吩噻嗪修饰的环金属铱配合物单分子白光材料的合成及其性能研究

发布时间：2020-03-22 08:47

【摘要】：本论文系统介绍了单分子有机白光材料的研究现状及其在有机电致发光器件中的应用。针对目前单发光层白光有机电致发光二极管(WOLEDs)存在的单分子白光材料种类少、器件发光效率低、使用寿命短和发光色度不稳定等关键科学问题,本论文开展了吩噻嗪调控的环金属铱配合物单分子白光材料的合成及其性能研究。利用吩噻嗪(PTZ)单元的“伪平面”构象异构、局域发射以及扭曲时具有不同的激发态等独特的性质来调控环金属C^N配体,利用“蝴蝶”结构的振动摇摆特性及其单核异质环金属铱配合物的光电特性,获得单核异质环金属铱配合物宽光谱发光材料。主要研究内容和研究结果如下:(1)设计合成了一类吩噻嗪修饰的环金属配体10-(2′-(2,4-二氟苯基)-4′-吡啶基)-吩噻嗪(dfppyPTZ)及其环金属铱配合物(dfppyPTZ)_2IrPic、(dfppyPTZ)_2Ir(pytz)以及(dfppyPTZ)_2IrPOP。研究吩噻嗪配体结构单元和辅助配体对环金属铱配合物光物理的影响,实现了环金属铱配合物的高能和低能态双发色团发射,从而实现宽光谱发射。通过理论计算模拟清晰地看到结构单元的最优分子构型及电子云分布,即LUMO轨道电子云主要分布在辅助配体单元,HOMO轨道电子云主要分布在主配体(2,4-二氟苯基)吡啶单元,令人遗憾的是吩噻嗪单元几乎未分布电子云密度。在PL光谱,仅有配合物(dfppyPTZ)_2IrPic在THF溶剂中出现宽光谱双发射,获得CIE色坐标为(0.38,0.49)的暖白光发射。(2)设计合成了主配体10-(2′,6′-二氟-(2,3′-二联吡啶基))-吩噻嗪(dfpypyPTZ)及其环金属铱配合物(dfpypyPTZ)_2IrPic、(dfpypyPTZ)_2Ir(pytz)和(dfpypyPTZ)_2Ir(pz)_2B(pz)_2)。研究了吩噻嗪结构、氮原子引入和辅助配体对环金属配合物光物理性能的影响。理论计算发现这一体系中吩噻嗪单元的电子云密度分布增多,有效的电子云密度分布会增加配合物局域发射的强度,这也与固体薄膜出现宽光谱发射的现象一致,即在450 nm处的发射峰归属于吩噻嗪的局域发射。配合物(dfpypyPTZ)_2Ir(pytz)掺杂在非极性聚苯乙烯(PS)基质中,当掺杂浓度为15%时,获得CIE色坐标为(0.29,0.36)的白光发射。(3)通过吩噻嗪单元同时修饰环金属配体和辅助配体,设计合成了环金属铱配合物(dfppy)_2Ir(PTZPic)、(dfppyPTZ)_2Ir(PTZPic)和(dfpypyPTZ)_2Ir(PTZPic),通过理论计算,我们发现仅修饰辅助配体的配合物(dfppy)_2Ir(PTZPic),吩噻嗪单元几乎未分布电子云,同时配合物也未出现宽光谱。而修饰主配体的配合物出现明显的溶剂化显色效应和宽光谱发射,配合物(dfpypyPTZ)_2Ir(PTZPic)在固体薄膜中的CIE色坐标为(0.33,0.45),为暖白光发射。
【图文】：

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【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN383.1;O641.4

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本文编号：2594818