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功能
配合
磷光
材料
合成
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功能化配合物磷光材料的合成,功能,配合,磷光,材料,合成
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开题报告 题目： 功能化配合物磷光材料的合成 与性能研究 一、 毕业设计综述 (题目背景，研究意义，国内外相关研究 ) 题背景 有机发光 二极管 （ 称 ， 具有自发光的特性 。基本结构是由 一薄而透明具 半导体 特性之铟锡氧化物 (电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如 汉堡包 的结构。 (如图 1)1 图 1 整个结构层中包括了：空穴传输层 (发光层 (电子传输层 (2, 其中发光材料是 件的核心。 当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合产生光亮， 依其配方不同产生红、绿和蓝 原色构成基本色彩 。 当两电极间施加直流电压后，由阳极 入的空穴和阴极注入的电子相向运动并在发光层中相遇形成激子，当电子与空穴复合时，复合能量以光子形式辐射出来从而产生电致发光现象。 3 1963 年 M 人 4首次实现葸单晶的电致发光，这是最早的文献报道。但由于单晶厚度达 10 20 动电压高达 400 V 才能实现微弱蓝光，未能引起广泛关注。后来 5F 6和 7等人又相继 报道了葸和萘等稠环芳香族化合物的电致发光。将电压降至 100 V 左右，获得 5光子电子的外量子效率。但这些器件都由于较高的驱动电压 (大于或等于 100 V)和不佳的发光效率等因素被认为没有实用价值，所以发展缓慢。 1987 年，美国柯达公司的邓青云博士 ( 及 8发表以真空蒸镀法制成双层式结构的 件，实现了用低压直流驱动 ( 10V)获得高亮度 (1000 cd/高效率 (流明效率达 ，外量子效率达 1 )的 件。 1988 年日 本九州大学的 C 人 9将电子传输材料引入 ，提出了多层结构的有机电致发光器件的模式，改进了器件的结构，进一步推动了有机电致发光器件的研究。 1998年，美国 0研究组采用在主体发光材料中掺杂磷光材料八乙基卟啉铂 (方法，得到内、外量子效率分别为 23、 4 的有机发光器件。并证实发出的红光 (l=650 磷光染料的三重态发光，如此高的效率源于从主体荧光材料到磷光染料的高效能量传递，单重态激子和三重态激子均参与发光，从而有效地提 高了器件的电致发光效率。随后他们又引入新的磷光染料三苯基吡啶 (Ir()，制备出内量子效率接近 100 的 11磷光材料突破了有机电致发光材料量子效率低于 25 的限制，使平板显示器的研究进入一个新时期。 他们 最先 将磷光配合物铂应用在有机电致发光器件中 对于这类基于过渡金属的磷光配合物而言，由于可以充分利用包括单重态 (约占 1 /4 )和三重态 (约占 3/4 )在内的所有能且形式，突破了荧光材料 25 %的能量利用极限。理论上内量子效率可以达到 100%。 因此，磷光配合物发光材 料已成为电致发光材料领域的研究热点之一。 1998美国 12在 电致磷光材料，并将其掺杂于 8中，得到了 %的有机小分子电致磷光器件 13。此后磷光发光材料引起了人们的广泛关注，由限制三重态磷光发射开始利用三重态磷光发射，涌现了一批过渡金属有机配合物磷光材料，这些过渡金属配合物磷光材料多为 14如 )、 )、 )、 )、 )等。 有机电致发光二极管是利用有机材料在电注入下发光的器件，它具有全固态、自主发光、亮度高、视角宽、响应速度快 、厚度薄、可使用柔性基板、功耗低、工作温度范围宽等优点，因此 有制作成本低的优点。 小尺寸 示屏的需求主要以手机与 幕材料， 移动显示设备 为主，并且 在新一代平板显示技术及固态照明方面具有的无可比拟的优势和巨大的应用潜力，引起了国内外学者们的广泛关注与研究。 16但是 器件的工作寿命、发光效率、发光颜色及 色纯度 和稳定性有待提高、新的高效有机材料的开发及有市场竞争力的生产工艺 等仍有待提高。这就需要不断提高器件工艺和开发新的有机电致发光材料。 与传统的基于荧光材料为发光组分的 比，基于磷光配合物材料的有机电致发光器件有更大的优势。在磷光金属配合物中，由于重金属原子的引入，金属与配体之间将产生较强的自旋轨道耦合，使得轨道的三线态特征变得模糊，因而导致三线态激子的跃迁辐射，产生磷光。与荧光相比，磷光有诸多的优越性及特殊性。如， (1)在电注入的方式 下 ,三线态激子产生的率为 75% ，而单线态激子为 25% 。由此，基于磷光的有机电致发光器件的内量子效率可以打破基于荧光材料的器件的 25% 的理论极限。如果配合物中单线态到三线态的系间窜越效率也很高的话，基于磷光重金属配合物的 量子效率可达 100%17;(2) 由于磷光发射的自旋禁阻特性 ,该类激子的寿命较荧光长。较长的激子寿命有利于激子的扩散，若用于有机光伏器件，可提高光致激子的利用率 ; (3)金属配合物的光电特性非常丰富。由于金属和配体的同时存在，使得材料的吸收光谱可以很宽。同时可利用配体和金属的结合在整个可见光范围内进行光色调制。由 于荧光材料受其本身特点的影响 (受自旋统计理论的限制 )，近年来研究比较的主体发光材料就是磷光材料。 18通过在发光基质 (主体 )中掺杂磷光染体（客体），磷光染料一般都是有机金属化合物，其中心金属均是过渡金属过渡金属，如：锇（ 铱（ 、铂（ 、铕（ 、钌（ 等， 19可大幅度提高器件的内量子效率，特别是磷光染料，配位基则是含氮的杂环化合物。客体发光材料常以共蒸镀或扩散的方式掺杂进主体发光材料，而后以能量转移的方式从主体材料中获取能量 20。 有机电致磷光器件相对于有机电致荧光器件来说，在 未来具有更广阔的应用前景，因此，磷光器件是目前有机电致发光领域的研究热点 ,其性能正在不断得到提高，产业化势头异常迅猛。本课题拟通过设计并合成具有希夫碱结构特征的配体，使之与过渡金属铱（ 及铂（ 行配位以获得相应的配合物。然后将研究所得配合物的基本光物理性质，包括紫外 选出高效的配合物磷光材料。选用 铱（ 及铂（ 行配位 的原因如下 :(1)铱 以及铂 的原子序数较大，可使配合物产生很强的自旋轨道耦合，有利于磷光发射 ; (2) 铱 以及铂 金属离子中 d 轨道分裂较大，避免 与配合物的 相互作用而降低磷光发射效率 ; (3) 铱 以及铂 的三价离子可与配体形成非常稳定的中性分子，有利于蒸镀或溶液加工方式的器件制备 。 二、 研究的主要内容及采用的研究方案 通过对文献资料的调研与学习，设计合适的研究方案，主要完成以下几方面的研究工作： (1) 配合物磷光电致发光材料的特点及在发光材料中的应用背景分析； (2） 配合物磷光电致发光材料的性能研究； (3) 配体的配合金属选择及配体制备方法的研究。 三、研究方案： NS nB HP d ( P P h 3 ) 4 甲 苯，1 2 0 0 C+ CI r C l 3乙 二 醇 乙 醚 / 水1 1 0 0 CI rC lC lI O 乙 二 醇 乙 醚 OI O+222二醇乙醚/水90 CP tC lC lP O+ O O 乙 二 醇 乙 醚 OP a C O 3 OP 33NP O+24四、本课题的重点难点，前期以展开的工作 (1)在用金属合成配合物的步骤产率较低 ： (2)配体制备的产率低。 (1)通过对文献的分析和研究，明确课题的研究背景和研究目标； (2)掌握实验室的常规操作方法，在研究工作的安排上能够做到合理、有序； (3)了解配合物磷光电致发光材料的工作原理及其制备方法； (4)对影响配合物磷光电致发光材料的配体制备的因素有初步的认识。 五、完成课题的工作方案及进度计划 第 1 2 周 选题、制定课题研究相关的指导计划、保证课题按时完成； 第 3 4 周 对已搜 集到的资料和文献进行分析、完成开题报告； 第 5 8 周 进行实验以及数据的收集，完成论文的初稿和进行中期检查； 第 9 13 周 论文修改基本完成； 第 14 周 最后检查，按时提交论文，指导教师进行论文评阅，给出评分； 第 15 周 再次熟悉论文内容，参加毕业答辩。 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查 意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 ., ., . . is J. 1998, 27:2 刘鹏益，唐振方，孙汪典 ，暨南大学学报， J，有机发光器件的研究发展及应用前景 ,23 （ 1）， 10002002） 013 杨定宇，蒋孟衡，杨军，涂小强。有机电致发光材料研究进展 10032006）064 ., . P, . in J1963, 38:25 , . G J. 1995,296 , . of in J. J . 50:5017 . F . A. J. 1970, 58:4768 . A., G.)in J. 1982, 94:1719 . W. . A. J. 1987 51:913 10 ., . A., . J. 77(6):90411 . A., U. F, , et J. 1998, 395:15112 A,O F,et J998,395(6698):15113 ,O , R,et 001,78:162214 ,et of 001,40(7):170415 ,et m 001,123(18):430416 廖章金，朱彤珺，密保秀，高志强， N ，小分子铱配合物及其电致发光， 23（
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