解度，而且還可以抑制發(fā)光層的強分子間相互作用。</p><p>　　2-吡啶咔唑、2-噻唑咔唑和2-惡唑咔唑的熒光體都是通過2-溴咔唑分別和相應的芳基鹵化物經(jīng)烏爾曼反應[63]偶聯(lián)得到。2-苯基苯并咪唑基

7、團是通過芳香的鄰位二胺和乙醛在甲苯溶劑中用二氧化錳氧化得到，容易獲得且產(chǎn)率很高。四齒配合物由苯酚和咔唑鹵化物在碘化亞銅、2-吡啶羧酸催化偶聯(lián)反應得到，最終目標分子Pt 1，Pt 2和Pt 3由四氯鉑酸鉀和相應的四齒配體在氯仿和醋酸（V/V = 9: 1）混合溶劑中通過一鍋法制備得到。所有的化合物都經(jīng)過硅膠柱或升華提純，并經(jīng)過氫譜、碳譜、飛行質(zhì)譜、元素分析進一步驗證。</p><p>　　Pt 1的分子結(jié)構(gòu)通過單晶

8、X-射線儀進一步確認，從氯仿和乙醇的混合液中緩慢揮發(fā)溶劑法得到Pt 1分子的單晶，但是對于Pt 2和Pt 3分子，所有嘗試緩慢生長單晶的方法都失敗了，主要可能是由于Pt 1，Pt 2和Pt 3分子結(jié)構(gòu)的不同導致單晶生長失敗。如圖所示，每個鉑分子均采用稍扭曲，四配位的平面四邊形配位結(jié)構(gòu)，苯基基團是垂直于苯并咪唑基團，它們之間的二面角為87.14º。正如我們所預期的一樣，二異丙基單元上的甲基基團指向鉑原子，由于吡啶和苯并咪唑之間，

9、吡啶和苯并咪唑每一邊上連接的咔唑之間有一定的空間位阻，它們與苯并咪唑之間的傾斜角分別為54.57º和32.29º。</p><p>　　通過密度泛函理論模擬計算得到，這三個化合物的HOMO能級的電荷密度都主要分布在基于咔唑基和苯氧基基團上，LUMO能級主要分布在2-苯基苯并咪唑基團，在Pt 1分子中，吡啶基對LUMO能級的貢獻值為30.5%，因為吡啶單元相對于噻唑和惡唑基團是一個缺電子集團，導

10、致Pt 1的LUMO能級稍深于其他兩個分子。它們都具有相似的磷光發(fā)射波長，這也和下面的實驗數(shù)據(jù)一致。</p><p>　　如圖2所示，這三個化合物的穩(wěn)定性在N2氛圍下進行熱失重分析，從TGA圖中可以看出，他們在5%的質(zhì)量損失下仍然變現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，有利于在高真空強加熱的過程中制備OLEDs器件。</p><p>　　配合物的HOMO/LUMO能級值影響著主體材料的選擇及阻擋層或傳輸層的

11、選擇。我們不僅采用了循環(huán)伏安法（CV），還使用了紫外光電子能譜法（UPS）進一步進行相互驗證，每個鉑配合物都有一個不可逆氧化過程，HOMO能級可以從氧化峰位計算得到，這與UPS的結(jié)果是一致的。</p><p>　　所有的鉑配合物在350 nm以下表現(xiàn)出相似的強烈吸收帶，這主要是由咔唑到2-苯基苯并咪唑之間的配體內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移引起的，波長超過400 nm的弱吸收，主要是由金屬配體電荷轉(zhuǎn)移引起的。該結(jié)果表明光致發(fā)光光譜主

12、要可能是來自于配體中心激發(fā)態(tài)（LC），因為MLCT激發(fā)態(tài)通常是寬闊的且無明顯特征峰的發(fā)射光譜帶。</p><p>　　為了研究四齒配合物Pt1~ Pt3作為磷光客體材料的電致發(fā)光性能，我們采用典型的三明治主客體摻雜結(jié)構(gòu)的OLEDs器件。對配合物客體材料以摻雜濃度為8%、10%、15%、20%制備不同摻雜比例器件并進行測試.。采用的器件結(jié)構(gòu)及能級見圖2-20及各功能層材料見圖。</p><p&g

13、t;　　配合物在電流密度為5 mA cm-2下不同摻雜濃度的電致發(fā)光光譜，隨著摻雜濃度的增加，EL和CIE坐標基本保持不變，光譜具有穩(wěn)定性。</p><p>　　器件性能數(shù)據(jù)總結(jié)見下表，。三個配合物均具有高的量子產(chǎn)率和良好的熱穩(wěn)定性。當配合物作為客體摻雜材料制備器件時，均表現(xiàn)出優(yōu)異的器件性能，在摻雜濃度為15%時，Pt1和Pt2達到最佳器件性能，最大電流效率分別為73.5cd A-1和62.0 cd A-1，功率