基于激子可调控的中间层实现高效稳定的纯有机白光器件
近年来,基于热活化延迟荧光(TADF)材料实现高效的纯有机白光器件在学术界与工业界引起了广泛的关注。目前,利用TADF材料作为发光客体或辅助主体实现双色或三色的纯有机白光发射,其外量子效率(EQE)已经达到了19.2%,18.2%,达到可实现商业化应用的水平。然而,TADF材料的寿命稳定性仍然不十分理想,特别是蓝光TADF材料其色纯度及短寿命的缺点严重制约着纯有机白光器件面向实用化推进。因此,通过在传统荧光蓝光层和TADF黄光层之间引入中间层的方法实现高效长寿命的白光器件是目前较为理想的技术方案。为了获得兼具高效率和高稳定性的器件,所引入的中间层需要有效的避免长程三线态激子损失以提高白光器件的激子利用率,同时,中间层需要具备较好的电学稳定性以获得长寿命的白光器件。
图1 基于激子可调控的中间层实现的纯有机白光器件的效率寿命特性以及白光器件的激子内部工作机理图。
近期,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验苏仕健教授课题组通过引入激子可调控的中间层mCBP: Bepp2/ Bepp2到DSA-Ph蓝光层和TADF黄光层之间,获得了外量子效率分别为15.1%和14.7%二元和三元白光,并且白光器件的半衰期寿命(初始亮度为1000 cd/m2)达到2000小时,这是基于TADF材料首次实现高效长寿命的纯有机白光器件报道。通过白光器件中激子分布图可以发现,中间层的引入可以有效避免三线态激子被传统荧光蓝光所淬灭,并通过传输至黄光层被TADF辅助主体所利用(图1),从而获得高效的激子利用。通过激子阻挡层的进一步优化抑制激基复合物所产生的淬灭作用,可以使得白光器件的寿命由原来的1395小时延长至2025小时,获得更高稳定性的纯有机白光器件。
相关成果以《Exciton-Adjustable Interlayers for High Efficiency, LowEfficiency Roll-Off, and Lifetime Improved Warm WhiteOrganic Light-Emitting Diodes (WOLEDs) Basedon a Delayed Fluorescence Assistant Host》为题,发表在ACS Nano(Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1706922,DOI: 10.1002/adfm.201706922)上,作者为Zhiheng Wang(王志恒), Xiang-Long Li(李祥龙), Zerui Ma(马泽锐), Xinyi Cai(蔡欣佚), Chengsong Cai(蔡成松), Shijian Su(苏仕健)*。相关工作得到了国家科技部,国家自然科学基金委员会和广东省科学技术厅的资助。