Iridium Carben Komplexe als Farbstoffe für tiefblaue organische Leuchtdioden (English shop)

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Für vollfarbige Bildschirmanwendungen müssen die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau effizient und mit ausreichender Farbsättigung erzeugt werden können. Bei OLEDs gilt, dass nur phosphoreszente Farbstoffe einen internen Quantenwirkungsgrad von 100% erreichen können. Fluoreszente Emitter erreichen aufgrund der Spinstatistik maximal einen internen Quantenwirkungsgrad von 25 . Daraus ergeben sich ein durch die Lichtauskopplung begrenzter externer Wirkungsgrad von 20 im Fall der Phosphoreszenz und 5% im Fall der Fluoreszenz. Hieraus wird deutlich, dass für effiziente Bildschirmanwendungen nur phosphoreszente Farbstoffe verwendet werden können. Für den roten und grünen Spektralbereich sind bereits phosphoreszente Emitter mit einer geeigneten Farbsättigung vorhanden. Eine ausreichende Farbsättigung mit gleichzeitiger guter
Quanteneffizienz schien aber lange Zeit im blauen Spektralbereich nicht miteinander vereinbar zu sein. Zur Lösung dieses Problems wurden in dieser Arbeit, in Zusammenarbeit mit der BASF AG, die metall-organischen Carben-Farbstoffe eingeführt, deren Phosphoreszenz beide gewünschten Eigenschaften gleichzeitig aufweist. Die starke Kopplung des Carbenliganden an das zentrale Metallatom bewirkt dabei eine große Aufspaltung der energetischen Niveaus, woraus sich die tiefblaue Farbe ergibt. Gleichzeitig bewirkt die starke Kopplung aber auch eine Destabilisierung und damit eine Verschiebung zu höheren Energien von zusätzlichen energetischen Niveaus, die zu einer strahlungslosen Desaktivierung des Leuchtprozesses führen können.