新型铱配合物的合成及电致发光性质研究

合成了一种新型橙红色磷光材料铱的配合物(npp)₂Ir(acac)(npp=2-(1-萘基)-4-苯基吡啶，acac=乙酰丙酮)，通过 ¹H NMR、MS、元素分析对其结构进行了表征。以铱配合物(npp)₂Ir(acac)作为发光体，制备了结构为ITO/Ir(5%)：PVK(60 nm)/F-TBB(15 nm)/Alq₃(15 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)的电致发光器件，研究了其电致发光性质。结果表明器件的最大发射波长在599 nm，最大发光亮度为3 841 cd·m^-2，最大电流效率达3.9 cd·A^-1。     

高效磷光铱配合物的合成及电致发光性能研究

合成了一种含苯并噻唑结构配体的环金属化铱配合物(ffbi)₂Ir(acac)，(其中ffbi为1-(4-氟苄基)-2-(4-氟苯基)苯并咪唑，acac为乙酰丙酮)，并以其作为发光体, 制备了有机电致发光器件。结果表明该配合物具有强磷光发光特性，器件发绿色光。其中结构为TCTA(40 nm)/CBP∶Ir(6.3%，30 nm)/BCP(10 nm)/Alq(40 nm)的电致发光器件在12 V电压下最大发光亮度达41 499 cd·m^-2，在8 V电压下，最大外量子效率达5.7%。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

基于面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物为发光中心的高效绿光有机电致发光器件

用经典的方法合成了面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物(fac-Ir(tfmppy)₃), 并得到了其晶体结构。在CH₂Cl₂溶液中Ir(tfmppy)₃的发射光谱显示出了峰值位于525 nm的π→π^*跃迁吸收以及金属到配体电荷转移(MLCT)吸收, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.62), 量子效率计算为4.59%(以Ru(bpy)₃]Cl₂为参照)。以Ir(tfmppy)₃为发光中心, 制备并研究了有机电致发光器件:ITO/TAPC (60 nm)/Ir(tfmppy)₃ (x%):mCP (30 nm)/TPBi (60 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm)。4%掺杂浓度的器件在4 197 cd·m^-2的亮度下显示的最大电流效率为33.95 cd·A^-1, 在12.7 V时的最大亮度为43 612 cd·m^-2, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.61)。利用瞬态电致发光法(transient electroluminescence (EL))、在1 300 (V·cm^-1)^1/2的电场强度下Ir(tfmppy)₃配合物的电子迁移率测定为4.24×10^-6 cm²·(V·s)^-1。非常接近于常用的电子传输材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的电子迁移率。     

含氟绿光铱配合物的设计、合成及其高效磷光电致发光器件

以2-(3-(2',4'-二氟苯基)苯基)吡啶(Hdfbppy)为环金属C^N配体,乙酰丙酮(Hacac)为辅助配体,设计合成了一种绿色磷光铱配合物(Ir(dfbppy)₂(acac));研究了此配合物的光物理性质及其电致发光器件性能。室温下,配合物Ir(dfbppy)₂(acac)的二氯甲烷溶液的最大发射波长为520nm,量子效率为71%,寿命为381ns。将此配合物掺杂在4,4'-N,N'-二咔唑基二联苯(CBP)中,作为发光层制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件在7.2V电压下呈现的最大亮度为68324cd·m^-2,最大电流效率约为53cd·A^-1,最大功率效率为37lm·W^-1,色坐标为(0.33,0.62)。     

一种新型红色三线态喹喔啉铱(Ⅲ)配合物的合成及发光性质

利用2,3-二苯基喹喔啉和水合三氯化铱(IrCl₃?H₂O)反应, 合成了一种新型喹喔啉铱的配合物[Ir(DPQ)₂(acac)], 通过元素分析, ¹H NMR和HRMS对配合物结构进行了表征, 结果显示得到的是目标化合物. 利用紫外光谱和荧光光谱对配合物的吸收光谱和光致发光光谱进行了研究. 利用该材料作为磷光材料制备了结构为[ITO/NPB(30 nm)/NPB∶7% Ir(DPQ)₂(acac)(25 nm)/PBD (10 nm)/Alq₃ (30 nm)/Mg∶Ag (10∶1)(120 nm)/Ag(10 nm)] 的电致发光器件, 研究了其电致发光光谱. 结果表明, 配合物[Ir(DPQ)₂(acac)]在476和625 nm处存在单重态¹MLCT(金属到配体的电荷跃迁)和三重态³MLCT的吸收峰; 发光光谱结果显示, 在660 nm处有较强的金属配合物三重态的磷光发射; 电致发光光谱显示, 该器件的启动电压是4.25 V, 器件的最大亮度为4910 cd/m², 外量子效率为5.14%, 器件的流明效率为1.12 lm/W, 是一种新型红色磷光材料.     

辅助配体对噌啉类铱配合物光电性能的影响

合成了2种新的噌啉类铱配合物（dpci）₂Ir（paz）和（dpci）₂Ir（taz）（dpci=3,4-二苯基噌啉,pazH=5-（2''-吡啶基）-3-三氟甲基-吡唑,tazH=5-（2''-吡啶基）-3-三氟甲基-1,2,4-三唑）,通过核磁共振氢谱和氟谱及高分辨质谱对其结构进行了确定,同时对其光电性能进行了表征。结果表明在聚甲基丙烯酸甲酯（1%,w/w）中（dpci）₂Ir（paz）和（dpci）₂Ir（taz）的发光波长分别为616和612 nm,相对参比铱配合物（dpci）₂Ir（pic）的波长（625 nm）有了较大蓝移,发光量子效率也由16.1%提高到了51.9%和32.5%。改进辅助配体后,材料的稳定性明显提高,使其能用蒸镀法制备有机电致发光器件。基于（dpci）₂Ir（paz）的器件发光为纯红光,CIE色坐标为（0.66,0.34）,最大亮度为2 054 cd·m^-2,最大电流效率为8.5 cd·A^-1。基于（dpci）₂Ir（taz）的器件最大亮度为2 931 cd·m^-2,最大电流效率为14.5 cd·A^-1。     

一种可旋涂的磷光铱（Ⅲ）配合物的合成及其在OLED器件中的性能

以1-（6-（9-咔唑基）己基）-2-苯基咪唑（Czhpi）为主配体,2-（5-（4-氟苯基）-1,3,4-三唑）吡啶（fpptz）为辅助配体,合成了一种溶解性好的可用于湿法旋涂制备有机电致发光器件的磷光铱（Ⅲ）配合物（Czhpi）₂Ir（fpptz）。通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、低温磷光光谱及热重分析对其光物理性质和热稳定性进行了研究。将配合物（Czhpi）₂Ir（fpptz）掺杂在1,3-二唑-9-基苯（mCP）中,作为发光层,经湿法旋涂制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件的最大电致发光谱峰位于523 nm,最大电流效率约5.74 cd·A^-1,最大功率效率为2.88 lm·W^-1,色坐标显示在（0.31,0.41）附近。     

Photoluminescence and Electroluminescence of Organic Light Emitting Diodes Based on Tris‐(8‐quinolinolato) Aluminum Nanoparticles

利用共沉淀方法制备出平均粒径为20nm的有机物8-羟基喹啉铝纳米粒子,8-羟基喹啉铝纳米粒子呈球形且粒度不随老化时间的增加而改变。本文研究了8-羟基喹啉铝纳米粒子的光致发光及基于8-羟基喹啉铝纳米粒子制作的电致发光器件的电致发光特性。8-羟基喹啉铝形成纳米粒子后,其光致发光及电致发光发射光谱的谱峰均出现蓝移。随着驱动电压的增加,器件中8-羟基喹啉铝纳米粒子的发射峰逐渐红移。在驱动电压为16伏时,8-羟基喹啉铝纳米粒子器件的最大亮度达600cd/m²,电流密度为150mA/cm^-2时,器件的发光效率为0.19cd/A。基于8-羟基喹啉铝纳米粒子器件的发射光谱证实了AlQ₃纳米粒子具有量子尺寸效应的存在,这为有机纳米电致发光器件的研究开辟了一条新的研究路线,同时也为那些传统的有机材料如有机分子晶体的基础研究探索出新的研究方向。     

一种双核铕配合物的合成、光致发光和电致发光性质研究

合成了一个新的双核铕配合物Eu(TTA)₃(tpphz)Eu(TTA)₃(其中TTA＝去质子化的α-噻吩甲酰三氟丙酮; tpphz＝[3,2-a:2',3'-c:3',2'-h:2'',3''-j]四吡啶基吩嗪). 研究了该配合物的光致发光和电致发光性质. 一个四层电致发光器件ITO/TPD, 10 nm/Eu(TTA)₃(tpphz)Eu(TTA)₃, 20 nm/BCP, 20 nm/AlQ, 40 nm/Mg_0.9Ag_0.1, 200 nm/Ag, 100 nm表现出中心在633 nm处的宽带红光发射, 该宽带发射可能来源于双核Eu(III)配合物和TPD形成的激基复合物. 该器件的启动电压为10 V, 在18 V和135 mA/cm²时的最大亮度达146 cd/m².     

4-氟苯乙胺基准二维钙钛矿的合成及其电致发光与激光性能

设计并开发了一种兼具电致发光和光学增益性能的准二维钙钛矿材料。通过向三维钙钛矿CsPbBr₃中引入大体积阳离子4-FPEA⁺(4-氟苯乙胺),利用简易的溶液旋涂法,制备了不同n值量子阱混合分布的准二维钙钛矿薄膜。通过紫外可见吸收光谱和光致发光光谱证明调整4-FPEA₊的添加量可以对量子阱的分布进行有效调控。结合扫描电子显微镜和原子力显微镜证明4-FPEA⁺的加入可以降低薄膜表面粗糙度。当4-FPEA₊和CsPbBr³的物质的量之比为0.6时,薄膜的发光强度最高。将该材料应用在发光二极管(light emitting diodes,LEDs)中,结合冠醚作为添加剂辅助钝化缺陷,实现了外量子效率(EQE)为 0.98%的绿光LED器件。在激光性能方面,该材料在室温条件下的最低阈值为17.42 μJ·cm^-2,增益系数为35 cm^-1。     

稀土配合物的光致和电致发光性能的研究

合成了一种新型的稀土配合物Tb(acac)3dad, 讨论了其光致发光的性质 . 以其为发射层制备了结构为ITO/TPD (50 nm)/Tb(acac)3dad (75 nm)/PBD (50 nm)/Al (400 nm) 的电致发光器件, 该器件的启动电压为7 V, 18 V时得到了最大亮度为62 cd·m -2, 发现器件的电致发光光谱与配合物Tb(acac)3dad的光致发光光谱有明显不同.     

含螺环位阻铱(III)配合物的共轭结构调控及其电致发光性能研究

基于螺[芴-9,9'-氧杂蒽]的位阻结构,在其芴端连接苯并噻唑构成共轭扩展的环金属配体,并成功合成了相应的均配、面式构型铱（III）配合物fac-Ir（SFXbtz）₃.配合物的最强发射峰位于587 nm,在635 nm处伴有肩峰发射;其在溶液中的磷光寿命为316 ns,光致发光量子产率达到64.7%.以fac-Ir（SFXbtz）₃为发射材料,在高掺杂浓度下分别制备了橙光电致发光器件及与蓝光材料FIrpic（双（4,6-二氟苯基吡啶-N,C²）吡啶甲酰合铱）组合的二元白光器件.以CBP（4,4'-二（9-咔唑）联苯）为主体材料的橙光器件最高电流效率和功率效率为10.8 cd·A^-1和8.4 lm·W^-1,最大亮度为7217 cd·m^-2.二元白光器件最高电流效率和功率效率为11.6 cd·A^-1和8.0 lm·W^-1,最大亮度为8763 cd·m^-2,在3~9 V操作电压下CIE1931色坐标稳定.结果表明：协同利用螺环芳烃的共轭结构和位阻结构优势,是获得低成本、本征光电性质良好及可高浓度掺杂的磷光铱（III）配合物的便捷方法.     

以1-苯基吡唑为主配体的红光Ir(III)配合物的合成及光电特性

合成了一种新型红色磷光配合物二(1-苯基咪唑) (1-苯基异喹啉)合铱((ppz)₂Ir(piq)), 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)对其结构进行了表征, 通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱、低温磷光光谱、循环伏安法及含时密度泛函理论(TD-DFT)对其光物理性能及能级结构进行了研究. 制备了一系列基于(ppz)₂Ir(piq)的电致发光器件, 研究了(ppz)₂Ir(piq)的电致发光性质. 结果表明, (ppz)₂Ir(piq)的UV-Vis 吸收峰主要位于296、342、395 和460 nm, 固态粉末的室温磷光发射峰位于618 nm, 在2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)溶液中其低温磷光发射峰位于598 nm, 其三线态能级(E_T)为2.07 eV. (ppz)₂Ir(piq)的最高占据轨道(HOMO), 其主要定域于配体ppz 和金属Ir(III)上, 最低未占据轨道(LUMO)主要定域于配体piq 上. (ppz)₂Ir(piq)的HOMO和LUMO 能级分别为-5.92和-3.62 eV. 基于(ppz)₂Ir(piq)电致发光器件的优化掺杂浓度为8%-12% (w), 最大电致发光谱峰位于616 nm,最大电流效率约10 cd·A^-1, 最大功率效率为4.44 lm·W^-1, 色坐标保持在(0.65, 0.35)附近, 是一种潜在的饱和红光磷光材料.     

两个磷光铱配合物的合成和性质研究

由于具有P=O键,二（二苯基膦酰）胺（tetraphenylimidodiphosphinateacid,Htpip）作为辅助配体引入Ir（Ⅲ）配合物中,可以提高配合物的电子迁移率和器件的效率。采用氟取代的2-（4-氟苯基）吡啶（F₄-ppy）为主配体、以Htpip和三氟甲基取代的Htfmtpip为辅助配体合成了2个铱配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）。晶体结构中Ir原子的配位几何构型均为八面体构型,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）属于正交晶系Pbca空间群,而Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）属于单斜晶系P2₁/c空间群。配合物都具有较好的热稳定性,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的初始分解温度分别为385和395℃。配合物Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的氧化和还原峰较配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）分别向正电压移动了大约0.134和0.12V,相应的HOMO和LUMO能级分别降低了0.14和0.43eV。在室温、1×10^-5mol·L^-1的CH₂Cl₂溶液中Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的最大磷光发射峰分别位于492和495nm,量子效率分别为9.2%和16.4%。结果表明在辅助配体上引入4个三氟甲基后不仅可以提高配合物的热稳定性和电化学稳定性,并且可以调控配合物的HOMO/LUMO能级和发光效率。     

苯基取代聚苯撑乙烯的合成及其电致发光性能

聚苯撑乙烯(PPV)类聚合物是优异的发光材料, 有望作为全色显示中三基色的材料之一得到应用. 我们采用2-溴-1,4-亚二甲苯二乙酯为原料, 合成了商品名为Supper Yellow PPV (SY PPV)的苯基取代PPV. 中间体、单体和聚合物的结构都通过核磁共振、元素分析进行了表征. SY PPV的吸收峰在434 nm, 吸收边在510 nm, 带隙2.44 eV. 光致发光峰值和电致发光峰值分别在516和552 nm. SY PPV的器件性能为: 启动电压为2.4 V, 最大亮度大于49000 cd·m^-2, 最大流明效率为21 cd·A^-1, 显著优于采用老方法合成SY PPV的最大流明效率(16-18 cd·A^-1).     

N-(2-氧乙酸-3-甲氧基)苄叉二胺合锌(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及光学性质研究

本文通过修饰邻香草醛芳环上羟基的方法,得到两种Schiff碱配体:N,N'-二(2-氧乙酸-3-甲氧基)苄叉乙二胺(H₂L¹)和N,N′-二(2-氧乙酸-3-甲氧基)苄叉1,3-丙二胺(H₂L₂),利用水热合成方法以新合成的配体为基点设计合成了2个新的六配位Schiff碱锌(Ⅱ)配合物[Zn(L¹)]·7H₂O(1)和[Zn(L²)]·7H₂O(2),通过元素分析、红外光谱和核磁共振光谱等测试手段对配合物进行了表征,并用X射线单晶衍射测得Zn(Ⅱ)配合物的晶体结构。X射线晶体学研究表明两种配合物晶体结构中都包含多个溶剂水分子,配合物1是以Zn(Ⅱ)为中心扭曲的三方棱柱构型,配合物2构型是以Zn(Ⅱ)为中心扭曲的八面体构型。初步研究了两种配合物的固体发光性,结果表明这两种配合物具有良好的光致发光的性能,有望在光学材料方面得到应用。     

铕镧共掺稀土配合物Eu0.5La0.5(TTA)3phen与PVK共混体系发光特性的研究

合成了一种新型的稀土铕配合物Eu0.5La0.5(TTA)3phen,把它作为发光材料应用于有机电致发光中.把铕配合物与高分子导电聚合物共混制得混合溶液,然后用旋涂的方法制得了发光层.实验中制备了单层、双层器件,讨论了器件的优化条件,并用能级图探讨了Eu0.5La0.5(TTA)3phen与PVK共混体系光致、电致发光的能量传递机制.优化后的双层器件,开启电压为6.5 V,在电压12.5 V,电流密度为68.48 mA*cm-2时器件达到最大亮度238.4 cd·m-2,发光效率0.35 cd·A-1.     

聚合物掺杂的高亮度磷光有机电致发光器件

采用新型贵金属铱的配合物(pbi)2Ir(acac)作为客体磷光发光材料, 分别以4%和5%(w)的浓度掺杂于聚合物主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中, 利用旋涂工艺制备了结构为indium-tin oxide (ITO)/PVK:(pbi)2Ir(acac)/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)/Mg:Ag的有机电致发光器件, 对磷光材料(pbi)2Ir(acac)的紫外-可见吸收光谱﹑光致发光光谱以及聚合物掺杂的磷光器件的电致发光特性进行了研究. 结果表明, 两种掺杂浓度的器件均具有8 V左右的启亮电压, 器件在启亮后的最大流明效率分别为1.53和1.31 lm·W-1, 最大亮度分别为11210和9174 cd·m-2; 同时, 器件的电致发光光谱与色坐标均不随偏置电压和客体掺杂浓度的变化而改变, 具有稳定的色纯度. 分析了主体材料PVK到磷光客体(pbi)2Ir(acac)的能量转移机制, 并探讨了随着器件电流密度和客体掺杂浓度的逐渐增加, 器件流明效率的变化趋势.