白光有机发光二极管（WOLED）作为一种新型的固态光源，在照明领域展现了广阔的应用前景。具有高外量子效率（EQE）和高显色指数（CRI）的WOLED能够为白光光源带来良好的显色效果、较长的使用寿命等优势，因此成为目前学术界和工业界的研究重点。基于高激子利用率的热活化延迟荧光（TADF）材料制备的全荧光WOLED器件尽管已经展现出卓越的性能，但要制备同时兼具高EQE和高CRI的WOLED器件还是存在很大的挑战。利用TADF材料敏化传统荧光（CF）材料的器件可以充分利用CF材料的广色域，有望能够提升WOLED器件的CRI。
近日，华南理工大学赵祖金教授课题组报道了一种基于层间敏化设计的全荧光WOLED器件。他们基于以往优化的器件结构制备了不加电子捕获剂的层间敏化器件W1-2，取得了31.9%的EQE，但是在1000 cd m-2的亮度下效率滚降达到43.9%。通过分析主体和客体的能级和迁移率，他们推断出随着电压增大更多的电子由TADF敏化层向CF发光层发生流动，造成了激子利用率的降低（图1）。通过电化学测试，他们发现CF材料DBP具有-3.4 eV的LUMO能级，而4CzTPNBu拥有-3.6 eV的LUMO能级。将4CzTPNBu作为电子捕获剂，可以回收利用溢出的电子。研究发现，加入电子捕获剂4CzTPNBu的层间敏化器件（W1-4）的最大EQE达到了32.4%，在1000 cd m-2亮度下的效率滚降缩小至27.8%。同时，器件寿命LT70达到180.2 h，优于W1-2的器件寿命（132.1 h）。这些研究结果证明了电子捕获剂的引入带来的器件性能的全面提升。
图1. 器件W1-1~W1-5 A) 使用的发光材料的分子式 B) 发光层的结构 C) 外量子效率-亮度曲线 D) 电致发光光谱图 E) 器件寿命曲线
为了进一步优化器件的CRI值，他们选用几种不同的绿光TADF敏化剂，制备了性的WOLED器件W2-1~W2-5中（图2）。其中，器件W2-2具有超过93的CRI和31.0%的EQE，在1000 cd m-2的亮度下仍然具有超过20%的EQE，是目前报导的性能最好的高显色指数（CRI>90）的全荧光WOLED器件。同时W2-4和W2-5也分别展示出了26.7%和25.5%的EQE以及超过90的CRI，证明了该策略的普适性。最后，他们测试了这些器件的工作寿命，在100 cd m-2的初始亮度下，器件的LT70寿命超过12000小时，在全荧光WOLED中属于领先的水平。
图2. 器件W2-1~W2-5 A) 电致发光光谱图 B) 外量子效率-亮度曲线 C) 器件寿命曲线 D) 与报导的高CRI全荧光WOLED器件的性能对比图
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202309770
