白光有機發光二極管（WOLED）作為一種新型的固態光源，在照明領域展現了廣闊的應用前景。具有高外量子效率（EQE）和高顯色指數（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勢，因此成為目前學術界和工業界的研究重點。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器件盡管已經展現出卓越的性能，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。利用TADF材料敏化傳統熒光（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計的全熒光WOLED器件。他們基于以往優化的器件結構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發光層發生流動，造成了激子利用率的降低（圖1）。通過電化學測試，他們發現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。研究發現，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，優于W1-2的器件壽命（132.1 h）。這些研究結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) 使用的發光材料的分子式 B) 發光層的結構 C) 外量子效率-亮度曲線 D) 電致發光光譜圖 E) 器件壽命曲線
為了進一步優化器件的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（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中屬于領先的水平。
圖2. 器件W2-1~W2-5 A) 電致發光光譜圖 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
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