稀土金屬EuX2–N 8配合物的電致發(fā)光性能

根據(jù)光物理和穩(wěn)定性研究，Eu X 2 –N 8配合物是用于OLED的更好的候選發(fā)光體。在裝置制造之前，從它們的紫外光電子能譜（補(bǔ)充圖8）和紫外吸收光譜數(shù)據(jù)推導(dǎo)了兩個(gè)配合物的較高占據(jù)分子軌道（HOMO）和較低未占據(jù)分子軌道（LUMO）能級(jí) 。然后，由于缺乏用于OLED的Eu 2+絡(luò)合物的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)致力于優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)。EuBr 2 –N 8先選擇用于器件優(yōu)化，其包括：篩選的主體材料，發(fā)現(xiàn)空穴輸送層的較佳組合（HTL）和電子傳輸層（ETL），調(diào)節(jié)所述發(fā)射層的在補(bǔ)充部分的厚度 1 - 4。然后，我們遵循優(yōu)化的條件下，并進(jìn)一步調(diào)節(jié)摻雜濃度和EUI的發(fā)射層的厚度2 -N 8裝置在補(bǔ)充部分 5 - 6。補(bǔ)充材料中顯示了所用材料，設(shè)備優(yōu)化和性能的詳細(xì)信息。 9 – 17和補(bǔ)充表 3 – 8。

對(duì)上述過(guò)程的基礎(chǔ)上，優(yōu)化的OLED結(jié)構(gòu)是ITO /的MoO 3（2納米）/ ?，? ' -雙（1-萘基） - ?，? ' -二苯基- （1,1'-聯(lián)苯）-4,4'-二胺（NPB，50nm）的/ cyclohexylidenebis [ ?，? ' -二（對(duì)甲苯基）苯胺]（TAPC，10納米）/ Eu的X 2 -N 8：4,4'，4 ''-三[苯基（間甲苯基氨基）氨基]三苯胺（m-MTDATA，25 nm）/二苯基[4-（三苯基甲硅烷基）苯基]氧化膦（TSPO1，10 nm）/ 4,7-二苯基-1，10-菲咯啉（Bphen，30 nm）/ LiF（0.7 nm）/ Al。較好的EuBr 2 –N 8設(shè)備給出與導(dǎo)通電壓（相當(dāng)不錯(cuò)的表現(xiàn)V上6.2 V，較大亮度（的）大號(hào)較大）的10200 CD米-2，較大電流效率（CE較大52.8光盤的）-1和較大EQE為15.5％。雖然冠軍裝置通過(guò)使用EUI得到2 -N 8作為發(fā)射極，所述V上，大號(hào)較大值，CE較大值，和EQE較大值是6.5 V，25470 CD米-2，62.4光盤-1，和17.7％，分別。這些結(jié)果如圖4所示。 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了以前報(bào)道的**基于Eu 2+的OLED，EQE較大值為0.01％，L max值為10 cd m -2，V on值為20 V 26。此外，冠軍設(shè)備的電致發(fā)光壽命確定為2.5 mA cm -2和10 mA cm -2，這略短于基于三（2-苯基吡啶）銥（Ir（ppy）3）的控制設(shè)備在相同光譜區(qū)域內(nèi)研究的磷光發(fā)射體（補(bǔ)充圖 18））。應(yīng)當(dāng)指出的是，這兩種設(shè)備都顯示出非常短的壽命，因?yàn)檫@不僅與發(fā)射材料有關(guān)，而且還與主體材料，電荷傳輸材料，設(shè)備制造，密封條件等有關(guān)。

圖：Eu X 2 -N 8化合物的器件結(jié)構(gòu)和電致發(fā)光性能。

a具有所有有機(jī)材料的前沿軌道能級(jí)和相應(yīng)厚度的經(jīng)過(guò)優(yōu)化的OLED器件結(jié)構(gòu)。在EML中，EuI 2 –N 8的HOMO和LUMO級(jí)別以綠色虛線表示。b在從7 V到13 V的不同電壓下，冠軍設(shè)備的電致發(fā)光光譜。c冠軍設(shè)備的電流效率-亮度-外部量子效率（CE-L-EQE）曲線。d冠軍設(shè)備的電流密度-電壓-亮度（J–V–L）曲線。

值得注意的是，Eu的X 2 -N 8設(shè)備具有相當(dāng)高的V上的值超過(guò)6 V考慮主體材料的帶隙只有3電子伏特（?400nm）的。為了理解該現(xiàn)象，研究了通過(guò)在高真空度（10 -5 ?Pa）的真空室中將m-MTDATA中的10 wt％Eu X 2 –N 8摻雜到石英襯底上制成的薄膜的光物理性質(zhì)。還制作了Eu X 2 –N 8的純膜作為參考。摻雜膜的發(fā)射主要位于兩個(gè)波段，其中400–470 nm波段（τ?1.2 ns）歸因于主體材料發(fā)出的熒光，而500–650 nm波段（τ?102 ?ns）來(lái)自補(bǔ)充圖 19中的Eu X 2 –N 8。激發(fā)光譜表明，在純膜中，兩個(gè)主要激發(fā)帶位于320 nm和390 nm左右，這與溶液和固態(tài)研究相近。兩種摻雜膜在350 nm處具有幾乎相同的激發(fā)帶，表明光能先激發(fā)基質(zhì)材料，然后轉(zhuǎn)移至摻雜Eu 2+絡(luò)合物，而在光致發(fā)光過(guò)程中并未完全轉(zhuǎn)移能量。有趣的是，電致發(fā)光光譜僅表現(xiàn)出Eu 2+的發(fā)射摻雜濃度（7 wt％）低于光致發(fā)光研究中的化合物。因此，我們初步提出，載流子重組主要發(fā)生在摻雜材料中而不是主體材料中，其中配體的激發(fā)導(dǎo)致高的V on。

總之，合成了四種含Eu 2+的氮雜鹽Eu X 2 –N n（X ?= Br，I，n ?= 4，8），顯示出有希望的光致發(fā)光特性：PLQY高（對(duì)于N 8配合物約為100％），短激發(fā)態(tài)壽命（10 2 ?ns）和配體場(chǎng)易于調(diào)節(jié)的發(fā)射。有趣的是，EuI 2 -N 8在研磨過(guò)程中表現(xiàn)出可逆的變色性質(zhì)，這歸因于N 8配體和重結(jié)晶的潛在柔韌性。此外，EuX 2 –N 8由于復(fù)合物具有良好的空氣/熱穩(wěn)定性，因此它們被選作OLED的發(fā)光材料。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，較好的設(shè)備表現(xiàn)出出色的性能，較大EQE為17.7％，亮度為25,470 cd m -2。我們的工作加深了對(duì)Eu 2+配合物的光致發(fā)光和電致發(fā)光性質(zhì)的理解，并證明了它們?cè)?/span>OLED中的應(yīng)用前景廣闊。

wyf 03.19