磷光铱配合物的纯度对其电致发光性能的影响

采用不同的真空热梯度升华条件,获得了不同纯度的乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱Ir(ppy)₂(acac)。以不同纯度Ir(ppy)₂(acac)为客体材料,制备了结构为ITO:MoO₃/CBP/CBP:Ir(ppy)₂(acac)/TPBi/LiF:Al的有机发光二极管(OLEDs),其中CBP和TPBi分别是4,4'-二(9-咔唑)联苯和1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。评价了不同纯度磷光铱配合物制备的器件的电致发光性能,探索了磷光铱配合物纯度对器件性能的影响。结果表明:Ir(ppy)₂(acac)升华后可以提高器件的稳定性,纯度高的材料可以在较低的掺杂浓度下获得较高的发光效率。     

具有穿插界面结构的高效绿光有机电致磷光器件

以传统有机电致磷光器件ITO/NPB/CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq/Alq₃/LiF/Al为研究对象,在NPB/CBP∶Ir(ppy)₃、CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq及BAlq/Alq₃界面处构造交互穿插结构。器件的光电性能测试表明:交互穿插结构一方面能够降低电流密度,减少高电流密度下磷光猝灭中心的形成;另一方面能增加载流子复合界面面积,从而分散界面三线态激子,降低三线态-三线态激子的猝灭。此外,界面凸起的存在还有利于器件的光耦合输出。实验结果表明:当穿插厚度为10 nm,器件的最大电流效率达到34.0 cd/A,与传统器件的电流效率18.7 cd/A相比,提高了55%。     

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。     

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。     

深陷阱对有机磷光双掺杂体系电致发光器件效率衰退的影响

研究利用溶液法制备的有机磷光双重掺杂体系电致发光器件的光致发光特性与电致发光特性,并研究了在这种体系中深能级陷阱导致的器件效率衰退现象。首先利用紫外光谱仪和光致瞬态寿命测试系统对基于旋涂法制备的以宽带隙材料4,4’-bis(N-carbazolyl)-1,1’-biphenyl（CBP）为主体,绿色磷光材料tris(2-phenylpyridine) iridium(Ⅲ)（Ir(ppy)₃）和红色磷光材料tris(1-phenylisoquinolinato-C2,N)iridium(Ⅲ)（Ir(piq)₃）为客体材料的薄膜进行了光致发射光谱测试和薄膜在Ir(ppy)₃发光峰516 nm处的光致发光寿命测试,实验发现在Ir(ppy)₃掺杂比例保持定值时,随着深能级掺杂材料Ir(piq)₃的引入,其光致发光光谱中Ir(ppy)₃的相对发光强度减弱且发光寿命变短,当Ir(piq)₃掺杂浓度继续提高时,薄膜光致发光光谱基本保持不变且Ir(ppy)₃的发光寿命基本不变。实验说明在低浓度掺杂下两者的三线态能级之间存在着能量传递,但当掺杂浓度达到高浓度时,能量传递主要来自于主客体之间的传递,两者作为独立的发光中心发光。然后利用溶液法制备了发光层分别为CBP∶Ir(ppy)₃,CBP∶Ir(ppy)₃∶Ir(piq)₃和CBP∶Ir(ppy)₃∶PTB7的三组器件,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD/EML/TPBi（15 nm）/Alq₃（25 nm）/LiF（0.6 nm）/Al（80 nm）。在Ir(ppy)₃和Ir(piq)₃共掺杂器件和Ir(ppy)₃单掺杂器件的对比实验中发现,加入一定比例的深能级材料后,器件的电致发光光谱发生改变,Ir(piq)₃的相对发光强度增强,器件发光效率下降且效率滚降现象明显。通过对器件进行J-V测试,发现在Ir(ppy)₃单掺杂器件中陷阱填充电流随着掺杂材料浓度的提高而提高,但在加入等浓度深能级材料Ir(piq)₃后,陷阱填充电流基本保持一致。瞬态电致发光测试表明,随着Ir(ppy)₃掺杂比例的提高,器件内由于陷阱载流子释放而产生的瞬时发光强度降低,这是由于Ir(ppy)₃具有一定的传导电荷作用,会减少器件中的陷阱载流子,这进一步说明了具有较深能级的Ir(piq)₃是限制载流子的主要能级陷阱。同时发现随反向偏压的增大,瞬态发光强度增大且发光衰减加速,这是因为位于深能级陷阱的载流子在高电压下被释放,重新复合发光,说明深能级陷阱的确限制住了大量载流子,而由于主体三线态激子具有较长的寿命,激子间相互作用产生的单线态激子在高反压下解离,从而引起三线态激子-极化子相互作用的加剧,导致发光衰减加速。在窄带隙聚合物材料PTB7与Ir(ppy)₃共掺杂器件实验中发现,随着PTB7掺杂浓度提高,陷阱浓度变大且器件效率降低,具有较深能级的PTB7成为了限制载流子的深能级陷阱。因此说明在双掺杂有机磷光电致发光器件中,深能级材料会成为限制载流子的能级陷阱,引起载流子大量堆积,从而导致三线态激子与极化子相互作用加剧,使器件的发光效率衰退。     

以双(2-二苯基磷苯基)醚为配体的蓝色磷光铜(Ⅰ) 配合物的合成及光电特性研究

合成了一种新型的室温天蓝色磷光发射材料双(2-二苯基磷苯基)醚碘合铜(Ⅰ)([(POP)CuI]₂)配合物。通过红外光谱、X-射线单晶衍射确定其分子结构,并对其光电特性进行了详细研究。结果表明:[(POP)CuI]₂为二聚体结构,主要吸收峰为227,268,291 nm,最大发射峰为475 nm,光学带隙为2.93 eV。以[(POP)CuI]₂作为客体掺杂在主体CBP中作为发光层,制备了结构为ITO/NPB(30 nm)/CBP∶[(POP)CuⅠ]₂(30 nm,8%)/BAlq(10 nm)/Alq₃ (30 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的器件,其电致发光峰为476 nm,最大亮度为9 539 cd/m²,最大电流效率为1.9 cd/A。     

新型蓝绿色磷光配合物二(1-苯基吡唑)铱(吡啶三唑)的发光性能

利用1-苯基吡唑、吡啶三唑与水合三氯化铱反应合成了一种新型铱配合物Ir(2N)₂(PZ),研究了配合物的吸收光谱、光致发光光谱以及光致发光效率。利用该材料作为磷光客体,掺杂到高分子主体材料中制作了电致发光器件,研究了其电致发光光谱。结果表明,该配合物在228,250,328nm处存在自旋允许的¹π-π^*跃迁;荧光光谱结果显示在470nm处有较强的磷光发射;电致发光光谱与光致发光光谱相比却发生较大程度的红移。     

新型双色有机电致磷光器件

所研究的有机电致磷光发光器件(OLED)选用了一种新型金属铱的化合物Ir(C6)₂(acac),这种金属化合物由配位体香豆素C6和乙酰丙酮(acac)与金属铱化合形成。Ir(C6)₂(acac)可同时作为电子传输材料和发光掺杂剂。比较香豆素C6和Ir(C6)₂(acac)固体材料的光致发光谱,可见Ir(C6)₂(acac)明显抑制了有机电致发光材料分子与分子之间的发光猝灭效应。采用ITO/TPD(N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methyl-phenyl)-1,1′biphenyl-4,4′diamine)/Ir(C6)₂(acac)/BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato-N₁,O₈)-(1,1′-biphenyl-4-olato)aluminum)/Alq₃aluminum/Liq(8-hydroxyquinolinelithium)/Al结构,可得到CIE(Commission Interationaled′Eclairage)值为x=0.43;y=0.40的橙红色发光器件,最高亮度可达3390cd/m₂,最大电流效率为1.3cd/A。采用同样的器件结构以Ir(C6)₂(acac)掺杂Alq₃主体得到绿色发光器件,发光色的CIE坐标值为x=0.29;y=0.58,最高亮度可达8832cd/m₂,最大电流效率为5.6cd/A。器件的发光机理研究表明Ir(C6)₂(acac)的非掺杂器件发光以Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光为主,器件发光为橙色;在Alq₃中的单掺杂器件以Alq₃和Ir(C6)₂(acac)的荧光为主,同时有小比例Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光成分存在,器件总体发光为绿色。     

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。     

中间层对三原色白光OLED的影响

基于ITO/NPB/TCTA/Ir（MDQ）₂（acac）：TCTA/FIrpic：TmPyPb/Ir（ppy）₃：TmPyPb/TmPyPb/LiF/Al结构的三原色白光器件,通过分别在蓝光与红光、绿光发光层界面处插入2 nm TCTA与2 nm TmPyPb中间层,研究了中间层的有无对器件性能的影响。结果表明,中间层的引入可以调整激子的分布,影响能量转移。具有双中间层的器件实现了高质量的白光发射,最大发光效率达到22.56 cd/A。     

A novel deep-red-emitting iridium complex with single-peaked narrow emission band: Synthesis, photophysical properties, and electroluminescence performances

In this paper, we report a novel ligand equipped with both electron-pushing moieties and enlarged conjugation planes, 1-benzo[b]thiophen-2-yl-naphthalene-2-ol (BYNO). Using BYNO as the ancillary ligand, its corresponding Ir(III) complex of Ir(ppy)₂(BYNO) (ppy=2-phenyl pyridine) is also synthesized. An efficient deep-red emission peaking at 620 nm with a narrow emission band (full-width-at-half-maximum=65 nm) was finally observed from Ir(ppy)₂(BYNO). We discuss the photophysical properties, thermal properties, geometric and electronic structures of Ir(ppy)₂(BYNO) in detail. In addition, its electroluminescence performances are investigated and a maximum luminance of 3840 cd/m² peaking at 618 nm is achieved. All obtained data suggest that Ir(ppy)₂(BYNO) is a promising candidate for red-emitting dopants in organic light emitting diodes.     

高效率共轭聚合物主体绿光磷光发光二极管

因电致发光效率高和器件制备工艺简单,聚合物为主体的绿色磷光电致发光成为一个研究热点.共轭聚合物的三线态能级一般低于绿色磷光材料的三线态能级,易对磷光的发光引起猝灭导致低的发光效率,所以较少被用作绿色磷光材料的主体.通过增加聚乙烯基咔唑（PVK）作为空穴传输层,获得了高发光效率的共轭聚合物聚芴（PFO）作主体绿色磷光发射,甚至高于相同条件下以PVK为主体的绿色磷光发射.究其原因,PVK的电子阻挡作用使发光中心靠近PVK与PFO的界面,界面处PVK因为其高的三线态能级增强了绿色磷光的发光.当三-（2-苯基吡啶）-Ir（Ir（ppy）₃）掺杂浓度为2％时得到了最高的亮度效率24.8 cd/A,此时的电流密度为4.65 mA/cm²,功率效率为11 lm/W,最高亮度达到35054 cd/m²,色坐标是（0.39,0.56）. 关键词： 共轭聚合物 磷光 绿光发光     

电场变化对有机磷光器件中激子形成影响的研究

激子形成区域随电场变化的移动会使得有机电致发光器件(OLEDs)的效率和色度发生改变,从而影响器件的性能。文章首先制备了两种OLED器件,器件1为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃∶DCJTB (100∶2∶1 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,器件2为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃(100∶2 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,研究了电场强度对单层多掺杂结构器件激子形成的影响。实验发现在多掺杂发光层中,随着电压的增加,Ir(ppy)₃,PVK和DCJTB的发光均增强,PVK和DCJTB发光增强更快。对其发光机制进行分析,认为较高电场下,载流子获得较高能量,更容易形成高能量激子,产生宽禁带材料PVK的发光;另一方面,从能级结构分析DCJTB的带隙较窄, 俘获更多的载流子发光更强。同时,在器件的电致发光(EL)光谱发现在460 nm处一新的发射峰, 发光随着电压的增大相对减弱。为了研究460 nm发光的来源,制备了器件：ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶BCP∶Ir(ppy)₃(x∶y∶2 wt)/Alq₃(15 nm)/Al, 改变x, y的比值研究发现,460 nm处的发光依然存在,推测此发光峰应与PVK及BCP之间有关。     

一种基于三氟甲基取代的2-苯并[b]噻吩基吡啶配体的红色电致磷光材料及器件

研究了一种新型红色磷光材料及其在有机电致磷光器件(OLEDs)中应用.在经典红色磷光材料btp₂Ir(acac)的配体2-苯并噻吩吡啶的吡啶环的5位引入吸电子基团CF₃,将辅助配体换为2-吡啶甲酸,成功研制出了双(2-(2′-苯并[b]噻吩基)吡啶)吡啶甲酸合铱配合物[(btfmp)₂Ir(pic)].这种结构可以改变了原配合物的电子云分布,三氟甲基的引入将导致原分子的LUMO能下降,减小了HOMO与LUMO的能隙,引起发光峰位的红移,但2-吡啶甲酸又可引起发光蓝移,最终得到了最大峰位为637nm的饱和红光新的铱(Ⅲ)配合物,为通过简单配体修饰设计和制备新的有机磷光材料提供了一种简洁途径.     

一种基于环金属铱配合物的高效绿色聚合物电致发光器件

以2-苯基吡啶为主配体,3-乙酰基樟脑为辅助配体合成了一种新型的具有大空间位阻的环金属铱配合物Ir[(PPy)2(acam)],对它的化学结构和光物理性质进行了表征.以环金属铱配合物Ir[(PPy)2(acac)]的发光效率(0.34)为参照物,配合物在2-甲基四氢呋喃溶液中的光致发光效率为0.54,表明在配合物中引入...     

非掺杂型高效绿色磷光有机电致发光器件

在空穴传输层TCTA与电子传输层TPBi之间引入磷光染料Ir(ppy)3超薄发光层,制备了结构为ITO/MoO_3(2 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/Ir(ppy)3(xnm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(80 nm)的非掺杂磷光有机电致发光器件。通过调控非掺杂发光层的厚度,详细研究了Ir(ppy)3层厚度对器件性能的影响。实验结果表明,当非掺杂发光层厚度为0.2 nm时,器件的性能最好,器件的亮度、效率和外量子效率分别达到26 350 cd·m~(-2)、42.9 cd·A~(-1)和12.9%。研究结果表明,采用超薄的非掺杂发光层可以简化器件结构和制备工艺,获得高效率的OLED器件。     

基于咪唑并吡啶类配体新型磷光材料的合成与表征

设计开发了系列新型咪唑并吡啶类铱(Ⅲ)配合物(BIPy)₂Ir(acac)、(PIPy)₂Ir(acac)、 (4'-MPIPy)₂-Ir(acac)。在化合物Ⅲ中,当R=Ph时得到(BIPy)₂Ir(acac)材料,其中BIPy和acac分别表示2-(4-联苯基)咪唑并吡啶和乙酰丙酮。将(BIPy)₂Ir(acac)掺杂在N,N'-二咔唑-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(CBP)中制备了高效OLEDs器件,器件的最大电流效率为26.7 cd/A,最大亮度为18 000 cd/cm²,色坐标为(0.32,0.60),是首次报道的新型苯基咪唑并吡啶类铱(Ⅲ)配合物绿色磷光材料。     

Ir（PPY）3对Rubrene荧光材料的敏化性研究

最近几年,磷光器件是有机电致发光研究领域和产业化的一大热点。在实验中作者发现PVK∶PBD∶Rubrene共掺体系的发光中存在较强的PVK发光,能量传递不充分。由于一些具有重金属离子的有机物,存在强的自旋-轨道耦合作用,引入到共掺体系可以充分利用单线态和三线态的发光,从而获得高于一般有机材料器件所达到的内量子效率。为获得单色性较好的Rubrene发光,作者将磷光敏化剂Ir(ppy)3引入到PVK∶PBD∶Rubrene共掺溶液中,得到了纯正Rubrene发光,Forester能量传递也更加充分。当进一步提高Rubrene掺杂浓度以后,单色性Rubrene发光更加明显,并讨论了Ir(ppy)3所起的作用和器件的发光机理。磷光材料与有机小分子材料共掺的方法,可以有效提高器件的发光亮度及效率。     

新型绿色磷光铱配合物的合成及其光物理性能研究

合成并表征了以2-苯基吡啶为第一配体,水杨酸及其衍生物为第二配体,以铱为内核的新型配合物(ppy)₂Ir(LX)(ppy=2-苯基吡啶,LX=水杨酸Sal、4甲基水杨酸MSal、4-三氟甲基水杨酸FSal)。对其分子结构、光物理性能及热稳定性进行了测试和分析。结果表明, 室温下在二氯甲烷溶液中(ppy)₂Ir(LX)(LX= Sal, MSal, FSal)的吸收峰分别在270, 370, 450及484 nm附近,其中前2个吸收峰应归属于第一配体2-苯基吡啶的1π—π*跃迁和水杨酸配体到2-苯基吡啶的电荷转移跃迁,在450及484 nm附近的吸收峰,应该归属于金属到配体的电荷转移(1MLCT和3MLCT)跃迁和配体3π—π*跃迁的混合;其PL发射峰最大波长分别为520,522,510 nm;(ppy)₂Ir(Sal)和(ppy)₂Ir(MSal)的发射主要来源于三重态3MLCT的辐射跃迁,而(ppy)₂Ir(FSal)的发射主要来源于水杨酸到2-苯基吡啶的电荷转移态的辐射跃迁,也有单重态1MLCT和三重态3MLCT的辐射跃迁的贡献。其量子效率分别为0.37,0.33,0.29,热分解温度为306～328 ℃。(ppy)₂Ir(LX)是一组热稳定性较好的高效有机磷光材料,可用于有机电致发光器件中。