红色磷光微腔有机电致发光器件的发光性能

制备了结构为G/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(55 nm)/CBP∶Ir(piq)2acac(44 nm,6%)/TPBI(55nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的红色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比器件OLED,研究微腔结构对磷光器件发光性能的影响。研究发现,OLED的电致发光(EL)峰值为626 nm,半高全宽(FWHM)为92 nm;MOLED的发光峰值为628 nm,FWHM为42 nm,窄化了1/2。MOLED的最大亮度、最大电流效率、最大外量子效率(EQE)分别为121 000 cd/m2、27.8 cd/A和28.4%,OLED的最大亮度、最大电流效率、最大EQE分别为54 500 cd/m2、13.1 cd/A和16.6%。结果表明,微腔器件的发光性能与无腔器件相比得到了较大幅度的提升。     

绿色磷光微腔有机电致发光器件研究

使用典型绿色磷光材料Ir(ppy)3作为发光层,DBR和金属Al作为微腔的一对反射镜,制备了结构为Glass/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(40 nm)/CBP:Ir(ppy)3(40 nm,6%)/TPBI(47 nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的绿色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比OLED器件,研究微腔结构对器件发光性能的影响。发现OLED的电致发光谱(EL)的峰值是510 nm,半峰全宽(FWHM)为70 nm,MOLED的峰值是514 nm,FWHM为35 nm,比OLED窄化了1/2,MOLED的最大亮度、最大电流效率分别为143000 cd/m2和64.4 cd/A,OLED的最大亮度、最大电流效率分别为103000 cd/m2和41.6 cd/A;测试并计算了器件的外量子效率(EQE),MOLED和OLED的最大EQE分别为18.6%和14.3%。结果表明,微腔器件发光性能比无腔器件得到了很大的改善。     

一种橙光磷光铱(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及光电性质研究

采用二氯甲烷为溶剂,无水碳酸钾为缚酸剂,在25℃温和条件下,以2-苯基-4-甲基喹啉铱(III)氯桥二聚体[(4m2pq)2Ir(μ-Cl)2Ir(4m2pq)2]和乙酰丙酮(Hacac)进行配位,反应合成了新型铱(Ⅲ)配合物[(4m2pq)2Ir(acac)]。通过核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)、X射线单晶衍射等确定分子结构,利用紫外-可见吸收光谱、发射光谱对其光物理性质进行研究。结果表明:(4m2pq)2Ir(acac)的单晶结构属三斜晶系,空间群为P1;(4m2pq)2Ir(acac)在二氯甲烷溶液中呈橙光发射,发射峰为597 nm,磷光寿命0.33μs,量子效率达50.4%。以(4m2pq)2Ir(acac)为客体掺杂在CBP中,制备了结构为ITO/NPB(30 nm)/CBP:(4m2pq)2Ir(acac)(质量分数6%和8%,20 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(20 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)的橙色磷光有机电致发光器件,器件的最大亮度达到39 667 cd/m2,发射峰位于597 nm,最大电流效率为14.2 cd/A,最大功率效率为8.1 lm/W。     

磷光吡嗪铱(Ⅲ)配合物的合成及发光性质

合成了4种吡嗪铱配合物,用质谱和1H NMR对配合物结构进行了表征,通过紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱对其光物理性质进行了研究。结果表明:4种铱配合物都出现了金属-配体电荷转移(MLCT)吸收峰。铱配合物1[(DFMPPZ)_2Ir(pic)]、2[(DFMPPZ)_2Ir Cl(PPh_3)]、3[(DFMPPZ)_2Ir(CN)(PPh_3)]和4[(DPPF)_2Ir(acac)]的发射波长分别为528,536,535,561 nm,都是潜在的黄、绿色磷光材料。以铱配合物4为客体材料,制备了结构为ITO/Mo O_3(1 nm)/CBP(35 nm)/CBP∶Ir(15 nm)/TPBi(50 nm)/Li F(1nm)/Al(100 nm)的一系列不同掺杂浓度的器件,器件的发射波长为567 nm,最大亮度达到32 110 cd·m-2,最大电流效率为32.4 cd·A-1,最大功率效率为28.2 lm·W-1。     

TCTA对红绿磷光有机电致发光器件发光层激子的调控作用

制备了结构为ITO/MoO3(50 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP:14%GIr1(30 nm)/TCTA(x)/CBP:2%R-4B(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的红绿磷光有机电致发光器件,GIr1和R-4B分别为红、绿磷光染料。通过在红绿间插入较薄间隔层TCTA的方法,调节载流子、激子在红绿发光层中的分布,并结合TCTA和BCP对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,研究了载流子调控层TCTA在不同厚度下对器件发光性能的影响。结果表明,TCTA为1 nm时,器件的发光性能得到了很好的提升。电压为6 V时,TCTA为1 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为0.509 mA/cm2、69.91 cd/m2和13.72 cd/A,而TCTA为0 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为1.848 mA/cm2、215.7 cd/m2和11.67 cd/A。     

间隔层对双发光层白色有机电致发光器件性能的影响

采用蓝色bis (FIrpic)和黄色bis iridium(acetylacetonate) 两种磷光染料,制备了双发光层结构的白色有机电致发光器件,器件结构为ITO/TAPC (30 nm)/host: (t-bt)₂Ir(acac) /spacer (x nm)/host: FIrpic (15 nm, 8%)/Bphen (40 nm)/Mg∶Ag (200 nm)。分别选用p型1,1-bis cyclohexane (TAPC)和n型tris borane (3TPYMB)作为主体材料制备了两种类型的器件,通过在两个发光层之间加入一层较薄的间隔层进行器件优化。结果表明,加入间隔层之后,器件性能得到提高,获得了色稳定性较好的白光器件。当主体为TAPC时,使用间隔层后器件取得最大亮度为19 550 cd/m²,最大电流效率为8.3 cd/A;当主体为3TPYMB时,使用间隔层后器件的最大亮度为1 950 cd/m²,最大电流效率为30.7 cd/A。实验结果表明,器件性能的提高,是由于加入了间隔层之后载流子复合区域拓宽,促进了发光层中电子和空穴的平衡。     

新型红色磷光铱配合物的合成与电致发光性能

设计并合成了含羟基配体8-苯并噻唑基2-萘酚(HNBT),并以其为辅助配体、2-苯基吡啶(ppy)为第一配体合成了红色磷光铱配合物Ir(ppy)₂(NBT)。采用真空蒸镀的方法,以Ir(ppy)₂(NBT)为发光中心制备了红色有机电致磷光器件,详细研究了配合物Ir(ppy)₂(NBT)的热稳定性、光物理与电致发光性能。值得注意的是,配合物Ir(ppy)₂(NBT)的发射谱图近似于高斯形状,只有一个位于614 nm的发射主峰,没有肩峰出现,且半峰宽仅为65 nm;此外,基于配合物Ir(ppy)₂(NBT)的最佳器件的最大亮度和效率分别是6 400 cd/m²和4.53 cd/A。     

基于苯基喹啉配体修饰的铱磷光配合物及其高效纯红光有机电致发光器件EI北大核心CSCD

通过对2,4⁃2R⁃苯基⁃4⁃甲基喹啉主配体进行修饰,在苯基空间位阻较小的2位和4位引入供或吸电子能力的取代基(甲基,Me或甲氧基,MeO),分别合成了2种铱磷光配合物(2,4⁃2Me⁃mpq)_(2)Ir(acac)和(2,4⁃2MeO⁃mpq)_(2) Ir(acac),采用元素分析、核磁共振谱和单晶X射线衍射对其组成和化学结构进行了表征与确认。它们的光致发光光谱发射波长分别为610 nm和580 nm,光致发光量子产率分别为75%和80%,HOMO/LUMO能级差分别为2.04 eV和2.19 eV。以纯红光发射的磷光配合物(2,4⁃2Me⁃mpq)_(2)Ir(acac)为客体材料,制备了结构为ITO/TAPC(30 nm)/CBP∶(2,4⁃2Me⁃mpq)_(2)Ir(acac)(30 nm)∶x%/TPBi(30 nm)/Liq(2 nm)/Al的OLED器件,并优化了掺杂浓度,在10%的优化浓度下实现了高效红光OLED发光。器件的发射波长为607 nm,CIE坐标为(0.63,0.37),最大亮度为25980 cd/m^(2),电流效率为23.11 cd/A,外量子效率(EQE)高达20.28%。     

苯基酞嗪类三环铱配合物的合成及其电致发光性能

通过含苯氧基团的苯基酞嗪衍生物配体与IrCl₃一步反应生成了三环铱配合物Ir(mppppz)₃。在480 nm光激发下其二氯甲烷溶液的发光波长为608 nm,量子产率约为0.31,磷光寿命为268 ns,其纯固态发光波长为640 nm。配合物的HOMO能级为5.14 eV,LUMO能级为2.91 eV。当Ir(mppppz)₃以2%的质量分数掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件后,电致发光波长为616 nm。器件的启亮电压为3.9 V,最大外量子效率为1.48%,最大亮度为1 030 cd/m²,对应的流明效率为0.81 cd/A,所发出的光的色坐标是(0.64, 0.35),接近标准红色。     

插入电荷控制层对蓝色OLED发光性能的提高

用蓝色有机荧光材料N6,N6,N12,N12-tetrap-tolylchrysene-6,12-diamine(DNCA)作为发光层,在发光层中间以及发光层与电子传输层之间插入2-methyl-9,10-di(2-napthyl)anthracene(MADN)和9,10-di(2-naphthyl)anthracene(ADN)作为电荷控制层,制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/DNCA(15 nm)/MADN(3nm)/DNCA(15 nm)/ADN(3 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(120 nm)的蓝色有机电致发光器件(OLED)。该器件的最大电流效率和最大亮度分别为5.6 cd/A和23 310 cd/m2。与传统的单发光层器件相比,最大电流效率和最大亮度分别提高了70%和87%。器件发光性能的提高可归结于两个电荷控制层在整个器件中的协同作用。第一电荷控制层MADN的作用主要是将发光层区域分成两个部分,从而扩大了激子在发光层中的复合区域;第二电荷控制层ADN可以有效地将空穴限制在发光层中,避免了激子在电子传输层中形成的无辐射跃迁从而提高了器件的发光性能。     

Density functional theory and time‐dependent density functional theory study on a series of iridium complexes with tetraphenylimidodiphosphinate ligand

A series of heteroleptic cyclometalated Ir(III) complexes for organic light‐emitting diodes (OLEDs) application have been investigated theoretically to explore their electronic structures and spectroscopic properties. The geometries, the electronic structures, the lowest‐lying singlet absorptions and triplet emissions of Ir(dfppy)₂(tpip), Ir(tfmppy)₂(tpip), and theoretically designed models of Ir(ppy)₂(tpip) were investigated with the density functional theory (DFT)‐based approaches, where ppy = 2‐phenylpyridine, dfppy = 4,6‐difluorophenylpyridine, tfmppy = 4‐trifluoromethylphenylpyridine, and tpip = tetraphenylimidodiphosphinate. Their structures in the ground and their excited states have been optimized at the DFT/Becke 3‐parameter Lee Yang Parr (B3LYP)/Los Alamos National Laboratory 2‐double‐z (LANL2DZ) and time‐dependent DFT/B3LYP/LANL2DZ levels, and the lowest absorptions and emissions were evaluated at B3LYP and M062X level of theory, respectively. Furthermore, the energy transfer mechanism together with the advantage of low efficiency roll‐off for these complexes also can be analyzed here. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

光谱稳定的互补色双发光层高效混合白光OLED

利用两种颜色的发光层制备了光谱稳定的高效混合WOLED。其中蓝光发光层用14%质量分数的BNE掺杂在BePP₂中,橙光发光层用1%质量分数的Ir（bt）₂（acac）掺杂在49.5%质量分数的NPB和49.5%质量分数的BePP₂组成的混合主体中。在不利用任何光耦合技术的条件下,器件在亮度为100 cd/m²时,功率效率可以达到39 lm/W;当亮度提高到1 000 cd/m²时,效率仅发生轻微滚降至27.5 lm/W。器件的光谱稳定,亮度在1 000 cd/m²和10 000 cd/m²时,CIE坐标分别为（0.37,0.48）和（0.37,0.47）。良好的光谱稳定性归结于设计的双极性中间层平衡了其两侧激子的产生。     

新型高色纯度弱电流猝灭性蓝色有机发光器件

以ADN为基质,分别以不同掺杂剂制备了四种蓝色有机发光器件,器件结构为:CuPc(12 nm)/NPB(40 nm)/AND∶Dopant(50 nm)/Alq(12 nm)/LiF(4 nm)/Al。掺杂剂有:BCzVB(amino-substituted distyrylarylenederivatives)、TBPe、BCzVBi和DSA-ph四种。研究了最佳掺杂浓度以及器件的亮度、电流密度、效率和色坐标等电学特性和光学特性。其中掺杂BCzVB制备了色纯度高、低电流猝灭性的蓝色有机发光器件,色坐标达到x=0.146,y=0.162,最大亮度为11600 cd/m2(15 V),电流效率为2.8 cd/A,流明效率为1.79 lm/W;以ADN为基质,分别以TBPe、BCzVBi和DSA-ph为掺杂剂,制备了另外三种对比器件。器件ADN∶TBPe色坐标为x=0.162,y=0.222(蓝绿光),效率随电流的增加而降低很快;器件ADN∶BczVBi有较好的色纯度(色坐标:x=0.164,y=0.146),但电流效率较低:2.03 cd/A,效率随电流的增加降低幅度也较快。器件ADN∶DSA-ph效率较高为8 cd/A,效率随电流增加变化幅度不大,但色纯度比较差(x=0.153,y=0.306),适合于做白色有机发光器件。     

以BAlq为主体的高效高色纯度的红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)₂(acac)为掺杂剂,制备了基于BAlq材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/NPB(30nm)/Ir(piq)₂(acac):BAlq(25nm)/BCP(13nm)/Alq₃(35nm)/LiF(1nm)/Al(1000nm),当掺杂浓度为8%的时候,器件发光的色坐标为(x=0.67,y=0.32),基本满足了全色显示对红色发光的要求。在电压为16V时,器件达到最高亮度9380cd/m²。在电流密度为5.45mA/cm²时,外量子效率达到最大5.7%。由于磷光体Ir(piq)₂(acac)的磷光寿命较短,所以器件在高电流密度下,仍然保持较高的外量子效率。电流密度为100mA/cm²时,外量子效率仍然维持在4.7%。进一步研究表明在器件中短程的Dexter能量传递以及红光染料对空穴的直接捕获两种机制同时存在。     

Color-stable,reduced efficiency roll-off hybrid white organic light emitting diodes with ultra high brightness

High-brightness and color-stable two-wavelength hybrid white organic light emitting diodes (HWOLEDs) with the configuration of indium tin oxide (ITO)/ N, N, N, N-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine (MeO-TPD): tetrafluoro-tetracyanoqino dimethane (F4-TCNQ)/N,N-di(naphthalene-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidine (NPB)/ 4,4-N,N-dicarbazolebiphenyl (CBP): iridium (III) diazine complexes (MPPZ) 2 Ir(acac)/NPB/2-methyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (MADN): p-bis(p-N,N-di-phenyl-aminostyryl)benzene (DSA-ph)/bis(10-hydroxybenzo[h] quino-linato)beryllium complex (Bebq2)/LiF/Al have been fabricated and characterized. The optimal brightness of the device is 69932 cd/m2 at a voltage of 13 V, and the Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) chromaticity coordinates are almost constant during a large voltage change of 6-12 V. Furthermore, a current efficiency of 15.3 cd/A at an illumination-relevant brightness of 1000 cd/m2 is obtained, which rolls off slightly to 13.0 cd/A at an ultra high brightness of 50000 cd/m2. We attribute this great performance to wisely selecting an appropriate spacer together with effectively utilizing the combinations of exciton-harvested orange-phosphorescence/blue-fluorescence in the device. Undoubtedly, this is one of the most exciting results in two-wavelength HWOLEDs up to now.     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。     

Efficient and stable single-dopant white OLEDs based on 9,10-bis (2-naphthyl) anthracene

Efficient white organic light-emitting diodes (WOLEDs) are fabricated with a thin layer of 9,10-bis (2-naphthyl) anthracene (ADN) doped with Rubrene as the source of white emission. A device with the structure of ITO/NPB (70 nm)/ADN: 0.5% Rubrene (30 nm)/Alq₃ (50 nm)/MgAg shows a maximum current efficiency of 3.7 cd/A, with the CIE coordinates of x=0.33, y=0.43. The EL spectrum of the devices and the CIE coordinates remains almost the same when the voltage is increased from 10 to 15 V and the current efficiency remains quite stable with the current density increased from 20 to 250 mA/cm².     

White organic light-emitting diodes based on a combined electromer and monomer emission in doubly-doped polymers

We report on white organic light-emitting diodes(WOLEDs) based on polyvinylcarbazole(PVK) doped with 1,1-bis((di-4-tolylamino)phenyl)cyclohexane(TAPC) and perylene,and investigate the luminescence mechanism of the devices.The chromaticity of light emission can be tuned by adjusting the concentration of the dopants.White light with the Commission Internationale de L’Eclairage(CIE) coordinates of(0.33,0.34) is achieved by mixing the yellow electromer emission of TAPC and the blue monomer emission of perylene from the device ITO/PVK:TAPC:perylene(100:9:1 in wt.)(100 nm)/tris-(8-hydroxyquinoline aluminum(Alq 3)(10 nm)/Al.The device exhibits a maximal luminance of 3727 cd/m2 and a current efficiency of 2cd/A.     

利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究

制备了三种结构的白色有机电致发光器件，通过比较得出：在发光层中间插入2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)能有效控制载流子在不同发光层的分布，进而对器件色度进行调节；而掺杂磷光染料Ir(ppy)₃作敏化剂能有效提高器件的效率. 结构为:氧化铟锡/聚乙烯基咔唑∶N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺(30nm)/二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯酚铝：3.0 wt%2，5，8，11-tetra-tertbutylperylene(TBPe)(30nm)/BCP(5.0nm)/4,4N,N二咔唑基二苯：5.0 wt%Ir(ppy)₃:2.0 wt%红荧烯(15nm)/BCP(10nm)/Mg:Ag的器件色度和效率俱佳. 其在17V工作电压下具有的亮度为4670cd/m²，对应色坐标为(0.31,0.37). 器件具有的最大外量子效率为1.4%，当驱动电压从5.0V升高到17V，器件色坐标严格位于白光色域区内. 关键词： 磷光染料 阻挡层 白光 双发光层