【正文】 960 以及 60 幀 /s、 3 cm 的單色視頻顯示器以及紅綠藍(lán)（ RGB）多色有機(jī)電致發(fā)光顯示器。這些研究建立了對(duì)有機(jī)致電發(fā)光全過程的認(rèn)識(shí)卻沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 稀土芳香族羧酸配合物是一類性能較好的 發(fā)光材料 , 近年來對(duì)這類配合物發(fā)光的研究日益受到人們的重視 [6]。 自從 Tang[3] 和 Burroughes[4] 分別報(bào)道了高性能的有機(jī)小分子和聚合物發(fā)光器件以來 , 有機(jī)電致發(fā)光研究已取得了很大的進(jìn)展。其量子效率高 ,發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào) ,在生產(chǎn)及使用過程中不含有害物質(zhì) ,屬于很好的環(huán)境友好材料。s attention in recent years . Especially in the synthesis of rare earth luminescent material, the synthetic product has good stability, high luminance, has attracted great interest to study. This paper mainly to study the luminescence properties and the structure of the rare earth terbiumˊs plexes which pose with ligand through by choosing different anic ligands . The main research route as follows: 1. Using the drug Tb4O7 to preparation Tb3+。通過反復(fù)試驗(yàn) ，找到了反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度，因用乙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，所以反應(yīng)溫度應(yīng)高于乙醇的沸點(diǎn)，也找到了適宜的 PH 值：調(diào)節(jié) PH 在 8 以上但不能高于 11，否則有凝膠現(xiàn)象，反應(yīng)后的產(chǎn)物最好添加適量乙醇，進(jìn)行 30 分鐘研磨（瑪瑙研缽），放入 65℃ 烘箱中烘干，所得產(chǎn)物亮度較好。尤其是稀土發(fā)光材料的合成，因合成產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性，高效發(fā)光性，引起了人們極大地研究興趣。 沈陽化工大學(xué) 本科畢業(yè)論文 題 目： 有機(jī)配體結(jié)構(gòu)與稀土離子鋱發(fā)光性能關(guān)系的研究 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 0902 班 學(xué)生：高婷婷 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 有機(jī)配體結(jié)構(gòu)與稀土離子鋱發(fā)光性能關(guān)系的研究 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 通過選擇不同的有機(jī)配體，在適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下與稀土離子鋱合成配合物，研究其發(fā)光性能與配體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 ；通過 X射線衍射 等 測(cè)試 稀土有機(jī)配合物的 結(jié)構(gòu)。 本文主要通過選擇不同的有機(jī)配體與稀土離子鋱形成配合物，研究其發(fā)光性能與配體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 產(chǎn)物也進(jìn)行了多項(xiàng)性能測(cè)試，紅外光譜測(cè)試主要確定了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，確定為目標(biāo)產(chǎn)物 ，也為研究對(duì)比配合物發(fā)光性提供一定依據(jù)，在溶解性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物在 N,N二甲基甲酰胺 中 的溶解性較好，在丙酮和乙醇中部分溶解，通過熱重判斷物質(zhì) 的熱穩(wěn)定性 ，熒光測(cè)試發(fā)現(xiàn)對(duì)甲基苯甲酸配合物發(fā) 光強(qiáng)度最強(qiáng)。 2. Using different anic ligands with Tb3+, adjacent phenanthroline synthesis of ternary plexes。重要的是三價(jià)稀土離子的電子層中不同能級(jí)之間可以產(chǎn)生近二十萬的不同能級(jí)躍遷 ,使可以發(fā)出如此豐富 多彩光芒的的稀土元素成了國(guó)內(nèi)外研究人員 頸項(xiàng) 研究和開發(fā)的寶庫。發(fā)光顏色可以覆蓋從紅到藍(lán)整個(gè)可見光范圍 , 發(fā)光效率和壽命也迅速接近商業(yè)化水平。有關(guān)鄰苯二甲酸與部分稀土的固體配合物的熒光性質(zhì)曾有不少研究 , 鋱與水楊酸、苯甲酸配合物的發(fā)光研究也已有報(bào)道 [ 7~ 14] 。 真正得以應(yīng)用有機(jī) EL 時(shí)代是在 80 年代， 1987 年，美國(guó) tang 等人制作了有機(jī)發(fā)光二極管（ OLED） ,發(fā)出亮度高達(dá) 1000cd/m2的綠光，這種超薄平板器件儀器以其高亮度，高效率和低驅(qū)動(dòng)電壓等優(yōu)點(diǎn)引起了人們極大關(guān)注 ,緊接著日本在此技術(shù)上進(jìn)一步突破，制作了更有發(fā)光效率的三層夾心結(jié)構(gòu)儀器。同年， 日本PioneerElectronics 生產(chǎn)出第一個(gè)商品化的 OLED 產(chǎn)品， 即汽車通信信息系統(tǒng)儀表； 隨后， 該公司又推出無源矩陣驅(qū)動(dòng)、可顯示視頻圖像的彩色 OLED 顯示屏，這種高清晰顯示器所顯示的圖像幾乎可以和傳統(tǒng)的陰極射線顯示 器相媲美。 有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件（ OEL）即有機(jī)發(fā)光二極管（ OLED）的電致發(fā)光屬于注入式發(fā)光，器件的一般 結(jié)構(gòu)是在金屬陰極和透明導(dǎo)電陽極之間沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 3 夾一層有機(jī)薄膜電致發(fā)光介質(zhì)。 十多年來，人們?cè)诎l(fā)光機(jī)理、材料合成及器件結(jié)構(gòu)等很多方面進(jìn)行了大量的研究并取得了很大的進(jìn)展。有機(jī)電致發(fā)光材料中種類最多的應(yīng)該是有機(jī)熒光類材料。 通常，有機(jī)金屬配合物類材料可通過對(duì)配體的改進(jìn)改變配合物的性質(zhì)，進(jìn)一步提高發(fā)光效率和膜的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)器件的壽命。 Peter 等人便通過分子規(guī)模的界面工程形成聚合物 OLED 中不同的電子輪廓，來實(shí)現(xiàn)近乎平衡的電荷注入和近乎完美的載流子復(fù)合，極大地減小了器件的泄漏電流，使得單層聚合物 OLED 效率得以顯著提高 . 有機(jī)電致發(fā)光器件發(fā)光機(jī)理研究 [18] 為了研究和開發(fā)高效率的有機(jī)發(fā)光材料，追求高亮度、高效率 OLED ，人們對(duì)其發(fā)光機(jī)理也進(jìn)行了深入的探索研 究。 從電致發(fā)光發(fā)射譜分析，加入載流子輸運(yùn)層對(duì)電致發(fā)光器件發(fā)光峰的位置沒有影響，只是提高了發(fā)光強(qiáng)度，即在提高亮度的同時(shí)不改變發(fā)光顏色。 最近， Baijun Chen等人報(bào)道，通過適當(dāng)?shù)哪軒ヅ?，在有效地提高有機(jī)薄沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 5 膜電致發(fā)光器件的發(fā)光效率的同時(shí)，器件的色純度也得到了較大的改善。摻雜有機(jī)小分子薄膜的 I— V 特性變化很小，主要是它的光譜特性變化大。有機(jī)高分子材料即聚合物材料則不能通過摻雜改變發(fā) 射顏色，聚合物的摻雜只能大幅度地提高材料的電導(dǎo)率，從而改進(jìn)相應(yīng)的器件特性。 它不僅可以幫助確定制備 發(fā)光層薄膜的最佳厚度，還能夠?yàn)檠芯枯d流子在發(fā)光層中的輸運(yùn)過程提供有利的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 有機(jī)小分子的發(fā)光器件，載流子復(fù)合區(qū)域位于靠近沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 6 ITO 或空穴輸運(yùn)層與發(fā)光界面層附近，但是單層結(jié)構(gòu)與多層結(jié)構(gòu)的載流子復(fù)合區(qū)域略有不同。 目前 OLED 在大面積平板顯示中的應(yīng)用研究取得了一定 的進(jìn)展，但要真正意義上的商品化、市場(chǎng)化尚需時(shí)日，真正有所突破的工作是在小尺寸顯示方面，低信息容量的有機(jī)發(fā)光顯示器件已經(jīng)在便攜式電子設(shè)備中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中，能與稀土直接配位的原子有鹵素，氧族 (氧、硫、硒、碲 )，氮族 (氮、磷、砷 )，碳族 (碳、硅、鍺 )和氫這五類元素。此外，多余的能量還可以通過電子轉(zhuǎn)移、振動(dòng)弛豫、系間竄躍等方式來釋放，而這些能量釋放的途徑均不伴隨發(fā)光現(xiàn)象。由于兩者輻射躍遷方式 (發(fā)光機(jī)理 )有較大的不同 ，熒光是從第一激發(fā)單線態(tài)回到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的輻射躍遷而發(fā)出的光，而磷光則是從三線態(tài)回到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的輻射躍遷所發(fā)出的光，所以熒光和磷光的壽命有著非常大的差別，磷光的壽命較長(zhǎng)，當(dāng)外界刺激停止后，所發(fā)出的光仍然能夠持續(xù)一定的時(shí)間；而熒光的壽命就很短，當(dāng)光照或其它的外界刺激停止時(shí)，發(fā)光現(xiàn)象隨之停止。 [2127] 稀土離子吸收紫外光或電子射線等能量后，通?？梢酝ㄟ^ 3 種躍遷由基態(tài)變?yōu)橄鄳?yīng)的 激發(fā)態(tài)，再以非輻射衰變至 4fn組態(tài)的激發(fā)態(tài) (亞穩(wěn)態(tài) )，然后由此激沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 8 發(fā)態(tài)以輻射躍遷的方式回到基態(tài)時(shí)便產(chǎn)生熒光。 (3) Pr3+， Nd3+， Ho3+， Er3+， Tm3+和 Yb3+：該組離子由于 4f 殼層為非充滿或半充滿狀態(tài)，因而基本上都是順磁性的。這兩種類型的發(fā)射對(duì)應(yīng)于稀土配合物中三種不同的能級(jí)狀況。由 Dexter的固體敏化發(fā)光理論可知：配體的三重態(tài)能級(jí)與中心離子的激發(fā)能級(jí)的匹配程度是能量傳遞幾率的關(guān)鍵所在，較高的發(fā)光效率對(duì)應(yīng)于較佳的發(fā)光強(qiáng)度，能級(jí)差過小或過大均不能得到高強(qiáng)度的熒光。 由于在二元配合物中，中心離子可通過直接吸收能量或配體的敏化 作用而發(fā)光，而在三元配合物中除了中心離子直接吸收能量外，還可能存在兩種分子內(nèi)的能量傳遞方式：一種是兩個(gè)配體均吸收能量，然后分別向中心離子傳遞，其能量傳遞遵循能級(jí)匹配原則；另一種是發(fā)生在兩種配體之間的，當(dāng)一種配體的最低三重態(tài)能級(jí)高于另一種配體的最低三重態(tài)能級(jí)時(shí)，使得前者吸收的能量可先傳遞給后者，再由后者集中傳遞給中心離子，第二配體與稀土離子之間的能量傳遞是中心離子發(fā)光的主要能量傳遞途徑，最終提高了兩配體向中心離子的能量傳遞效率，提高了配合物的熒光強(qiáng)度。 選題依據(jù)及內(nèi)容 稀土鋱配合物在電致發(fā)光中表現(xiàn)為綠色，與銪的配合物相似，主要是 Tb3＋的特征發(fā)射，在光譜上有 4個(gè)主要的躍遷發(fā)射帶，最強(qiáng)發(fā)射峰位于 545nm 左右 ，因此鋱配合物是會(huì)發(fā)出比較純正綠光的發(fā)光材料， Tb 配合物被引入有機(jī)電 致發(fā)光的配合物有很長(zhǎng)的歷史，是第一種被研究的稀土有機(jī)材料，有很多相關(guān)的文獻(xiàn)資料。分別用適量無水乙醇溶解后 , 并用 1mol∕ L1的 NaOH溶液調(diào)節(jié)其 pH 值（通常調(diào)到沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 實(shí)驗(yàn)部分 13 910）。蒸干后取出，稱量質(zhì)量，作好記錄。 (1)以制備對(duì)甲基苯甲酸配合物作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別以電加熱套和水浴加熱鍋為加熱源，內(nèi)部液體溫度保持不變，發(fā)現(xiàn)用電加熱套加熱的最終產(chǎn)品，在 254nm紫外光下照射發(fā)光亮度較好。結(jié)果如下表所示： 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 結(jié)果與討論 15 表 41 物料配比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 物料配比 研究對(duì)象 性狀 發(fā)光亮度（ 254nm紫外照射） 1:3:1 1： : 1:: 1:: 1:: 粉色 顆粒 純白 細(xì)膩粉末 白色微粉 粉末 淡粉 細(xì)顆粒 粉色 顆粒 黃綠光 明亮綠光 亮綠光 綠光 偏黃光 通過此表可以看出以對(duì)甲基苯甲酸為第一配體時(shí)，最好的配比為 1:：，此配比情況下的產(chǎn)物亮度最高，顏色較為純正，產(chǎn)率也是最高的。 溶解性測(cè)試 對(duì)不同有機(jī)酸合成的鋱的配合物的溶解性 進(jìn)行 測(cè)試， 測(cè)試結(jié)構(gòu)如下表所示 ，從表格中可以看出配合物在 N,N二甲基甲酰胺中的溶解性是最好的。但各配合物的譜圖相似 , 這說明各配合物的組成和結(jié)構(gòu)相似。這表明水楊酸中的羧基氧參與配位 , 而酚羥基氧不配位。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 結(jié)果與討論 18 圖 43 草酸紅外光譜 圖 44 對(duì)甲基苯甲酸紅外光譜 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 結(jié)果與討論 19 圖 45 檸檬酸紅外光譜 熒光光譜 下圖為四種酸的配合物的熒光光譜圖。這說明不同有機(jī)酸配體對(duì) Tb3+的發(fā)射峰的位置幾乎沒有影響。四種配合物的熒光強(qiáng)度順序如下 :對(duì)甲基苯甲酸配合物 檸檬酸配合物 草酸配合物 水楊酸配合物。1 (EM ) 39。1 (EM ) 39。通過 X射線衍射可知，配合物有較強(qiáng)的衍射峰，可知此化合物為晶態(tài)化合物，結(jié)晶狀況比較完善。 ，確定 Tb3+：有機(jī)酸： phen 的最好摩爾量配比為 1： ： 。 Tb3+的發(fā)射峰的位置幾乎沒有影響，所以配位環(huán)境的改 變 ,才是影響配合物的熒光效率 ,讓它們的熒光強(qiáng)度有較大區(qū)別的關(guān)鍵。 38:2 042 A C, Eida M, Matsuura M, et RGB OLED microdisplays [J]. Synthetic Metals, 1997, 45: 9193. J H, Bradley D D C, Brown A R, et al. Lightemitting diodes based on conjugated polymers [J]. Nature,1990, 347: 539541. .有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件研究及其應(yīng)用前景 .2020， 12. ,鐘勁茅 .稀土金屬配合物的發(fā)光性能研究進(jìn)展 [J].南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ), 2020, 18(3):611. ,谷學(xué)新 ,鄒洪等 .稀土元素發(fā)光