几种铱配合物的合成和光电性能研究

发布时间：2018-03-28 06:57

  本文选题：有机电致发光器件　切入点：铱配合物　出处：《南京大学》2017年博士论文

【摘要】：有机电致发光器件因具有低能耗、发光颜色易调节和可制备柔性器件等优点近年来得到越来越多的关注。磷光过渡金属配合物能够同时利用单重激发态和三重激发态的能量,理论内量子效率最大值可达100%,被广泛用作OLED发光材料。其中,具有高量子效率、较短激发态寿命和多种发光颜色的铱Ir(Ⅲ)配合物成为研究重点。在本论文中,我们通过选用不同的环金属配体或辅助配体,并对配体进行修饰,得到了一系列新型铱配合物磷光材料,并对它们的光物理性质和电致发光性能进行了深入的研究和讨论。基于其中几种配合物的器件表现出了高效率、低效率滚降的优良性能。1.以2',6'-二(三氟甲基)-2,4'-联吡啶为主配体、1,3,4-VA二唑或噻二唑衍生物为辅助配体合成了四个铱配合物I-Ir1至I-Ir4。当辅助配体由1,3,4-VA二唑变为1,3,4-噻二唑基团时,配合物的发射光谱发生了显著的红移。理论计算结果显示,噻二唑基团的加入改变了LUMO轨道电子云的分布,从而改变了配合物的光物理性质。通过瞬态电致发光(TEL)法测得配合物的电子迁移率与经典的电子传输材料Alq_3接近。基于配合物I-Ir2的绿光器件ITO/TAPC(30 nm)/mCP(10 nm)/I-Ir2(8 wt%):PP021(20 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)表现出了高效率(74.8 cd A~(-1),EQE 27.0%)、低效率滚降(在 1000 cd m~(-2) 亮度下 71.6 cd A~(-1)，，EQE25.9%)的优良性能。更进一步的通过优化客体材料掺杂浓度、发光层和电子传输层的厚度,实现了器件性能的提升,并对比了单发光层和双发光层器件的性能。基于 I-Ir1 的单发光层器件ITO/:MoO_3(5nm)/TAPC(30nm)/mCP(5nm)/I-Ir1(8 wt%):PP021(10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm),最大电流效率和外量子效率可达86.5 cd A~(-1)和31.0%。在此基础上,基于I-Ir3的黄光器件也表现出了不错的性能。配合物I-Ir1和I-Ir2出色的电致发光性能说明主配体2',6'-二(三氟甲基)-2,4'-联吡啶和辅助配体1,3,4-VA二唑基团的加入能够提高配合物的电子迁移率,有效改善器件性能。而从含有1,3,4-VA二唑和噻二唑基团铱配合物的对比得出,配合物的性质能够通过改变辅助配体来调控,这为开发不同发光颜色的铱配合物提供了新思路。2.以不同位置氟取代的2,3-二苯基嗤喔啉基团为主配体、1,3,4-嗯二唑基团为辅助配体合成了四个新型深红光铱配合物Ⅱ-Ir1至Ⅱ-Ir4。以量子效率较高的配合物Ⅱ-Ir3和Ⅱ-Ir4为发光中心制备了单发光层和双发光层器件。基于II-Ir4的双发光层器件 ITO/MoO_3(5 nm)/TAPC(30 nm)/TcTa:II-Ir4(2 wt%,10 nm)/26DCzPPy:Ⅱ-Ir4(2 wt%,10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)具有最高的亮度、电流效率、功率效率和外量子效率,分别为20676 cd m~(-2)、14.0 cd A~(-1)、12.0lm W~(-1)和17.8%。而且两种配合物的双发光层器件都表现出较小的效率滚降,在高亮度和高电流密度下仍能维持较高的效率。结果表明,氟取代基位置和数量的不同对配合物的光物理性质和电致发光性能都有不同程度的影响。3.我们将具有良好电子传输性能的二(二苯基膦酰)胺基团作为辅助配体引入深红光铱配合物Ⅲ-Ir1至Ⅲ-Ir4,从而改善配合物的电子传输能力,以提高器件性能。以它们为发光中心分别制备了单发光层和双发光层器件。基于配合物Ⅲ-Ir4 的双发光层器件 ITO/MoO_3(5 nm)/TAPC(30 nm)TcTa:Ⅲ-Ir4(2 wt%,10 nm)/26DCzPPy:Ⅲ-Ir4(2 wt%,10 nm)/TmPyPB(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)展现出最好的性能,亮度、电流效率、功率效率和外量子效率的最大值分别为25926cdm~(-2)、16.6cdA~(-1)、13.7lmW~(-1) 和 19.9%,而且效率滚降更小。所以,通过辅助配体的改变也可以提高配合物的电致发光性能。这些铱配合物的优良性能预示着它们能够作为深红光材料应用于特定的OLED领域。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN383.1;O641.4

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本文编号：1675234