白光有机电致发光器件概述

2020-07-27段春波魏莹许辉

哈尔滨工程大学学报 2020年5期

段春波，魏莹，许辉

(1.黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150080； 2.黑龙江大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150080)

有机电致发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)在平板显示和固态照明领域具有非常广泛的应用前景。其中，在照明领域，白光OLED若想替代市场上广泛商业化的LED灯，其功率效率、色纯度、色温相关系数等必须到达相应指标。自从Kido等[1]报道了第1个白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLED)后，世界各国的科研工作者们不断努力，通过各种方法提高WOLED的性能。目前，WOLED的各项性能指标均可以与商业化的发光二极管(Light emitting diode, LED)相匹敌，有部分WOLED设备已经应用于实际的生产和生活中。由于发光层材料、器件结构设计对于白光器件的发射光谱以及器件性能具有极大的影响，因此将以发光层的数量对WOLED的发展历程进行简要概述。白光发射通常由2种途径实现：1)使用红、绿、蓝色的三基色实现白光发射，基于该种方法的白光器件光谱具有较宽的光谱覆盖范围，因此通常具有较高的色纯度和显色指数。但是，因为需要使用3种发光材料，所以会增加器件的制备难度。2)使用蓝色和黄色互补色实现白光发射。这种方法能够在一定程度上简化器件的制备工艺，但由于缺少红光的长波长光谱覆盖，很难获得非常标准的白光发射以及高的显色指数。在已经报道过的工作中，根据发光层的数量区分，白光OLED器件可主要分为单发光层、双发光层和三发光层3种器件。单发光层和双发光层器件可包含三基色或者互补色白光发射，在三基色的双发光层器件中，绿光和红光发射通常在同一个发光层内。而三发光层白光器件通常是使用三基色方法。

1 单发光层白光器件

1.1 荧光白光器件

由于传统荧光材料只能利用25%的单线态激子发光，因此基于荧光材料的白光器件通常具有很低的发光效率。2006年，Hou等[2]制备了2个芳香烯炔顺反异构体(CPEY)，并将其作为单一组分白光发射体制备了白光OELD。器件的色坐标(commission internationale de l′Eclairage, CIE)并没有达到白光发射要求。因此，引入NPB层作为空穴传输层，明显改善了CIE坐标。其中，基于(E)-CPEY的白光器件在16 V电压下获得了(0.32, 0.33)的CIE坐标，电流效率为2.07 cd·A-1。白光器件以及其发光层结构如图1所示。

图1 白光器件以及其发光层结构Fig.1 Structure diagram of WOLED and its EMLs

旋涂器件的空穴注入层以及发光层等都使用旋涂方法制备，因而相比于真空蒸镀器件具有制备工艺相对简单、制造成本低的特点，使用旋涂工艺制备的聚合物白光器件很难实现多发光层结构，因此，基于聚合物的白光器件通常使用单层掺杂工艺。但是，由于器件驱动电压等性能对于主客体相态非常敏感，导致色坐标非常不稳定[3]。因此，2007年，曹镛等[4]提出了一个新的策略，即在一个聚合物主干上分别连接PFO、BT和DBT分别作为蓝光、绿光和黄光发射单元。基于PFO-R010-G018的单发光层白光器件获得了2.13%的最大外量子效率(external quantum efficiency, EQE)，电流密度为15.6 mA·cm-2时，器件的CIE坐标为(0.34, 0.33)。为了进一步提高器件效率，作者使用热处理方法，将聚合物薄膜在150 ℃下退火10 min，基于PFO-R010-G018的白光器件最大EQE提高到了3.84%，而且色坐标几乎没有受到影响。

单组分白光材料能够在单一材料情况下实现白光发射，对于简化制造工艺、降低制造成本、保证发光稳定性具有重要意义。2009年，Park等[5]设计合成了一个激发态分子内质子转移(excited state intramolecular proton transfer, ESIPT)特性的白光发射分子W1。实验结果显示，蓝光发射到黄光发射没有能量传递，W1显示出均衡的白光发射光谱，利用W1制备的单层白光器件获得了0.98 cd·A-1的最大电流效率(current efficiency, CE)。2011年，Park团队[6]通过优化器件结构，使用W1分子制备了更加高效的单发光层荧光WOLED，该白光器件获得了3.10 cd·A-1的最大电流效率。

2019年，王湘麟等[7]设计合成了一个三苯胺衍生物TPEPA，并通过控制对该材料的退火温度和时间，实现了不同颜色的发射，而且得到了单分子白光发射。合成的TPEPA粉末具有很窄的发射光谱，发射峰位于430 nm处。在200 ℃下退火2 min，TPEPA实现了白光发射(如图2)。通过测试不同温度退火后的TPEPA在5-300 K下的PL光谱证明了光谱变化归因于退火对TPEPA的结构产生的影响，而并非其他激发态的辐射跃迁。使用TPEPA制备的单组分白光器件获得了3.1%的最大EQE。这一工作可能为制造低成本、易制备的白光OELD提供了新的方法。

图2 基于TPEPA的白光器件结构Fig.2 White device structure based on TPEPA

1.2 磷光白光器件

2002年，Forrest等[8]使用CBP作为主体，FIrpic和金属Pt配合物(FPt1和FPt2)作为客体制备了单发光层的WOLED。但是光谱中具有NPD的发射峰，导致器件效率偏低。为了进一步提高白光发射光谱的稳定性以及器件效率，该课题组[9]通过继续增加β-二酮配体的空间位阻，设计了2个Pt配合物客体材料，并将FIrpic移除，制备了单一客体的白光器件。

发光层中的能量传递过程研究对于开发高效的电致发光器件具有重要意义。2009年，马东阁等[10]使用FIrpic和(fbi)2Ir(acac)分别作为蓝光和橙光客体材料制备了高效的单发光层WOLED，并且了研究了发光层中的能量传递过程。FIrpic的吸收光谱和mCP的发射光谱重叠证明了从主体到FIrpic具有高效的能量传递，而从主体到(fbi)2Ir(acac)只可能存在微弱的单线态能量传递。白光器件中存在2个平行的激子捕获通道，这可以进一步提高激子利用率，减小不必要的能量损失。(fbi)2Ir(acac)可以同时捕获空穴并传输电子，这可以促进发光层内的电荷传输平衡，并且增宽复合区域，进而提高器件效率。该白光器件的最大EQE达到了19.3%。

为了开发高效率且光谱稳定性更好的单层WOLED，在2010年，杨楚罗等[11]设计、合成了一个硅桥连的双极主体材料，使用上述工作中的FIrpic和(fbi)2Ir(acac)作为蓝光和橙光发射体，制备了单发光层全磷光WOLED。p-BISiTPA具有双极传输特性和高的第一、三线态激发态能级(triplet excited state,T1=2.69 V)。基于p-BISiTPA主体的单发光层WOLED获得了19.1%的最大EQE，而且效率滚降很低，亮度达到1 000 cd·m-2时，EQE还能保持在17.4%，CIE坐标为(0.38, 0.43)。

2013年，李健课题组[12]使用Pt-16作为单一客体制备了高效率和CRI的标准WOLED。Pt-16在600 nm左右拥有激基缔合物发射峰，使用26mCPy作为单分子主体的白光器件获得了18.2%的最大EQE，并且具有非常接近标准白光的CIE(0.32, 0.32)，并且随着电压增加，光谱很稳定，CRI高达80。

图3 荧光材料分子结构式Fig.3 Molecule structures of fluorescence materials

2016年，Kim等[13]设计合成了2个电子传输型主体材料2PTPS、3PTPS，并制备了一系列高效的旋涂磷光OELD。使用2PTPS和3PTPS作为主体时的红光旋涂器件的最大EQE达到了35.4%和35.5%(如图4)。基于3PTPS主体的单发光层旋涂WOLED的最大EQE高达28.5%，而且光谱几乎不随电压增加而发生变化，CIE坐标为(0.37, 0.46)。这是目前报道的效率最高的应用于旋涂器件的通用型主体材料。

图4 基于2PTPS和3PTPS主体的白光器件效率曲线Fig.4 Efficiency curves of WOLED based on 2PTPS and 3PTPS hosts

2016年，廖良生等[14]使用新的设计策略合成了具有热激发延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)性质的主体材料，并利用其制备了高效的磷光WOLED。由于TADF材料的RISC特性，当其作为主体材料时可以进一步利用三线态激子，提高器件效率。同时，螺环材料固有的刚性结构可以有效地抑制分子间相互作用导致的猝灭效应。基于Tri-o-2PO主体的蓝光和白光OLED都获得了超过20%以上的EQE，并且效率滚降较低。

1.3 混合白光器件

相比于纯磷光WOLED，荧光-磷光混合WOLED一般具有更长的寿命，2012年，Lee等[15]设计合成了一个天蓝光荧光材料DADBT，并制备了高效的单层混合WOLED。DADBT具有天蓝光发射，它的T1为2.38 eV，可以保证能量向Ir(2-phq)3传递。由于单线态的扩散长度(RS)和三线态激子的扩散长度(RT)分别约为3 nm和100 nm，[16]该白光器件最大功率效率(power efficiency, PE)为67.2 lm·W-1。

2015年，段炼等[17]首次研究了外部重原子效应(external heavy-atom effect, EHA)，对于TADF材料发光性质的影响，并且利用TADF材料对于EHA的不敏感特性制备了高性能的混合白光OLED。TADF材料的三线态激子可以通过RISC过程回到单线态发生辐射跃迁，从而对于EHA并不敏感，作者使用2CzPN作为TADF蓝光发射体，PO-01作为黄光磷光客体制备了混合WOLED最大EQE高达19.6%。

2017年，陶斯禄等[18]设计合成了2个新的菲并咪唑衍生物CPD和tCPD，并应用其制备了高效的、结构简单的单发光层白光器件。CPD和tCPD同时用作深蓝光发射体和红光磷光主体制备得到单发光层WOLED，器件最大EQE都超过16%，1 000 cd·m-2亮度时的CIE坐标分别为(0.49, 0.34)和(0.48, 0.32)。

2018年，许辉等[19]以二苯基膦氧作为受体基团，叔丁基咔唑为给体基团，设计、合成了一系列高效的蓝光TADF材料。通过改变膦氧和叔丁基咔唑基团的取代位置，并利用二苯基膦氧基团的吸电子效应和空间位阻效应，调控给受体之间的相互作用以及分子的前线分子轨道和材料的激发态能级，从而实现了对于材料光物理等性质进行精细地调控。我们使用m2tBCzPO同时作为蓝光发射体和黄光磷光发射体PO-01的主体，制备了高效的单发光层和双发光层混合白光器件。单发光层白光器件获得了21.3±0.8%的最大EQE。尽管双发光层器件的效率与单发光层WOLED的效率接近，但其光谱很不稳定，随着电压升高具有明显变化。这说明在单一发光层中，激子分配和能量传递具有平衡的竞争关系，导致在电压发生变化时仍能实现平衡的蓝光和黄光发射。

2018年，许辉课题组[20]首次证明了蓝光激基复合物体系mCP:pTPOTZ具有双发射特性，并成功地提出了用于动态激子分配的实用型策略，即“全辐射白色发射(Full-radiation white emission, FRWE)”策略[21]。基于mCP:pTPOTZ主体的白光器件如图5所示。结果显示，当DPPO位于对位时，mCP与pTPOTZ能通过2种相互作用方式形成激基复合物。通过不同温度下的瞬态发射光谱证明了mCP:pTPOTZ具有显著的双发射特性，这促使其展现出高效的蓝光发射。基于mCP:pTPOTZ激基复合物的WOLED，其具有超低驱动电压(<2.4 V)和超过24%的高外量子效率，在亮度为1 000 cd·m-2时，效率滚将仅为10%，可以忽略不计。并且功率效率高达90 lm·W-1。

图5 基于mCP:pTPOTZ主体的白光器件Fig.5 WOLED based on mCP:pTPOTZ host

为了开发稳定性高、效率高的旋涂混合白光器件，2019年，蒋伟等[22]设计合成了高效的蓝光TADF材料，并将其作为蓝光主体和发射体，与PO-01掺杂，制备了高效的旋涂WOLED。在OCzBN周围引入非共轭的咔唑基团作为空间外壳进行包封，在不改变OCzBN的TADF特性的同时，明显改变了其紧密堆积模式，得到了蓝光TADF材料Cz-OCzBN。基于Cz-OCzBN的白光器件获得了17.0%的最大EQE，是基于OCzBN白光器件效率的近3倍。这说明这种包封策略能够成功抑制分子聚集效应，从而抑制激子猝灭，提高器件效率及稳定性。

1.4 热激发延迟荧光白光器件

相比于传统荧光材料和磷光材料，TADF材料不但是纯有机小分子，而且能够通过反向系间窜越过程实现100%的激子利用率，因而是最理想的电致发光材料。但是，由于纯有机材料的降解特性，TADF器件的使用寿命短是当前的一大难题。2016年，许辉等[23]使用DPPO基团修饰SFX单元，制备了通用型TADF主体材料SFXSPO。邻位取代的DPPO基团能够进一步扭曲SFX的螺环结构，使SFXSPO展现出极强的刚性，结构驰豫得到抑制，因此SFXSPO具有很高的三线态能级(2.97 eV)，使用DMAC-DPS、4CzTPNPh作为客体，制备了简单结构的纯TADF白光器件，器件获得了19.1%的最大EQE，这进一步证明了SFXSPO是目前为止最好的通用性主体材料。

在2016年，张晓宏等[24]使用激基复合物作为共主体制备了高效的TADF白光器件。CDBP和PO-T2T被选作给体和受体，TADF发光体2CzPN和AnbCz作为蓝光和橙光发射体。作者首先制备了单色光TADF器件。其中基于蓝光器件实现了高达19.5%的最大EQE，明显高于基于单分子主体的器件。

由于较好的溶解性和成膜性，聚合物通常用来制备高效的旋涂器件。2017年，Brye等[25]在非共轭的聚合物主干上连接2个发光基团DBT和PXZDBTO2，通过调整2种基团的数量比为82:18时，制备了具有白光发射的聚合物P3。P3具有明显的TADF性质，这说明应用其制备器件能利用三线态激子发光。使用P3制备的单发光层白光器件EQE和功率效率分别达到了10.4%和32.8 lm·W-1，而且CRI达到了77，这是首个具有暖白光发射的TADF聚合物OLED。

2 双发光层白光器件

2002年，Forrest等[26]通过控制激子扩散制备了高效的3层和双层磷光WOLED。经过优化的双发光层白光器件电流密度为10 mA·cm-2时，CIE坐标为(0.35, 0.36)。2006年，李永舫等[27]使用聚合物制备了双发光层白光电致发光器件。作者使用PDHFDOOP作为蓝光发射体以及绿光发射体PFT的主体。而红光发射来源于PDHFDOOP和poly-TPD的界面激基复合物发射。该聚合物器件获得了3 cd·A-1的电流效率，最大亮度达到4 800 cd·m-2。而且该白光器件的光谱随着电压升高并没有发生明显变化，并在9.5 V时获得了接近标准白光的CIE坐标(0.31, 0.32)。

2007年，黄维扬等[28]使用咔唑和基于芴的2-苯基吡啶基团衍生物作为配体设计合成了一系列具有高效橙光发射的Ir配合物1～4，并制备了高效的旋涂磷光器件。其中，使用配合物2制备的橙光器件，在掺杂浓度为15%时获得了9.58%的最大EQE，电流效率接近30 cd·A-1。同时，作者使用配合物2与FIrpic形成互补色，制备了双发光层旋涂WOLED。当配合物2和FIrpic的浓度分别为0.1%和15%时，器件表现为白光发射，CIE坐标为(0.36, 0.42)，最大EQE为1.9%。

为了开发低驱动电压且高效稳定的WOLED，许辉课题组[29]在2011年使用o-DBFPPO作为单一主体材料成功制备了具有超低驱动电压和效率滚降的高效WOLED。WOLED具有超低的驱动电压(2.6 V)，亮度为1 000和10 000 cd·m-2时的电压仅为3.4和4.4 V，这也是目前为止，基于单一主体磷光WOLED的驱动电压的最低记录。此外，低的驱动电压使器件获得了高的功率效率为35.6 lm·W-1。WOLED还具有很低的效率衰减，亮度为1 000 cd·m-2时，EQE下降仅为3%。

2015年，Adachi课题组[30]使用TADF蓝光材料DMAC-DPS作为三线态激子捕获剂，TTPA和DBP作为绿光和红光荧光客体制备了高效的荧光WOLED。作者为了抑制DMAC-DPS到另外2种窄带隙材料的能量转移，使激子在TADF分子上形成，实现白光发射，作者使用mCP作为TTPA和DBP的主体，并且在DMAC-DPS和mCP:TTPA:DBP之间插入2 nm的mCP层。这样的器件结构导致电子无法传输到长波长发光层，激子会在DMAC-DPS上形成，在实现高效的蓝光发射的同时，DMAC-DPS的一部分三线态激子会通过共振传递给TTPA和DBP，然后发光。因此，该白光器件获得了12.1%的最大EQE，亮度为1 000 cd·m-2时的CIE坐标为(0.25, 0.31)，这为制备高效的荧光WOLED提供了新的方法。TADF材料分子结构式如图6所示。

图6 TADF材料分子结构式Fig.6 Molecule structures of TADF materials

正如上文所说，TADF材料能够利用三线态激子辐射跃迁，从而实现100%的激子利用率，因此，如果客体材料均为TADF材料，那么白光器件可能获得更高的器件效率。在2016年，苏仕健等[31]以噻吨酮(TX)及其砜化衍生物作(TXO)为受体单元，三苯胺为给体单元，设计合成了4个具有TADF性质的D-A-D型发光材料3,6-2TPA-TX、1,6-2TPA-TX、3,6-2TPA-TXO和1,6-2TPA-TXO。作者使用2个高效的蓝光和黄光TADF制备了双发光层的纯TADF型白光器件，该器件的最大EQE达到了20.4%，亮度为1 000 cd·m-2时的CIE坐标为(0.32, 0.40)，CRI达到了74。尽管效率衰减比较严重，但是通过材料开发和器件结构优化，有望制备更高效稳定的不含重金属原子的WOLED。

当激子在宽带隙的主体材料生成，能量传递给客体时会产生不可避免的能量损失，这会限制器件的功率效率。在2016年，Bryce等[32]设计了新型的发射体系，并制备了高功率效率和CRI的白光器件。作者选择3种配合物Bepp2、FPPCA和BZQPG形成2个发光层，该不含宽带隙主体的白光器件获得了74.5 lm·W-1的高功率效率，最大EQE为27.3%，优异的器件性能主要源于新型的发光体系极大程度上避免了能量损失和激子猝灭。另外，器件在亮度为1 000 cd·m-2时，CIE坐标为(0.43, 0.46)，CRI高达85，当亮度为15 000 cd·m-2是，CRI更是达到了90。

聚集诱导发光材料(Aggregation-induced emission, AIE)能够显著抑制因材料聚集导致的发光猝灭现象，有利于提高器件性能。2016年，唐本忠[33]等设计合成了一个具有AIE特性的荧光材料BTPEAn，并制备了高效的深蓝光荧光OLED和混合WOLED。基于BTPEAn的深蓝光器件启亮电压低至(2.75 V)，最大亮度高达17 721 cdm-2。最后作者使用BTPEAn做为蓝光发射体制备了高效的双基色和三基色混合白光OLED。在白光器件中，作者在蓝光和橙光发光层之间使用了TAPC:TmPyPB混合插入层来管理激子分配和电荷传输。双基色白光器件实现了极其接近标准的白光发射，亮度为100 cd·m-2时的CIE坐标为(0.33, 0.34)，功率效率达到32.0 lm·W-1，而且效率衰减很低。三基色白光器件，电压从3 V升高到9 V具有非常宽的相关色温(Correlated color temperatures, CCT)10 690～2 328范围，这是首个具有类似太阳光发射的混合白光OLED。高效的AIE蓝光材料的引入，为设计结构简单、效率高的WOLED提供新的方法。磷光材料分子结构式如图7所示。

图7 磷光材料分子结构式Fig.7 Molecule structures of phosphoresence materials

从商业化的角度看，WOLED的器件结构应该尽可能简单，这样可以缩短制造周期和制造成本，并降低驱动电压。2016年，曹镛等[34]设计了双功能化蓝光发射层，联合Ir(dmppy)2(dpp)橙光客体制备了性能优异的白光器件。在该工作中，作者将NPB/Bepp2作为双蓝光层，由于这2种材料分别传输空穴和电子，所以激子复合区域被控制在2个材料的界面处。生成的单线态激子直接辐射跃迁发出蓝光，而三线态激子由于其较长的扩散半径，可以传递到黄光层，发出磷光。实现了结构简单的白光器件，其总效率高达89.3 lm·W-1，启亮电压低至2.4 V。该工作为构建结构简单、高效率的混合WEOLD提供了新的方法。

2019年，杨楚罗等[35]利用蓝光TADF材料敏化橙光TADF材料的策略制备了高效的荧光白光OLED。最终优化的WOLED拥有2个发光层，分别为橙光发光层CBP:PDQPXZ和混合发光层DPEPO:DMAC-DPS:FDQPXZ，2个发光层之间没有插入层，激子复合区域穿过2个发光层，宽的复合区域能减小激子猝灭效应。该白光器件展现出20.5%的最大EQE，最大功率效率接近60 lm·W-1，亮度为1 000 cd·m-2时的CIE坐标为(0.33, 0.41)，CRI为72。

3 多光层白光器件

2006年，Forrest等[36]作者分别使用TCTA和DCzPPy作为主体，FIrpic作为客体制备了双发光层蓝光器件，掺杂浓度分别为7%和20%。FIrpic是电子传输层型客体，能够平衡发光层内载流子传输。3DTAPBP和BmPyPB分别被作用空穴和电子注入层。3DTAPBP相比于TCTA和FIrpic具有更高的LUMO，而BmPyPB的HOMO比DCzPPy和FIrpic更深，这样可以将空穴和电子全部限制在发光层内。

为了能使WOLED应用于实际生活中，高CRI是必要条件之一。为了制备高CRI且高效率的WOLED，匹配的颜色互补以及精细的器件结构设计是常用手段。2010年，Sasabe等[37]使用具有卡宾配体的高效蓝光磷光客体Ir(dbfmi)制备了高效率和高CRI的白光器件。首先，作者使用BT2Ir(acac)作为橙光发光材料制备了白光器件W1，该器件的启亮电压为3.2 V，亮度为1 000 cd·m-2时的CIE坐标和CRI分别为(0.42, 0.49)和54.4。作者在空穴传输层TAPC和EML之间加入TCTA层，降低电荷注入势垒，得到白光器件W2。启亮电压成功降低到2.62 V，CRI提高的66.1。作者在W2的基础上构建了RGB三基色的白光器件W3。W3在亮度为100 cd·m-2和1 000 cd·m-2时，CRI分别82.2和80.2，最大EQE达到了23.3%。主体材料和聚合物的分子结构式如图8所示。

图8 主体材料和聚合物的分子结构式Fig.8 Molecule structures of host materials and polymers

在2013年，Scholes等[38]利用分子能量传递和三线态激子转换过程，设计了基于红、黄、绿、蓝四基色的多发光层全磷光WOLED。白光器件获得了19.2%的最大EQE，但是随着电压升高，蓝光发射强度减弱，绿光和红光发射强度升高，这证明激子的生成和复合区域发生移动。为了进一步提高器件效率，作者将具有相对较高能级的绿光客体Ir(ppy)3分别掺杂到黄光和红光发光层内，器件最大EQE被提高至23.3%，光谱非常稳定，在1 000和5 000 cd·m-2时，CRI分别为84和85，CIE坐标为(0.44, 0.45)。

前文已经提到，对于混合白光OLED，通常使用插入层来抑制不同发光层之间的激子传递和猝灭过程，但是这会很大程度上限制器件的发光效率。为了解决这个问题，2014年，马东阁等[39]设计了一种没有插入层的WOLED结构，得到了高效稳定的混合白光器件。作者使用TCTA作为绿光客体Ir(ppy)2(acac)和红光客体Ir(MDQ)2(acac)的主体材料，并且，使用TCTA:TmPyPB作为蓝光荧光材料4P-NPD的主体。器件获得了19.0%的最大EQE，而且，EL光谱几乎不随电流密度升高而发生变化，这进一步说明了激子复合区域在整个发光层内。作者制备的混合WOLED亮度从500 cd·m-2升高到10 000 cd·m-2，CIE坐标均为(0.43, 0.43)，而且CRI值高达82，高效稳定的混合白光器件证明了这种混合蓝光发射层主体策略的实用性。

2014年，Adachi等[40]为了证明TADF材料在开发OLED方面的可行性，制备了全TADF白光OLED。作者首先制备了单色光TADF器件，4CzTPN-Ph、4CzPN和3CzTRZ分别被用作红光、绿光和蓝光TADF染料。所有单色光TADF器件的最大EQE都超过了10%，其中基于4CzPN的绿光器件的最大EQE达到了16.8%。随后，作者利用这些TADF材料制备了三发光层白光器件，其最大EQE达到了17.1%，亮度为1 000 cd·m-2时的CIE坐标为(0.30, 0.38)，而且光谱随电压升高很稳定。

苏仕健等[41]在2016年使用具有高效TADF性质的黄光TADF发光体PXZDSO2敏化红光荧光材料DBP，联合深蓝光荧光材料NI-1-PhTPA，制备了高效的荧光WOLED。作者引入红光材料DBP，并且通过器件结构优化调整激子复合区域和激子分配，成功得到了高效率和CRI的WOLED。主体的三线态激子通过Dexter能量传递过程转移到PXZDSO2的T1，而PXZDSO2的TADF特性使其三线态激子通过RISC过程上转换到PXZDSO2的S1，然后传递到DBP的T1发光，因而实现接近100%的内量子效率。基于这个概念制备的荧光WOLED最大EQE为15.6%，由于三基色具有均衡的发光颜色，器件具有高达95的CRI(如图9)，1 000 cd·m-2时的CIE为(0.36, 0.38)。

图9 基于NI-1-PhTPA、PXZDSO2和DBP的白光器件效率曲线Fig.9 Efficiency curves of WOLED based on NI-1-PhTPA, PXZDSO2 and DBP

为了进一步探究TADF材料的可靠性以及相关器件内部的降解机制，苏仕健等[42]在多个发光层之间引入夹层来调控激子分配，制备了高的器件性能和操作稳定性的纯荧光WOLED。在本项工作中，作者首先选择mCBP:Bepp2作为混合夹层，因为其具有双极传输性质，可以调控激子复合区域在黄光层与混合夹层界面处。然后又将Bepp2薄层放置在混合夹层和蓝光层之间，保证蓝光层远离激子复合区域，同时，三线态激子具有长的扩散长度，能够上转换到TADF发射体。因此，蓝光荧光材料的三线态激子损失可以被避免，进而提高器件中激子利用率。制备得到的白光器件具有15.1%的最大EQE，但是该器件的CRI只有49。因此作者引入由4CzPN敏化的DBP层，得到的白光器件尽管EQE有所下降，但是CRI达到了78。