【摘要】：OLED顯示技術(shù)在生活中得到越來越廣泛地應(yīng)用,例如OLED電視、手機(jī)及燈具等。磷光銥Ir(Ⅲ)和Pt(Ⅱ)配合物由于具有高熱穩(wěn)定性好、激發(fā)態(tài)壽命短、發(fā)光顏色易調(diào)節(jié)和內(nèi)量子效率能達(dá)到100%等優(yōu)點(diǎn),成為最具潛力的OLED發(fā)光材料。在本論文中,通過引入幾種含不同吸電子基團(tuán)的輔助配體和對(duì)2-苯基吡啶、2-苯基異喹啉為母核的主配體進(jìn)行修飾,合成了一系列Ir(Ⅲ)和Pt(Ⅱ)發(fā)光配合物,并對(duì)它們的光物理性質(zhì)、手性性質(zhì)及器件性能展開深入研究。1,以[2-(4-三氟甲基)苯基]吡啶(4-tfmppy)為主配體,四苯基磷酰亞胺(tpip)和氟代的四苯基磷酰亞胺(ftpip)為輔助配體開發(fā)Pt(Ⅱ)環(huán)金屬配合物Pt-tpip和Pt-ftpip。兩種配合物在CH2Cl2溶液中顯示綠光發(fā)射,溶液中量子效率分別為71.5%和79.2%。以Pt-tpip和Pt-ftpip為發(fā)光材料,采用了雙發(fā)光層器件結(jié)構(gòu)制備了 器件ITO/TAPC(40 nm)/Pt-tpip or Pt-ftpip(x wt%):TCTA(10 nm)/Pt-tpip or Pt-ftpip(x wt%):2,6DCzPPy(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),表現(xiàn)出良好的性能。特別是基于發(fā)光材料Pt-ftpip,5 wt%的摻雜濃度制作的器件表現(xiàn)優(yōu)異,啟動(dòng)電壓為3.3 V,最大電流效率為48.3 cdA~(-1),最大外量子效率14.0%。器件的效率滾降很小,高亮度下電流效率仍能保持在很高的數(shù)值。本研究表明用含P=O基團(tuán)的輔助配體tpip和ftpip合成的Pt(Ⅱ)配合物具有很好的發(fā)光性能,在有機(jī)電致發(fā)光器件中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。2,以2-苯基吡啶(ppy)和2-苯基吡啶中苯基上不同位取代的三氟甲基苯基吡啶(cf3ppy)為主配體,以含P=O單元的四苯基磷酰亞胺(tpip)為輔助配體合成四個(gè)環(huán)金屬Pt(Ⅱ)配合物Pt1-Pt4(Pt1是以苯基吡啶為主配體)。三氟甲基基團(tuán)在苯環(huán)上的不同位置對(duì)鉑配合物的發(fā)光光譜影響很大,溶液中的相應(yīng)的發(fā)射峰和量子效率各不相同。分別以Pt1-Pt4作為發(fā)光材料,采用雙發(fā)光層器件結(jié)構(gòu)制作器件B1-B4來探索其發(fā)光性能,器件結(jié)構(gòu)為:ITO/TAPC(40nm)/Ptcomplexes(5wt%):TCTA(10 nm)/Pt complexes(5 wt%):2,6DCzPPy(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。器件B1-B4都表現(xiàn)出良好的性能,器件外量子效率也各不相同。研究結(jié)果表明,-CF_3不同位置取代對(duì)配合物的光物理性質(zhì)及其器件性能影響很大。3,分別以2-苯基吡啶和2-(4-三氟甲基)苯基吡啶為主要配體,以含電子傳輸單元2-(5-苯基-1,3,4-VA二唑)苯酚(POP)為輔助配體成功開發(fā)兩個(gè)新型Pt(Ⅱ)環(huán)金屬配合物Pt-PPy和Pt-CF_3PPy。并分別以Pt-PPy和Pt-CF_3PPy制作了高效的OLED器件,器件結(jié)構(gòu):ITO/TAPC(40 nm)/Pt-PPy or Pt-CF_3PPy(x wt%):TCTA(10 nm)/Pt-PPy or Pt-CF_3PPy(x wt%):2,6DCzPPy(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm),表現(xiàn)出良好的性能。特別是基于發(fā)光材料Pt-PPy,5 wt%的摻雜濃度制作的器件C1表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,最大電流效率55.6cdA~(-1),最大功率效率52.2lm W~(-1)和最大外量子效率(EQE_(max))18%。研究結(jié)果表明,以含VA二唑吸電子基團(tuán)為輔助配體合成的Pt(Ⅱ)配合物在高效有機(jī)電致發(fā)光器件中具有應(yīng)用前景。4,將具有大空間位阻效應(yīng)的蒎烯基團(tuán)引入到2-苯基吡啶中合成了手性主配體(R/S)-4-pinene-2-phenylpyridine(pppy),以傳統(tǒng)的乙酰丙酮(acac)為輔助配體合成了兩個(gè)新型的手性Pt(Ⅱ)環(huán)金屬配合物(R/S)-(pppy)Pt(acac)。配合物的光致發(fā)光量子效率產(chǎn)量為51.6%。電子圓二色譜(ECD)驗(yàn)證了(R/S)-(pppy)Pt(acac)對(duì)映體結(jié)構(gòu),但是手性配合物的圓偏振發(fā)射光譜(CPL)信號(hào)比較弱。以(R)-(pppy)Pt(acac)為發(fā)光材料制作了器件ITO/TAPC(40 nm)/(R)-(pppy)Pt(acac)(x wt%):TCTA(10 nm)/(R)-(pppy)Pt(acac)(x wt%):2,6DCzPPy(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm),表現(xiàn)出良好的性能。特別是基于配合物(R)-(pppy)Pt(acac),以5wt%的摻雜濃度制作的器件表現(xiàn)優(yōu)越,具有低的啟動(dòng)電壓3.0 V,最大電流效率為40.4 cdA~(-1),最大外量子效率13.7%。器件還表現(xiàn)出了低的效率滾降。表明以大空間位阻的手型蒎烯基團(tuán)合成的Pt(Ⅱ)或Ir(Ⅲ)配合物在有機(jī)電致發(fā)光器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。5,以含三氮唑衍生物為輔助配體,雙三氟甲基吡啶基吡啶(TN_T)為主配體,成功合成了兩種新型的Ir(Ⅲ)配合物Ir-TN_3T和Ir-TN_4T,單晶分析確證了分子的結(jié)構(gòu),配合物的熱穩(wěn)定性較好。配合物Ir-TN_3T和Ir-TN_4T的發(fā)射峰分別在540nm和513 nm處,溶液中量子效率分別為42.5%和95.0%,激發(fā)態(tài)壽命也在微秒級(jí),以其為發(fā)光中心進(jìn)行器件的制備和性能研究正在進(jìn)行之中。6,通過對(duì)8-羥基喹啉進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的修飾,合成了新的配體萘啶醇衍生物mND、mmND和mpND。以其為輔助配體,4-(4-三氟甲基苯基)喹唑啉為主配體,合成了三種新型的紅光銥(Ⅲ)配合物Ir-mND、Ir-mmND和Ir-mpND,單晶分析確證了分子的結(jié)構(gòu),配合物熱穩(wěn)定性較好。三種配合物的發(fā)射峰在628 nm左右,但CIE坐標(biāo)有微小的變化,溶液中發(fā)光量子效率分別為96.0%、94.2%和93.0%,激發(fā)態(tài)壽命也在微秒級(jí)。以Ir-mpND為發(fā)光材料用雙發(fā)光層結(jié)構(gòu)制作了器件,nc,max、EQEmax和np,max分別為29.94cdA~(-1)、31.32%和25.33lmW~(-1)。31.32%的器件外量子效率是紅光銥(Ⅲ)配合物中最高的效率之一。7,分別將二異丙胺、二苯胺、4,4'-二叔丁基二苯胺、咔唑和4,4'-二叔丁基咔唑引入二硫代甲酸中合成五種輔助配體,以4-(4-三氟甲基苯基)喹唑啉為主配體合成五個(gè)銥(Ⅲ)配合物Ir1-Ir5,熱穩(wěn)定性較好,并通過單晶分析確證了分子的結(jié)構(gòu)。Ir1-Ir5五種配合物的發(fā)射峰在614-641nm范圍,溶液中發(fā)光量子效率在58.3%-93.0%之間,激發(fā)態(tài)壽命在微秒級(jí)。以Ir1,Ir2和Ir4為發(fā)光材料制作了器件,其中以Ir4為發(fā)光材料制作的器件性能最佳。n_(c,max)、EQE_(max)和n_(p,max)分別高達(dá) 40.68 cd A~(-1)、30.54%和 33.63 lm W~(-1)。30.54%的 EQEs 和 60950 cd m~(-2) 的最大亮度是在紅光Ir(Ⅲ)絡(luò)合物中報(bào)道的最高結(jié)果之一。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O641.4
【圖文】：

玻璃襯底逡逑圖１．２典型的ＯＬＥＤ器件結(jié)構(gòu)逡逑如圖１．３所示，基于上述器件的有機(jī)電致發(fā)光大致可以分為四個(gè)主要過程：①逡逑空穴和電子分別從陽極和陰極注入，在電場(chǎng)作用下有機(jī)薄膜的電子最高占據(jù)軌道逡逑（ＨＯＭＯ）和最低未占據(jù)軌道（ＬＵＭＣ0將發(fā)生傾斜，到達(dá)有機(jī)活性層；②ＨＯＭＯ能逡逑級(jí)中的空穴和ＬＵＭＯ能級(jí)中的電子在外電場(chǎng)作用下，載流子分別通過電子空穴逡逑傳輸層在器件中相向輸運(yùn)；③電子和空穴在發(fā)光層復(fù)合產(chǎn)生激子；④激子通過輻逡逑射躍遷產(chǎn)生光輻射。逡逑邐—逡逑真空能級(jí)：逡逑Ｉ邋１逡逑邐邐－－一 邐ＬＵＭＯ邐：｜邐＾逡逑＇ＷｌＡ邋４逡逑ｈｒ逡逑＞Ｌ邋Ｊ邐＋３逡逑＋邋Ａ：：逡逑／邋？｜邐一．．．邐ｉ逡逑Ｕ邐２＾邋ＨＯＭＯ逡逑ｆａＵ．邋ｊ逡逑圖１．３有機(jī)電致發(fā)光機(jī)理及過程示意圖逡逑在ＯＬＥＤ器件中，電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子。根據(jù)電子自旋統(tǒng)計(jì)理論，單重逡逑態(tài)激子和三重態(tài)激子產(chǎn)生的概率是相同的，所以激子中單線態(tài)和三線態(tài)的激子比逡逑例為１：３，又因?yàn)榉肿觾?nèi)磷光的發(fā)生伴隨電子的自旋翻轉(zhuǎn)，在一般的分子中a惞忮義希村義

本文編號(hào)：2728260