Structural modification of light-emitting iridium-based ionic transition metal complexes and their uses in light-emitting electrochemical cells (LECs)

  • The current research presents meticulous ligand designs for Ir-iTMCs synthesis for LEC application. The ligand designs focus on the improvement in efficiency and/or stability (lifetime, t\(_{1/2}\)) of LECs with emission in the three primary colours of red, green and blue. Notably enhanced device t\(_{1/2}\) greater than 260 h were achieved for two red LECs based on complexes with rigid benzoquinoline and fluorinated pyridine ring C^N ligands. The addition of fluorine to the phenyl ring of the C^N ligands for another red complex led to a dramatic enhance efficiency of its LEC reaching 3.35 cd/m\(^2\) and 2.27 lm/W. Unprecedented green LEC efficiency of 31 cd/m\(^2\) and 25 lm/W was achieved based on a fluorinated Ir-iTMC with a good electron transporting Bathophenanthroline N^N ligand. Until now, unknown fluorine-nitrogen (F-N) intramolecular interactions were identified in F-Ir-iTMCs. Significant enhancement in device t\(_{1/2}\) of complexes with the F-N interactions reaching 2700 h for a green LEC was achieved.
  • Die vorliegende Arbeit stellt neu synthetisierte Ir-iTMC für die Verwendung in LEC vor. Der Aufbau der Ir-iTMC wurde mit dem Ziel der Effizienzsteigerung und/oder Verbesserung der Stabilität (Lebensdauer, t\(_{1/2}\)) der Komplexe in LEC-Bauteilen mit roter, grüner oder blauer Emission ausgewählt. Für t\(_{1/2}\) konnten mehr als 260h erhalten werden, wenn Komplexe mit dem vergleichsweise starren Benzochinolin oder einem fluoriertem Pyridin als Bestandteil des C˄N-Liganden verwendet werden. Auch die Einführung eines Fluors an den Phenylring der C˄N-Liganden führte zu einer Verbesserung der Effizienz (3,35 cd/m\(^2\), 2,27 lm/W). Eine bislang beispiellose Effizienz (31 cd/m\(^2\), 25 lm/W) bei grün emittierenden LEC wurde mit einem Ir-iTMC erhalten, der Bathophenanthrolin als N˄N-Liganden verwendet. Bei weiteren Fluor-haltigen iTMC konnten Fluor-Stickstoff-Wechselwirkungen identifiziert werden, die zu einer deutlichen Verbesserung der Lebensdauer (t\(_{1/2}\) > 2700h) bei einem grün emittierenden Bauteil beitragen.

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Metadaten
Author:Jude Eko NamangaGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-50725
Referee:Anja-Verena MudringGND, Anjana DeviORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/12/27
Date of first Publication:2016/12/27
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:2015/12/07
Creating Corporation:Fakultät für Chemie und Biochemie
GND-Keyword:LEEC; Übergangsmetallkomplexe; Iridiumkomplexe; Beleuchtung; Ligand
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie
faculties:Fakultät für Chemie und Biochemie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht