论文部分内容阅读
在课题组前期工作基础上,本论文以苯并咪唑为基本配位单元,利用其sp3和sp2两个氮原子的不同成键方式,合成了多个系列的离子型和中性铜(Ⅰ)配合物,比较研究了其结构特点、光物理性质、电化学性质及电致发光性质,同时还考察了取代基的位阻效应及电子效应。通过引入更多的膦配位基团,本论文还合成了一系列基于N^P及N^O杂化配体的铜(Ⅰ)配合物,研究了其光物理性质,探讨了其在电致发光器件方面的应用。
(1)合成了第一配体为2-(2’-吡啶基)苯并咪唑(pbm)或2-(2’-喹啉基)苯并咪唑(qbm)、第二配体为三苯基膦(PPh3)或二(2-二苯基膦基)苯基醚(DPEphos)的一系列离子型和中性铜(Ⅰ)配合物。成对的配合物分子中,中心金属离子均采取相似的扭曲四面体配位构型。基于pbm和qbm的配合物分别在318-345 nm和353-381 nm附近出现强的π-π*吸收,其中离子型配合物分别在381-390 nm和420-433 nm附近出现弱的MLCT吸收带,中性配合物由于较大的共轭程度,红移的π-π*吸收覆盖了MLCT吸收带。配合物均展示了强的MLCT磷光发射,相对于离子型配合物,中性配合物的最大发射峰蓝移24-43 nm,磷光寿命延长,光致发光效率提高。配合物[Cu(qbm,)(DPEphos)](BF4)和[Cu(qbm)(DPEphos)]的多层电致发光器件分别在7.5和7.7 V启亮,最大亮度分别为2820和465 cd/m2,最大电流效率分别为5.58和8.87 cd/A。
(2)在吡啶基苯并咪唑的不同位置引入甲基,合成了一系列离子型和中性铜(Ⅰ)配合物。4(7)位甲基的引入,使得基于L1[L1为4(7)-甲基-2-吡啶基苯并咪唑]的配合物的最大发射峰(514-533 nm)蓝移2-7 nm;6’位甲基的取代基效应,导致基于L3[L3为2-(6’-甲基-吡啶基)苯并咪唑]的配合物的最大发射峰(506-521 nm)蓝移19-21 nm。受位阻效应的影响,在PMMA膜中[Cu(L3)(DPEphos)](BF4)的荧光量子产率提高至40.1%;受电子效应的主导作用,[Cu(L3)(DPEphos)]的荧光量子产率减低至11.7%。[Cu(L3)(DPEPhos)](BF4)的多层发光器件在7.7V启亮,最大电流效率为5.11 cd/A,最大亮度1853 cd/m2。[Cu(L3)(DPEphos)](BF4)的发光电化学池(LECs)在3.3 V启亮,最大电流效率为18.1 cd/A、最大亮度为4591 cd/m2。
(3)合成了第一配体为2,2’-联苯并咪唑衍生物、第二配体为膦配体的一系列离子型和中性铜(Ⅰ)配合物。所有配合物在330、340、360nm附近出现强的π-π*吸收带,离子型配合物还在383-401 nm出现弱的MLCT吸收带。离子型配合物在PMMA膜中最大发射峰在515-532 nm处,相比溶液态下的发射蓝移34-67 nm,中性配合物的最大发射峰为486-504 nm,相比溶液态蓝移5 nm左右。[Cu(L3)(DPEphos)](BF4)[L3为2-(N-苯基苯并咪唑基)苯并咪唑]的多层电致发光器件在7.5 V启亮,最大电流效率为5.69 cd/A,最大亮度929 cd/m2。[Cu(L2)(DPEphos)](BF4)[L2为2-(N-甲基苯并咪唑基)苯并咪唑]的LECs器件在3.3V启亮,最大电流效率为9.81 cd/A,最大亮度为3553 cd/m2。
(4)合成了一系列基于Np配体2-[(二苯基膦基)甲基]吡啶(PCN)、8-二苯基膦基喹啉(PQn)的铜(Ⅰ)配合物。基于PCN和PQn的配合物分别在261-274 nm和265-284 nm出现强的π-π*吸收,基于PQn的配合物在350-360 nm出现弱的MLCT吸收带。由于共轭程度的增加,基于PQn的配合物在PMMA薄膜中的发射为556-606 nm,比基于PCN的配合物红移约80 nm。[Cu(PQn)(DPEphos)](BF4)多层电致发光器件在7.1 V启亮,最大电流效率为2.1 cd/A,最大亮度为276 cd/m2。
(5)合成了一系列基于2-二苯基膦氧基吡啶(PON),2-[(二苯基膦氧基)甲基]吡啶(POCN),8-二苯基膦氧基喹啉(POQn)的氧原子参与配位的铜(Ⅰ)配合物。由于能隙的增加,配合物[Cu(POCN)(DPEphos)](BF4)在PMMA膜中的发射最大峰值495 nm,相比[Cu(PON)(DPEphos)](BF4)和[Cu(POQn)(DPEphos)](BF4)分别蓝移29和75 nm,荧光量子产率提高至0.72。[Cu(POCN)(DPEphos)](BF4)的单层器件在29.7 V启亮,可达到的最大亮度为157 cd/m2,最大电流效率可达到8.75 cd/A。