电致磷光与分子杂化发光材料的制备与性能研究

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1、摘要电致磷光与分子杂化发光材料的制备与性能研究材料物理与化学童碧海指导教师：王彪教授摘要电致磷光材料因其优异的电致发光性能，引起了科学界的广泛研究兴趣。本论文以二氮杂萘联苯衍生物为配体，制备了铱的金属有机配合物，并对其结构、光物理性能、电致发光性能进行了研究。主要包括以下内容：将位阻酚引入二氮杂萘联苯配体，从而增加了其溶解性。配体与三氯化铱在温和和无催化剂存在的条件下通过一步反应以较高产率直接得到了铱的三环配合物磷光体Ir(肝CPPZ)。。生成的磷光体易溶于二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、氯苯等多种溶剂，适合旋涂

2、法的电致发光器件制作。该磷光体的优势构型为热力学上稳定的面式构型，这种构型也是一种荧光量子效率高的构型，它的荧光量子产率在95％以上。光致发光的发射峰在590衄左右。磷光体的HOMO能级为一5．15eV，LUM0能级为一2．9eV。磷光体表现了较高的热稳定性，起始分解温度为388℃。用ITO／PEDOT／P1I『l(：CBP：Ir(肝CPPZ)。／TPBI／Ba／A1的结构，聚合物电致发光器件的发光峰值为597衄，并且还有一个635衄左右的肩峰。在12％掺杂浓度时器件的效率最大，当亮度91cdm．2时，外量

3、子效率为20．2％，这是目前旋涂器件的最好结果。该器件的最大亮度5870cdm‘2，功率效率5．71mW～，启明电压为8V，色坐标为(0．62，0．36)。结果表明二氮杂萘联苯是一类优良的配体，有必要进行更深入的研究。本论文另外一个方面的研究是关于稀土分子杂化发光材料的研究。我们利用烯一巯加成的方法，成功地合成了一种带有三联吡啶基团的有机硅氧烷，该中间体用核磁共振、红外、质谱等手段进行了表征确认，从而证明了该方法在功能有机硅氧烷制备上的有效性。利用该中间体，我们用溶胶一凝胶法原位制备了三种类型的稀土分子杂化

4、发光材料：(1)稀土(Eu鼾、Tb3+)无机盐与二氧化硅基质以共价键相连的三联吡啶基稀土分子杂化发光材料；(2)稀土(Eu3+、Tb弘)烟酸配合物与二氧化硅基质以共价键相连的烟酸稀土分子杂化发光材料；(3)稀土(Er3+、Nd3+)二苯甲酰甲烷配合物与二氧化硅基质以共价键相连的稀土分子杂化近红外发光材料。第(1)、(2)类稀土分子杂化发光材料的发光均由三联吡啶的敏化而产生，并表现出相应稀土离子的特征发射，掺铕离子的最强发射为617衄，是纯红光发射；而掺铽离子的最强发射为544加，是典型的绿光发射。相比之下，

5、两种掺铽的分子杂化材料均表现出了优异的发光性能，荧光寿命分别为O．8ms和O．68ms，变化不大，最大荧光量子效率为74．99％，而两种掺铕的分子杂化材料的寿命分别为1ms和O．66ms，最大的荧光量子产率为32．44％。第(3)类稀土分子杂化材料的发光主要是由二苯甲酰甲烷配体的敏化产生，荧光也表现为稀土离子的近红外特征发射，在掺铒杂化材料的荧光半高宽为77衄，比在纯无机晶格中有显著增加。掺铒杂化材料的荧光寿命为2．0lls，而掺钕杂化材料的荧光寿命为1．3Ils。寿命比在无机晶格中的要短，表明材料中还存在

6、较多引起激发态失活的基团。这三类稀土分子杂化发光材料的荧光光谱都为稀土离子的特征发射峰，均没有分裂发生，同时荧光衰减均为一级指数衰减，说明稀土离子在杂化材料中分散得很均匀。杂化材料可以通过不同制作工艺做成薄膜或块材，这两种材料的表面均不存在分相现象，证明了材料的均匀性。相比来说薄膜材料非常致密，而块材表面则会有一些孔洞。总之，分子杂化的方法适合于稀土发光材料的制备。关键词：电致磷光，铱(III)配合物，有机一无机杂化材料，稀土，溶胶一凝胶ⅡSynthesisandpropertiesofelec仃ophos

7、phorescentandmolecularhybridlumiIlescentmaterials．MaterialPhysics斑ldChemis．时BmaiTongSupervisor：ProfessorBiaoWallg；ABSTRACTElec仃0phosphofescentm砷耐alshave绷昀nedg他ata：旺erltionbecau∞of血ep彻1tialapplicati∞ofthe∞唧。咂ds勰lliglllye伍cientelech_0l岫ill器c既t锄itte璐．Thethesi

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