有機金屬配合物電致發(fā)光材料的物理性能研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件(OLED)是平板顯示、照明等領域的研究熱點，而材料是該技術的核心，材料的分子設計、合成以及相關物理性能的研究是該技術的關鍵問題之一，本文合成了兩類五種有機金屬配合物電致發(fā)光材料，并對其與電致發(fā)光相關的物理性能進行了系統地研究，在新型材料與器件結構的設計以及材料結構與光電性能的研究方面取得了進展。 1、探索了8-羥基喹啉鋰的最佳合成方法，確認了其分子結構是一種構型穩(wěn)定的聚集態(tài)結構Liq·Hq。由于Liq的配位數不

2、飽和，使Liq具有很強的吸濕性，容易水解。Liq的HOMO能級為-6.25eV，LUMO能級為-3.24eV，在正向電壓的驅動下，器件ITO/CuPc/NPD/Liq/Al發(fā)射藍綠光，電致發(fā)光峰位于496.0nm，此發(fā)光不是Liq本體發(fā)光，可能是NPD/Liq界面形成的激基復合物或Liq分子之間的激基締合物的發(fā)光。Liq薄膜的熒光發(fā)射峰位于470.0nm，半峰寬度為91.1nm。Liq·Hq熒光發(fā)射峰位于453.5nm，半峰寬度為69.

3、4nm，與Liq相比，Liq·Hq是一種更為純正的藍光材料。將Liq·Hq摻雜在聚合物PVK中利用旋涂的方法制膜有望獲得更理想的電致藍光。 2、突破了傳統的研究思路，設計合成了一種新型的四價金屬離子的混配型配合物二(8-羥基喹啉)-二(苯酚)合鋯Zr(OPh)2q2，Zr(OPh)2q2具有優(yōu)良成膜性和熱穩(wěn)定性，Zr(OPh)2q2薄膜均勻致密，不易晶化，形貌穩(wěn)定。Zr(OPh)2q2薄膜發(fā)射強的黃綠色熒光，發(fā)射峰波長為541.

4、6nm。Zr(OPh)2q2的HOMO能級為-5.94eV，LUMO能級為-3.49eV，在正向電壓的驅動下，雙量子阱結構器件ITO/CuPc/Alq3/Zr(OPh)2q2/Alq3/Zr(OPh)2q2/Alq3/Al發(fā)射黃綠光，發(fā)射峰波長541nm，電致發(fā)光譜帶窄化，譜峰藍移，表現了明顯的量子尺寸效應。器件起亮電壓6V，22V時，亮度達到267cd/m2。 3、首次系統研究了無水的8-羥基喹啉鋅和含水8-羥基喹啉鋅的結構相

5、互轉變以及結構變化對材料發(fā)光性能的影響。在真空狀態(tài)下，加熱溫度在180℃以上，Znq2·2H2O可以轉化為四聚體(Znq2)4，而氯仿又可以將四聚體(Znq2)4解離為Znq2·2H2O，乙醇只能將(Znq2)4部分解離。分子結構、分子堆積結構的演變導致了電子結構的演變，從而導致8-羥基喹啉鋅可變的光學性能。 4、通過比較一系列8-羥基喹啉類金屬配合物的分子結構與發(fā)光性能，得出這類配合物的發(fā)光源于8-羥基喹啉基團，源于激發(fā)電子從

6、電子受體N到電子給體O之間的輻射躍遷。中心離子的電負性、磁性以及它的原子量都影響著該類配合物的發(fā)光。中心離子的電負性增大，使配合物發(fā)光紅移；順磁性的中心離子導致熒光淬滅。中心離子的原子量增加，使配合物發(fā)光亮度降低。取代基對該類配合物的發(fā)光顏色的影響較大，一般來說，在吡啶環(huán)上引入推電子基團，在苯酚環(huán)上引入吸電子基團，使帶隙展寬，發(fā)光藍移，反之，使帶隙變窄，發(fā)光紅移。由于喹啉環(huán)同時存在富電子的給體和貧電子的受體，因此在一些配合物中容易產生π

7、-π相互作用，導致分子聚集，發(fā)光紅移，載流子的傳輸性能提高。 5、合成了兩種新型的電致發(fā)光材料水楊醛縮苯胺鋅(SAZ)、水楊醛縮乙二胺鋅Zn(salen)，SAZ的熔點188.7℃，分解溫度371.0℃，Zn(salen)的分解溫度413.7℃，與目前報道的同類化合物相比，熱穩(wěn)定性、薄膜的形成能力明顯提高，Zn(salen)是目前的報道的席夫堿類電致發(fā)光材料中熱穩(wěn)定性最高的一種。由于Zn(salen)具有比SAZ更緊密的分子構型

8、，使其具有更高的熱穩(wěn)定性和更優(yōu)良的薄膜質量。 Zn(salen)分子表現了明顯的聚集行為，隨著合成溫度的提高，聚集程度提高，而吡啶溶劑可以將Zn(salen)的聚集體解離為單體，在制備Zn(salen)薄膜時，真空度影響了Zn(salen)在薄膜中的聚集行為，低真空下制備的薄膜聚集程度高，而高真空下制備的薄膜聚集程度低。由于Zn(salen)的聚集行為，使其表現了可變的熒光特性。而SAZ薄膜發(fā)射穩(wěn)定的綠色熒光，發(fā)射峰波長為508

9、.0nm。 SAZ的HOMO能級為-5.90eV，LUMO能級為-3.29eV，Zn(salen)的HOMO能級為-5.94eV，LUMO能級為-3.45eV。它們的HOMO能級接近，但Zn(salen)的LUMO能級比SAZ低，這歸因于Zn(salen)聚集。在正向電壓的驅動下，雙量子阱結構器件ITO/CuPc/Alq3/SAZ/Alq3/SAZ/Alq3/Al發(fā)射穩(wěn)定的綠光，發(fā)光峰位于513.6nm。而器件ITO/CuPc/

10、AlqjZn(salen)/Alq3/Zn(salen)/Alq3/Al的發(fā)光表現了對驅動電壓的依賴性。驅動電壓13V時，電致發(fā)光峰位于524.8nm，驅動電壓24V時，電致發(fā)光峰位于500.9nm，發(fā)光藍移，由于雙量子阱對電子的量子約束，與它們相應的雙層結構器件相比，亮度和穩(wěn)定性都得到明顯改善?；赟AZ的雙量子阱器件，啟動電壓大約為10V，26V時，亮度達到248cd/m2，而基于Zn(salen)的雙量子阱器件，啟動電壓大約為6V