铱化合物磷光材料的分子结构式
有机发光二极管(OLED)具有高效率、响应快、可卷曲、抗震等特性,已成为平板显示领域最具有竞争力的技术之一。荧光OLED器件已经被广泛研究并取得了一定的进展,但是荧光材料只能通过单重态—单重态能量转移的方式形成的单重态激子,根据自旋量子统计理论,在电激发条件下,空穴和电子结合成单重态激子和三重态激子的比例分别为25%和 75%,但75%的三重态激子由于自旋禁阻对“电致发光”没有贡献,因而荧光器件的内量子效率被限制在25%。磷光材料的电致发光过程即可以通过三重态—三重态能量转移方式形成的三重态激子,又能通过单重态—单重态能量转移的方式然后经单重态—三重态的系间窜越来形成的单重态激子,因而电致磷光器件(PHOLED)理论上最高内量子效率可以达到 100%,是荧光器件的4倍。
Forrest小组于1998年报道了将红色磷光染料PtOEP掺杂到Alq3中做发光材料,将OLED器件外量子效率提高到4%,开辟了磷光电致发光材料的新领域。Thompson等人将质量分数12%的(ppv)2Ir(acac)掺杂到TAZ中,制备了内量子效率近100%的绿色磷光器件。目前有机磷光材料大多为重金属的有机配位化合物,由于重金属原子的引入增大了自旋轨道耦合,使激发单重态和三重态混合在一起,原本禁阻的三重激发态向基态跃迁变为部分允许,增加了辐射跃迁的概率,提高了器件的效率。这些磷光材料主要集中在Ir,Pt,Os,Eu,Re,Au等金属的配合物,但是能够制备出的高效磷光器件较少,有必要研究新的磷光材料并将其应用到高效PHOLED的制备。
电子科技大学光电信息学院王军等人使用基于重金属铱的新磷光材料(tpbi)2Ir(acac)),制备了多层结构有机发光二极管器件:ITO/CuPc(40nm)/α-NPD(45nm)/CBP:(tpbi)2Ir(acac)(3%,30nm)/BCP(20nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。测试了材料的寿命、光谱吸收性质和器件的I-V-L特性。器件在低电压下电流符合热发射注入模型,高电压下I-V呈线形关系。不同偏压下器件发光光谱稳定,多峰拟合结果表明器件光谱由α-NPD发光峰(450nm),(tpbi)2Ir(acac))主发光峰(518nm)和肩峰(543nm)构成。驱动电压为6V时,器件效率达到最大12.1 lm/W,此时亮度为136cd/m2,器件亮度最大为13500cd/m2,此时效率为0.584 lm/W。