Blue thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitters that can simultaneously achieve high efficiency in doped and nondoped organic light-emitting diodes (OLEDs) are rarely reported. Reported here is a strategy using a tri-spiral donor for such versatile blue TADF emitters. Impressively, by simply extending the nonconjugated fragment and molecular length, aggregation-caused emission quenching (ACQ) can be greatly alleviated to achieve as high as a 90 % horizontal orientation dipole ratio and external quantum efficiencies (EQEs) of up to 33.3 % in doped and 20.0 % in nondoped sky-blue TADF-OLEDs. More fascinatingly, a high-efficiency purely organic white OLED with an outstanding EQE of up to 22.8 % was also achieved by employing TspiroS-TRZ as a blue emitter and an assistant host. This compound is the first blue TADF emitter that can simultaneously achieve high electroluminescence (EL) efficiency in doped, nondoped sky-blue, and white TADF-OLEDs.

Abstract Despite multiple‐resonance thermally activated delayed fluorescence (MR‐TADF) emitters with small full‐width at half maximum are attractive for wide color‐gamut display and eye‐protection lighting applications, their inefficient reverse intersystem crossing (RISC) process and long exciton lifetime induce serious efficiency roll‐off, which significantly limits their development. Herein, a novel device concept of building highly efficient tricomponent exciplex with multiple RISC channels is proposed to realize reduced exciton quenching and enhanced upconversion of nonradiative triplet excitons, and subsequently used as a host for high‐performance MR‐TADF organic light‐emitting diodes (OLEDs). Compared with traditional binary exciplex, the tricomponent exciplex exhibits obviously improved photoluminescence quantum yield, emitting dipole orientation and RISC rate constant, and a record‐breaking external quantum efficiency (EQE) of 30.4% is achieved for tricomponent exciplex p‐PhBCzPh: PO‐T2T: DspiroAc‐TRZ (50: 20: 30) based OLED. Remarkably, maximum EQEs of 36.2% and 40.3% and ultralow efficiency roll‐off with EQEs of 26.1% and 30.0% at 1000 cd m −2 are respectively achieved for its sky‐blue and pure‐green MR‐TADF doped OLEDs. Additionally, the blue emission unit hosted by tricomponent exciplex is combined with an orange‐red TADF emission unit to achieve a double‐emission‐layer blue‐hazard‐free warm white OLED with an EQE max of 30.3% and stable electroluminescence spectra over a wide brightness range.

Herein, we propose a regional functionalization molecular design strategy that enables independent control of distinct pivotal parameters through distinct segments of the molecule. Three novel blue emitters A‐BN, DA‐BN, and A‐DBN, have been successfully synthesized by integrating highly rigid and three‐dimensional adamantane‐containing spirofluorene units into the MR framework. These molecules form two distinctive functional parts: part 1 comprises a boron‐nitrogen (BN)‐MR framework with adjacent benzene and fluorene units forming a central luminescent core characterized by an exceptionally rigid planar geometry, allowing for narrow FWHM values; part 2 includes peripheral mesitylene, benzene, and adamantyl groups, creating a unique three‐dimensional "umbrella‐like" conformation to mitigate intermolecular interactions and suppress exciton annihilation. The resulting A‐BN, DA‐BN, and A‐DBN exhibit remarkably narrow FWHM values ranging from 18 to 14 nm and near‐unity photoluminescence quantum yields. Particularly, OLEDs based on DA‐BN and A‐DBN demonstrate outstanding efficiencies of 35.0% and 34.3%, with FWHM values as low as 22 nm and 25 nm, respectively, effectively accomplishing the integration of high color purity and high device performance.

The quality of organic thin films critically influences carrier dynamics in organic semiconductors. In neat/doped films, even tiny voids can be penetrated by water or oxygen molecules to create charge‐trap states called water/oxygen‐induced traps that significantly hinder carrier mobility. While the water/oxygen‐induced traps in non‐doped films and crystalline states have been investigated comprehensively, there is a lack of thorough examination regarding their properties in the doped state. Therefore, there is a high demand for a molecular design strategy that effectively modulates the molecular stacking behavior in doped films and practical devices and enhances the quality of these films. Herein, we proposed a versatile molecular design principle that enables the formation of "nano‐cluster" structures on both the surface and interior of doped films in target molecule 10‐(4‐(4,6‐diphenyl‐1,3,5‐triazin‐2‐yl)phenyl)‐1'‐(4‐fluorophenyl)‐10H‐spiro[acridine‐9,9'‐xanthene] (DspiroO‐F‐TRZ), which is modified with a fluorophenyl group. These "nano‐cluster" structures exhibit more uniform shapes within doped films and effectively reduce defective state densities while enhancing carrier injection and transport properties, ultimately improving device performance. Notably, TADF‐OLED based on DspiroO‐F‐TRZ demonstrates nearly twice as much efficiency as its control counterpart due to contributions from 'nano‐cluster' structure enhancements toward improved electroluminescence performance.

Abstract Emitters with a hot exciton mechanism are regarded as one of the most promising candidates for organic light‐emitting diodes (OLEDs). In this study, a deep‐blue emitter with the hot exciton mechanism is reported, namely 2An‐PCz , by integrating a pair of carbazole groups with a 9,9′‐bi‐anthracene nucleus. Owing to the symmetric molecular architecture and intrinsic local excited state character, multiple high‐lying reverse intersystem cross ( h RISC) channels and large overlaps of frontier molecular orbits (FMOs) can be formed, facilitating rapid hRISC processes as well as enhancement of radiative transition rates simultaneously. Combined with the strong luminescence properties brought by the unique X‐packing mode, a high photoluminescence quantum yield of 60.5% is achieved in the non‐doped state. Strikingly, non‐doped deep‐blue OLEDs exhibited a maximum external quantum efficiency (EQE) of 10.50% with minimal efficient roll‐off, which is one of the highest values for deep‐blue organic light‐emitting devices based on hot exciton emitters thus far. The magneto‐electroluminescence (MEL) experiment and transient electroluminescence measurements corroborated that both the high EQE and suppressed efficiency roll‐off are attributable to the rapid “hot exciton” channels.