香豆素荧光材料的合成及发光性能研究

发布时间：2020-07-24 19:10

【摘要】：发光二极管(Light-emitting Diode,LED)是一种新型低碳的、有发展潜力的显示设备和照明光源,它具有低能耗、发光强度大、质量轻、高对比度、环保等优点,而随着紫外LED技术的成熟,探索发光性能良好的荧光材料对于其应用有着至关重要的作用。香豆素荧光材料作为一类重要的有机荧光材料,可以通过引入不同的取代基来调控它的发光颜色及亮度而有着非常广泛的应用。本论文通过在香豆素骨架的3-位和7-位等不同位点引入不同的取代基设计并合成了一系列在固液状态下荧光都很强的香豆素衍生物,研究了它们在LED照明器件上的应用,研究的内容具体如下:1、将7-位是己氧基,3-位分别是1-萘(NCM1)和2-萘(NCM2)的香豆素荧光材料放置于紫外芯片中,获得了LED固体照明器件,通过它们的发光亮度-电压曲线可知,器件均有一个低的启亮电压(2.8V),器件NCM2比器件NCM1具有更好的发光亮度,而通过分析在不同电压下的光致发光光谱可以发现,与器件NCM1相比,器件NCM2的光致发光峰红移了80nm,器件NCM1和NCM2分别发出蓝色和青色的光,色坐标分别为(0.231,0.231)和(0.198,0.368)。2、基于上述研究过程,通过改变7-位取代基,分别引入二乙氨基(NCM3和NCM4)和4-三氟甲基苯基(NCM5和NCM6),合成了四个具有扭曲构象的萘取代基的香豆素荧光材料。研究了它们在固液状态下的发光性质,我们发现引入二乙氨基的香豆素衍生物有着更大的分子内电荷转移过程(Intramolecular Charge Transfer,ICT),引入2-萘基团的NCM4的粉末在紫外灯下呈现出黄色荧光。随后用紫外芯片分别激发化合物NCM3-NCM6,制成LED照明器件,器件NCM4和NCM6的发光亮度较NCM3和NCM5高,其中器件NCM4的发光亮度最高。通过它们的光致发光光谱我们发现,基于2-萘基的香豆素衍生物的器件的波峰较1-萘基的器件的波峰发生了红移,器件NCM3和NCM4发出青色和绿色的光,色坐标分别为(0.288,0.415)和(0.22,0.483);器件NCM5和NCM6分别发蓝色和青色的光,色坐标分别是(0.226,0.235)和(0.192,0.268)。3、通过在香豆素的5-位和6-位并入苯环,而在3-位引入1-萘(NCM7)和2-萘(NCM8),合成了两个香豆素荧光材料,研究了它们固液状态下的发光性质,发现NCM8比NCM7的荧光量子产率高,且发光峰发生了红移,通过它们的理论计算,发现NCM8的构型更好,有着更大的ICT过程。进一步将发光较好的化合物NCM8封装于紫外LED芯片中,得到的LED器件发绿光,色坐标为(0.369,0.512)。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ422
【图文】：

减少了能量的损失，具有节能的特点，其广泛的应用到了街品照明等[11]。（2）LED 显示屏。LED 显示屏亮度高、能耗低广告牌、建筑美化以及展览等领域[12]。（3）液晶背光源。LE等特点，将红色、蓝色和绿色 LED 芯片结合得到白色发光二uid Crystal Display，LCD）需要背光来支持发光，所以 LED 可[13]。（4）交通信号灯和汽车用灯。LED 作为一种固态光源，，且有着良好的防震效果。光原理及结构的是 p-n 结无机半导体发光材料，当电流流过半导体时产生光使用的半导体材料，不同类型的半导体发光材料产生不同波长构示意图。

太原理工大学硕士研究生学位论文分是芯片，芯片主要包含 n-型和 p-型两部分，p-型半阳极的作用下产生大量高能量的空穴，而 n-型半导阴极的作用下产生大量低能量的电子，在外加电源区域内相向运动直至 p-n 结区附近相遇，从而进行光。此外，通过在 LED 芯片上填涂荧光材料，芯分激发荧光材料涂层发光，这两种发光作用产生了其原理[14-16]。

图 1-3 (a) TPAA-Cu 的结构式；(b) 在紫外光的照射下 TPAA-Cu 在固/液态的发光照片；(c) 紫外 LED 器件的发光照片；(d) 器件的色坐标[31]ig. 1-3 (a) Structural of TPAA-Cu; (b) Solid/liquid photographs of TPAA-Cu under ultraviirradiation; (c) Photographs of UV LED devices; (d) CIE chromaticity coordinates of devi紫外激发的无机荧光材料009 年，Cao[32]等采用高温固相反应法合成了一种新型的基于 Eu3+离子的 Ca0.54Sr0.22Eu0.08La0.08(MoO4)0.4(WO4)0.6，由于 Eu3+离子的红光发射，所以现通过调节 Mo6+或者 W6+与 La3+的比例可以提高荧光材料的发光效果，晶性能，Mo6+与 La3+的比例为 5；1 的效果最好。这种荧光材料可用 39LED 芯片激发，得到的红色发光峰在 616 nm 处。013 年，Seyoon[33]等人合成了一种新型的无机荧光材料 Ca14.925(PO4)Eu2+，用波长为 330 nm 的近紫外 LED 芯片激发，对比了制备的器件（1-L

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本文编号：2769267