有机发光材料的合成、表征及在LED的应用研究

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本学位论文分为三部分, 第一部分是有机电致发光(OLED)用发光材料重要配体4,7-二对溴苯基-1,10-菲啰啉(4,7-bis-(p-bromophenyl)-1,10-phenanthroline,4,7-bpbpphen)的无砷合成研究。由于当前该配体的合成需要使用剧毒物砷酸,对环境和经济的发展都极为不利,我们对该配体的合成方法skraup反应进行了一系列的研究,分析了氧化剂种类和使用量、温度、氧气以及溶剂的使用量上面对该反应产物和产率的影响,以1H-NMR,MS-EI和元素分析(elemental analysis,EA)表征,最终首次建立了无砷合成4,7-二对溴苯基-1,10-菲啰啉的方法,并优化了该方法的反应条件。 第二部分是针对当前半导体白光照明二极管(light-emitting diodes,LED)用红光荧光材料发光亮度不足够,难以和其它单色荧光粉配合成白光及无机荧光材料大多被国外垄断的情形,对Eu(Ⅲ)有机配合物荧光粉的合成及与无机荧光粉配合组成白光进行了系列研究。合成了有机配体联苯甲酰三氟丙酮(BPTFA),并用BPTFA作为第一配体,邻菲啰啉(Phen)或三苯基氧化磷(TPPO)作为第二配体,合成了相应的Eu3+二元和三元配合物,通过元素分析、红外吸收光谱、热重分析和光致发光分析对合成产物进行了表征,证实所合成的两种Eu(Ⅲ)二元配合物均为热稳定性高、光致发光性能优良的红色发光材料,可作为白光二极管用红色发光荧光粉。同时合成了掺杂二价铕铝酸盐绿色荧光粉,以XRD证实,并对该荧光粉的荧光性质进行了表征,适合应用作白色发光二极管的绿色荧光粉。 第三部分以所合成的Eu(Ⅲ)二元和三元配合物为发光材料,混和一定比例的环氧树脂涂覆在~395 nm InGaN基LED芯片上,制得相应的红色发光二极管,并测定了对应的发光光谱和色度坐标。所得的结果显示:Eu(Ⅲ)三元配合物对InGaN所发出的~400 nm的近紫外光有较强的吸收,其对应二极管的发光光谱与原配合物粉末的荧光发射光谱相近,说明这些Eu3+有机配合物可用作LED红色荧光粉。用其中光致发光最强的三元配合物Eu(BPTFA)3phen同无机掺Eu2+铝酸盐和掺Eu2+硅铝酸盐荧光粉进行制备成发光二极管,其色坐标为(0.262,0397),很接近白光区,为进一步制各白光LED奠定了基础。
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