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Hydrogen bond boosts EQEs to 30+% for acridone-carbazole based deep-blue TADF emitters in simple-structure OLEDs

分子内力 吖啶酮 咔唑 系统间交叉 接受者 有机发光二极管 光化学 化学 戒指(化学) 氢键 光致发光 分子 荧光 量子效率 苯并咪唑 吖啶 材料科学 光电子学 立体化学 原子物理学 单重态 激发态 有机化学 物理 光学 图层(电子) 凝聚态物理
作者
Yongqiang Mei,Ying Lan,Deli Li,Jiahui Wang,Lijuan Xie,Xiaomei Peng,Jiuyan Li,Di Liu,Shi‐Jian Su
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:480: 148351-148351 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.148351
摘要

A group of D-A-D type thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitters were developed with 10-(pyridin-2-yl)acridin-9(10H)-one as acceptor and substituted carbazoles as donors. The design was focused on incorporating pyridyl to the 10-site nitrogen atom of acridin-9(10H)-one ring, which improved the reverse intersystem crossing rate constant kRISC from 103 s−1 to 105 s−1. More importantly, the linkage of pyridyl uniquely from its 2-position to acridin-9(10H)-one ring induced intramolecular hydrogen bond, which suppressed nonradiative transition rates by three to four orders of magnitude and universally increased the photoluminescence quantum yields from 54 % to nearly 100 %. In combination with the intrinsic high horizontal orientation ratios over 90 % of acridin-9(10H)-one based molecules, such pyridyl decoration boosted the external quantum efficiencies of simple-structure deep blue organic light-emitting diodes to 31–33 % with CIEx of 0.15 and CIEy of 0.09 ∼ 0.12, being double of that for hydrogen-bond-free parent emitter and representing the state-of-the-art efficiencies for the deep blue twisted intramolecular charge transfer type TADF materials with CIEy ≤ 0.10 so far. These TADF emitters are comparable with the prevailing multiresonance blue emitters in terms of distinctive efficiencies, but advantageous in much facile syntheses.
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