新型離子型銥配合物的設(shè)計、合成及其在發(fā)光電化學(xué)池中的應(yīng)用.pdf

1、有機電致發(fā)光器件(OLEDs)在當(dāng)今社會人類知識的獲得和生活質(zhì)量的改善方面扮演著越來越重要角色,有著巨大的應(yīng)用潛力和廣闊的商業(yè)前景,而發(fā)光電化學(xué)池(LECs)是有機電致發(fā)光器件的一個重要分支。近年來離子型過渡金屬配合物(iTMCs)由于能夠應(yīng)用于發(fā)光電化學(xué)池而備受矚目。離子型過渡金屬配合物具有離子傳導(dǎo)性,以經(jīng)典的離子型金屬配合物[Ru(bpy)3]2+(PF6-)2為例,PF6-的平衡離子在外加電壓下能夠重組,這種行為可以在每個電極附近

2、產(chǎn)生離子空間電荷(其余PF6-在陽極,無補償?shù)腫Ru(bpy)3]2+則在陰極),以協(xié)助電子電荷注入[1],甚至可以使電子更好地從空氣穩(wěn)定的金屬電極注入[2],此種器件就類似于所謂的發(fā)光電化學(xué)電池(LECs)；另外,離子型過渡金屬配合物發(fā)光效率極高,其發(fā)光量子率可達(dá)100％,從這些材料中產(chǎn)生的輻射幾乎全部來自三重態(tài)輻射[3]。在器件制備方面,離子型過渡金屬配合物一般可直接旋涂成膜。這些性能都表明單層膜離子型過渡金屬配合物完全可以被制成高

3、效能有機電致發(fā)光器件[4]。
　　 離子型銥配合物除了具備中性銥配合物所具備的發(fā)光效率高、發(fā)射波長可調(diào)等優(yōu)點外,還具有一些中性銥配合物所不具備的特性,使之有可能成為一種更好的電致發(fā)光材料。首先,與中性銥配合物相比,離子型銥配合物的合成條件更溫和；其次,基于離子型銥配合物的發(fā)光材料可以采用惰性金屬(如金)作電極得到高效電致發(fā)光器件；再次,這類配合物具有穩(wěn)定的氧化一還原可逆性,有利于提高器件穩(wěn)定性；另外,由于此類配合物攜帶電荷和抗衡

4、離子,所以有利于載流子注入和遷移,降低器件能耗。但是,由于此類配合物攜帶電荷,導(dǎo)致這類配合物與疏水的共軛主體材料之間的相容性差,從而影響其在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。本論文所研究的主要內(nèi)容是解決配合物與疏水的共軛主體材料之間的相容性問題,對配體分子結(jié)構(gòu)進行改性,設(shè)計、合成出新型的、具有較高發(fā)光效率的離子型配合物,從而獲得高亮度,低電壓,高效率的高效電致發(fā)光器件。
　　 本論文研究內(nèi)容如下:
　　 1.設(shè)計、合成了兩種含有1,

5、3,4-噁二唑和吡啶基團的新型的N＾N配體mptop和ptop,其中mptop代表2-(2-吡啶基)-5-(4-甲基苯基)-1,3,4-噁二唑2-(5-phenyl-[1,3,4]oxadiazol-2-yl)-pyridine,ptop代表2-(2-吡啶基)-5-苯基-1,3,4噁二唑2-(5-p-Tolyl-[1,3,4]oxadiazol-2-y1)-pyridine及其兩種配體的離子型銥的配合物[Ir(mptop)(ppy)2]

6、+(PF6-)和[Ir(ptop)(ppy)2]+(PF6-)。大量研究表明,1,3,4-噁二唑具有優(yōu)良的電子傳輸性、良好的發(fā)光性能、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性,是一類應(yīng)用和研究最廣的電子傳輸材料之一。我們合成了以1,3,4-噁二唑作為結(jié)構(gòu)單元的新型N＾N配體。在此類配體的基礎(chǔ)上合成了一系列離子型銥配合物,通過紅外光譜、核磁及單晶結(jié)構(gòu)解析等手段對配合物結(jié)構(gòu)進行了表征。
　　 2.我們對這些配合物的光物理、電化學(xué)性質(zhì)進行了詳細(xì)的研究。通