稀土金属EuX2–N 8配合物的电致发光性能

根据光物理和稳定性研究，Eu X 2 –N 8配合物是用于OLED的更好的候选发光体。在装置制造之前，从它们的紫外光电子能谱（补充图8）和紫外吸收光谱数据推导了两个配合物的较高占据分子轨道（HOMO）和较低未占据分子轨道（LUMO）能级 。然后，由于缺乏用于OLED的Eu 2+络合物的经验，已经致力于优化器件结构。EuBr 2 –N 8先选择用于器件优化，其包括：筛选的主体材料，发现空穴输送层的较佳组合（HTL）和电子传输层（ETL），调节所述发射层的在补充部分的厚度 1 - 4。然后，我们遵循优化的条件下，并进一步调节掺杂浓度和EUI的发射层的厚度2 -N 8装置在补充部分 5 - 6。补充材料中显示了所用材料，设备优化和性能的详细信息。 9 – 17和补充表 3 – 8。

对上述过程的基础上，优化的OLED结构是ITO /的MoO 3（2纳米）/ Ñ，Ñ ' -双（1-萘基） - ñ，Ñ ' -二苯基- （1,1'-联苯）-4,4'-二胺（NPB，50nm）的/ cyclohexylidenebis [ ñ，ñ ' -二（对甲苯基）苯胺]（TAPC，10纳米）/ Eu的X 2 -N 8：4,4'，4 ''-三[苯基（间甲苯基氨基）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。较好的EuBr 2 –N 8设备给出与导通电压（相当不错的表现V上6.2 V，较大亮度（的）大号较大）的10200 CD米-2，较大电流效率（CE较大52.8光盘的）-1和较大EQE为15.5％。虽然冠军装置通过使用EUI得到2 -N 8作为发射极，所述V上，大号较大值，CE较大值，和EQE较大值是6.5 V，25470 CD米-2，62.4光盘-1，和17.7％，分别。这些结果如图4所示。 远远超过了以前报道的**基于Eu 2+的OLED，EQE较大值为0.01％，L max值为10 cd m -2，V on值为20 V 26。此外，冠军设备的电致发光寿命确定为2.5 mA cm -2和10 mA cm -2，这略短于基于三（2-苯基吡啶）铱（Ir（ppy）3）的控制设备在相同光谱区域内研究的磷光发射体（补充图 18））。应当指出的是，这两种设备都显示出非常短的寿命，因为这不仅与发射材料有关，而且还与主体材料，电荷传输材料，设备制造，密封条件等有关。

图：Eu X 2 -N 8化合物的器件结构和电致发光性能。

a具有所有有机材料的前沿轨道能级和相应厚度的经过优化的OLED器件结构。在EML中，EuI 2 –N 8的HOMO和LUMO级别以绿色虚线表示。b在从7 V到13 V的不同电压下，冠军设备的电致发光光谱。c冠军设备的电流效率-亮度-外部量子效率（CE-L-EQE）曲线。d冠军设备的电流密度-电压-亮度（J–V–L）曲线。

值得注意的是，Eu的X 2 -N 8设备具有相当高的V上的值超过6 V考虑主体材料的带隙只有3电子伏特（〜400nm）的。为了理解该现象，研究了通过在高真空度（10 -5  Pa）的真空室中将m-MTDATA中的10 wt％Eu X 2 –N 8掺杂到石英衬底上制成的薄膜的光物理性质。还制作了Eu X 2 –N 8的纯膜作为参考。掺杂膜的发射主要位于两个波段，其中400–470 nm波段（τ〜1.2 ns）归因于主体材料发出的荧光，而500–650 nm波段（τ〜102  ns）来自补充图 19中的Eu X 2 –N 8。激发光谱表明，在纯膜中，两个主要激发带位于320 nm和390 nm左右，这与溶液和固态研究相近。两种掺杂膜在350 nm处具有几乎相同的激发带，表明光能先激发基质材料，然后转移至掺杂Eu 2+络合物，而在光致发光过程中并未完全转移能量。有趣的是，电致发光光谱仅表现出Eu 2+的发射掺杂浓度（7 wt％）低于光致发光研究中的化合物。因此，我们初步提出，载流子重组主要发生在掺杂材料中而不是主体材料中，其中配体的激发导致高的V on。

总之，合成了四种含Eu 2+的氮杂盐Eu X 2 –N n（X  = Br，I，n  = 4，8），显示出有希望的光致发光特性：PLQY高（对于N 8配合物约为100％），短激发态寿命（10 2  ns）和配体场易于调节的发射。有趣的是，EuI 2 -N 8在研磨过程中表现出可逆的变色性质，这归因于N 8配体和重结晶的潜在柔韧性。此外，EuX 2 –N 8由于复合物具有良好的空气/热稳定性，因此它们被选作OLED的发光材料。经过优化设计后，较好的设备表现出出色的性能，较大EQE为17.7％，亮度为25,470 cd m -2。我们的工作加深了对Eu 2+配合物的光致发光和电致发光性质的理解，并证明了它们在OLED中的应用前景广阔。

wyf 03.19