无机与稀土化学研究部黄春辉课题组在稀土配合物OLEDs工作中取得进展
近日,无机与稀土化学研究部黄春辉课题组刘志伟副教授等另辟蹊径,提出并证明了具有d-f允许跃迁特性的稀土Eu(II)配合物可以通过合理的分子结构设计实现高空气/热稳定性和高发光效率,以及这类材料应用于OLEDs时具有接近100%的激子利用率和高亮度下较低的效率衰减。
在这项工作中,作者设计并合成了两种Eu(II)配合物Eu-1和Eu-2(图1)。在365 nm紫外光的激发下,它们分别发射出明亮的天蓝色光和橙红光。单晶数据表明,Eu-1中的三氟甲基环绕在Eu2+离子周围,使得Eu2+离子被配体更完全地包覆。因此,Eu-1在空气中的稳定性远超出一般Eu(II)配合物,如Eu-1的结晶粉末在空气中放置2200 h后仍保持高达91%的光致发光量子产率(PLQY),而在相同的测试条件下,Eu-2的结晶粉末在空气中放置10 h即观察不到发光。
进一步地,作者制作并优化了以Eu-1和Eu-2为发光材料的OLEDs,发现以Eu-2为发光材料的器件的最大外量子效率(EQE)和亮度分别为6.5%和30620 cd·m-2。考虑到Eu-2的PLQY仅为32%,器件的最大EQE已经接近理论上限,即证明了Eu(II)配合物应用于OLEDs时具有高达100%的激子利用率。
总结起来,作者设计合成的这一类基于d-f跃迁发光Eu(II)配合物可以具有高PLQY和良好的空气稳定性,也可以在OLEDs中实现100%的激子利用率和较低的效率滚降。这表明基于d-f跃迁的稀土配合物作为发光材料在OLEDs领域具有巨大的研究价值和广阔的应用前景,也为稀土配合物发光材料在OLEDs领域的应用提供了新思路。
以上研究成果近日发表于Angewandte Chemie International Edition,北京大学化学与分子工程学院博士研究生战鸽、王李玎和博士后赵子丰为共同第一作者,刘志伟副教授为通讯作者。
论文链接为:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202008423