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Wenwen Luo
Author with expertise in Organic Solar Cell Technology
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Achieving High‐Performance Nondoped OLEDs with Extremely Small Efficiency Roll‐Off by Combining Aggregation‐Induced Emission and Thermally Activated Delayed Fluorescence

Jingjing Guo et al.Feb 10, 2017
Luminescent materials with thermally activated delayed fluorescence (TADF) can harvest singlet and triplet excitons to afford high electroluminescence (EL) efficiencies for organic light‐emitting diodes (OLEDs). However, TADF emitters generally have to be dispersed into host matrices to suppress emission quenching and/or exciton annihilation, and most doped OLEDs of TADF emitters encounter a thorny problem of swift efficiency roll‐off as luminance increases. To address this issue, in this study, a new tailor‐made luminogen (dibenzothiophene‐benzoyl‐9,9‐dimethyl‐9,10‐dihydroacridine, DBT‐BZ‐DMAC) with an unsymmetrical structure is synthesized and investigated by crystallography, theoretical calculation, spectroscopies, etc. It shows aggregation‐induced emission, prominent TADF, and interesting mechanoluminescence property. Doped OLEDs of DBT‐BZ‐DMAC show high peak current and external quantum efficiencies of up to 51.7 cd A −1 and 17.9%, respectively, but the efficiency roll‐off is large at high luminance. High‐performance nondoped OLED is also achieved with neat film of DBT‐BZ‐DMAC, providing excellent maxima EL efficiencies of 43.3 cd A −1 and 14.2%, negligible current efficiency roll‐off of 0.46%, and external quantum efficiency roll‐off approaching null from peak values to those at 1000 cd m −2 . To the best of the authors' knowledge, this is one of the most efficient nondoped TADF OLEDs with small efficiency roll‐off reported so far.
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Robust Luminescent Materials with Prominent Aggregation-Induced Emission and Thermally Activated Delayed Fluorescence for High-Performance Organic Light-Emitting Diodes

Jingjing Guo et al.Mar 31, 2017
Aggregation-induced emission (AIE) materials have excellent solid-state emission by suppressing concentration quenching and exciton annihilation, while thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials are able to fully utilize electrogenerated singlet and triplet excitons. The collaboration of AIE and TADF should be a rational strategy to design novel robust luminescent materials. Herein, two new materials with both prominent AIE and TADF properties are developed based on a central benzoyl acceptor core and different donor units. Their crystal and electronic structures, thermal stabilities, photophysical properties, and energy levels are investigated systematically. The doped organic light-emitting diodes (OLEDs) based on them show green lights and perform outstandingly, providing excellent electroluminescence (EL) efficiencies of up to 19.2%, 60.6 cd A–1, and 59.2 lm W–1. Their nondoped OLEDs are turned on at very low turn-on voltages (2.7 V) and afford yellow lights and high EL efficiencies of 9.7%, 26.5 cd A–1, and 29.1 lm W–1, with low efficiency roll-off. These results actually demonstrate the feasibility to explore new efficient emitters by the marriage of AIE and TADF.