有机金属配合物电致发光材料的物理性能研究

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1、太原理工大学博士研究生学位论文有机金属配合物电致发光材料的物理性能研究摘要有机电致发光器件(0LED)是平板显示、照明等领域的研究热点，而材料是该技术的核心，材料的分子设计、合成以及相关物理性能的研究是该技术的关键问题之一，本文合成了两类五种有机金属配合物电致发光材料，并对其与电致发光相关的物理性能进行了系统地研究，在新型材料与器件结构的设计以及材料结构与光电性能的研究方面取得了进展。1、探索了8一羟基喹啉锂的最佳合成方法，确认了其分子结构是一种构型稳定的聚集态结构Liq·Hq。由于Liq的配位数

2、不饱和，使Liq具有很强的吸湿性，容易水解。Liq的HOMO能级为一6．25eV，LUMO能级为一3．24eV，在正向电压的驱动下，器件ITO／CuPc／NPD／Liq／AI发射蓝绿光，电致发光峰位于496．Ohm，此发光不是Liq本体发光，可能是NPD／Liq界面形成的激基复合物或Liq分子之间的激基缔合物的发光。Liq薄膜的荧光发射峰位于470．Onto，半峰宽度为91．1nm。Liq·Hq荧光发射峰位于453．5rim，半峰宽度为69．4nm，与Liq相比，Liq·Hq是一种更为纯正的蓝光材

3、料。将Liq·Hq掺杂在聚合物PVK中利用旋涂的方法制膜有望获得更理想的电致蓝光i太原理工大学博士研究生学位论文2、突破了传统的研究思路，设计合成了-,eo新型的四价金属离子的混配型配合物-(8-羟基喹啉)一二(苯酚)合锆Zr(OPh)2q2，Zr(OPh)2q2具有优良成膜性和热稳定性，Zr(OPh)2qz薄膜均匀致密，不易晶化，形貌稳定。Zr(OPh)2q2薄膜发射强的黄绿色荧光，发射峰波长为541．6nm。Zr(OPh)2q2的HOMO能级为一5．94eV，LUMO能级为一3．49eV，在正

4、向电压的驱动下，双量子阱结构器件ITO／CuPc／AlqH／Zr(OPh)zq2／Alq3／Zr(OPh)2q2／Alq3／A1发射黄绿光，发射峰波长541nnl，电致发光谱带窄化，谱峰蓝移，表现了明显的量子尺寸效应。器件起亮电压6V，22V时，亮度达到267cd／m2。3、首次系统研究了无水的8一羟基喹啉锌和含水8一羟基喹啉锌的结构相互转变以及结构变化对材料发光性能的影响。在真空状态下，加热温度在1800C以上，Znq2·2H20可以转化为四聚体(Znq2)4，而氯仿又可以将四聚体(Znq2)4

5、解离为Znq2"2H20，乙醇只1Flm将(Znq2)4部分解离。分子结构、分子堆积结构的演变导致了电子结构的演变，从而导致8一羟基喹啉锌可变的光学性能。4、通过比较一系列8．羟基喹啉类金属配合物的分子结构与发光性能，得出这类配合物的发光源于8。羟基喹啉基团，源于激发电子从电子受体N到电子给体O之间的辐射跃迁。中心离子的电负性、磁性以及它的原子量都影响着该类配合物的发光。中心离子的电负性增大，使配合物发光红移；顺磁性的中心离子导致荧光淬灭。中心离子的原子量增加，使配合物发光亮度降低。取代基对该类配

6、合物的发光颜色的影响较大，一太原理工大学博士研究生学位论文般来说，在吡啶环上引入推电子基团，在苯酚环上引入吸电子基团，使带隙展宽，发光蓝移，反之，使带隙变窄，发光红移。由于喹啉环同时存在富电子的给体和贫电子的受体，因此在一些配合物中容易产生兀一兀相互作用，导致分子聚集，发光红移，载流子的传输性能提高。5、合成了两种新型的电致发光材料水杨醛缩苯胺锌(SAZ)、水杨醛缩乙二胺锌Zn(salen)，SAZ的熔点188．7"C，分解温度371．0V，Zn(salen)的分解温度413．70C，与目前报道的

7、同类化合物相比，热稳定性、薄膜的形成能力明显提高，Zn(salen)是目前的报道的席夫碱类电致发光材料中热稳定性最高的一种。由于Zn(salen)具有比SAZ更紧密的分子构型，使其具有更高的热稳定性和更优良的薄膜质量。Zn(salen)分子表现了明显的聚集行为，随着合成温度的提高，聚集程度提高，而吡啶溶剂可以将Zn(salen)的聚集体解离为单体，在制备Zn(salen)薄膜时，真空度影响了Zn(salen)在薄膜中的聚集行为，低真空下制备的薄膜聚集程度高，而高真空下制备的薄膜聚集程度低。由于Zn

8、(salen)的聚集行为，使其表现了可变的荧光特性。而SAZ薄膜发射稳定的绿色荧光，发射峰波长为508．0nm。SAZ的HOMO能级为一5．90eV，LUMO能级为．3．29eV，Zn(salen)的HOM0能级为。5．94eV，LUMO能级为一3．45eV。它们的HOMO能级接近，但Zn(salen)的LUMO能级比SAZ低，这归因于Zn(salen)聚集。在正向电压的驱动下，双量子阱结构器件iTO／CuPc／AIq3／SAZ／AIq3／SAZ／Alq3／Al太原理工大学博士研究