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Regulating Spatial Configuration in Donor‐π‐Acceptor for through‐Space Exciton Transfer: Concentration‐Independent Emitter for OLEDs

材料科学 激子 有机发光二极管 共发射极 单重态 电致发光 接受者 分析化学(期刊) 兴奋剂 光电子学 激发态 原子物理学 凝聚态物理 物理 纳米技术 化学 图层(电子) 色谱法
作者
Nisha Yadav,Upasana Deori,Arun K. Manna,Pachaiyappan Rajamalli
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adom.202402820
摘要

Abstract Thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitters have garnered much attention due to 100% exciton utilization and toxic metal‐free design but often experience concentration‐quenching, requiring dispersion into the host matrix. Developing emitters that maintain consistent performance and emission wavelength irrespective of the concentration remains a significant challenge. Herein, two TADF emitters (2BPy‐ p TC and 2BPy‐ o TC) are designed and synthesized. The nature and energetics of the lowest excited singlet ( S 1 ) and triplet ( T 1 ) along with the extent of through‐bond exciton transfer (TBET) and through‐space exciton transfer (TSET) are unveiled using reliable quantum‐chemical calculations. While 2BPy‐ p TC exhibits pre‐dominantly TBET, a greater extent of TSET is found in 2BPy‐ o TC. Both emitters show a low singlet‐triplet energy gap ( ΔE ST ), 0.21 eV for 2BPy‐ p TC and 0.02 eV for 2BPy‐ o TC. For 2BPy‐ p TC, increasing the emitter concentration from 5 to 100 wt.% causes a bathochromic shift in the electroluminescence (EL) peak (467 to 495 nm) and a drop in maximum external quantum efficiency ( EQE max ) from 12.0% to 5.5%. In contrast, 2BPy‐ o TC maintains EL maxima of 500 nm and consistent EQE max (24.0% – 27.2%) while increasing emitter concentration, acting as a universal emitter for both doped and non‐doped OLEDs and eliminating the need for tedious co‐deposition.
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