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Quinolinophenothiazine as electron rich fragment for RGB single-layer phosphorescent organic light-emitting diodes

Authors :
Lucas, Fabien
Tondelier, Denis
Geffroy, Bernard
Heiser, Thomas
Ibraikulov, Olzhas
Quinton, Cassandre
Brouillac, Clement
Leclerc, Nicolas
Rault-Berthelot, Joëlle
Poriel, Cyril
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM)
École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685)
Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685)
Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Région Bretagne (PhD Grant
DIADEM Project)
ADEME (PhD Grant, EcoElec Project)
ANR-19-CE05-0024,SPIRO-QUEST,SPIRO-QUinolinophenothiazine: semi-conducteurs haute-performance pour des OLEDs Phosphorescentes monocouches(2019)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Palacin, Serge
SPIRO-QUinolinophenothiazine: semi-conducteurs haute-performance pour des OLEDs Phosphorescentes monocouches - - SPIRO-QUEST2019 - ANR-19-CE05-0024 - AAPG2019 - VALID
Source :
Materials Chemistry Frontiers, Materials Chemistry Frontiers, In press, 5 (22), pp.8066-8077. ⟨10.1039/D1QM01138C⟩, Materials Chemistry Frontiers, Royal Society of Chemistry, In press, 5, pp.8066-8077. ⟨10.1039/D1QM01138C⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; The quinolinophenothiazine (QPTZ) fragment is a phenylacridine bridged by a sulphur atom. Despite appealing properties induced by this bridging (e.g. strong electron rich character), this fragment remains almost unexplored to date in organic electronics. Based on this QPTZ fragment, we report herein a high efficiency host for the new generation of simplified Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes so called Single-Layer (SL-PhOLEDs). This host material is constructed on the association of an electron rich fragment (QPTZ), and an electron-deficient fragment (2,7-bis (diphenylphosphineoxide)-fluorene). This molecule displays all the necessary properties to be used in universal SL-PhOLEDs. Red, green and blue SL-PhOLEDs were successfully fabricated and yielded an average external quantum efficiency of ca 10%. High luminances of ca 10000 cd/m$^2$ for red and blue devices and 40000 cd/m$^2$ for green devices were obtained. These luminances are higher than the best reported to date with structurally related analogues and highlight the strong interest of the QPTZ fragment in such devices. Thanks to its high HOMO level, the QPTZ unit also allows to decrease the threshold voltage, which is a key characteristic in the OLED technology. This work shows the potential of the QPTZ fragment in the design of host materials for high performance single-layer PhOLEDs.

Details

Language :
English
ISSN :
20521537
Database :
OpenAIRE
Journal :
Materials Chemistry Frontiers, Materials Chemistry Frontiers, In press, 5 (22), pp.8066-8077. ⟨10.1039/D1QM01138C⟩, Materials Chemistry Frontiers, Royal Society of Chemistry, In press, 5, pp.8066-8077. ⟨10.1039/D1QM01138C⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..42b8709552c40a164fd41a058533728e
Full Text :
https://doi.org/10.1039/D1QM01138C