新型红光铱配合物的合成及电致发光性质研究

作     者：丁勇 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘迪

授予年度：2020年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：磷光有机发光二极管 饱和红光铱配合物 2-苯基喹啉衍生物 芳基苯并噻唑 

摘      要：有机电致发光材料在显示、照明和信息安全等领域展现出巨大的应用潜力。基于环金属铱(III)配合物的有机磷光材料可以同时利用三线态和单线态激子发光,从而实现100%的理论内量子效率。同时,磷光铱配合物还具有发光效率高、颜色易调节、寿命较短、良好的热稳定性及电化学稳定性等优点,近年来备受关注。目前绿光、黄光铱配合物的效率已经基本满足市场要求,而高性能的红光和近红外材料由于受能隙法则的限制(即波长越长,非辐射跃迁速率越大,辐射跃迁速率越小),仍有待进一步开发。鉴于此,本论文设计、合成了一系列以2-苯基喹啉衍生物或2-芳基-6-三氟甲基苯并噻唑为主配体的新型橙红至深红色磷光铱配合物,对它们进行了光物理性质、电化学性质、理论计算及器件性能的研究,具体研究内容如下:1:文献报道的以2-芳基喹啉或其衍生物作为环金属配体的铱配合物通常发射橙红色磷光,发射波长低于600 nm。本文将三氟甲基(CF)或氟(F)引入喹啉环的6位,设计合成了主配体2-苯基-6-三氟甲基/氟基-喹啉(CF-phq或F-phq),与acac或tmd等辅助配体混合配位得到铱配合物Ir(CF-phq)(acac),Ir(CF-phq)(tmd),Ir(F-phq)(acac)和Ir(F-phq)(tmd)。其中,含CF的铱配合物都能发射出饱和的红色磷光,发射峰位于627-630 nm。尤其是基于Ir(CF-phq)(tmd)的红色OLED实现了标准的红色电致发光,CIE坐标为(0.67,0.33),最大亮度为12695 cd m,最大外量子效率为14.96%。2:2-苯基苯并噻唑因其结构简单,易于修饰,配位能力强,配合物发光效率高等优点,一直作为铱配合物的配体骨架而受到广泛关注。但是以2-苯基苯并噻唑母体结构为主配体的配合物Ir(bt)(acac)发光波长在橙黄至橙红光波段,与标准红光甚至深红光波长还有一定的差距。本文在苯并噻唑环的2或6位上引入具有不同供电子能力和共轭程度的取代基,合成了四种主配体,并以acac和tmd为辅助配体与铱混合配位得到了七个新型铱配合物,这些新型配合物的发射波长都显示出30-100 nm的红移。修饰基团除了可以使发光光谱红移外,基团的空间位阻效应还能改善材料的发光效率和器件稳定性。以配合物M6为磷光发光体制备的橙色PhOLED器件D6,其EL谱最大发射波长为584 nm(母体为556nm),最大亮度(L)为40252 cd m,最大功率效率(η)为26.45 lm W,最大外量子效率(η)为15.97%。尤其值得注意的是,在10000 cd m的高亮度下,该器件的外量子效率(?)仍然高达12.50%,表明器件的效率稳定,效率滚降较小。