基于双极性界面激基复合物中间层架构的高效白色有机发光二极管研究

为解决超薄层结构白色有机发光二极管(WOLEDs)存在的激子利用率低和光谱不稳定问题，研究人员通过构建双极性界面激基复合物中间层，开发出具有双重反向系间窜越(RISC)通道的新型器件。该器件实现了48.54 cd/A的电流效率(CE)和50.84 lm/W的功率效率(PE)，并在1,295-20,886 cd/m2亮度范围内保持(0.019,0.011)的色坐标稳定性，为超薄结构WOLEDs的性能突破提供了新思路。

　　

白色有机发光二极管(WOLEDs)因其高效率和广色域特性，在显示与照明领域备受关注。然而，传统超薄层结构器件面临两大技术瓶颈：一是激子复合区域狭窄导致的三重态激子利用率不足，二是电压升高时电荷传输失衡引发的光谱偏移。尽管激基复合物(exciplex)宿主能通过缩小单重态-三重态能隙(ΔE_st)提升反向系间窜越(RISC)效率，但能级匹配不佳仍会造成能量传递损耗。针对这些挑战，山东大学的研究团队创新性地提出双极性界面工程策略，相关成果发表在《Journal of Luminescence》。

研究采用26DCzPPy:B4PyPPM激基复合物作为蓝光宿主，通过插入TCTA/B4PyPPM双极性中间层构建界面激基复合物。关键技术包括：1) 瞬态荧光光谱验证双重RISC通道；2) 原子力显微镜表征超薄层形貌；3) 电致发光光谱分析能量传递效率；4) 变角度荧光测试评估F?rster共振能量转移(FRET)过程。

【Results and discussion】
通过PL光谱证实26DCzPPy:B4PyPPM(1:1)共沉积形成峰值476 nm的激基复合物发射。插入的TCTA/B4PyPPM中间层在界面处产生新激基复合物发射峰(492 nm)，建立第二条RISC通道。电学测试显示器件启亮电压仅3.2 V，在10,000 cd/m²下仍保持15.78%的外量子效率(EQE)，效率滚降较传统结构降低42%。

【Conclusion】
该研究通过双极性中间层设计实现三重创新：1) 形成界面激基复合物拓展RISC通道；2) 优化FRET从宿主到超薄橙光层的能量转移；3) 精准调控载流子输运抑制光谱偏移。器件CIE坐标变化量较文献值降低60%，为开发高稳定性超薄WOLEDs提供了普适性方案。通讯作者Jun Sun指出，该架构可延伸至其他颜色体系，对柔性显示器件开发具有重要指导意义。