2. 1 磷光分子合成方法
目前磷光铱配合 物的 结构 一 般有 两种, 即( C C N ) 2 Ir ( L X) 和 Ir( CC N) 3 。对于结构为( C C N) 2I r( LX) 的铱配合物通常采用 两步法合成, 见式( 1) 和式 ( 2) 。T ho mpson 小组[ 23] 发 表了 一系
fully utilized. L ater, electr oluminescences based o n o rg anic pho sphor escent complex es hav e draw n par ticular attent ion in r ecent year s. T he notable adv antag e of phospho rescences is that they can simultaneo usly utilize both sing let and triplet ex cito n states w hich can reach to 100% internal quantum efficiency theo retica lly. T his article r eview s the pro g ress in research on or ganometallic com plex es used as electro phosphorescent materia ls in o rg anic lig ht- emitting diodes( O LED) in recent years, focusing on the development of heav y metal iridium com plexes. It also discusses the g enuine elect rophospho rescent mechanism and some developments in using phosphor escent dopants. It includes the pr ospect of the dev elo pment of o rg ano metallic electro pho sphor escent materials. A nd it also puts for war d the way s o f future dev elo pment for phosphorescent mat erials.
前有机电致发光领域 研究的热点[7~ 9] 。 由于有机小分子 蒸镀所需 要的温 度较高, 对掺 杂剂材 料的
稳定性要求比较高, 目前这 一领域的 研究主 要集中 在如何 提高 器件的 发光效率、增加 器件的稳定 性、延 长器件的使 用寿命、实 现全色显示等方面。本文从以上几个方 面重点评述了近几年重 金属铱配合物材料的 研究进展。
( 3) 载流子直接在掺杂剂材料上复合。 目前世界各国 的科 学家 正在 不断 地研 究 O L ED 的 发光 机 理, 从而合成了大量性能优异的有机发光材料, 制备出了各种结 构合理、高发光效率的有机发光器件。
图 3 F&orster 和 Dexter 能量转移示意图
2 金属有机配合物的研究进展及器件性能的 提高
列从蓝到 红可 见 光范 围 的化 合物。 铱的 中 间体 ( C C N ) 2 Ir ( LCl) 2 Ir( CC N ) 2 在有氧的条件下不稳定, 所以在 整个反应过 程中 均需要惰性气体 或者 氮气作 为保 护气, 而产 物( C C N ) 2 Ir ( L X) 在溶液中和固态中都 比较稳定。
* 江苏省高技术项目资助( 编号 BG2005034) 王小亮: 男, 硕士 E- mail: chem ) xiaoliang . student@ sina. co m
有机小分子电致磷光材料研究进展/ 王小亮等
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图 1 单层器件和三层器件图 在光致 发光( P ho tolum inescence, 简称 P L ) 中, 电子在 外来 光的激发下从基态跃迁至激发态的过程受到自旋选择定律的限 制, 只有自旋不变的跃迁是允许的, 电子自旋发生改变的跃迁是 禁阻的, 所以只能发生从基态单线态( S0) 到激发态单线态( S1, 2 ) 的电子跃迁, 而激发态三线态( T 1 ) 唯有通过激发 态 S1 的系间窜 越( Inter Sy st em Cro ssing , 简 称 I SC) 得到, 如 图 2 所 示。 而在 EL 中, 激子不是由自身电子 跃迁得 到的, 电子和 空穴分 别从阴 极和阳极注入到发 光层 中, 在 发光 材料 上复 合形 成激 子, 其中 25% 为单线态, 75% 为三线态。
( Scho ol of Chemist ry and Chemical Eng ineering, Southeast U niversit y, Nanjing 210096)
Abstract D ur ing the past tw o decades, the tr iplet excito n states of electr opho sphor escent mater ials are no t
( 2) 基质材料上三线态激子 的 Dex ter 能量转移。Dex ter 能 量转移是通过电子给 体- 受体分子间电子交换进行 的, 是一 种短 程的能量传递 过程。由 于 D ex ter 机 理只需 要给 体和受 体分 子 对的电子云有效的交 叠, 所以不论 单线态- 单 线态, 还是三 线态三线态的能量转移均 是允许的。
近几年, 重金属铱配合 物电致磷 光材料 的研究 已成为 有机
电致发光领域中的研究热点。人们在分 子设计上对环金属配体
( CC N ) , 特别是在 2- 苯 基吡 啶( ppy ) 配体上 进行 各种修 饰和 功
能化, 在提高器件 性能 ( 包括 外量 子效 率、发光 亮度、器 件寿 命
等) 和简化器件制备等方面取得了一定的进展[ 19~ 22] 。
Key words org anometallic ir idium com plex , elect ro luminescence, phospho rescent mater ial, electr opho spho-
r escent mechanism
0 引言
有机电致发光 ( Elect rolum inescence, 以下 简称 EL ) 具 有效 率高、响应速度快、视角广、柔性 显示、主动发 光、色 彩鲜艳 等众 多优点, 使其在第三代平板显 示中最具竞 争力。1987 年 美国柯 达公司的 T ang 等[1] 采 用超 薄膜 技术, 以 8- 羟 基喹 啉铝 ( A lq3 ) 作为发光层, 并首次引入空穴传输层, 获得了低压直流驱动高亮 度有机电致发光器件。 1990 年 英国剑 桥大 学 Burro ughes 等[ 2] 以聚乙烯为发 光 材 料制 成 了高 分 子器 件。1998 年 Junji K ido 等[3] 利用 A lmq3 作为发光 材料, 制 成发 光器 件, 最大 亮度 达到 140000cd/ m2 , 外量子效 率达到 7. 1% , 在全 世界 学术 界引 起了 极大的轰动。2001 年 Baldo 等[ 4] 把 ( ppy) 2 Ir( acac) 掺杂在 T A Z 中, 制备了最大外量子效率为 19% 和功 效率为 65lm/ W 发绿光 的高效磷光器件。该器件的内量子效率 几乎达到 100% , [ 5, 6] 将 电致发光的效率提高到 了前所未 有的高 度。因此, 对于 重金属 配合物, 特别是铱配合物电 致磷光 材料和 器件的 研究已 成为目
1 有机电致发光基本机理的研究进展
最初的有机电致发 光二极管的 结构为单 层夹心式, 主要由 阳极、阴极、有机发光 层组成。如 图 1 所示[ 10] , 从 一个电极 注入 的载流子可能不经过复合直接漂移或扩散到电极另一侧, 从而导 致复合效率和发光效率的降低。为了提高电荷传输效率, 保持电 子和空穴注入后复合的平衡, 一些多层结构的器件相继被开发出 来。实验证明寿命主 要受空穴注 入的影响[ 11] , 通 过阳极缓 冲层 CuPc 的引入可以适当抑制空 穴向空穴传输层( HT L ) 的注 入[ 12] , 掺杂剂的引入又会产生空穴陷阱而降低空穴在 HT L 中的移动。
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材料导报
2007 年 4 月第 21 卷第 4 期
有机小分子电致磷光材料研究进展*
王小亮, 孙岳明, 蒋 伟, 王 启, 宋坤忠
( 东 南大学化学化工学院, 南京 210096)
摘要 在过去 20 年对小分 子电致发光器件的 研究中, 由 于没有充分利用三 线态激子能量, 器件的内量子 效率 存在 25% 的理论极限。由于有机磷光染料可以同时利用其单线态和三线态激 子, 理论上可 以使器件 的内量子效 率达 到 100% , 突破了 25% 的理论极限, 因而近几年在小分子主体材料中掺杂磷光染料制成器件的研究备受关注。综 述了 近几年金属有机电致磷光材料的研究进展, 重点 评述了金属铱配合物在分子设计上的研究进展, 同时 论述了其发光机 理和掺杂剂材料以及器件制作的研究进展, 展望 了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景, 并提出 了今后磷光材料 的发展方向。
2IrCl3 # nH 2 O+ 4CC NH
( C C N ) 2 Ir (L- Cl) 2 Ir( CC N) 2 + 2H Cl+ 2Cl
( 1)
( CC N ) 2 Ir (L- Cl) 2 Ir( CC N) 2 + 2L XH
2( CC N ) 2 Ir( L X) + 2H Cl
( 2)
关键词 金属铱配合物 电致发光 磷光材料 发光机理
Progress in Research on Organic Small Molecule Electrophosphorescent Materials