具有df跃迁的稀土配合物单发射层WOLED的新型发射体

WOLED由于具有低能耗、保护眼睛和额外的灵活性潜力等优点，在日常照明中具有巨大的应用前景。与堆叠式WOLED或多重发射层WOLED相比，SEL-WOLED由于大大简化的器件结构和降低的生产成本而受到商业化的青睐。然而，一个艰巨的挑战在于如何合理控制主体材料和单发射层中不同颜色发射体之间的单线态和三线态激子，这使得同时提高效率和颜色控制成为SEL-WOLED的基本问题。

在典型的SEL-WOLED中观察到的白色电致发光通常涉及从主体材料到发射器以及不同颜色发射器之间复杂的能量转移过程，这导致了器件设计的复杂性。此外，不同颜色发射体之间的有效能量转移使得发射光谱与掺杂浓度密切相关。实际上，通常需要相当低的掺杂浓度(<1%)的低能量发射材料，这进一步增加了器件的制造难度。

为了简化器件设计和制造，减少多组分单发射层中主体材料和发射器之间的能量传递通道是一种直观的方法。最近，科学家发现，当发光的镧系元素df过渡配合物用作发射体时，主体材料几乎不参与能量传递过程，这可能是简单能量传递调节的解决方案。此外，df过渡配合物作为OLED中的发射体具有许多优点，例如理论效率高、激发态寿命短、发射颜色可调以及由于地壳中铈的丰度甚至略高于铜而导致成本低廉。因此，在 SEL-WOLED 中探索 df 跃迁发射极是有前景的。

北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学与应用国家重点实验室、北京分子科学国家实验室刘志伟教授领导的科学家团队在《光科学与应用》上发表了一篇新论文，中国合成了天蓝色发光的铈(III)络合物Ce-TBO 2Et和橙红色发光的铕(II)络合物Eu(Tp 2Et ) 2具有 df 跃迁特性，并用简单的三层器件结构制造了 SEL-WOLED。研究发现，从主体材料到发射器的能量转移被消除，并且两个发射器之间的能量转移受到阻碍，因此他们获得了高效且颜色稳定的白色电致发光，其重量掺杂比例为10% Ce-TBO 2Et和5% Eu ( Tp 2Et ) 2。

在构建SEL-WOLED之前，分别研究了Ce-TBO 2Et作为天蓝色发射体和Eu(Tp 2Et ) 2作为橙红色发射体的电致发光特性。基于Ce-TBO 2Et的器件B1显示出18200 cd m -2的最大亮度和22.3%的最大EQE，而基于Eu(Tp 2Et ) 2的器件O1显示出15800 cd m -2的最大亮度和最大EQE。 EQE 为 11.1%。值得注意的是，这些性能超过了报道最好的具有 df 过渡镧系元素配合物的蓝色和红色 OLED。

mCP中Ce-TBO 2Et或Eu(Tp 2Et ) 2的电致发光和光致发光光谱之间的差异表明空穴和电子复合主要发生在df过渡配合物上而不是主体材料上，这避免了从主体分子到掺杂配合物的能量转移，因此在电致发光光谱中不再观察到主体材料的发射。

受用相同的简单三层器件结构实现高效天蓝色电致发光和橙红色电致发光的结果的鼓舞，仅通过使用 Ce-TBO 2Et 和Eu ( Tp 2Et ) 2共掺杂于mCP中，所制备的器件W1表现出良好的颜色稳定性和最大EQE为15.9%。

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