Phosphorescence has rarely been observed in pure organic chromophore systems at room temperature. We herein report efficient phosphorescence from the crystals of benzophenone and its derivatives with a general formula of (X-C6H4)2C═O (X = F, Cl, Br) as well as methyl 4-bromobenzoate and 4,4′-dibromobiphenyl under ambient conditions. These luminogens are all nonemissive when they are dissolved in good solvents, adsorbed on TLC plates, and doped into polymer films, because active intramolecular motions such as rotations and vibrations under these conditions effectively annihilate their triplet excitons via nonradiative relaxation channels. In the crystalline state, the intramolecular motions are restricted by the crystal lattices and intermolecular interactions, particularly C−H···O, N−H···O, C−H···X (X = F, Cl, Br), C−Br···Br−C, and C−H···π hydrogen bonding. The physical constraints and multiple intermolecular interactions collectively lock the conformations of the luminogen molecules. This structural rigidification effect makes the luminogens highly phosphorescent in the crystalline state at room temperature.

Emissive electron donor–acceptor (D–A) conjugates have a wide variety of applications in biophotonics, two-photon absorption materials, organic lasers, long wavelength emitters, and so forth. However, it is still a challenge to synthesize high solid-state efficiency D–A structured emitters due to the notorious aggregation-caused quenching (ACQ) effect. Though some D–A systems are reported to show aggregation-induced emission (AIE) behaviors, most are only selectively AIE-active in highly polar solvents, showing decreased solid-sate emission efficiencies compared to those in nonpolar solvents. Here we report the triphenylamine (TPA) and 2,3,3-triphenylacrylonitrile (TPAN) based D–A architectures, namely, TPA3TPAN and DTPA4TPAN. Decoration of arylamines with TPAN changes their emission behaviors from ACQ to AIE, making resulting TPA3TPAN and DTPA4TPAN nonluminescent in common solvents but highly emissive when aggregated as nanoparticles, solid powders, and thin films owing to their highly twisted configurations. Both compounds also display a bathochromic effect due to their intramolecular charge transfer (ICT) attribute. Combined ICT and AIE features render TPA3TPAN and DTPA4TPAN intense solid yellow emitters with quantum efficiencies of 33.2% and 38.2%, respectively. They are also thermally and morphologically stable, with decomposition and glass transition temperatures (Td/Tg) being 365/127 and 377/141 °C, respectively. Multilayer electroluminescence (EL) devices are constructed, which emit yellow EL with maximum luminance, current, power, and external quantum efficiencies up to 3101 cd/m2, 6.16 cd/A, 2.64 lm/W, and 2.18%, respectively. These results indicate that it is promising to fabricate high efficiency AIE-ICT luminogens with tunable emissions through rational combination and modulation of propeller-like donors and/or acceptors, thus paving the way for their biophotonic and optoelectronic applications.

A strategy towards efficient mechanochromic luminogens with high contrast is developed. The twisted propeller-like conformations and effective intermolecular interactions not only endow the luminogens with AIE characteristics and high efficiency in the crystalline state, but also render them to undergo conformational planarization and disruption in intermolecular interactions upon mechanical stimuli, resulting in remarkable changes in emission wavelength and efficiency.

Luminescent materials with aggregation-induced emission (AIE) property have attracted considerable interests for their promising applications in light-emitting and display devices and fluorescent probes for chemo- and biosensors. Tetraphenylethene (TPE) derivatives are the most attractive species for their notable AIE performance, facile synthesis, and flexible structure modification. To study the effects of donor and acceptor substitutions and extend the applications of TPE-based materials, three TPE kindred, TTPE, BTPEFN, and BATPEFN, are employed. TTPE film displays efficient green fluorescence (λem = 494 nm, ΦF = 100%), evident AIE characteristic (αAIE = 154), and reversible mechanochromism by grinding-fuming: from blue (λem = 472 nm) to green emission (λem = 505 nm). Replacing two phenyls by two cyano (A) groups on the central TPE moiety derives BTPEFN, whose film shows efficient orange fluorescence (λem = 575 nm, ΦF = 100%) and evident AIE (αAIE = 13). The mechanochromic behavior of BTPEFN (from yellow to orange emission, λem from 541 to 563 nm) is reversible by repeating both the grinding-fuming and grinding-annealing processes. The cyano groups bestow BTPEFN with evident intramolecular charge transfer (ICT) property, the emission color can be tuned from green to red-orange by changing solvent from hexane to THF, while the emission of TTPE shows much less response to solvent polarity. Cyanos also endow BTPEFN with better self-assemble ability in proper conditions, and the obtained regular microribbons emit bright green fluorescence. Further decoration of BTPEFN with N,N-diethyamino (D) groups results in BATPEFN. Due to the cooperative effects of D and A groups, BATPEFN shows dramatic red-shifted fluorescence (λem = 713 nm), evident ICT process, and enhanced solvatochromism (from red to infrared).