可以被用在白光OLED里的(de)磷(lin)光材(cai)料有藍(lan)、綠與紅三(san)原(yuan)(yuan)色(se)。黃與橘黃色(se)雖(sui)然(ran)不屬(shu)三(san)原(yuan)(yuan)色(se)之一，但(dan)因為黃色(se)可以搭配深藍(lan)色(se)；或者橘黃色(se)的(de)可以搭配藍(lan)色(se)或天藍(lan)色(se)，混合出雙色(se)構成(cheng)的(de)白光。
各色彩或色彩飽和度(du)的判斷，以1931 CIEx，y色坐標來區分（見圖4一(yi)13范例）。
1931CIEx，y 色坐標的色彩劃分范例圖
以綠(lv)(lv)(lv)色(se)的光色(se)而(er)言(yan)，大(da)致(zhi)上x坐(zuo)標(biao)(biao)值(zhi)要(yao)小于或等于0．3可以算(suan)是(shi)(shi)綠(lv)(lv)(lv)色(se)。y坐(zuo)標(biao)(biao)值(zhi)則是(shi)(shi)色(se)純(chun)度的指標(biao)(biao)，譬如說Ir（ ppy ）3與(yu)（ppy）2Ir（acac） OLED 1931CIEx，y色(se)坐(zuo)標(biao)(biao)分別是(shi)(shi)（0．27， 0．63）和（0．31， 0．64）（其磷光光譜人λmax、分別為510與(yu)525 nm），可以說Ir（ ppy ）3 是(shi)(shi)比較綠(lv)(lv)(lv)的材料，但比較不(bu)綠(lv)(lv)(lv)（相對前者而(er)言(yan)是(shi)(shi)有點(dian)黃綠(lv)(lv)(lv)色(se)）的（ppy）zIr（acac）其色(se)彩(cai)（黃綠(lv)(lv)(lv)色(se)）飽(bao)和度是(shi)(shi)較高的。
因此，對那些綠色(se)的磷(lin)光材(cai)(cai)料(liao)其1931CIEx，y x坐(zuo)標值(zhi)在0．33、0．34、0．35，甚(shen)至到0．40或(huo)超過0．40的，通(tong)常稱之為黃綠色(se)磷(lin)光材(cai)(cai)料(liao)。
黃(huang)(huang)色(se)是中間色(se)，無法說出一個明確(que)的(de)范圍，只能(neng)選擇（（0．50， 0．50）坐(zuo)標(biao)值(zhi)當作飽和黃(huang)(huang)色(se)的(de)1931CIEx，y 坐(zuo)標(biao)值(zhi)，x坐(zuo)標(biao)值(zhi)越(yue)(yue)小就越(yue)(yue)接近黃(huang)(huang)綠色(se)；x坐(zuo)標(biao)值(zhi)越(yue)(yue)大(da)就越(yue)(yue)接近橘黃(huang)(huang)色(se)。
比(bi)照綠(lv)色(se)(se)(se)磷(lin)光(guang)材(cai)料(liao)的(de)狀況，若1931CIEx，y 色(se)(se)(se)坐標二數值(zhi)比(bi)0． 50小太多(duo)（大(da)(da)約比(bi)0． 45還小），這樣(yang)的(de)材(cai)料(liao)會(hui)被視(shi)為(wei)是(shi)黃(huang)綠(lv)色(se)(se)(se)磷(lin)光(guang)材(cai)料(liao)，不會(hui)被列人討論的(de)對(dui)象(xiang)。橘黃(huang)色(se)(se)(se)也是(shi)中間色(se)(se)(se)，無法說一個明確的(de)范圍(wei)，很多(duo)紅(hong)色(se)(se)(se)磷(lin)光(guang)材(cai)料(liao)色(se)(se)(se)彩上(shang)若做得(de)略嫌不足(zu)，色(se)(se)(se)彩便會(hui)落在橘黃(huang)色(se)(se)(se)的(de)地方，大(da)(da)致上(shang)可以定（（0．60， 0．40）坐標值(zhi)當作(zuo)飽(bao)和橘黃(huang)色(se)(se)(se)1931CIEx，y 坐標值(zhi)。
橘(ju)黃(huang)色(se)是(shi)夾在黃(huang)色(se)與紅(hong)色(se)中(zhong)間，1931CIEx，y 坐標向(xiang)左上偏(pian)(pian)（（x值(zhi)(zhi)變小y值(zhi)(zhi)變大）變黃(huang)色(se)，向(xiang)右下偏(pian)(pian)（（x值(zhi)(zhi)變大y值(zhi)(zhi)變小）變紅(hong)色(se)。
如何界定黃色(se)與橘黃色(se)或(huo)橘黃色(se)和紅色(se)，是(shi)因人而異(yi)的。
區分磷光(guang)材料的(de)色彩(cai)是(shi)綠、黃(huang)還是(shi)橘黃(huang)的(de)，如果該(gai)OLED 1931CIEx，y 會沒有標示(shi)而(er)無法得知，這時(shi)可以變通(tong)由發光(guang)波長大致做判斷推(tui)測(ce)其可能的(de)色彩(cai)，見圖4一14的(de)例子。
Ir配位絡合物磷光光譜從綠光到橘黃光分布
目(mu)前文獻中報道過發(fa)紅色磷(lin)光的(de)(de)(de)OLED材料(liao)少說有(you)(you)50種(zhong)，從(cong)20世紀90年(nian)代末期(qi)OLED有(you)(you)機磷(lin)光材料(liao)被發(fa)現以來，藍色磷(lin)光材料(liao)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)總是落(luo)后(hou)于紅光與(yu)綠光的(de)(de)(de)，藍色磷(lin)光材料(liao)發(fa)展(zhan)至(zhi)今很少能做到像深紅光或深綠光那樣的(de)(de)(de)色純度。
即使是(shi)(shi)色純度(du)高的(de)深藍色，制作出(chu)OLED的(de)效果(guo)往往不是(shi)(shi)欠(qian)佳(jia)，便是(shi)(shi)材(cai)(cai)料（也造成(cheng)器件）壽命短。為能制造出(chu)性(xing)能令人滿意的(de)白光(guang)(guang)OLED，目前選用的(de)還是(shi)(shi)以天藍色的(de)磷(lin)光(guang)(guang)材(cai)(cai)料為主，這要(yao)求(qiu)所(suo)搭配的(de)紅色磷(lin)光(guang)(guang)材(cai)(cai)料要(yao)接近(jin)于飽和紅的(de)深紅色才可以。
所以，紅色(se)(se)磷光OLED材料在色(se)(se)純度上的要求，不(bu)得(de)不(bu)被提得(de)很高(gao)，不(bu)然所制作的白(bai)光OLED無(wu)法(fa)接近正白(bai)色(se)(se)。
最早出(chu)現在(zai)OLED中當作磷光材料是(shi)PtOEP，這是(shi)個發出(chu)深紅色(se)(se)且接近飽和紅色(se)(se)的有機磷光材料，PtOEP發出(chu)紅光的波長(chang)既長(chang)而涵(han)蓋范(fan)圍又窄。
PtOEP紅色磷光OLED之電致發光光譜圖與其1931CIEx，y 色坐標圖
這個材(cai)料(liao)的(de)出現在OLED中是由(you)于(yu)當初（20世紀90年代(dai)末期）OLED的(de)紅光材(cai)料(liao)而來。
PtOEP的(de)最低(di)能量的(de)吸收波(bo)長約(yue)在(zai)(zai)540 nm，其所觀察到的(de)磷(lin)光(guang)波(bo)長是在(zai)(zai)650 nm（在(zai)(zai)623， 687， 720 nm尚有(you)較弱(ruo)的(de)振動電子諧波(bo)倍頻）。此磷(lin)光(guang)波(bo)長相當窄（半波(bo)寬(kuan)僅20 nm左(zuo)右）且距離(li)PtOEP的(de)最低(di)能量的(de)吸收有(you)超(chao)過100 nrn的(de)斯托克(ke)斯位移（Stokes shift）。
文獻報(bao)道在(zai)約(yue)580 nm左(zuo)右是PtOEP的熒光位置，明(ming)顯地有較小(xiao)的斯(si)(si)托克斯(si)(si)位移，間(jian)接證明(ming)在(zai)650 nm的發光是磷光而非熒光。另外，實驗量測到PtOEP在(zai)溶液狀(zhuang)態下室溫的磷光壽(shou)命(ming)約(yue)為80μs，明(ming)顯比一(yi)般有機物質熒光壽(shou)命(ming)約(yue)ns要長許多。
這些在光(guang)譜物理(li)上的(de)數(shu)據都指向(xiang)在650 nm PtOEP的(de)發(fa)光(guang)是(shi)磷光(guang)而不是(shi)熒(ying)光(guang)。PtOEP在溶(rong)液狀態下室溫的(de)磷光(guang)卿約0． 45。
當電流密度增(zeng)大（或OLED亮度增(zeng)加）時器(qi)件效率(lv)迅(xun)速下降，此(ci)現(xian)象(xiang)俗稱為“效率(lv)滾降”（ efficiency roll off ）。
譬(pi)如(ru)Facially encumbered Pt porphyrins所(suo)制作的OLED，在器件電流(liu)密度(du)(du)(du)約0． 1 mA／cm2（或亮(liang)(liang)度(du)(du)(du)大約是3 cd／m2）時(shi)約達(da)到最高(gao)點(dian)的8．2％，但(dan)在亮(liang)(liang)度(du)(du)(du)100 cd／m2時(shi)（約6～7 mA／cm2 ）剩下(xia)4． 7％左右；當亮(liang)(liang)度(du)(du)(du)為500 cd／m2時(shi)（這僅是白(bai)光(guang)照明所(suo)需(xu)的一(yi)半亮(liang)(liang)度(du)(du)(du)而已(yi)）電流(liu)密度(du)(du)(du)已(yi)高(gao)達(da)300一(yi)400mA／cm2，則衰減(jian)剩下(xia)不(bu)到1％。這比紅色熒光(guang)材料的性(xing)能還差。
Facially encumbered Pt porphyrins所制作OLED的發光功率效率與電流密度和亮度關系圖
對PtOEP此類(lei)紅(hong)色磷光材料的(de)研究發現，“效率(lv)滾降”跟磷光壽命長短有(you)很(hen)大(da)關(guan)系。PtOEP類(lei)紅(hong)色磷光材料其(qi)磷光壽命太長（或(huo)不夠短），造成在器件里材料三重(zhong)態(tai)自我淬滅(mie)的(de)幾率(lv)較大(da)，尤其(qi)是在電流密度高的(de)時候(hou)更(geng)為嚴(yan)重(zhong)。
為了(le)改進PtOEP類紅色磷光(guang)材料的不足，最早(zao)問世(shi)的是由(you)Thompson與Forrest研究(jiu)團隊所提出的（btp）2Ir（acac），其(qi)磷光(guang)壽命大約為6μs，而(er)Φp約0．2。
在(zai)類似(si)的OLED器(qi)件結構下，在(zai)合理的10mA／cm2較高(gao)(gao)電流密(mi)度下（通常(chang)在(zai)這種電流密(mi)度下器(qi)件才有可使(shi)用的起碼(ma)亮度），PtOEP的為1．9％，而（btp）2Ir（acac）的為3．7％，比PtOEP的高(gao)(gao)出近一(yi)倍，“效(xiao)率滾降”有所舒緩。
（btp）2Ir（acac）制作紅色磷光OLED的發光功率效率與電流密度關系圖
在（btp）2Ir（acac）之(zhi)后，Cannon研發團隊與臺灣清華大學劉瑞雄研究團隊分別提出新的(de)紅色磷光材(cai)料Ir （ piq）3與（piq）2Ir（acac）。
兩者(zhe)都采用(yong)了(le)1一(yi)phenylisoquinoline（ piq）作為與Ir行cyclometalation的配(pei)體，只是(shi)前者(zhe)Ir（piq）3為配(pei)體全同(tong)（homoleptic） Ir配(pei)位絡(luo)合物(wu)，后(hou)者(zhe)仁（btp）2Ir（acac）為配(pei)體不全同(tong)（heteroleptic） Ir配(pei)位絡(luo)合物(wu)。
事實上(shang)piq是(shi)很(hen)好(hao)用的發(fa)(fa)紅色(se)磷(lin)光配體的化學結構，絕大多(duo)數后(hou)面發(fa)(fa)展(zhan)出來的發(fa)(fa)紅色(se)磷(lin)光cyclometalation配體都是(shi)衍生自piq這母體化學結構。
當(dang)OLED亮(liang)度增加十(shi)倍時Ir（piq）3 的？ext下(xia)(xia)降至(zhi)約8．5％ （1000 cd／m2）；（btp）2Ir（acac） 的？ext下(xia)(xia)降至(zhi)約7．0％（約400mA／cm2，25 000 cd／m2）。這種“效率滾降基本上符合(he)Ir（piq）3與(yu)（btp）2Ir（acac）不(bu)是很(hen)長的磷光(guang)壽命0．7～1．1與(yu)1． 65μs。#p#分(fen)頁標(biao)題#e#
與紅色磷光OLED的發光功率效率與電流密度關系圖
（a）（btp）2Ir（acac）制作（b）Ir（piq）3 制作
Cannon研發團隊稍后在(zai)2005年發表以Ir（4F5Mpiq）3制(zhi)作的發紅色(se)磷(lin)光OLED ，其(qi)1931 CIEx，y色(se)坐(zuo)標(biao)為（0． 66， 0．34）。
紅光(guang)色純度(du)略遜(xun)于 Ir（piq）3 或(huo)（btp）2Ir（acac） 的(de)，但器件最高可(ke)到(dao)15．5 0 o（或(huo)？p12．4 lm／W），這是(shi)器件在亮度(du)為218 cd／mz（或(huo)1．23 mA／cm2電(dian)流密度(du)）下(xia)得到(dao)的(de)。
基本上此器件還是呈現出(chu)“效率滾降”的現象(xiang)：當器件的亮度(du)(du)增(zeng)大(da)到超過10 000cd／m2（或(huo)(huo)電流密度(du)(du)增(zeng)大(da)到近120 mA／cm2）時，器件的best減降到7．9％（或(huo)(huo)3．7 lm／W）。
這么多紅色磷光(guang)OLED材料(liao)，其器(qi)(qi)件(jian)性(xing)(xing)能表現固然受到(dao)發光(guang)材料(liao)本身的(de)化(hua)學特性(xing)(xing)與物理特性(xing)(xing)的(de)影響，但是(shi)另一個影響器(qi)(qi)件(jian)性(xing)(xing)能的(de)是(shi)器(qi)(qi)件(jian)制作的(de)方式的(de)溶(rong)液(ye)工(gong)藝或(huo)干法工(gong)藝和器(qi)(qi)件(jian)里所選用來(lai)搭(da)配(pei)摻雜(za)物的(de)主(zhu)體材料(liao)。
以（btp）2Ir（acac），（piq）2Ir（acac） 這兩個(ge)被廣泛(fan)使用的紅(hong)色磷光(guang)摻雜物來(lai)舉(ju)例說(shuo)明。
2005年Taishi Tsuji曾研制了不同主體(ti)材料摻雜（btp）2Ir（acac） 的(de)OLEDs 。
ITO／NPB／主體材料(liao)摻雜（piq）2Ir（acac） ／ Alq3 ／Li2 O／Al之研(yan)究，此處作為(wei)(wei)主體材料(liao)為(wei)(wei)Alqa ，BAIq， BCP或OXD一(yi)7，其中以(yi)具(ju)有電子傳(chuan)輸特(te)性的BAIq為(wei)(wei)主體材料(liao)時表(biao)現最佳，器件(jian)壽命(ming)亦比以(yi)BCP為(wei)(wei)主體材料(liao)的器件(jian)長(chang)4倍。
另一個是(shi)由華南理工(gong)大學曹(cao)鋪院士所報道的(de)由溶液工(gong)藝制(zhi)作的(de)OLED：ITO／PEDOT： PSS／PVK／blends／Ba／Al。此處blends是(shi)混合有PBD或(huo)TAZ電子傳輸材(cai)料(liao)的(de)三種不同的(de)高(gao)分(fen)子PFO、PVK、PFTA為主(zhu)體(ti)材(cai)料(liao)。
其中以(yi)PFTA混PBD的主體材料(liao)表現最佳(jia)，最高(gao)有1200，這(zhe)已比之(zhi)前Cannon所報道的用干法工藝（真空蒸鍍）制作的OLED的10．3％要高(gao)。
另外中國科學院長春應用化學研究所馬東閣(ge)與武漢(han)大(da)學楊楚(chu)羅曾采用了一新的(de)主體材(cai)料O－CzOXD真空蒸鍍制(zhi)作(zuo)了紅(hong)色磷光(guang)OLED，其最高(gao)？ext 被提(ti)升到(dao)18．5％。同樣(yang)的(de)進展也發生在之前Cannon所報道的(de)Ir（4F5Mpiq）3上：Yang Yang以濕法工(gong)藝制(zhi)作(zuo)ITO／PEDOT： PSS／PFO：Ir（4F5Mpiq）3／CsZ C03 ／Al OLED，最高(gao)？P從原來(lai)的(de)12．4 lm／W提(ti)高(gao)到(dao)17．6 lm／W。
為了驗證制作紅(hong)色磷(lin)光OLED主體材料與空(kong)穴傳輸層（HTL）的重要性(xing)，以(yi)(yi)（fppz）2 Os（ PPhMe2）2和(he)（fptz）2 Os（ PPh2Me）2，這兩(liang)種含Os重金屬的摻雜材料制作成(cheng)OLEDs并被多次報道過(guo)，以(yi)(yi)最突出的后者來作說(shuo)明：ITO／HTL／Host：（ fptz）2Os（ PPh2 Me）2 ／HBL／LiF／Al，其(qi)發光功率效率屢創新高。
與（fptz）2 Os（ PPh2Me）2 搭(da)配使用(yong)的(de)空穴傳輸層（HTL）材(cai)料(liao)、主體(ti)材(cai)料(liao)與空穴阻擋層（HBL）材(cai)料(liao)
在(zai)第一次(ci)(ci)被(bei)(bei)報(bao)道時(shi)，HTL是(shi)NPB或BPAPF；主(zhu)體材料(liao)為CBP；而HBL為BCP（bathocuproine）。當(dang)摻雜物(wu)質量分數是(shi)20％ （ OLED剛達到紅光色純度）、器件在(zai)20 mA／cm2電流密度下(xia)，為11．5％（NPB為HTL）或13．3％（BPAPF為HTL）。第二次(ci)(ci)被(bei)(bei)報(bao)道時(shi)， HTL是(shi)NPB；主(zhu)體材料(liao)改(gai)為TFTPA 。
當(dang)摻雜物質量分數是(shi)(shi)21％器件(jian)最高(gao)達180o＜r｝p最高(gao)25 lm＝＂＂ w）。很難得的是(shi)(shi)此(ci)器件(jian)只(zhi)有(you)(you)輕微(wei)的“效率滾降”現象，在1000＝＂＂ cd＝＂＂ m2照明(ming)亮度(du)下？ext＝＂＂ 幾乎(hu)沒有(you)(you)改變(bian)，？p只(zhi)略(lve)微(wei)下降至22＝＂＂ w（見圖4一(yi)25）。即(ji)使到(dao)10000＝＂＂ mz的超(chao)高(gao)照明(ming)亮度(du)（電流密度(du)不(bu)到(dao)10＝＂＂ ma＝＂＂ cm2），｝p仍有(you)(you)15＝＂＂ w。
（fptz）2Os （ PPh2Me）2制作紅(hong)色磷光OLED的發(fa)光功(gong)率效(xiao)率與電(dian)流密度關系(xi)圖
（fptz） 2Os（ PPh2 Me）2紅色(se)磷光(guang)OLED的最高發光(guang)功(gong)率(lv)效率(lv)曾被(bei)臺(tai)灣新竹交通大學許慶豐與臺(tai)灣清華大學季峋刷新：
器件里HTL是(shi)(shi)TPD主體(ti)材料是(shi)(shi)雙極性（bipolar）的(de)POAPF，這又是(shi)(shi)一個新的(de)主體(ti)材料HBL是(shi)(shi)Bphen。
這次最高(gao)？ext 達到前所(suo)未見的(de)19．9％（或？P達34．5 lm／W）。在此(ci)最高(gao)發(fa)(fa)光(guang)功率(lv)效率(lv)時器件的(de)照明亮(liang)度大約是100 cd／m2報道中提及如此(ci)高(gao)的(de)發(fa)(fa)光(guang)功率(lv)效率(lv)可歸因于器件中有(you)很好的(de)電荷平衡（charge balance），而這有(you)很大一部分原(yuan)因是器件采用的(de)主體材料(liao)是雙極性(xing)的(de)。
器件(jian)“效(xiao)率滾降”現象也很輕微：在1000 cd／m2照明亮度(du)下， 有18．6％。仍有26．1 lm／W。（fptz） 2Os（ PPh2 Me）2的(de)磷光(guang)波長略嫌(xian)短(duan)617nm， 有助于材料(liao)避免在高電(dian)流密度(du)下“效(xiao)率滾降”的(de)發生。
為什么（fptz）2Os（ PPh2 Me）2 能從眾多紅(hong)色磷光摻(chan)雜材料中(zhong)脫穎而出(chu)？
（fptz）2Os（ PPh2 Me）2 的(de)優點是(shi)在其摻(chan)雜(za)形式OLED的(de)紅光色純度很(hen)穩(wen)定，不受其摻(chan)雜(za)質量分數的(de)改變(bian)而改變(bian)。這跟。（fptz）2Os（ PPh2 Me）2 本身(shen)分子對(dui)稱的(de)結構(gou)有關系(xi)。
對(dui)稱的分子本身不會有分子偶極(ji)矩（dipole moment），這和大部(bu)分的紅色磷光(guang)摻雜材(cai)料不一樣。
沒有偶極(ji)矩的分(fen)子在固態跟其他分(fen)子材料摻混在一起時，環境(jing)(jing)的極(ji)性不(bu)會(hui)(hui)隨摻雜(za)質(zhi)量分(fen)數(shu)改變(bian)(bian)而改變(bian)(bian)，分(fen)子本身能(neng)級間隙(xi)（發光波長）才(cai)不(bu)會(hui)(hui)隨環境(jing)(jing)極(ji)性的改變(bian)(bian)而改變(bian)(bian)。
關注我們
公眾(zhong)號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
