檀康明 閆敏楠 王英男 解令海 錢 妍,* 張宏梅,* 黃 維,2,*

(1南京郵電大學(xué)有機(jī)電子與信息顯示國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地和信息材料與納米技術(shù)研究院，先進(jìn)生物與化學(xué)制造協(xié)同創(chuàng)新分中心，南京210023；2南京工業(yè)大學(xué)柔性電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和先進(jìn)材料研究院，先進(jìn)生物與化學(xué)制造協(xié)同創(chuàng)新中心，南京211816)

基于激子和電致激基復(fù)合物雙重發(fā)光的白光OLED

檀康明1,?閆敏楠1,?王英男1解令海1錢 妍1,*張宏梅1,*黃 維1,2,*

(1南京郵電大學(xué)有機(jī)電子與信息顯示國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地和信息材料與納米技術(shù)研究院，先進(jìn)生物與化學(xué)制造協(xié)同創(chuàng)新分中心，南京210023；2南京工業(yè)大學(xué)柔性電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和先進(jìn)材料研究院，先進(jìn)生物與化學(xué)制造協(xié)同創(chuàng)新中心，南京211816)

基于四苯基乙烯衍生物設(shè)計(jì)合成了兩種藍(lán)光材料TPE-4Br和TPE-3Br，并將其作為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件的發(fā)光層，研究發(fā)現(xiàn)其可與合適的鄰層(空穴傳輸層/電子傳輸層)形成電致激基復(fù)合物。利用材料的本征激子發(fā)光及其電致激基復(fù)合物發(fā)光，可以得到理想的白光電致發(fā)光。將TPE-4Br和TPE-3Br摻雜于mCP中作為發(fā)光層，以TAPC和TmPyPB分別作為空穴傳輸層和電子傳輸層分別制備器件A和器件B，所得器件在操作電壓為9 V時(shí)的色坐標(biāo)分別為(0.32，0.33)和(0.31，0.34)。其中器件B的最大亮度和最大電流效率分別為364.66 cd·m－2與0.79 cd·A－1。

白光有機(jī)發(fā)光二極管；電致激基復(fù)合物；四苯基乙烯；固態(tài)發(fā)光

1 引言

有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)由于具有自發(fā)光、高對(duì)比度、寬視角、低驅(qū)動(dòng)電壓、低功耗、快速響應(yīng)性、可柔性制備等優(yōu)勢(shì)，使其在平板顯示和固態(tài)照明領(lǐng)域中受到了廣泛關(guān)注1－4。其中，白光發(fā)光二極管(WOLED)因?yàn)槠湓诖竺娣e全彩顯示和照明上的應(yīng)用前景而尤為受到關(guān)注5－9。制備白光發(fā)光二極管的方法有很多10－16，其中最普遍的方法是在發(fā)光層中使用兩種互補(bǔ)色或三基色發(fā)色團(tuán)來(lái)得到白光17－23。然而，這些發(fā)色團(tuán)之間大都存在從高能發(fā)光材料到低能發(fā)光材料的能量傳遞，這就要求低能發(fā)色團(tuán)的摻雜濃度一般都控制在很小的范圍內(nèi)。因此，為了得到色度純正、高顯色指數(shù)的白光，就需要精確控制低能發(fā)色團(tuán)的含量與能量傳遞的程度。這樣，就難以避免會(huì)伴隨著器件制備工藝難以控制、重復(fù)性較差等問(wèn)題。

利用器件界面層之間形成電致激基復(fù)合物的長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)光來(lái)實(shí)現(xiàn)白光是另一種確實(shí)可行的方法24－30。有機(jī)電致發(fā)光二極管界面層形成的激基復(fù)合物是由具有低電離勢(shì)的電子給體上的電子與具有高電子親和能的電子受體上的空穴相互作用形成的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物31－35。與同種分子上的電子和空穴復(fù)合形成的激子相比，電致激基復(fù)合物的電致發(fā)光會(huì)在光譜上產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的新峰36。電致激基復(fù)合物發(fā)光是在電致發(fā)光條件下形成的激基復(fù)合物的發(fā)光的一種現(xiàn)象26,37－39。在本工作中，利用電致發(fā)光的激基復(fù)合物發(fā)光光譜特性制備白光器件。設(shè)計(jì)合成了一種藍(lán)光材料1,1,2,2-四(4-溴苯基)乙烯(TPE-4Br)和一種青藍(lán)光材料4-(1,2,2-三(4-溴苯基)苯基)-1,1′-聯(lián)苯(TPE-3Br)分別作為發(fā)光層材料，在電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)中通過(guò)選用合適的空穴傳輸層和電子傳輸層，在界面處形成激基復(fù)合物發(fā)光，可以在保持發(fā)光層材料的本征激子發(fā)光的同時(shí)獲得理想電致激基復(fù)合物發(fā)光，進(jìn)而得到色度理想的白光OLED。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器和試劑

Bruker AV400核磁共振波譜儀(德國(guó)布魯克公司)；Brukerautoflex speed MALDI-TOF質(zhì)譜儀(德國(guó)布魯克公司)；Shimadzu UV-3600紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司)；Perkin Elmer LS 55熒光分光光度計(jì)(美國(guó)珀金埃爾默公司)；Decteck-8臺(tái)階儀(德國(guó)布魯克公司)；LN-1103SA型多源有機(jī)氣相沉積系統(tǒng)；INFICON公司SQC-310型膜厚測(cè)量?jī)x(德國(guó)英?？倒?；ST-86LA屏幕亮度計(jì)；PR-655亮度光譜儀(美國(guó)photo Research公司)。

二苯甲酮(純度99.9%)、NPB(純度99.5%)、Bphen(純度99.5%)購(gòu)買自Alfa試劑公司；四(三苯基膦)鈀(純度99.8%)購(gòu)自百靈威科技有限公司；氧化銦錫(ITO)玻璃基板購(gòu)自深圳南玻集團(tuán)；TAPC (純度99.5%)、mCP(純度99.5%)、TmPyPB(純度99.5%)和LiF(純度99.9%)均購(gòu)自臺(tái)灣Nichem公司；其它試劑均為市售分析純?cè)噭?，試劑的純度均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.2 1,1,2,2-四(4-溴苯基)乙烯(TPE-4Br)的合成

TPE-4Br的合成路線如圖1所示。在150 mL兩口反應(yīng)瓶中，加入TPE(1.3 g,3.91 mmoL)和100 mL氯仿，然后在避光的條件下滴入液溴(Br2)(1 mL,3.91 g)，在避光條件下攪拌反應(yīng)12 h。反應(yīng)完成后，加水猝滅反應(yīng)，用二氯甲烷萃取反應(yīng)液，取下層有機(jī)相；旋蒸除去溶劑后，經(jīng)硅膠柱層析提純得到2.28 g白色固體，產(chǎn)率為90%(w)。1H NMR(400 MHz,d6-DMSO):δ7.38－7.36(d,J=8.4 Hz,8H),6.90－6.88(d,J=8.4 Hz,8H);13C NMR (100 MHz,CDCl3)141.49,139.64,132.81,131.33, 121.32;MALDI-TOF m/z:648.67[M+4]+;分析計(jì)算得C26H16Br4(643.80):C,48.19%;H,2.49%;實(shí)驗(yàn)得到C,48.11%;H,2.62%.

2.3 4-(1,2,2-三(4-溴苯基)苯基)-1,1′-聯(lián)苯(TPE-3Br)

TPE-3Br的合成路線如圖1所示。在150 mL三口反應(yīng)瓶中，加入TPE-4Br(2.03 g,3.13 mmoL)和苯硼酸(0.61 g,5.01 mmoL)，抽真空沖氮?dú)馊危缓罂焖偌尤?0 mg四三苯基膦)鈀至反應(yīng)瓶中，用注射器分別抽取100 mL甲苯和3 mL碳酸鉀/氟化鉀混合溶劑(2 mol·L－1)打入反應(yīng)瓶中，加熱至90°C，攪拌反應(yīng)48 h。反應(yīng)完成后，加水猝滅反應(yīng)，用二氯甲烷萃取反應(yīng)液，取下層有機(jī)相；旋蒸除去溶劑后，經(jīng)硅膠柱層析提純得到0.60 g白色固體，產(chǎn)率為30%(w)。1HNMR(400 MHz,d6-DMSO):δ7.63－7.61(d,J=7.3 Hz,2H),7.53－7.51 (d,J=8.4 Hz,2H),7.43－7.31(m,9H),7.05－7.03 (d,J=8.4 Hz,2H),6.96－6.94(d,J=8.3 Hz,4H), 6.93－6.91(d,J=8.5 Hz,2H)。13CNMR(100 MHz, CDCl3)δ142.01,141.92,141.86,141.51,140.55, 140.28,139.70,139.12,132.91,132.88,131.62, 131.28,131.23,131.19,128.80,127.46,126.91, 126.61,121.11,121.06;MALDI-TOF m/z:645.77 [M+4]+;分析計(jì)算得到：C32H21Br3(641.92):C, 59.57%;H,3.28%;實(shí)驗(yàn)得到：C,59.36%;H, 3.51%。

2.4 器件的制備

將已圖案化的透明導(dǎo)電電極ITO(10Ω/□)玻璃基片做為陽(yáng)極，依次用專用清洗液、去離子水、丙酮、乙醇超聲清洗，每種溶液超聲兩遍，每次15 min，然后用氮?dú)獯蹈蒊TO表面，再對(duì)其表面進(jìn)行UV紫外臭氧處理5 min。采用真空蒸鍍的方法制備OLED器件，器件發(fā)光區(qū)域的有效面積為4 mm×4 mm。陽(yáng)極界面層、各項(xiàng)有機(jī)層及其陰極界面層和陰極都依次在＜5×10－4Pa真空腔中采用常規(guī)的熱阻加熱方法蒸發(fā)至襯底(膜厚由石英晶體振蕩器監(jiān)控)。所有器件的測(cè)試都是在室溫大氣環(huán)境下進(jìn)行，器件的電流密度－電壓－亮度特性曲線、電流效率－亮度－功率效率特性曲線由KEITHLEY2400電壓電流源，KEITHLEY2000數(shù)字多用表和北京師范大學(xué)光電儀器廠生產(chǎn)的ST-86LA屏幕亮度計(jì)配合使用測(cè)得，使用PR-655亮度光譜儀、光學(xué)平臺(tái)等輔助儀器測(cè)量器件的電致發(fā)光光譜圖以及CIE色坐標(biāo)。

器件A和器件B分別使用TPE-4Br、TPE-3Br作為發(fā)光層客體材料。器件結(jié)構(gòu)是ITO/MoO3(5 nm)/ TAPC(45 nm)/mCP:emitter(w%,15 nm)/TmPyPB (35 nm)/Cs2CO3(2 nm)/Al，其中w%為有機(jī)發(fā)光層中TPE-4Br/TPE-3Br的摻雜質(zhì)量百分比，mCP為主體材料，TAPC作為空穴傳輸層，TmPyPB作為電子傳輸層。實(shí)驗(yàn)所用有機(jī)材料分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式和器件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 TPE-4Br和TPE-3Br的合成路線Fig.1 Synthetic routes of TPE-4Br and TPE-3Br

圖2 實(shí)驗(yàn)中所用有機(jī)材料分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式和OLED器件的結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Chemicalstructures oforganic materials and simplified configuration of OLEDdevices TmPyPB:3,3′-(5′-(3-(pyridin-3-yl)phenyl)-[1,1′:3′,1″-terphenyl]-3,3″-diyl)dipyridine;mPC:1,3-di(9H-carbazol-9-yl)benzene;EM:emitting materials;TAPC:4,4′-(cyclohexane-1,1-diyl)bis(N,N-di-ptolylaniline);ITO:indium tin oxide

3 結(jié)果與討論

3.1 光物理性質(zhì)

圖3是TPE-4Br和TPE-3Br在固態(tài)薄膜時(shí)的歸一化紫外-可見(jiàn)吸收光譜和熒光發(fā)射光譜。TPE-4Br固態(tài)薄膜的最大吸收峰位于330 nm左右，最大熒光發(fā)射峰位于460 nm左右。對(duì)于TPE-3Br，由于一個(gè)苯環(huán)的加入使得分子的π共軛程度增大，因此吸收光譜和熒光發(fā)射光譜都發(fā)生了紅移。TPE-3Br固態(tài)薄膜的最大吸收峰位于340 nm左右，最大熒光發(fā)射峰位于488 nm左右。

3.2 電化學(xué)性質(zhì)

為了估算TPE-4Br和TPE-3Br最高占據(jù)軌道(HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)的能級(jí)，本文利用循環(huán)伏安法(CV)對(duì)化合物進(jìn)行了電化學(xué)分析。測(cè)試以二茂鐵為內(nèi)標(biāo)，以無(wú)水四氫呋喃和二氯甲烷溶劑分別測(cè)試還原和氧化電勢(shì)，以0.1 mol·L－1六氟磷酸四丁基銨(Bu4NPF6)為電解質(zhì)。圖4為TPE-4Br和TPE-3Br的循環(huán)伏安曲線，根據(jù)曲線可知該化合物的TPE-4Br的氧化電勢(shì)(Eox)和還原電勢(shì)(Ered)分別為1.18和－2.05 V，由此得出TPE-4Br的HOMO的能級(jí)為－5.7 eV，LUMO能級(jí)為－2.5 eV。TPE-3Br的氧化電勢(shì)(Eox)和還原電勢(shì)(Ered)分別為1.01和－2.11 V，由此得出TPE-3Br的HOMO的能級(jí)為－5.5 eV，LUMO能級(jí)為－2.4 eV。

3.3 熱穩(wěn)定性質(zhì)

本文采用熱重分析法(TGA)和差示掃描量熱法(DSC)對(duì)TPE-4Br和TPE-3Br的熱穩(wěn)定性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。如圖5(a)所示，以5%(w)質(zhì)量衰減為基準(zhǔn)，可以得出TPE-4Br和TPE-3Br的熱分解溫度(Td)分別為305和280°C；圖5(b)為TPE-4Br和TPE-3Br的差示掃描量熱曲線，從曲線中可知，TPE-4Br沒(méi)有顯示出明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，TPE-3Br的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90°C，說(shuō)明兩個(gè)材料都具有良好的熱穩(wěn)定性，可用于成膜與器件制備。

圖3 TPE-4Br和TPE-3Br薄膜的歸一化吸收和發(fā)射光譜Fig.3 Normalized absorption and fluorescence spectra of TPE-4Br and TPE-3Br films

圖4 TPE-4Br和TPE-3Br的循環(huán)伏安圖Fig.4 Cyclic voltammograms of TPE-4Br and TPE-3Br

圖5 TPE-4Br和TPE-3Br的熱重分析(TGA)曲線(a)和差示掃描量熱法(DSC)曲線(b)Fig.5(a)Thermogravimetric analysis(TGA)and (b)differentialscanning calorimetry(DSC)curves of TPE-4Br and TPE-3Br

3.4 電致發(fā)光性質(zhì)

為了研究TPE-4Br與鄰層形成電致激基復(fù)合物的可能性，本工作選用了不同的材料作為有機(jī)電致發(fā)光器件的空穴傳輸層(分別選用NPB與TAPC)和電子傳輸層(分別選用BPhen與TmPyPB)，觀察其電致發(fā)光特性。制備了一系列以TPE-4Br作為有機(jī)發(fā)光層的OLEDs，器件結(jié)構(gòu)分別為：器件1：ITO/ MoO3(5 nm)/NPB(45 nm)/TPE-4Br(15 nm)/BPhen (35 nm)/CS2CO3(2 nm)/Al；器件2：ITO/MoO3(5 nm)/NPB(45 nm)/TPE-4Br(15 nm)/TmPyPB(35 nm)/ CS2CO3(2 nm)/Al；器件3：ITO/MoO3(5 nm)/TAPC (45 nm)/TPE-4Br(15 nm)/BPhen(35 nm)/CS2CO3(2 nm)/Al；器件4：ITO/MoO3(5 nm)/TAPC(45 nm)/TPE-4Br(15 nm)/TmPyPB(35 nm)/CS2CO3(2 nm)/Al。

圖6(a)為在9 V操作電壓下OLED器件的歸一化電致發(fā)光光譜。如圖所示，器件1僅出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)光峰，其最大熒光發(fā)射峰位于455 nm左右，這歸屬于TPE-4Br的本征激子發(fā)光。因此，TPE-4Br與空穴傳輸層NPB及電子傳輸層BPhen均不能形成激基復(fù)合物。固定空穴傳輸層，將電子傳輸層換為TmPyPB，所制備的器件2的激子發(fā)光峰位于450 nm左右，除此之外在長(zhǎng)波區(qū)域520 nm左右還出現(xiàn)一個(gè)新的發(fā)光峰。比較器件1和器件2的結(jié)構(gòu)，可以判斷出該520 nm左右的熒光峰是來(lái)自于發(fā)光層TPE-4Br和電子傳輸層TmPyPB之間形成的電致激基復(fù)合物發(fā)光。以器件1為參照，固定電子傳輸層，將空穴傳輸層換為TAPC，所制備的器件3的激子發(fā)光峰位于470 nm左右，發(fā)生了一定程度的紅移，除此之外在長(zhǎng)波區(qū)域650 nm左右出現(xiàn)新的發(fā)光峰。比較器件1和器件3的結(jié)構(gòu)，可以判斷出該650 nm左右的熒光峰是發(fā)光層TPE-4Br和空穴傳輸層TAPC之間形成的電致激基復(fù)合物發(fā)光。從器件3的軌道能級(jí)圖可以看出(圖7)，TPE-4Br的能隙是3.2 eV，而TPE-4Br層的LUMO軌道和TAPC層HOMO軌道的能級(jí)差較小，約為2.8 eV，這可以說(shuō)明TPE-4Br的LUMO軌道上的電子很容易與TAPC的HOMO軌道上的空穴進(jìn)行復(fù)合，得到長(zhǎng)波長(zhǎng)的650 nm左右的電致激基復(fù)合物發(fā)光。

圖6 器件1－6在9 V時(shí)歸一化電致發(fā)光光譜Fig.6 Normalized electroluminescence(EL)spectra of Device 1－6 at 9 V inset:PLspectrum ofquartz/TAPC(40 nm)/mCP(40 nm)

圖7 器件1－6的軌道能級(jí)圖Fig.7 Energy levels of the used materials in Device 1－6

以器件1為參照，同時(shí)將空穴傳輸層和電子傳輸層分別替換為TAPC和TmPyPB，制備的器件4。除了470 nm的激子本身發(fā)光以外，長(zhǎng)波方向主要在650 nm出現(xiàn)了電致發(fā)光峰。基于與器件2及器件3的比較，有理由認(rèn)為該長(zhǎng)波峰主要來(lái)源于TPE-4Br和TAPC形成的電致激基復(fù)合物發(fā)光，并且其中應(yīng)當(dāng)包含了少量的TPE-4Br與TmPyPB形成的520 nm左右的電致激基復(fù)合物發(fā)光。為了分析發(fā)光層與電子傳輸層之間形成激基復(fù)合物發(fā)光的機(jī)理，我們給出了器件4的軌道能級(jí)圖(圖7)。從圖5可以看出，電子從TmPyPB層注入到TPE-4Br層的勢(shì)壘為0.2 eV，而電子從TPE-4Br層注入到TAPC層的勢(shì)壘為0.7 eV，因此，電子容易被阻擋在TAPC與TPE-4Br層之間，形成TPE-4Br/TAPC激基復(fù)合物。而對(duì)于空穴來(lái)說(shuō)，空穴從TAPC層注入到TPE-4Br層的勢(shì)壘為0.4 eV，而空穴從TPE-4Br層注入到TmPyPB層的勢(shì)壘為1.0 eV。因此，空穴容易被阻擋在TPE-4Br層與TmPyPB層之間，形成TPE-4Br/TmPyPB激基復(fù)合物。

圖8 在不同電壓時(shí)器件A和器件B歸一化電致發(fā)光光譜Fig.8 Normalized EL spectra of Device A and Device B at different operating voltages

表1 不同操作電壓時(shí)OLED器件的CIE色坐標(biāo)Table 1 CIE coordinations of the OLEDs at different operating voltages

由于器件4中，發(fā)光層與相鄰的空穴傳輸層和電子傳輸層的發(fā)光比例不均衡，不易得到理想的白光?？紤]到發(fā)光層中還可以有主體材料mCP，為此我們又研究了主體材料mCP與TAPC層(或TmPyPB層)形成電致激基復(fù)合物的可能性，制備了如下器件。器件結(jié)構(gòu)分別為：器件5：ITO/ MoO3(5 nm)/NPB(45nm)/mCP(15 nm)/TmPyPB (35 nm)/CS2CO3(2 nm)/Al；器件6：ITO/MoO3(5 nm)/TAPC(45 nm)/mCP(15 nm)/Bphen(35 nm)/ CS2CO3(2 nm)/Al。圖6(b)為在9 V操作電壓下OLED器件的歸一化電致發(fā)光光譜。如圖所示，器件4只出現(xiàn)了一個(gè)450 nm左右的單發(fā)光峰，這來(lái)源于NPB的本征激子發(fā)光，因此mCP與鄰層NPB層和TmPyPB層都不能形成電致激基復(fù)合物。器件6的電致發(fā)光光譜主要包含位于405和580 nm的兩個(gè)發(fā)光峰，其中405 nm的熒光峰于TAPC的熒光發(fā)射40，長(zhǎng)波段的580 nm的熒光發(fā)射峰應(yīng)該來(lái)源于mCP層和TAPC層形成的電致激基復(fù)合物發(fā)光(光致激基復(fù)合物發(fā)光峰位于515 nm，見(jiàn)圖6(b)插圖)。

在此基礎(chǔ)上，為了得到色度純正的白光OLED，我們進(jìn)一步改進(jìn)了器件結(jié)構(gòu)，除了選用TAPC和TmPyPB分別作為空穴傳輸層和電子傳輸層以外,我們還選用mCP做為發(fā)光層的主體材料，制備了器件A：ITO/MoO3(5 nm)/TAPC(45 nm)/ mCP:TPE-4Br(14%(w)15 nm)/TmPyPB(35 nm)/ CS2CO3(2 nm)/Al。圖8為在不同電壓下OLED器件的歸一化電致發(fā)光光譜圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)器件A的發(fā)光峰主要由470和580 nm兩個(gè)固定波長(zhǎng)的發(fā)光峰，以及一個(gè)620到680 nm范圍內(nèi)隨著電壓增大逐漸紅移的紅光峰從組成。從以上結(jié)果分析可以得知，其中460 nm的熒光來(lái)自于TPE-4Br的本征激子發(fā)光，580 nm的熒光主要來(lái)自于mCP層與TAPC空穴傳輸層之間形成的電致激基復(fù)合物發(fā)光，而620－680 nm的發(fā)光來(lái)自于TPE-4Br/TAPC電致激基復(fù)合物發(fā)光。隨著電壓的增大，TPE-4Br/ TAPC電致激基復(fù)合物的發(fā)光比例逐漸增強(qiáng)。

圖9 器件A和B的電流密度－電壓－亮度曲線(a,b)以及電流效率－亮度曲線(c,d)Fig.9 Current density－voltage－luminance(a,b)and current efficiency－luminance(c,d)curves of Device A and Device B

在操作電壓為9 V時(shí)，器件A可以得到CIE色坐標(biāo)為(0.32，0.33)色度純正的白光。器件A在不同電壓下的CIE色坐標(biāo)可見(jiàn)表1。器件A的最大亮度為184.31 cd·m－2，最大電流效率為0.28 cd·A－1(圖9)。我們采用同樣的方法制備和研究了基于發(fā)光材料TPE-3Br的器件B：ITO/MoO3(5 nm)/TAPC (45 nm)/mCP:TPE-3Br(16%(w)15 nm)/TmPyPB(35 nm)/CS2CO3(2 nm)/Al。器件B在9 V時(shí)可以得到CIE色坐標(biāo)分別為(0.31，0.34)色度純正的白光。器件B的最大亮度是364.66 cd·m－2，最大的電流效率是0.79 cd·A－1。這類白光器件的器件效率有望通過(guò)器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)一步提高。

4 結(jié)論

合成了兩種含溴的化合物TPE-4Br和TPE-3Br，并分別摻雜于mCP主體中作為發(fā)光層，通過(guò)選擇合適的空穴傳輸層TAPC和電子傳輸層TmPyPB，獲得了理想多個(gè)長(zhǎng)波段的電致激基復(fù)合物發(fā)光，并同時(shí)保持了發(fā)光材料的本征激子發(fā)光，進(jìn)而得到了色度純正的白光OLED。兩種材料通過(guò)合理的設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)，可以分別獲得色坐標(biāo)為(0.32，0.33)和(0.31，0.34)的白光，其中器件B的最大亮度364.66 cd·m－2，最大電流效率0.79 cd· A－1。

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White Organic Light-Emitting Diodes Based on Exciton and Electroplex DualEmissions

TAN Kang-Ming1,?YAN Min-Nan1,?WANGYing-Nan1XIE Ling-Hai1QIAN Yan1,*ZHANGHong-Mei1,*HUANGWei1,2,*
(1Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays&Institute of Advanced Materials,Jiangsu National Synergistic Innovation Center for Advanced Materials,Nanjing University of Posts&Telecommunications,Nanjing 210023,P.R.China;2Key Laboratory of Flexible Electronics&Institute of Advanced Materials,Jiangsu National Synergistic Innovation Center for Advanced Materials,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,P.R.China)

Two new blue-light-emitting materials based on tetraphenylethylene(TPE),TPE-4Br,and TPE-3Br have been designed and synthesized.They have been used as emitting materials in organic light-emitting diodes (OLEDs)and have been found to form electroplex with an appropriate neighboring hole or electron transporting layer.Using the intrinsic localexciton emission and electroplex emission,desirable white electroluminescence has been obtained.Using TPE-4Br and TPE-3Br in 1,3-di(9H-carbazol-9-yl)benzene(mCP)matrix as the emitting layer,4,4′-(cyclohexane-1,1-diyl)bis(N,N-di-p-tolylaniline)(TAPC)and 3,3′-(5′-(3-(pyridin-3-yl)phenyl)-[1,1′:3′,1′-terphenyl]-3,3′-diyl)dipyridine(TmPyPB)as the hole and electron transporting layers,respectively, Device A and Device B have been fabricated with the corresponding CIE coordinates of(0.32,0.33)and(0.31, 0.34)at9 V.Device B showed the maximum luminance of364.66 cd·m－2and the maximum currentefficiency of0.79 cd·A－1.

White organic light-emitting diode;Electroplex;Tetraphenylethene;Solid state emission

O649

Kim,B.S.;Lee,J.Y.Org.Electron.2015,21,100.

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doi:10.3866/PKU.WHXB201702161

Received:December 14,2016;Revised:February 16,2017;Published online:February 16,2017.

*Corresponding authors.QIAN Yan,Email:iamyqian@njupt.edu.cn;ZHANG Hong-Mei,Email:iamhmzhang@njupt.edu.cn; HUANG Wei,Email:iamwhuang@njupt.edu.cn.?These authors contributed equally to this work.

The projectwas supported by the National Basic Research Program of China(973 Program)(2012CB723402),Jiangsu National Synergistic Innovation Center for Advanced Materials,China(SICAM),Priority Academic Program Developmentof Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD)(YX03001),China,Synergistic Innovation Center for Organic Electronics and Information Displays,National Natural Science Foundation of China(21373114,21573111,61674081,51333007),six Talents Peak Projectof Jiangsu Province,China(XCL-CXTD-009),Qing Lan Projectof Jiangsu Province,NUPT 1311 project,China.

國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃(973計(jì)劃)(2012CB723402)、先進(jìn)生物與化學(xué)制造協(xié)同創(chuàng)新中心(國(guó)家級(jí)2011協(xié)同創(chuàng)新中心),江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程(YX03001),江蘇省有機(jī)電子和信息顯示協(xié)同創(chuàng)新中心,國(guó)家自然科學(xué)基金(21373114,21573111,61674081,51333007)、江蘇省“六大人才高峰”創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)(XCL-CXTD-009)、江蘇省青藍(lán)工程、南京郵電大學(xué)“1311”人才項(xiàng)目資助?Editorialoffice ofActa Physico-Chimica Sinica