白光有機發(fā)光二極管（WOLED）作為一種新型的固態(tài)光源，在照明領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應用前景。具有高外量子效率（EQE）和高顯色指數(shù)（CRI）的WOLED能夠為白光光源帶來良好的顯色效果、較長的使用壽命等優(yōu)勢，因此成為目前學術(shù)界和工業(yè)界的研究重點。基于高激子利用率的熱活化延遲熒光（TADF）材料制備的全熒光WOLED器件盡管已經(jīng)展現(xiàn)出卓越的性能，但要制備同時兼具高EQE和高CRI的WOLED器件還是存在很大的挑戰(zhàn)。利用TADF材料敏化傳統(tǒng)熒光（CF）材料的器件可以充分利用CF材料的廣色域，有望能夠提升WOLED器件的CRI。
近日，華南理工大學趙祖金教授課題組報道了一種基于層間敏化設(shè)計的全熒光WOLED器件。他們基于以往優(yōu)化的器件結(jié)構(gòu)制備了不加電子捕獲劑的層間敏化器件W1-2，取得了31.9%的EQE，但是在1000 cd m-2的亮度下效率滾降達到43.9%。通過分析主體和客體的能級和遷移率，他們推斷出隨著電壓增大更多的電子由TADF敏化層向CF發(fā)光層發(fā)生流動，造成了激子利用率的降低（圖1）。通過電化學測試，他們發(fā)現(xiàn)CF材料DBP具有-3.4 eV的LUMO能級，而4CzTPNBu擁有-3.6 eV的LUMO能級。將4CzTPNBu作為電子捕獲劑，可以回收利用溢出的電子。研究發(fā)現(xiàn)，加入電子捕獲劑4CzTPNBu的層間敏化器件（W1-4）的最大EQE達到了32.4%，在1000 cd m-2亮度下的效率滾降縮小至27.8%。同時，器件壽命LT70達到180.2 h，優(yōu)于W1-2的器件壽命（132.1 h）。這些研究結(jié)果證明了電子捕獲劑的引入帶來的器件性能的全面提升。
圖1. 器件W1-1~W1-5 A) 使用的發(fā)光材料的分子式 B) 發(fā)光層的結(jié)構(gòu) C) 外量子效率-亮度曲線 D) 電致發(fā)光光譜圖 E) 器件壽命曲線
為了進一步優(yōu)化器件的CRI值，他們選用幾種不同的綠光TADF敏化劑，制備了性的WOLED器件W2-1~W2-5中（圖2）。其中，器件W2-2具有超過93的CRI和31.0%的EQE，在1000 cd m-2的亮度下仍然具有超過20%的EQE，是目前報導的性能最好的高顯色指數(shù)（CRI>90）的全熒光WOLED器件。同時W2-4和W2-5也分別展示出了26.7%和25.5%的EQE以及超過90的CRI，證明了該策略的普適性。最后，他們測試了這些器件的工作壽命，在100 cd m-2的初始亮度下，器件的LT70壽命超過12000小時，在全熒光WOLED中屬于領(lǐng)先的水平。
圖2. 器件W2-1~W2-5 A) 電致發(fā)光光譜圖 B) 外量子效率-亮度曲線 C) 器件壽命曲線 D) 與報導的高CRI全熒光WOLED器件的性能對比圖
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202309770
