DE102016108335B3

DE102016108335B3 - Organic molecules, in particular for use in organic optoelectronic devices

Info

Publication number: DE102016108335B3
Application number: DE102016108335.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Zink; Stefan Seifermann
Original assignee: Cynora GmbH
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2036-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein organisches Molekül, insbesondere zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen. Erfindungsgemäß hat das organische Molekül, eine Struktur der Formel IFormel I mit D =# ist Anknüpfungspunkt der Einheit D an den zentralen Phenylring in der Struktur gemäß Formel I; Z ist eine direkte Bindung oder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CR3R4, C=CR3R4, C=O, C=NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S(O), S(O)2; R1 und R2 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen, eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 8 C-Atomen, eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF3 oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 15 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, CF3 oder CN ist und wobei unabhängig voneinander genau ein R1 und genau ein R2 gleich CF3 oder CN ist.The invention relates to an organic molecule, in particular for use in optoelectronic components. According to the invention, the organic molecule has a structure of the formula IFormel I where D = # is the point of attachment of the unit D to the central phenyl ring in the structure according to formula I; Z is a direct bond or selected from the group consisting of CR3R4, C = CR3R4, C = O, C = NR3, NR3, O, SiR3R4, S, S (O), S (O) 2; R 1 and R 2 are the same or different H, deuterium, a linear alkyl group having 1 to 5 C atoms, a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 8 C atoms, a branched or cyclic alkyl, alkenyl or alkynyl group having 3 to 10 C atoms, wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF3 or NO2, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 15 aromatic ring atoms, each substituted by one or more R6 radicals may be CF3 or CN and where independently of one another is exactly one R1 and exactly one R2 is CF3 or CN.

Description

Die Erfindung betrifft rein organische Moleküle und deren Verwendung in organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und in anderen organischen optoelektronischen Vorrichtungen.The invention relates to purely organic molecules and their use in organic light emitting diodes (OLEDs) and in other organic optoelectronic devices.

Beschreibungdescription

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, Moleküle bereitzustellen, die sich zur Verwendung in optoelektronischen Vorrichtungen eignen.The object of the present invention was to provide molecules which are suitable for use in optoelectronic devices.

Die Erfindung stellt eine neue Klasse von organischen Molekülen bereit, die sich zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen eignen.The invention provides a new class of organic molecules suitable for use in organic optoelectronic devices.

Die erfindungsgemäßen organischen Moleküle sind rein organische Moleküle, weisen also keine Metallionen auf und grenzen sich so von den zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen bekannten Metallkomplexverbindungen ab.The organic molecules according to the invention are purely organic molecules, ie have no metal ions and are thus different from the metal complex compounds known for use in organic optoelectronic devices.

Die erfindungsgemäßen organischen Moleküle zeichnen sich durch Emissionen im blauen, himmelblauen oder grünen Spektralbereich aus. Die Photolumineszenzquantenausbeuten der erfindungsgemäßen organischen Moleküle betragen insbesondere 20 % und mehr. Die erfindungsgemäßen Moleküle zeigen insbesondere thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF). Die Verwendung der erfindungsgemäßen Moleküle in einer optoelektronischen Vorrichtung, beispielsweise einer organischen lichtemittierenden Diode (OLED), führt zu höheren Effizienzen der Vorrichtung. Entsprechende OLEDs weisen eine höhere Stabilität auf als OLEDs mit bekannten Emittermaterialien und vergleichbarer Farbe.The organic molecules according to the invention are distinguished by emissions in the blue, sky-blue or green spectral range. The photoluminescence quantum yields of the organic molecules according to the invention are in particular 20% or more. In particular, the molecules according to the invention exhibit thermally activated delayed fluorescence (TADF). The use of the molecules according to the invention in an optoelectronic device, for example an organic light emitting diode (OLED), leads to higher efficiencies of the device. Corresponding OLEDs have a higher stability than OLEDs with known emitter materials and comparable color.

Unter dem blauen Spektralbereich wird hier der sichtbare Bereich von kleiner als 470 nm verstanden. Unter dem himmelblauen Spektralbereich wird hier der Bereich von 470 nm bis 499 nm verstanden. Unter dem grünen Spektralbereich wird hier der Bereich von 500 nm bis 599 nm verstanden. Dabei liegt das Emissionsmaximum im jeweiligen Bereich. The blue spectral range here means the visible range of less than 470 nm. The sky-blue spectral range is understood to mean the range from 470 nm to 499 nm. The green spectral range is understood to mean the range from 500 nm to 599 nm. The emission maximum lies within the respective range.

Die organischen Moleküle weisen eine Struktur der Formel A1 auf oder bestehen aus einer Struktur gemäß Formel A1:

Formel A1 The organic molecules have a structure of the formula A1 or consist of a structure according to formula A1:

Formula A1

In einer Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel I auf oder bestehen aus einer Struktur gemäß Formel I:

Formel I In one embodiment, the organic molecules have a structure of the formula I or consist of a structure according to formula I:

Formula I

In den genannten Formeln gilt für die verwendeten Symbole Folgendes:
D = :

Formel I-1 In the above formulas, the following applies to the symbols used:
D =:

Formula I-1

Darin gilt:
# ist Anknüpfungspunkt der Einheit D an den zentralen (mittleren) Phenylring der Struktur gemäß Formel I;
Z ist eine direkte Bindung oder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CR³R⁴, C=CR³R⁴, C=O, C=NR³, NR³, O, SiR³R⁴, S, S(O), S(O)₂.The following applies:
# is the point of attachment of the unit D to the central (middle) phenyl ring of the structure according to formula I;
Z is a direct bond or selected from the group consisting of CR ³ R ⁴ , C =CR ³ R ⁴ , C =O, C =NR ³ , NR ³ , O, SiR ³ R ⁴ , S, S (O), S (O) ₂ .

R¹ und R² ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden Deuterium, eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen, eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 8 C-Atomen, eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 15 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R⁶ substituiert sein kann, CF₃ oder CN. Each of R ¹ and R ² is the same or different deuterium, a linear alkyl group having 1 to 5 C atoms, a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 8 C atoms, a branched or cyclic alkyl, alkenyl or alkynyl group having 3 to 10 carbon atoms, wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ , or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 15 aromatic ring atoms, each by one or more radicals R ⁶ , CF ₃ or CN.

R^a, R³ und R⁴ ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, N(R⁵)₂, OH, Si(R⁵)₃, B(OR⁵)₂, OSO₂R⁵, CF₃, CN, F, Br, I, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R⁵ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R⁵C=CR⁵, C≡C, Si(R⁵)₂, Ge(R⁵)₂, Sn(R⁵)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR⁵, P(=O)(R⁵), SO, SO₂, NR⁵, O, S oder CONR⁵ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können; oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R⁵ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R⁵ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R⁵ substituiert sein kann.R ^a , R ³ and R ⁴ are each the same or different at each occurrence H, deuterium, N (R ⁵ ) ₂ , OH, Si (R ⁵ ) ₃ , B (OR ⁵ ) ₂ , OSO ₂ R ⁵ , CF ₃ , CN, F, Br, I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 40 carbon atoms or a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 40 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl -, alkoxy or Thioalkoxygruppe having 3 to 40 carbon atoms, each of which may be substituted with one or more radicals R ⁵ , wherein one or more non-adjacent CH ₂ groups by R ⁵ C = CR ⁵ , C≡C, Si (R ⁵ ) ₂ , Ge (R ⁵ ) ₂ , Sn (R ⁵ ) ₂ , C = O, C = S, C = Se, C = NR ⁵ , P (= O) (R ⁵ ), SO, SO ₂ , NR ⁵ , O, S or CONR ⁵ may be replaced and wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ ; or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, each may be substituted by one or more radicals R ⁵ , or an aryloxy or heteroaryloxy group having 5 to 60 aromatic ring atoms which may be substituted by one or more radicals R ⁵ , or a Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe or Arylheteroarylaminogruppe having 10 to 40 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁵ .

R⁵ ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, N(R⁶)₂, OH, Si(R⁶)₃, B(OR⁶)₂, OSO₂R⁶, CF₃, CN, F, Br, I, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R⁶ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R⁶C=CR⁶, C≡C, Si(R⁶)₂, Ge(R⁶)₂, Sn(R⁶)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR⁶, P(=O)(R⁶), SO, SO₂, NR⁶, O, S oder CONR⁶ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können; oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R⁶ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R⁶ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R⁶ substituiert sein kann.R ⁵ is the same or different H, deuterium, N (R ⁶ ) ₂ , OH, Si (R ⁶ ) ₃ , B (OR ⁶ ) ₂ , OSO ₂ R ⁶ , CF ₃ , CN, F, Br at each occurrence. I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 40 carbon atoms or a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 40 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group having from 3 to 40 carbon atoms, each of which may be substituted by one or more R ⁶ radicals, one or more non-adjacent CH ₂ groups represented by R ⁶ C = CR ⁶ , C≡C, Si (R ⁶ ) ₂ , Ge (R ⁶ ) ₂ , Sn (R ⁶ ) ₂ , C = O, C = S, C = Se, C = NR ⁶ , P (= O) (R ⁶ ), SO, SO ₂ , NR ⁶ , O , S or CONR ⁶ may be replaced and wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ ; or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more radicals R ⁶ , or an aryloxy or heteroaryloxy group having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁶ or a diarylamino group, diheteroarylamino group or arylheteroarylamino group having 10 to 40 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁶ .

R⁶ ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, OH, CF₃, CN, F, Br, I, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 5 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 5 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können; oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen.R ⁶ is the same or different at each occurrence, H, deuterium, OH, CF ₃ , CN, F, Br, I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a linear alkenyl or alkynyl group 2 to 5 C atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group having 3 to 5 C atoms, wherein one or more H atoms replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ could be; or an aromatic or heteroaromatic ring system having from 5 to 60 aromatic ring atoms or an aryloxy or heteroaryloxy group having from 5 to 60 aromatic ring atoms or a diarylamino group, diheteroarylamino group or arylheteroarylamino group having from 10 to 40 aromatic ring atoms.

Dabei kann jeder der Reste R^a, R³, R⁴ oder R⁵ auch mit einem oder mehreren weiteren Resten R^a, R³, R⁴ oder R⁵ ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.Here, each of R ^a, R ^3, R ⁴ or R ⁵ may form a mono- or polycyclic, aliphatic, aromatic and / or benzo-fused ring system with one or more further radicals R ^a, R ^3, R ⁴ or R. ⁵

Erfindungsgemäß sind hierbei genau ein R¹ und genau ein R² gleich CF₃ oder CN. In einer Ausführungsform der Erfindung sind genau ein R¹ und ein R² CN. In einer weiteren Ausführungsform sind genau ein R¹ und ein R² CN und die weiteren R¹ und R² sind gewählt aus der Gruppe bestehend aus H und Alkyl, insbesondere sind die weiteren R¹ und R² gewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl und t-Butyl (C(CH₃)₃); in einer Ausführungsform sind genau ein weiterer Rest R¹ und genau ein weiterer Rest R² Methyl und die weiteren R¹ und R² H. In einer Ausführungsform sind genau ein R¹ und genau ein R² gleich CN und die weiteren R¹ und R² sind H.According to the invention, exactly one R ¹ and exactly one R ² are CF ₃ or CN. In one embodiment of the invention, exactly one R ¹ and one R ² is CN. In a further embodiment exactly one R ¹ and one R ^{2 are} CN and the further R ¹ and R ² are selected from the group consisting of H and alkyl, in particular the further R ¹ and R ^{2 are} selected from the group consisting of H, Methyl and t-butyl (C (CH ₃ ) ₃ ); In one embodiment, exactly one further radical R ¹ and exactly one further radical R ^{2 are} methyl and the further R ¹ and R ^{2 are} H. In one embodiment, exactly one R ¹ and exactly one R ² are CN and the other R ¹ and R are ² are H.

In einer weiteren Ausführungsform der organischen Moleküle weist die Gruppe D eine Struktur der Formel II auf bzw. besteht aus einer Struktur der Formel II:

Formel II wobei für # und R^a die oben genannten Definitionen gelten.In a further embodiment of the organic molecules, the group D has a structure of the formula II or consists of a structure of the formula II:

Formula II where # and R ^{a are} the definitions given above.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen Moleküle weist die Gruppe D eine der Formel IIa oder der Formel IIb auf oder besteht daraus:

wobei für #, und R^a die oben genannten Definitionen gelten.In a further embodiment of the organic molecules according to the invention, the group D has one of the formula IIa or the formula IIb or consists thereof:

where # and R ^a are as defined above.

Im Folgenden sind beispielhaft Ausführungsformen der Gruppe D gezeigt:

wobei für #, R^a und R⁵ die oben genannten Definitionen gelten. In einer Ausführungsform ist der Rest R⁵ bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, Phenyl und Mesityl. In einer Ausführungsform ist R^a bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl (Me), i-Propyl (CH(CH₃)₂) (ⁱPr), t-Butyl (^tBu), Phenyl (Ph) und Diphenylamin (NPh₂).In the following, exemplary embodiments of the group D are shown:

⁵ wherein the definitions mentioned above apply to #, R ^a and R. In one embodiment, the radical R ⁵ on each occurrence is identically or differently selected from the group consisting of H, methyl, ethyl, phenyl and mesityl. In one embodiment, R ^a in each occurrence is the same or different selected from the group consisting of H, methyl (Me), i-propyl (CH (CH ₃ ) ₂ ) ( ⁱ Pr), t -butyl ( ^t Bu), phenyl (Ph) and diphenylamine (NPh ₂ ).

Im Sinne dieser Erfindung enthält eine Arylgruppe 6 bis 60 aromatische Ringatome; eine Heteroarylgruppe enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere N, O und/oder S. Werden in der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung andere, von der genannten Definition abweichende Definitionen angegeben, beispielsweise bezüglich der Zahl der aromatischen Ringatome oder der enthaltenen Heteroatome, so gelten diese.For the purposes of this invention, an aryl group contains from 6 to 60 aromatic ring atoms; a heteroaryl group contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom. The heteroatoms are in particular N, O and / or S. If in the description of certain embodiments of the invention other definitions deviating from the abovementioned definition are given, for example with regard to the number of aromatic ring atoms or the heteroatoms contained therein, these apply.

Unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe wird ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin oder Thiophen, oder ein heteroaromatischer Polycyclus, beispielsweise Phenanthren, Chinolin oder Carbazol verstanden. Ein kondensierter (annelierter) aromatischer bzw. heteroaromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einfachen aromatischen bzw. heteroaromatischen Cyclen.An aryl group or heteroaryl group is understood as meaning a simple aromatic cycle, ie benzene, or a simple heteroaromatic cycle, for example pyridine, pyrimidine or thiophene, or a heteroaromatic polycycle, for example phenanthrene, quinoline or carbazole. A condensed (fused) aromatic or heteroaromatic polycycle consists in the context of the present application of two or more fused simple aromatic or heteroaromatic cycles.

Unter einer Aryl- oder Heteroarylgruppe, die jeweils mit den oben genannten Resten substituiert sein kann und die über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, welche abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen; Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Isochinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1,2-Thiazol, 1,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol, Benztriazol, 1,2,3-Oxadiazol, 1,2,4-Oxadiazol, 1,2,5-Oxadiazol, 1,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Kombinationen der genannten Gruppen.An aryl or heteroaryl group which may be substituted in each case by the abovementioned radicals and which may be linked via any position on the aromatic or heteroaromatic compounds is understood in particular to mean groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, Dihydropyrenes, chrysene, perylene, fluoranthene, benzanthracene, benzphenanthrene, tetracene, pentacene, benzpyrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzothiophene; Pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline, isoquinoline, benzo-6,7-quinoline, benzo-7,8-quinoline, phenothiazine, phenoxazine, pyrazole, Indazole, imidazole, benzimidazole, naphthimidazole, phenanthrimidazole, pyridimidazole, pyrazine imidazole, quinoxaline imidazole, oxazole, benzoxazole, napthoxazole, anthroxazole, phenanthroxazole, isoxazole, 1,2-thiazole, 1,3-thiazole, benzothiazole, pyridazine, benzopyridazine, pyrimidine, benzpyrimidine, Quinoxaline, pyrazine, phenazine, naphthyridine, azacarbazole, benzocarboline, phenanthroline, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, benzotriazole, 1,2,3-oxadiazole, 1,2,4-oxadiazole, 1, 2,5-oxadiazole, 1,2,3,4-tetrazine, purine, pteridine, indolizine and benzothiadiazole or combinations of said groups.

Unter einer cyclischen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe wird hier eine monocyclische, eine bicyclische oder eine polycyclische Gruppe verstanden. A cyclic alkyl, alkoxy or thioalkoxy group is understood here to mean a monocyclic, a bicyclic or a polycyclic group.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer C₁- bis C₄₀-Alkylgruppe, in der auch einzelne H-Atome oder CH₂-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, beispielsweise die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Cyclopropyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, Cyclobutyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, t-Pentyl, 2-Pentyl, neo-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, s-Hexyl, t-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, neo-Hexyl, Cyclohexyl, 1-Methylcyclopentyl, 2-Methylpentyl, n-Heptyl, 2-Heptyl, 3-Heptyl, 4-Heptyl, Cycloheptyl, 1-Methylcyclohexyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl, Cyclooctyl, 1-Bicyclo[2,2,2]octyl, 2-Bicyclo[2,2,2]-octyl, 2-(2,6-Dimethyl)octyl, 3-(3,7-Dimethyl)octyl, Adamantyl, Trifluor-methyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, 1,1-Dimethyl-n-hex-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-hept-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-oct-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-dec-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-dodec-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-tetradec-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-hexadec-1-yl-, 1,1-Dimethyl-n-octadec-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-hex-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-hept-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-oct-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-dec-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-dodec-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-tetradec-1-yl-, 1,1-Diethyln-n-hexadec-1-yl-, 1,1-Diethyl-n-octadec-1-yl-, 1-(n-Propyl)-cyclohex-1-yl-, 1-(n-Butyl)-cyclohex-1-yl-, 1-(n-Hexyl)-cyclohex-1-yl-, 1-(n-0ctyl)-cyclohex-1-yl- und 1-(n-Decyl)-cyclohex-1-yl- verstanden. Unter einer Alkenylgruppe werden beispielsweise Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl oder Cyclooctadienyl verstanden. Unter einer Alkinylgruppe werden beispielsweise Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer C₁- bis C₄₀-Alkoxygruppe werden beispielsweise Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy oder 2-Methylbutoxy verstanden.In the context of the present invention, a C ₁ - to C ₄₀ -alkyl group in which individual H atoms or CH ₂ groups may be substituted by the abovementioned groups, for example the radicals methyl, ethyl, n-propyl, i Propyl, cyclopropyl, n -butyl, i -butyl, s -butyl, t -butyl, cyclobutyl, 2-methylbutyl, n -pentyl, s -pentyl, t -pentyl, 2-pentyl, neo -pentyl, cyclopentyl, n Hexyl, s -hexyl, t -hexyl, 2-hexyl, 3-hexyl, neo-hexyl, cyclohexyl, 1-methylcyclopentyl, 2-methylpentyl, n-heptyl, 2-heptyl, 3-heptyl, 4-heptyl, cycloheptyl , 1-methylcyclohexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, cyclooctyl, 1-bicyclo [2,2,2] octyl, 2-bicyclo [2,2,2] octyl, 2- (2,6-dimethyl) octyl , 3- (3,7-Dimethyl) octyl, adamantyl, trifluoromethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 1,1-dimethyl-n-hex-1-yl, 1,1-dimethyl-n -hept-1-yl, 1,1-dimethyl-n-oct-1-yl, 1,1-dimethyl-n-dec-1-yl, 1,1-dimethyl-n-dodec-1 yl, 1,1-dimethyl-n-tetradec-1-yl, 1,1-dimethyl-n-hexadec-1-yl, 1,1-dimethyl-n-octadec-1-yl, 1, 1-diethyl ln-hex-1-yl, 1,1-diethyl-n-hept-1-yl, 1,1-diethyl-n-oct-1-yl, 1,1-diethyl-n-dec-1 -yl, 1,1-diethyl-n-dodec-1-yl, 1,1-diethyl-n-tetradec-1-yl, 1,1-diethyln-n-hexadec-1-yl, 1 , 1-diethyl-n-octadec-1-yl, 1- (n-propyl) -cyclohex-1-yl, 1- (n-butyl) -cyclohex-1-yl, 1- (n-hexyl ) -cyclohex-1-yl, 1- (n-octyl) -cyclohex-1-yl and 1- (n-decyl) -cyclohex-1-yl. An alkenyl group is understood as meaning, for example, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, cyclopentenyl, hexenyl, cyclohexenyl, heptenyl, cycloheptenyl, octenyl, cyclooctenyl or cyclooctadienyl. By an alkynyl group is meant, for example, ethynyl, propynyl, butynyl, pentynyl, hexynyl, heptynyl or octynyl. A C ₁ - to C ₄₀ -alkoxy group is understood as meaning, for example, methoxy, trifluoromethoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy, t-butoxy or 2-methylbutoxy.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft organische Moleküle, welche einen ΔE(S₁ – T₁)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (S₁)- und dem darunter liegenden Triplett(T₁)-Zustand von nicht höher als 5000cm^–1, insbesondere nicht höher als 3000cm^–1, oder nicht höher als 1500cm^–1 oder 1000cm^–1 aufweisen und/oder eine Emissionslebensdauer von höchstens 150 µs, insbesondere von höchstens 100 µs, von höchsten 50 µs, oder von höchstens 10 µs aufweisen und/oder eine Hauptemissionsbande mit einer Halbwertsbreite kleiner als 120 nm, insbesondere kleiner als 100 nm, kleiner als 80 nm, oder kleiner als 60 nm aufweisen.One embodiment of the invention relates to organic molecules which have a ΔE (S ₁ -T ₁ ) value between the lowest excited singlet (S ₁ ) and the underlying triplet (T ₁ ) state of not higher than 5000 cm ^-1 , in particular not higher than 3000cm ^-1 , or not higher than 1500cm ^-1 or 1000cm ^-1 , and / or have an emission lifetime of at most 150 μs, more preferably at most 100 μs, at most 50 μs, or at most 10 μs and / or one Main emission band having a half-width less than 120 nm, in particular less than 100 nm, less than 80 nm, or less than 60 nm.

Die Bestimmung des ΔE(S₁ – T₁)-Wertes kann sowohl durch quantenmechanische Berechnungen mittels im Stand der Technik bekannten Computerprogrammen durchgeführt werden (z. B. mittels Turbomole-Programmen unter Ausführung von TD-DFT- und unter Berücksichtigung von CC2-Rechnungen) oder – wie weiter unten erläutert wird – experimentell bestimmt werden.The determination of the ΔE (S ₁ -T ₁ ) value can be carried out both by quantum mechanical calculations by means of computer programs known in the prior art (for example by means of turbomole programs with execution of TD-DFT and with consideration of CC2 calculations ) or, as explained below, be determined experimentally.

Die Energiedifferenz ΔE(S₁ – T₁ lässt sich näherungsweise quantenmechanisch durch das mit dem Faktor 2 multiplizierte sogenannte Austauschintegral beschreiben. Dessen Wert hängt direkt ab von der Überlappung der Molekülorbitale. Diese Molekülorbitale sind über unterschiedliche Raumbereiche verteilt (teil-delokalisiert über π- bzw. π*-Molekülorbitale). Das heißt, ein elektronischer Übergang zwischen den verschiedenen Molekülorbitalen repräsentiert einen sogenannten Charge-Transfer(CT)-Übergang. Je geringer die Überlappung der oben beschriebenen Molekülorbitale ist, desto ausgeprägter ist der elektronische Charge-Transfer Charakter. Das ist dann mit einer Abnahme des Austausch-Integrals und somit einer Abnahme der Energiedifferenz ΔE(S₁ – T₁) verbunden.The energy difference ΔE (S ₁ - T ₁ can be described approximately quantum mechanically by the so-called exchange integral multiplied by the factor 2. Its value depends directly on the overlap of the molecular orbitals That is, an electronic transition between the different molecular orbitals represents a so-called charge-transfer (CT) transition: the smaller the overlap of the molecular orbitals described above, the more pronounced is the charge-transfer electronic character is then associated with a decrease in the exchange integral and thus a decrease in the energy difference ΔE (S ₁ -T ₁ ).

Die Bestimmung des ΔE(S₁ – T₁)-Wertes kann experimentell folgendermaßen erfolgen:
Für ein vorgegebenes organisches Molekül lässt sich der Energieabstand ΔE(S₁ – T₁) = ΔE unter Verwendung der oben angegebenen Gleichung (1) einfach bestimmen. Eine Umformung ergibt: ln{Int(S₁ → S₀)/Int(T₁ → S₀)} = ln{k(S₁)/k(T₁)} – (ΔE/k_B)(1/T) (3) The determination of the ΔE (S ₁ -T ₁ ) value can be carried out experimentally as follows:
For a given organic molecule, the energy gap ΔE (S ₁ -T ₁ ) = ΔE can be easily determined using Equation (1) given above. A transformation results in: ln {Int (S ₁ → S ₀ ) / Int (T ₁ → S ₀ )} = ln {k (S ₁ ) / k (T ₁ )} - (ΔE / k _B ) (1 / T) (3)

Für die Messung der Intensitäten Int(S₁ → S₀) und Int(T₁ → S₀) kann jedes handelsübliche Spektralphotometer verwendet werden. Eine graphische Auftragung der bei verschiedenen Temperaturen gemessenen (logarithmierten) Intensitätsverhältnisse ln{Int(S₁ → S₀)/Int(T₁ → S₀)} gegen den Kehrwert der absoluten Temperatur T ergibt in der Regel eine Gerade. Die Messung wird in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur (300 K) bis 77 K oder bis 4,2 K durchgeführt, wobei die Temperatur mittels eines Kryostaten eingestellt wird. Die Intensitäten werden aus den (korrigierten) Spektren bestimmt, wobei Int(S₁ → S₀) bzw. Int(T₁ → S₀) die integrierten Fluoreszenz- bzw. Phosphoreszenz-Bandenintensitäten repräsentieren, welche sich mittels der zum Spektralphotometer gehörenden Programme bestimmen lassen. Die jeweiligen Übergänge (Bandenintensitäten) lassen sich leicht identifizieren, da die Triplett-Bande bei niedrigerer Energie liegt als die Singulett-Bande und mit sinkender Temperatur an Intensität gewinnt. Dabei werden die Messungen in sauerstofffreien verdünnten Lösungen (ca. 10^–2 mol/L) oder an dünnen Filmen aus den entsprechenden Molekülen oder an mit den entsprechenden Molekülen dotierten Filmen durchgeführt. Verwendet man als Probe eine Lösung, so empfiehlt es sich, ein Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch zu verwenden, das bei tiefen Temperaturen Gläser bildet, wie 2-Methyl-THF, THF (Tetrahydrofuran) oder aliphatische Kohlenwasserstoffe. Verwendet man als Probe einen Film, so eignet sich die Verwendung einer Matrix mit einer deutlich größeren Singulett- sowie Triplett-Energie als die der organischen Emittermoleküle, z. B. PMMA (Polymethylmethacrylat). Dieser Film kann aus Lösung aufgebracht werden. For the measurement of the intensities Int (S ₁ → S ₀ ) and Int (T ₁ → S ₀ ), any commercially available spectrophotometer can be used. A plot of the (logarithmic) intensity ratios ln {Int (S ₁ → S ₀ ) / Int (T ₁ → S ₀ )} measured against the reciprocal value of the absolute temperature T at various temperatures generally yields a straight line. The measurement is carried out in a temperature range from room temperature (300 K) to 77 K or to 4.2 K, wherein the temperature is adjusted by means of a cryostat. The intensities are determined from the (corrected) spectra, where Int (S ₁ → S ₀ ) and Int (T ₁ → S ₀ ) represent the integrated fluorescence or phosphorescence band intensities which are determined by means of the programs belonging to the spectrophotometer to let. The respective transitions (band intensities) can be easily identified since the triplet band is at lower energy than the singlet band and gains in intensity with decreasing temperature. The measurements are in oxygen-free 10 ^-2 mol / L) or on thin films of the corresponding molecules or films doped with the corresponding molecules. If a solution is used as the sample, it is advisable to use a solvent or solvent mixture which forms glasses at low temperatures, such as 2-methyl-THF, THF (tetrahydrofuran) or aliphatic hydrocarbons. If a film is used as a sample, the use of a matrix with a significantly higher singlet and triplet energy than that of the organic emitter molecules, eg, is suitable. B. PMMA (polymethylmethacrylate). This film can be applied from solution.

Die Geradensteigung beträgt –ΔE/k_B. Mit k_B = 1,380 10^–23 JK^–1 = 0,695 cm^–1 K^–1 lässt sich der Energieabstand direkt bestimmen.The line slope is -ΔE / k _B. With k _B = 1.380 10 ^-23 JK ^-1 = 0.695 cm ^-1 K ^-1 , the energy gap can be determined directly.

Eine äquivalente Betrachtungsweise zeigt, dass mittels der Messung der Temperaturabhängigkeit der Emissionsabklingzeit der ΔE(S₁ – T₁)-Wert auch bestimmt werden kann.An equivalent view shows that by measuring the temperature dependence of the emission decay time, the ΔE (S ₁ -T ₁ ) value can also be determined.

Eine einfache, näherungsweise Abschätzung des ΔE(S₁ – T₁)-Wertes kann auch dadurch vorgenommen werden, dass bei tiefer Temperatur (z. B. 77 K oder 4,2 K unter Verwendung eines Kryostaten) die Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Spektren registriert werden. Der ΔE(S₁ – T₁)-Wert entspricht dann in Näherung der Energiedifferenz zwischen den hochenergetischen Anstiegsflanken der Fluoreszenz- bzw. Phosphoreszenz-Bande. A simple, approximate estimate of the ΔE (S ₁ -T ₁ ) value can also be made by reading the fluorescence and phosphorescence spectra at low temperature (eg 77 K or 4.2 K using a cryostat) be registered. The ΔE (S ₁ -T ₁ ) value then corresponds approximately to the energy difference between the high-energy rising edges of the fluorescence or phosphorescence band.

Je ausgeprägter der CT-Charakter eines organischen Moleküls ist, desto stärker verändern sich die elektronischen Übergangsenergien als Funktion der Lösungsmittelpolarität. So gibt bereits eine ausgeprägte Polaritätsabhängigkeit der Emissionsenergien einen Hinweis auf das Vorliegen kleiner ΔE(S₁ – T₁)-Werte. The more pronounced the CT character of an organic molecule, the more the electronic transition energies change as a function of solvent polarity. For example, a pronounced polarity dependence of the emission energies indicates that there are small ΔE (S ₁ - T ₁ ) values.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen organischen Moleküls der hier beschriebenen Art (mit einer eventuellen Folgeumsetzung), wobei ein Dibromdifluorbenzol als Edukt eingesetzt wird. Erfindungsgemäße Dibromdifluor-benzole sind 1,3-Dibrom-4,6-difluorbenzol, 1,2-Dibrom-4,5-difluorbenzol, 1,5-Dibrom-2,4-difluorbenzol, 1,4-Dibrom-2,5-difluorbenzol, 1,3-Dibrom-2,5-difluorbenzol, 1,4-Dibrom-2,6-difluorbenzol, 1,3-Dibrom-2,4-difluorbenzol, 1,4-Dibrom-2,3-difluorbenzol oder 1,2-Dibrom-3,6-difluorbenzol.

In a further aspect, the invention relates to a process for the preparation of an organic molecule of the type described herein (with a possible subsequent reaction), wherein a Dibromdifluorbenzol is used as starting material. Dibromodifluoro-benzenes according to the invention are 1,3-dibromo-4,6-difluorobenzene, 1,2-dibromo-4,5-difluorobenzene, 1,5-dibromo-2,4-difluorobenzene, 1,4-dibromo-2,5 -difluorobenzene, 1,3-dibromo-2,5-difluorobenzene, 1,4-dibromo-2,6-difluorobenzene, 1,3-dibromo-2,4-difluorobenzene, 1,4-dibromo-2,3-difluorobenzene or 1,2-dibromo-3,6-difluorobenzene.

In einer Ausführungsform wird das Dibromdifluorbenzol mit einer Benzonitrilboronsäure in einer Palladium-katalysierten Kreuzkupplungsreaktion umgesetzt. Das Produkt wird durch Deprotonierung des der Formel I-1 entsprechenden Amins und anschließender nukleophiler Substitution der Fluorgruppen erhalten. Hierbei wird ein Stickstoffheterozyklus im Sinne einer nukleophilen aromatischen Substitution mit einem Edukt E1 umgesetzt. Typische Bedingungen beinhalten die Verwendung einer Base wie beispielweise tribasisches Kaliumphosphat oder Natriumhydrid in einem aprotisch polarem Lösungsmittel wie beispielweise Dimetylsulfoxid (DMSO) oder N,N-Dimethylformamid (DMF). Durch Wahl des Dibromdifluorbenzol und der relativen Position der Boronsäure- und der Cyanogruppe und des Restes R¹ am Phenylring können unterschiedliche Substitutionsmuster erhalten werden.In one embodiment, the dibromodifluorobenzene is reacted with a benzonitrile boronic acid in a palladium-catalyzed cross-coupling reaction. The product is obtained by deprotonation of the amine corresponding to formula I-1 and subsequent nucleophilic substitution of the fluoro groups. Here, a nitrogen heterocycle is implemented in the sense of a nucleophilic aromatic substitution with a starting material E1. Typical conditions include the use of a base such as tribasic potassium phosphate or sodium hydride in an aprotic polar solvent such as dimetylsulfoxide (DMSO) or N, N-dimethylformamide (DMF). By choosing the dibromo-difluorobenzene and the relative position of the boronic acid and the cyano group and the radical R ¹ on the phenyl ring different substitution patterns can be obtained.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung der organischen Moleküle als lumineszierender Emitter oder als Hostmaterial in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere wobei die organische optoelektronische Vorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

• organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs),
• lichtemittierenden elektrochemischen Zellen,
• OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas und Dampf-Sensoren,
• organischen Dioden,
• organischen Solarzellen,
• organischen Transistoren,
• organischen Feldeffekttransistoren,
• organischen Lasern und
• Down-Konversions-Elementen.

In a further aspect, the invention relates to the use of the organic molecules as a luminescent emitter or as a host material in an organic optoelectronic device, in particular wherein the organic optoelectronic device is selected from the group consisting of:

Organic light-emitting diodes (OLEDs),
Light-emitting electrochemical cells,
OLED sensors, especially in non-hermetically shielded gas and vapor sensors,
Organic diodes,
• organic solar cells,
Organic transistors,
Organic field effect transistors,
• organic lasers and
• Down conversion elements.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Zusammensetzung aufweisend oder bestehend aus:

(a) mindestens einem erfindungsgemäßen organischen Molekül, insbesondere als Emitter und/oder Host, und
(b) mindestens ein, d. h. ein oder mehrere Emitter- und/oder Hostmaterialien, die von dem erfindungsgemäßen organischen Molekül verschiedenen ist bzw. sind und
(c) optional eine oder mehreren Farbstoffen und/ oder einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln.

In a further aspect, the invention relates to a composition comprising or consisting of:

(a) at least one organic molecule according to the invention, in particular as emitter and / or host, and
(b) at least one, ie, one or more emitter and / or host materials other than the organic molecule of the invention, and
(c) optionally one or more dyes and / or one or more organic solvents.

In einer Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus einem erfindungsgemäßen organischen Molekül und einem oder mehreren Hostmaterialien. Das oder die Hostmaterialen weisen insbesondere Triplett(T1)- und Singulett(S1)-Energieniveaus auf, die energetisch höher liegen als die Triplett(T1)- und Singulett(S1)-Energieniveaus des erfindungsgemäßen organischen Moleküls. In einer Ausführungsform weist die Zusammensetzung neben dem erfindungsgemäßen organischen Molekül ein elektronendominantes und ein lochdominantes Hostmaterial auf. Das höchste besetzte Orbital (HOMO) und das niedrigste unbesetzte Orbital (LUMO) des lochdominanten Hostmaterials liegen energetisch insbesondere höher als das des elektronendominanten Hostmaterials. Das HOMO des lochdominanten Hostmaterials liegt energetisch unter dem HOMO des erfindungsgemäßen organischen Molekül, während das LUMO des elektronendominanten Hostmaterials energetisch über dem LUMO des erfindungsgemäßen organischen Molekül liegt. Um Exciplex-Formation zwischen Emitter und Hostmaterial oder Hostmaterialien zu vermeiden, sollten die Materialien so gewählt sein, dass die Energieabstände zwischen den jeweiligen Orbitalen gering sind. Der Abstand zwischen dem LUMO des elektronendominanten Hostmaterials und dem LUMO des erfindungsgemäßen organischen Molekül beträgt insbesondere weniger als 0,5 eV, bevorzugt weniger als 0,3 eV, noch bevorzugter weniger als 0,2 eV. Der Abstand zwischen dem HOMO des lochdominanten Hostmaterials und dem HOMO des erfindungsgemäßen organischen Molekül beträgt insbesondere weniger als 0,5 eV, bevorzugt weniger als 0,3 eV, noch bevorzugter weniger als 0,2 eV. In one embodiment, the composition of the invention consists of an organic molecule of the invention and one or more host materials. In particular, the host material (s) have triplet (T1) and singlet (S1) energy levels that are higher in energy than the triplet (T1) and singlet (S1) energy levels of the organic molecule of the present invention. In one embodiment, in addition to the organic molecule of the invention, the composition comprises an electron-dominant and a hole-dominant host material. The highest occupied orbital (HOMO) and the lowest unoccupied orbital (LUMO) of the hole-dominant host material are in particular higher in energy than that of the electron-dominant host material. The HOMO of the hole dominating host material is energetically lower than the HOMO of the organic molecule of the invention, while the LUMO of the electron-dominant host material is higher in energy than the LUMO of the organic molecule of the invention. In order to avoid exciplex formation between emitter and host material or host materials, the materials should be chosen so that the energy gaps between the respective orbitals are small. The distance between the LUMO of the electron-dominant host material and the LUMO of the organic molecule according to the invention is in particular less than 0.5 eV, preferably less than 0.3 eV, more preferably less than 0.2 eV. The distance between the HOMO of the hole-dominant host material and the HOMO of the organic molecule according to the invention is in particular less than 0.5 eV, preferably less than 0.3 eV, more preferably less than 0.2 eV.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine organische optoelektronische Vorrichtung, die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül oder eine erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweist. Die organische optoelektronische Vorrichtung ist insbesondere ausgeformt als eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischer lichtemittierender Diode (OLED); lichtemittierender elektrochemischer Zelle; OLED-Sensor, insbesondere nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren; organischer Diode; organischer Solarzelle; organischem Transistor; organischem Feldeffekttransistor; organischem Laser und Down-Konversion-Element.In a further aspect, the invention relates to an organic optoelectronic device comprising an organic molecule or a composition according to the invention. In particular, the organic optoelectronic device is formed as a device selected from the group consisting of organic light emitting diode (OLED); light-emitting electrochemical cell; OLED sensor, in particular non-hermetically shielded gas and vapor sensors; organic diode; organic solar cell; organic transistor; organic field effect transistor; organic laser and down-conversion element.

Eine organische optoelektronische Vorrichtung aufweisend

– ein Substrat,
– eine Anode und
– eine Kathode, wobei die Anode oder die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und
– mindestens eine lichtemittierende Schicht, die zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül aufweist, stellt einen weitere Ausführungsform der Erfindung dar.

An organic optoelectronic device comprising

A substrate,
An anode and
A cathode, wherein the anode or the cathode are applied to the substrate, and
- At least one light-emitting layer, which is arranged between the anode and cathode and having an inventive organic molecule, represents a further embodiment of the invention.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei der optoelektronischen Vorrichtung um eine OLED. Eine typische OLED weist beispielsweise folgenden Schichtaufbau auf:

1. Substrat (Trägermaterial)
2. Anode
3. Lochinjektionsschicht (hole injection layer, HIL)
4. Lochtransportschicht (hole transport layer, HTL)
5. Elektronenblockierschicht (electron blocking layer, EBL)
6. Emitterschicht (emitting layer, EML)
7. Lochblockierschicht (hole blocking layer, HBL)
8. Elektronenleitschicht (electron transport layer, ETL)
9. Elektroneninjektionsschicht (electron injection layer, EIL)
10. Kathode.

In one embodiment, the optoelectronic device is an OLED. A typical OLED has, for example, the following layer structure:

1st substrate (carrier material)
2. anode
3. hole injection layer (HIL)
4. hole transport layer (HTL)
5. Electron blocking layer (EBL)
6. emitter layer (EML)
7. hole blocking layer (HBL)
8. electron transport layer (ETL)
9. Electron Injection Layer (EIL)
10. Cathode.

Dabei sind einzelne Schichten lediglich in optionaler Weise vorhanden. Weiterhin können mehrere dieser Schichten zusammenfallen. Und es können einzelne Schichten mehrfach im Bauteil vorhanden sein.In this case, individual layers are only available in an optional manner. Furthermore, several of these layers can coincide. And there may be multiple layers in the component multiple times.

Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens eine Elektrode des organischen Bauelements transluzent ausgebildet. Hier wird mit "transluzent" eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die transluzente Schicht klar durchscheinend, also transparent, oder zumindest teilweise Licht absorbierend und/oder teilweise Licht streuend sein, so dass die transluzente Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Insbesondere ist eine hier als transluzent bezeichnete Schicht möglichst transparent ausgebildet, so dass insbesondere die Absorption von Licht so gering wie möglich ist.According to one embodiment, at least one electrode of the organic component is made translucent. Here, "translucent" refers to a layer that is transparent to visible light. In this case, the translucent layer can be clear translucent, that is transparent, or at least partially light-absorbing and / or partially light-scattering, so that the translucent layer can also be translucent, for example, diffuse or milky. In particular, a layer designated here as translucent is formed as transparent as possible, so that in particular the absorption of light is as low as possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische Bauelement, insbesondere eine OLED, einen dem Fachmann bekannten invertierten Aufbau auf.According to a further embodiment, the organic component, in particular an OLED, has an inverted structure known to the person skilled in the art.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische Bauelement, insbesondere eine OLED, einen dem Fachmann bekannten gestapelten Aufbau auf. Hierdurch kann die Erzeugung von Mischlicht ermöglicht werden. Weiterhin können bei praktisch gleicher Effizienz und identischer Leuchtdichte signifikant längere Lebensdauern im Vergleich zu üblichen OLEDs erzielt werden.According to a further embodiment, the organic component, in particular an OLED, has a stacked construction known to the person skilled in the art. As a result, the generation of mixed light can be made possible. Furthermore, significantly longer lifetimes compared to conventional OLEDs can be achieved with virtually the same efficiency and identical luminance.

Über den Elektroden und den organischen Schichten kann weiterhin noch eine Verkapselung angeordnet sein. Die Verkapselung kann beispielsweise in Form eines Glasdeckels oder in Form einer Dünnschichtverkapselung ausgeführt sein. Furthermore, an encapsulation may be arranged above the electrodes and the organic layers. The encapsulation can be embodied, for example, in the form of a glass cover or in the form of a thin-layer encapsulation.

Als Trägermaterial der optoelektronischen Vorrichtung kann beispielsweise Glas, Quarz, Kunststoff, Metall, ein Siliziumwafer oder jedes andere geeignete feste oder flexible, optional durchsichtige Material dienen. Das Trägermaterial kann beispielsweise ein oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Folie, einer Platte oder einem Laminat aufweisen.The carrier material of the optoelectronic device may be, for example, glass, quartz, plastic, metal, a silicon wafer or any other suitable solid or flexible, optionally transparent material. The carrier material may comprise, for example, one or more materials in the form of a layer, a film, a plate or a laminate.

Als Anode der optoelektronischen Vorrichtung können beispielsweise transparente leitende Metalloxide wie beispielsweise ITO (Indium-Zinn-Oxid), Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Aluminiumzinkoxid (AZO), Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide dienen.As the anode of the optoelectronic device, for example, transparent conductive metal oxides such as ITO (indium tin oxide), zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or aluminum zinc oxide (AZO), Zn ₂ SnO ₄ , CdSnO ₃ , ZnSnO ₃ , MgIn ₂ O ₄ , GaInO ₃ , Zn ₂ In ₂ O ₅ or In ₄ Sn ₃ O ₁₂ or mixtures of different transparent conductive oxides.

Als Materialien einer HIL können beispielsweise PEDOT:PSS (Poly-3,4-ethylendioxythiophen:Polystyrolsulfonsäure), PEDOT (Poly-3,4-ethylendioxythiophen), m-MTDATA (4,4′,4′′-Tris[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamin), Spiro-TAD (2,2′,7,7′-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9-spirobifluoren), DNTPD (4,4'-Bis[N-[4-{N,N-bis(3-methyl-phenyl)amino}phenyl]-N-phenylamino]biphenyl), NPB (N,N'-Bis-(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin), NPNPB (N,N'-Diphenyl-N,N'-di-[4-(N,N-diphenyl-amino)phenyl]benzol), MeO-TPD (N,N,N′,N′-Tetrakis(4-methoxyphenyl)benzol), HAT-CN (1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylen-hexacarbonitril) oder Spiro-NPD (N,N′-diphenyl-N,N′-Bis-(1-naphthyl)-9,9′-spirobifluorene-2,7-diamin) dienen. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10–80 nm. Desweiteren können kleine Moleküle können verwendet werden (z. B. Kupfer-Phthalocyanin (CuPc z. B. 10 nm dick)) oder Metalloxide wie beispielhaft MoO₃, V₂O₅.As materials of a HIL, for example, PEDOT: PSS (poly-3,4-ethylenedioxythiophene: polystyrenesulfonic acid), PEDOT (poly-3,4-ethylenedioxythiophene), m-MTDATA (4,4 ', 4''- tris [phenyl (m -tolyl) amino] triphenylamine), spiro-TAD (2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-diphenylamino) -9,9-spirobifluorene), DNTPD (4,4'-bis [N- [ 4- {N, N-bis (3-methylphenyl) amino} phenyl] -N-phenylamino] biphenyl), NPB (N, N'-bis (1-naphthalenyl) -N, N'-bis-phenyl - (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine), NPNPB (N, N'-diphenyl-N, N'-di- [4- (N, N-diphenyl-amino) -phenyl] -benzene) , MeO-TPD (N, N, N ', N'-tetrakis (4-methoxyphenyl) benzene), HAT-CN (1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile) or spiro-NPD (N , N'-diphenyl-N, N'-bis (1-naphthyl) -9,9'-spirobifluoren-2,7-diamine). By way of example, the layer thickness can be 10-80 nm. Furthermore, small molecules can be used (eg copper phthalocyanine (CuPc eg 10 nm thick)) or metal oxides such as, for example, MoO ₃ , V ₂ O ₅ .

Als Materialien einer HTL können tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxythiophen, mit Camphersulfonsäure dotiertes Polyanilin poly-TPD (Poly(4-butylphenyl-diphenyl-amin)), [alpha]-NPD (Poly(4-butylphenyl-diphenyl-amin)), TAPC (4,4′-Cyclohexyliden-bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamin]), TCTA (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amin), 2-TNATA (4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamin), Spiro-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN oder TrisPcz (9,9'-Diphenyl-6-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H,9'H-3,3'-bicarbazol) dienen. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10–100 nm.As materials of an HTL, tertiary amines, carbazole derivatives, polystyrenesulfonic acid-doped polyethylenedioxythiophene, camphorsulfonic acid-doped polyaniline poly-TPD (poly (4-butylphenyl-diphenyl-amine)), [alpha] -NPD (poly (4-butylphenyl-diphenyl-amine) )), TAPC (4,4'-cyclohexylidene bis [N, N-bis (4-methylphenyl) benzenamine]), TCTA (tris (4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine), 2-TNATA (4.4 ', 4 "-tris [2-naphthyl (phenyl) amino] triphenylamine), spiro-TAD, DNTPD, NPB, NPNPB, MeO-TPD, HAT-CN or TrisPcz (9,9'-diphenyl-6- (9 -phenyl-9H-carbazol-3-yl) -9H, 9'H-3,3'-bicarbazole). By way of example, the layer thickness is 10-100 nm.

Die HTL kann eine p-dotierte Schicht aufweisen, die einen anorganischen oder organischen Dotierstoff in einer organischen löcherleitenden Matrix aufweist. Als anorganischer Dotierstoff können beispielsweise Übergangsmetalloxide wie etwa Vanadiumoxid, Molybdänoxid oder Wolframoxid genutzt werden. Als organische Dotierstoffe können beispielsweise Tetrafluorotetracyanoquinodimethan (F4-TCNQ), Kupfer-Pentafluorobenzoat (Cu(I)pFBz) oder Übergangsmetallkomplexe verwendet werden. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10 nm bis 100 nm.The HTL may comprise a p-doped layer comprising an inorganic or organic dopant in an organic hole-conducting matrix. As inorganic dopant, for example, transition metal oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide or tungsten oxide can be used. Examples of suitable organic dopants are tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), copper Pentafluorobenzoate (Cu (I) pFBz) or transition metal complexes can be used. By way of example, the layer thickness is 10 nm to 100 nm.

Als Materialien einer Elektronenblockierschicht können beispielsweise mCP (1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzol), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-Di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl), tris-Pcz (9,9'-Diphenyl-6-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H,9'H-3,3'-bicarbazol), CzSi (9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazol) oder DCB (N,N′-Dicarbazolyl-1,4-dimethylbenzol) dienen. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10nm bis 50 nm.As materials of an electron-blocking layer it is possible to use, for example, mCP (1,3-bis (carbazol-9-yl) benzene), TCTA, 2-TNATA, mCBP (3,3-di (9H-carbazol-9-yl) biphenyl), tris Pcz (9,9'-diphenyl-6- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -9H, 9'H-3,3'-bicarbazole), CzSi (9- (4-tert-butylphenyl) 3,6-bis (triphenylsilyl) -9H-carbazole) or DCB (N, N'-dicarbazolyl-1,4-dimethylbenzene). By way of example, the layer thickness is 10 nm to 50 nm.

Die Emitter-Schicht EML oder Emissionsschicht besteht aus oder enthält Emittermaterial oder eine Mischung aufweisend mindestens zwei Emittermaterialien und optional ein oder mehreren Hostmaterialien. Geeignete Hostmaterialien sind beispielsweise mCP, TCTA, 2-TNATA, mCBP, CBP (4,4'-Bis-(N-carbazolyl)-biphenyl),), Sif87 (Dibenzo[b,d]thiophen-2-yltriphenylsilan), Sif88 (Dibenzo[b,d]thiophen-2-yl)diphenylsilan) oder DPEPO (Bis[2-((oxo)diphenylphosphino)phenyl]ether). Für im Grünen oder im Roten emittierendes Emittermaterial oder einer Mischung aufweisend mindestens zwei Emittermaterialien eignen sich die gängigen Matrixmaterialien wie CBP. Für im Blauen emittierendes Emittermaterial oder einer Mischung aufweisend mindestens zwei Emittermaterialien können UHG-Matrixmaterialien (Ultra-High energy Gap Materialien) (siehe z. B. M. E. Thompson et al., Chem. Mater. 2004, 16, 4743) oder andere sogenannten Wide-Gap-Matrixmaterialien eingesetzt werden. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10 nm bis 250 nm.The emitter layer EML or emission layer consists of or comprises emitter material or a mixture comprising at least two emitter materials and optionally one or more host materials. Suitable host materials are, for example, mCP, TCTA, 2-TNATA, mCBP, CBP (4,4'-bis- (N-carbazolyl) -biphenyl),), Sif87 (dibenzo [b, d] thiophen-2-yltriphenylsilane), Sif88 (Dibenzo [b, d] thiophen-2-yl) diphenylsilane) or DPEPO (bis [2- ((oxo) diphenylphosphino) phenyl] ether). For green or red-emitting emitter material or a mixture comprising at least two emitter materials, the common matrix materials such as CBP are suitable. For emitter material emitting in the blue or a mixture comprising at least two emitter materials, UHG matrix materials (ultra-high energy gap materials) (see, for example, Thompson, BME, et al., Chem., 2004, 16, 4743) or other so-called wide-gap Matrix materials are used. By way of example, the layer thickness is 10 nm to 250 nm.

Die Lochblockierschicht HBL kann beispielsweise BCP (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin = Bathocuproin), Bis-(2-methyl-8-hydroxychinolinato)-(4-phenylphenolato)-aluminium(III) (BAlq), Nbphen (2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin), Alq3 (Aluminium-tris(8-hydroxychinolin)), TSPO1 (Diphenyl-4-triphenylsilylphenyl-phosphinoxid) oder TCB/TCP (1,3,5-Tris(N-carbazolyl)benzol/ 1,3,5-tris(carbazol)-9-yl) benzol) aufweisen. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10 nm bis 50 nm.The hole blocking layer HBL may be, for example, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline = bathocuproine), bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) - (4-phenylphenolato) aluminum (III) (BAlq), Nbphen (2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3 (aluminum tris (8-hydroxyquinoline)), TSPO1 (diphenyl-4-) triphenylsilylphenyl-phosphine oxide) or TCB / TCP (1,3,5-tris (N-carbazolyl) benzene / 1,3,5-tris (carbazol) -9-yl) benzene). By way of example, the layer thickness is 10 nm to 50 nm.

Die Elektronentransportschicht ETL kann beispielsweise Materialien auf Basis von AlQ₃, TSPO1, BPyTP2 (2,7-Di(2,2′-bipyridin-5-yl)triphenyl)), Sif87, Sif88, BmPyPhB (1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzol) oder BTB (4,4′-Bis-[2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazinyl)]-1,1′-biphenyl) aufweisen. Beispielhaft ist die Schichtdicke 10 nm bis 200 nm.The electron transport layer ETL can be, for example, materials based on AlQ ₃ , TSPO1, BPyTP2 (2,7-di (2,2'-bipyridin-5-yl) triphenyl)), Sif87, Sif88, BmPyPhB (1,3-bis [3 , 5-di (pyridin-3-yl) phenyl] benzene) or BTB (4,4'-bis- [2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazinyl)] - 1,1'- biphenyl). By way of example, the layer thickness is 10 nm to 200 nm.

Als Materialien einer dünnen Elektroneninjektionsschicht EIL können beispielsweise CsF, LiF, 8-Hydroxyquinolinolatolithium (Liq), Li₂O, BaF₂, MgO oder NaF verwendet werden. As materials of a thin electron injection layer EIL, for example, CsF, LiF, 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq), Li ₂ O, BaF ₂ , MgO or NaF can be used.

Als Materialien der Kathodenschicht können Metalle oder Legierungen dienen, beispielsweise AI, Al > AlF, Ag, Pt, Au, Mg, Ag:Mg. Typische Schichtdicken betragen 100 nm bis 200 nm. Insbesondere werden ein oder mehrere Metalle verwendet, die stabil an der Luft sind und/oder die selbstpassivierend, beispielsweise durch Ausbildung einer dünnen schützenden Oxidschicht, sind. The materials of the cathode layer may be metals or alloys, for example Al, Al> AlF, Ag, Pt, Au, Mg, Ag: Mg. Typical layer thicknesses are from 100 nm to 200 nm. In particular, one or more metals are used which are stable in air and / or which are self-passivating, for example by forming a thin protective oxide layer.

Als Materialien zu Verkapselung sind beispielsweise Aluminiumoxid, Vanadiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid geeignet.As materials for encapsulation, for example, alumina, vanadium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, lanthanum oxide, tantalum oxide are suitable.

Dem Fachmann ist hierbei bekannt, welche Kombinationen der Materialien für eine optoelektronische Vorrichtung enthaltend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül zu nutzen sind.The person skilled in the art is aware of which combinations of materials are to be used for an optoelectronic device comprising an organic molecule according to the invention.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen optoelektronischen Vorrichtung ist das erfindungsgemäße organische Molekül als Emissionsmaterial in einer lichtemittierenden Schicht EML eingesetzt, wobei es entweder als Reinschicht oder in Kombination mit einem oder mehreren Hostmaterialien eingesetzt ist.In one embodiment of the organic optoelectronic device according to the invention, the organic molecule according to the invention is used as the emission material in a light-emitting layer EML, wherein it is used either as a pure layer or in combination with one or more host materials.

Der Massenanteil des erfindungsgemäßen organischen Moleküls an der Emitter-Schicht EML beträgt in einer weiteren Ausführungsform in einer lichtemittierenden Schicht in optischen Licht emittierenden Vorrichtungen, insbesondere in OLEDs, zwischen 1 % und 80 %. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen optoelektronischen Vorrichtung ist die lichtemittierende Schicht auf ein Substrat aufgebracht, wobei bevorzugt eine Anode und eine Kathode auf das Substrat aufgebracht sind und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.The mass fraction of the organic molecule according to the invention at the emitter layer EML is in a further embodiment in a light-emitting layer in optical light-emitting devices, in particular in OLEDs, between 1% and 80%. In one embodiment of the organic optoelectronic device according to the invention, the light-emitting layer is applied to a substrate, wherein preferably an anode and a cathode are applied to the substrate and the light-emitting layer is applied between anode and cathode.

Die lichtemittierende Schicht kann ausschließlich ein erfindungsgemäßes organisches Molekül in 100 % Konzentration aufweisen, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.The light-emitting layer may comprise only an organic molecule according to the invention in 100% concentration, wherein the anode and the cathode are applied to the substrate, and the light-emitting layer between the anode and cathode is applied.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen organischen optoelektronischen Vorrichtung sind eine löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode, und eine löcher- und elektronentransportierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht, und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektronentransportierender Schicht aufgebracht. In one embodiment of the organic optoelectronic device according to the invention, a hole and electron injecting layer between anode and cathode, and a hole and electron transporting layer between hole and electron injecting layer, and the light emitting layer between holes and electron transporting layer are applied.

Die organische optoelektronische Vorrichtung weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf: ein Substrat, eine Anode, eine Kathode und mindestens je eine löcher- und elektroneninjizierende Schicht, und mindestens je eine löcher- und elektronentransportierende Schicht, und mindestens eine lichtemittierende Schicht, die erfindungsgemäßes organisches Molekül und ein oder mehrere Hostmaterialen aufweist, deren Triplett(T1)- und Singulett(S1)-Energieniveaus energetisch höher liegen als die Triplett(T1)- und Singulett(S1)-Energieniveaus des organischen Moleküls, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist, und die löcher- und elektronentransportierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektronentransportierende Schicht aufgebracht ist.The organic optoelectronic device comprises in a further embodiment of the invention: a substrate, an anode, a cathode and at least one hole- and electron-injecting layer, and at least one hole- and electron-transporting layer, and at least one light-emitting layer, the organic according to the invention Molecule and one or more host materials whose triplet (T1) and singlet (S1) energy levels are higher in energy than the triplet (T1) and singlet (S1) energy levels of the organic molecule, the anode and the cathode being on the Substrate is applied, and the hole and electron injecting layer between the anode and cathode is applied, and the hole and electron transporting layer between holes and electron injecting layer is applied, and the light emitting layer between holes and electron transporting layer is applied.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements. Dabei wird ein erfindungsgemäßes organisches Molekül verwendet.In a further aspect, the invention relates to a method for producing an optoelectronic component. In this case, an organic molecule according to the invention is used.

In einer Ausführungsform umfasst das Herstellungsverfahren die Verarbeitung des erfindungsgemäßen organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung.In one embodiment, the manufacturing method comprises processing the organic molecule of the invention by a vacuum evaporation method or from a solution.

Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung, bei dem mindestens eine Schicht der optoelektronischen Vorrichtung

– mit einem Sublimationsverfahren beschichtet wird,
– mit einem OVPD (Organic Vapor Phase Deposition) Verfahren beschichtet wird,
– mit einer Trägergassublimation beschichtet wird, und/oder
– aus Lösung oder mit einem Druckverfahren hergestellt wird.

The invention also provides a method for producing an optoelectronic device according to the invention, in which at least one layer of the optoelectronic device

Is coated with a sublimation process,
Is coated with an OVPD (Organic Vapor Phase Deposition) method,
Is coated with a carrier gas sublimation, and / or
- made from solution or with a printing process.

BeispieleExamples

Allgemeines Syntheseschema

General synthesis scheme

Allgemeine Synthesevorschrift AAV1:

General Synthesis AAV1:

Das entsprechende Difluor-dibrom-benzol (2,00 mmol, 1,00 Aquiv.), die Boronsäure (7,20 mmol, 3,6 Äquiv.), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (0,09 mmol, 0,04 Äquiv.), 2-Dicyclohexylphosphino-2′,6′-dimethoxybiphenyl (0,35 mmol, 0,16 Äquiv.) und tribasisches Kaliumphosphat (11,0 mmol, 5 Äquiv.) werden unter Stickstoff in Toluol (40 mL) und Wasser (8 mL) für 12–24 h bei 100°C gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 400 mL gesättigte NaCl-Lösung gegeben und mit Essigsäureethylester extrahiert (2 × 200 mL). Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter NaCl-Lösung (200 mL) gewaschen, getrocknet über MgSO4 und das Lösemittel im Vakuum entfernt. Das erhaltene Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie oder durch Umkristallisation gereinigt. Allgemeine Synthesevorschrift AAV2:

The corresponding difluorodibromo-benzene (2.00 mmol, 1.00 equiv.), The boronic acid (7.20 mmol, 3.6 equiv.), Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0.09 mmol, 0.04 equiv .), 2-dicyclohexylphosphino-2 ', 6'-dimethoxybiphenyl (0.35 mmol, 0.16 equiv.) And potassium phosphate tribasic (11.0 mmol, 5 equiv.) Under nitrogen in toluene (40 mL) and water (8 mL) for 12-24 h at 100 ° C stirred. The reaction mixture is then added to 400 ml of saturated NaCl solution and extracted with ethyl acetate (2 × 200 ml). The combined organic phases are washed with saturated NaCl solution (200 mL), dried over MgSO4 and the solvent removed in vacuo. The crude product obtained is purified by flash chromatography or by recrystallization. General Synthesis AAV2:

Das entsprechende Difluor- -dibenzonitril-benzol (10,0 mmol, 1,00 Aquiv.), ein entsprechendes Carbazolderivat (20,0 mmol, 2,00 Aquiv.) und tribasisches Kaliumphosphat (40,0 mmol, 4,00 Aquiv.) werden unter Stickstoff in DMSO (30 mL) suspendiert und bei 120 °C für 12 bis 24 h gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 400 mL gesättigte NaCl-Lösung gegeben und mit Essigsäureethylester extrahiert (2 × 200 mL). Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter NaCl-Lösung (200 mL) gewaschen, getrocknet über MgSO4 und das Lösemittel im Vakuum entfernt. Das erhaltene Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie oder durch Umkristallisation gereinigt. The corresponding difluorodibenzonitrile-benzene (10.0 mmol, 1.00 equiv.), A corresponding carbazole derivative (20.0 mmol, 2.00 equiv.) And tribasic potassium phosphate (40.0 mmol, 4.00 equiv. ) are suspended under nitrogen in DMSO (30 mL) and stirred at 120 ° C for 12 to 24 h. The reaction mixture is then added to 400 ml of saturated NaCl solution and extracted with ethyl acetate (2 × 200 ml). The combined organic phases are washed with saturated NaCl solution (200 mL), dried over MgSO4 and the solvent removed in vacuo. The crude product obtained is purified by flash chromatography or by recrystallization.

Photophysikalische MessungenPhotophysical measurements

Vorbehandlung von optischen GläsernPretreatment of optical glasses

Alle Gläser (Küvetten und Substrate aus Quarzglas, Durchmesser: 1 cm) wurden nach jeder Benutzung gereinigt: Je dreimaliges Spülen mit Dichlormethan, Aceton, Ethanol, demineralisiertem Wasser, Einlegen in 5 % Hellmanex-Lösung für 24 h, gründliches Ausspülen mit demineralisiertem Wasser. Zum Trocknen wurden die optischen Gläser mit Stickstoff abgeblasen.All jars (cuvettes and substrates of quartz glass, diameter: 1 cm) were cleaned after each use: Rinse three times with dichloromethane, acetone, ethanol, demineralized water, place in 5% Hellmanex solution for 24 h, rinse thoroughly with demineralized water. For drying, the optical glasses were purged with nitrogen.

Probenvorbereitung, Film: Spin-Coating Sample preparation, film: spin-coating

Device: Spin150, SPS euro.

Die Probenkonzentration entsprach 10 mg/ml, angesetzt in Toluol oder Chlorbenzol. Programm: 1) 3 s bei 400 U/min; 2) 20 s bei 1000 U/min bei 1000 Upm/ s. 3) 10 s bei 4000 U/min bei 1000 Upm/s. Die Filme wurden nach dem Beschichten für 1 min bei 70 °C an Luft auf einer Präzisionsheizplatte von LHG getrocknet.The sample concentration corresponded to 10 mg / ml, stated in toluene or chlorobenzene. Program: 1) 3 s at 400 rpm; 2) 20 s at 1000 rpm at 1000 rpm / s. 3) 10 s at 4000 rpm at 1000 rpm / s. The films were dried after coating for one minute at 70 ° C in air on a precision hot plate of LHG.

Photolumineszenzspektroskopie und TCSPCPhotoluminescence spectroscopy and TCSPC

Steady-state Emissionsspektroskopie wurde mit einem Fluoreszenzspektrometer der Horiba Scientific, Modell FluoroMax-4 durchgeführt, ausgestattet mit einer 150 W Xenon-Arc Lampe, Anregungs- und Emissionsmonochromatoren und einer Hamamatsu R928 Photomultiplier-Röhre, sowie einer „zeit-korrelierten Einphotonzähl“ (Time-correlated single-photon counting, TCSPC)-Option. Emissions- und Anregungsspektren wurden korrigiert durch Standardkorrekturkurven.Steady-state emission spectroscopy was performed with a Horiba Scientific FluoroMax-4 fluorescence spectrometer equipped with a 150 W xenon-arc lamp, excitation and emission monochromators and a Hamamatsu R928 photomultiplier tube, and a "time-correlated single-photon count" (Time -correlated single-photon counting, TCSPC) option. Emission and excitation spectra were corrected by standard correction curves.

Die Emissionsabklingzeiten wurden ebenfalls auf diesem System gemessen unter Verwendung der TCSPC-Methode mit dem FM-2013 Zubehör und einem TCSPC-Hub von Horiba Yvon Jobin. Anregungsquellen:
NanoLED 370 (Wellenlänge: 371 nm, Pulsdauer: 1.1 ns)
NanoLED 290 (Wellenlänge: 294 nm, Pulsdauer: < 1 ns)
SpectraLED 310 (Wellenlänge: 314 nm)
SpectraLED 355 (Wellenlänge: 355 nm).Emission decay times were also measured on this system using the TCSPC method with the FM-2013 accessory and a TCSPC hub from Horiba Yvon Jobin. Excitation sources:
NanoLED 370 (wavelength: 371 nm, pulse duration: 1.1 ns)
NanoLED 290 (wavelength: 294 nm, pulse duration: <1 ns)
SpectraLED 310 (wavelength: 314 nm)
SpectraLED 355 (wavelength: 355 nm).

Die Auswertung (exponentielles Fitten) erfolgte mit dem Softwarepaket DataStation und der DAS 6 Auswertungssoftware. Der Fit wurde über die Chi-Quadrat-Methode angegeben

mit e_i: Durch den Fit vorhergesagte Größe und o_i: gemessenen Größe.The evaluation (exponential fitting) was carried out with the software package DataStation and the DAS 6 evaluation software. The fit was given by the chi-square method

with e _i : size predicted by the fit and o _i : measured size.

QuanteneffizienzbestimmungQuantum efficiency determination

Die Messung der Photolumineszenzquantenausbeute (PLQY) erfolgte mittels eines Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G-Systems der Hamamatsu Photonics. Dieses besteht aus einer 150 W Xenon-Gasentladungslampe, automatisch justierbaren Czerny-Turner Monochromatoren (250–950 nm) und einer Ulbricht-Kugel mit hochreflektierender Spektralon-Beschichtung (einem Teflon-Derivat), die über ein Glasfaserkabel mit einem PMA-12 Vielkanaldetektor mit BT-(back thinned-)CCD-Chip mit 1024×122 Pixeln (Größe 24×24 µm) verbunden ist. Die Auswertung der Quanteneffizienz und der CIE-Koordinaten erfolgte mit Hilfe der Software U6039-05 Version 3.6.0. Das Emissionsmaximum wird in nm, die Quantenausbeute Φ in % und die CIE-Farbkoordinaten als x, y-Werte angegeben.The photoluminescence quantum yield (PLQY) was measured by Hamamatsu Photonics Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G system. This consists of a 150 W xenon gas discharge lamp, automatically adjustable Czerny-Turner monochromators (250-950 nm) and an Ulbricht sphere with highly reflective Spektralon coating (a teflon derivative), which is connected via a fiber optic cable with a PMA-12 multichannel detector BT (back thinned) CCD chip with 1024 × 122 pixels (size 24 × 24 microns) is connected. The evaluation of the quantum efficiency and the CIE coordinates took place with the help of the software U6039-05 version 3.6.0. The emission maximum is given in nm, the quantum yield Φ in% and the CIE color coordinates as x, y values.

Die Photolumineszenzquantenausbeute wurde nach folgendem Protokoll bestimmt:

1) Durchführung der Qualitätssicherung: Als Referenzmaterial dient Anthracene in Ethanol mit bekannter Konzentration.
2) Ermitteln der Anregungswellenlänge: Es wurde zuerst das Absorbtionsmaximum des organischen Moleküls bestimmt und mit diesem angeregt.
3) Durchführung der Probenmessung: Es wurde von entgasten Lösungen und Filmen unter Stickstoff-Atmosphäre die absolute Quantenausbeute bestimmt. Die Berechnung erfolgte systemintern nach folgender Gleichung:
mit der Photonenzahl n_photon und der Intensität Int.

The photoluminescence quantum yield was determined according to the following protocol:

1) Implementation of quality assurance: The reference material is anthracenes in ethanol of known concentration.
2) Determination of the excitation wavelength: First, the absorption maximum of the organic molecule was determined and excited with it.
3) Execution of the sample measurement: The absolute quantum yield was determined from degassed solutions and films under a nitrogen atmosphere. The calculation was carried out system-internally according to the following equation:
with the photon number n _photon and the intensity int.

Herstellung und Charakterisierung von organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen aus der Gasphase Preparation and characterization of organic electroluminescent devices from the gas phase

Mit den erfindungsgemäßen organischen Molekülen können OLED-Devices mittels Vakuum-Sublimationstechnik erstellt werden. Diese noch nicht optimierten OLEDs können standardmäßig charakterisiert werden; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die externe Quanteneffizienz (gemessen in %) in Abhängigkeit von der Helligkeit, berechnet aus dem von der Fotodiode detektiertem Licht, den Elektrolumineszenzspektren und dem Strom aufgenommen.With the organic molecules according to the invention, OLED devices can be created by means of vacuum sublimation technology. These not yet optimized OLEDs can be characterized by default; For this purpose, the electroluminescence spectra, the external quantum efficiency (measured in%) as a function of the brightness calculated from the light detected by the photodiode, the electroluminescence spectra and the current are recorded.

Die am Device anliegende Spannung beträgt z. B. 2,5 V bis 15 V.The voltage applied to the device is z. B. 2.5V to 15V.

Synthese von Vorstufen nach AAV1 zur Darstellung der erfindungsgemäßen Moleküle ausgehend von kommerziell erhältlichen VerbindungenSynthesis of precursors according to AAV1 to represent the molecules of the invention starting from commercially available compounds

Beispiele organischer Moleküle mit einer Struktur gemäß Formel I:

Examples of organic molecules having a structure according to formula I:

Claims

An organic molecule comprising a structure of formula I.

Formula I with D =

where # is the point of attachment of the unit D to the central phenyl ring in the structure according to formula I; Z is a direct bond or selected from the group consisting of CR ³ R ⁴ , C =CR ³ R ⁴ , C =O, C =NR ³ , NR ³ , O, SiR ³ R ⁴ , S, S (O), S (O) ₂ ; R ¹ and R ² on each occurrence are identical or different and are H, deuterium, a linear alkyl group having 1 to 5 C atoms, a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 8 C atoms, a branched or cyclic alkyl, alkenyl or alkynyl group having 3 to 10 C atoms, wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ , or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 15 aromatic ring atoms, each by one or more R ⁶ may be substituted, CF ₃ or CN; R ^a , R ³ and R ⁴ in each occurrence are identical or different H, deuterium, N (R ⁵ ) ₂ , OH, Si (R ⁵ ) ₃ , B (OR ⁵ ) ₂ , OSO ₂ R ⁵ , CF ₃ , CN, F, Br, I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 40 carbon atoms or a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 40 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl -, alkoxy or Thioalkoxygruppe having 3 to 40 carbon atoms, each of which may be substituted with one or more radicals R ⁵ , wherein one or more non-adjacent CH ₂ groups by R ⁵ C = CR ⁵ , C≡C, Si (R ⁵ ) ₂ , Ge (R ⁵ ) ₂ , Sn (R ⁵ ) ₂ , C = O, C = S, C = Se, C = NR ⁵ , P (= O) (R ⁵ ), SO, SO ₂ , NR ⁵ , O, S or CONR ⁵ may be replaced and wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ ; or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more radicals R ⁵ , or an aryloxy or heteroaryloxy group having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁵ or a diarylamino group, diheteroarylamino group or arylheteroarylamino group having 10 to 40 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁵ ; R ^{5 is the} same or different at each instance, is H, deuterium, N (R ⁶ ) ₂ , OH, Si (R ⁶ ) ₃ , B (OR ⁶ ) ₂ , OSO ₂ R ⁶ , CF ₃ , CN, F, Br, I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 40 carbon atoms or a linear alkenyl or alkynyl group having 2 to 40 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group having from 3 to 40 carbon atoms, each of which may be substituted by one or more R ⁶ radicals, one or more non-adjacent CH ₂ groups represented by R ⁶ C = CR ⁶ , C≡C, Si (R ⁶ ) ₂ , Ge (R ⁶ ) ₂ , Sn (R ⁶ ) ₂ , C = O, C = S, C = Se, C = NR ⁶ , P (= O) (R ⁶ ), SO, SO ₂ , NR ⁶ , O , S or CONR ⁶ may be replaced and wherein one or more H atoms may be replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ ; or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more radicals R ⁶ , or an aryloxy or heteroaryloxy group having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁶ or a diarylamino group, diheteroarylamino group or arylheteroarylamino group having 10 to 40 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R ⁶ ; R ⁶ in each occurrence is identical or different and is H, deuterium, OH, CF ₃ , CN, F, Br, I, a linear alkyl, alkoxy or thioalkoxy group having 1 to 5 C atoms or a linear alkenyl or alkynyl group 2 to 5 C atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group having 3 to 5 C atoms, wherein one or more H atoms replaced by deuterium, CN, CF ₃ or NO ₂ could be; or an aromatic or heteroaromatic ring system having from 5 to 60 aromatic ring atoms or an aryloxy or heteroaryloxy group having from 5 to 60 aromatic ring atoms or a diarylamino group, diheteroarylamino group or arylheteroarylamino group having from 10 to 40 aromatic ring atoms; where each of the radicals R ^a , R ³ , R ⁴ or R ^{5 can} also form with one or more further radicals R ^a , R ³ , R ⁴ or R ⁵ a mono- or polycyclic, aliphatic, aromatic and / or benzoannelliertes ring system; and wherein independently of one another exactly one R ¹ and exactly one R ² is CF ₃ or CN.

An organic molecule according to claim 1, wherein exactly one R ¹ and exactly one R ² are CN, and optionally the remaining R ¹ and R ^{2 are the} same or different at each occurrence, H or methyl.

An organic molecule according to claim 1, wherein exactly two R ¹ or two R ² are methyl and the remaining R ¹ and R ² are H.

An organic molecule according to claim 1 to 3, wherein D has a structure of formula II:

Formula II wherein for # and R ^a the definitions given in claim 1 apply.

A process for the preparation of an organic molecule according to claim 1 to 4, wherein 1,2-dibromo-3,6-difluorobenzene is used as starting material.

Use of an organic molecule according to claim 1 to 4 as a luminescent emitter and / or as a host material and / or as an electron transport material and / or as a hole injection material and / or as a hole blocking material in an organic optoelectronic device.

Use according to claim 6, wherein the organic optoelectronic device is selected from the group consisting of: Organic light-emitting diodes (OLEDs), Light-emitting electrochemical cells, OLED sensors, especially in non-hermetically shielded gas and vapor sensors, Organic diodes, • organic solar cells, Organic transistors, Organic field effect transistors, • organic lasers and • Down conversion elements.

Composition comprising or consisting of: (A) at least one organic molecule according to any one of claims 1 to 4, in particular as emitter and / or host, and (B) one or more of the molecule according to any one of claims 1 to 4 different emitter and / or host materials (c) optionally one or more dyes and / or one or more solvents.

Organic optoelectronic device comprising an organic molecule according to claim 1 to 4 or a composition according to claim 8, in particular formed as a device selected from the group consisting of organic light emitting diode (OLED), light emitting electrochemical cell, OLED sensor, in particular non-hermetically externally shielded gas and vapor sensors, organic diode, organic solar cell, organic transistor, organic field effect transistor, organic laser and down-conversion element.

An organic optoelectronic device according to claim 9, comprising A substrate, An anode and A cathode, wherein the anode or the cathode are applied to the substrate, and - At least one light-emitting layer, which is arranged between the anode and cathode and having the organic molecule according to claim 1 to 4.

A method for producing an optoelectronic component, wherein an organic molecule according to claims 1 to 4 is used.

The method of claim 11, comprising processing the organic molecule by a vacuum evaporation method or from a solution.