基于4-甲基喹啉衍生物銥(Ⅲ)和鉑(Ⅱ)配合物的合成、結構及其光電性能研究.pdf

1、重金屬配合物，由于中心金屬離子具有獨特的d6，d8和d10電子構型，能夠發(fā)生強自旋軌道耦合作用(spin-orbit coupling)，使得單重激發(fā)態(tài)到三重激發(fā)態(tài)的系間穿越得以有效發(fā)生，增強室溫磷光發(fā)射，具有復雜而豐富的激發(fā)態(tài)性質，始終都是研究者們的一個焦點。
　　 磷光銥(Ⅲ)、鉑(Ⅱ)配合物的發(fā)光顏色與環(huán)金屬碳氮配體(HC(∧)N)以及輔助配體的化學結構有著密不可分的關系。尤其對于環(huán)金屬配體來說，配體上特定位置的取代基都會

2、引起發(fā)光顏色的較大的變化，此外，在合成配合物的過程中，幾乎都要使用2-乙氧基乙醇作為溶劑，因其毒性大、成本高，且反應溫度高，對于敏感的官能團，會有副反應發(fā)生，同時中間體和產(chǎn)物有被氧化的風險，不利于合成含有敏感官能團的功能化配合物。基于此，本文設計合成了一系列含不同取代基的基于4-甲基喹啉衍生物銥(Ⅲ)、鉑(Ⅱ)配合物，及其在有機電致發(fā)光器件中的應用。
　　 (1)設計合成了五種2-芳基-4-甲基喹啉環(huán)金屬碳氮配體(HC(∧)N)

3、，分別是2-苯基4甲基喹啉、2-(2，4-二氟苯基)-4-甲基喹啉、2-(4-氟苯基)-4-甲基喹啉、2-(4-甲氧基苯基)-4-甲基喹啉、2-（噻吩-2-基）-4-甲基喹啉。并基于以上五種環(huán)金屬碳氮配體(HC(∧)N)，分別合成了五種銥(Ⅲ)配合物[Ir(C(∧)N)2(acac)]和五種鉑(Ⅱ)配合物[Pt(C(∧)N)(acac)]，通過1HNMR，13C{1H）NMR以及單晶X-射線衍射確定分子結構;
　　 (2)提出了

4、基于β-二酮銥(Ⅲ)配合物[Ir(C(∧)N)2(acac)]的溫和高效合成方法。采用二氯甲烷為溶劑，無水碳酸鉀為縛酸劑，在25℃溫和條件下，分別以五種銥(Ⅲ)氯橋二聚體[(C(∧)N)2Ir(μ-Cl)2Ir(C(∧)N)2]和乙酰丙酮(Hacac)進行配位反應合成了五種銥配合物[Ir(C(∧)N)2(acac)]，為此類基于β-二酮銥(Ⅲ)配合物探索出一條溫和有效的合成方法;
　　 (3)通過紫外-可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜

5、分別對兩個系列的銥(Ⅲ)配合物和鉑(Ⅱ)配合物光物理性質進行研究。對于Ir(C(∧)N)2(acac)，室溫下，實現(xiàn)了發(fā)光顏色在二氯甲烷溶液中從黃綠光(574 nm，577 nm)、黃光(580 nm)、橙光(597 nm)到紅光(615 nm)發(fā)射的有效調節(jié)作用，所有Ir(C(∧)N)2(acac)固體發(fā)射光譜都發(fā)生紅移，其中Ir(4m2pq)2(acac)(1), Ir(4m224Fpq)2(acac)(2), Ir(4m24Fpq

6、)2(acac)(3),Ir(4m24mopq)2(acac)(4)分別紅移20 nm左右，Ir(4m2thq)2(acac)(5)紅移最大，達到40 nm。另外，室溫下，五種Pt(C(∧)N)(acac)顯示強的固態(tài)發(fā)射，且都比相應的二氯甲烷溶液中明顯藍移，并具有精細結構，這與對應的Ir(C(∧)N)2(acac)特性完全不同，其中Pt(4m2pq)(acac)(6)在549 nm，589 nm，636 nm處發(fā)射，Pt(4m224F

7、pq)(acac)(7)在549 nm，589nm，604 nm處發(fā)射，Pt(4m24Fpq)(acac)(8)在539 nm，585 nm，636 nm處發(fā)射，Pt(4m24mopq)(acac)(9)在533 nm，577 nm，624 nm處發(fā)射，Pt(4m2thq)(acac)(10)在587 nm，640 nm，705 nm處發(fā)射;
　　 (4)制各了基于五種銥(Ⅲ)配合物和五種鉑(Ⅱ)配合物的摻雜磷光電致發(fā)光器件?；?/p>

8、于銥(Ⅲ)配合物的器件結構為ITO/NPB(40 nm)/CBP: Ir(Ⅲ) complex(x wt％)(30 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(30 nm)/LiF(1nm)/Al(150 nm)，摻雜濃度x分別為6％和8％。電致發(fā)光光譜與對應的室溫下二氯甲烷溶液中的熒光發(fā)射光譜幾乎一致，且發(fā)光顏色幾乎不隨電壓改變而改變，Ir(4m2pq)2(acac)(1)，Ir(4m224Fpq)2(acac)(2)，Ir(4m24Fp

9、q)2(acac)(3)的最大亮度都超過23000 cd/m2，最大電流效率分別達到10.4 cd/A，14.2 cd/A，25.7 cd/A，最大功率效率為5.0 lm/W，8.1 lm/W，15.7 lm/W，此外驅動電壓都在3V左右;基于鉑(Ⅱ)配合物的器件結構為ITO/NPB(40 nm)/CBP: Pt(Ⅱ) complex(x wt％)(20 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(20 nm)/LiF(1 nm)/Al(1

10、50 nm)，摻雜濃度x分別為6％和8％。其中Pt(4m2pq)(acac)(6)電致發(fā)光光譜的最大發(fā)射峰位于596 nm，最大亮度達到23962 cd/m2，最大電流效率達到16.3 cd/A，流明效率8.1 lm/W，特別地，Pt(4m24Fpq)(acac)(8)的發(fā)光顏色與摻雜濃度有關，在較高濃度下呈現(xiàn)標準的紅光發(fā)射;
　　 (5)研究了存在于Ir(C(∧)N)2(acac)與Pt(C(∧)N)(acac)中某些特定位置