DE102016122122B4

DE102016122122B4 - Organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102016122122B4
Application number: DE102016122122.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Volz; Daniel Zink; Larissa Bergmann
Original assignee: Cynora GmbH
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: DE102016122122A1

Abstract

Verwendung eines organischen Moleküls als lumineszierender Emitter in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung, wobei das organische Molekül besteht aus:
- einer ersten chemischen Einheit bestehend aus einer Struktur gemäß Formel I*

und
- einer zweiten chemischen Einheit bestehend aus einer Struktur gemäß Formel I*a

mit
# = Anknüpfungspunkt der ersten chemischen Einheit an die zweite chemische Einheit, wobei die erste chemische Einheit einen Anknüpfungspunkt # aufweist, so dass eine zweite Einheit an die erste chemische Einheit gebunden ist; und wobei aus der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe genau ein Rest CN ist; wobei der Rest, der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe gleich CN ist, und das R*, das die Anknüpfungsposition für die erste chemische Einheit kennzeichnet, in ortho-Position zueinander stehen;
Z = eine direkte Bindung oder eine divalente organische Brücke, die eine substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe oder eine Kombination dieser, -CRR¹, -C=CRR¹, -C=NR, -NR-, -O-, -SiRR¹-, -S-, -S(O)-, - S(O)₂-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ist;
R* kennzeichnet den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit oder ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; wobei genau ein R* den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit kennzeichnet;
R^a bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei kann dieser Substituenten R^a auch mit einem Rest R^b ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
und wobei jedes R oder R^b bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann;
zwei oder mehrere der Substituenten R und R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden können;
R² bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, Cl, Br, I, N(R³)₂, CN, CF₃, OH, COOH, COOR³, CO(NR³)₂, Si(R³)₃, B(OR³)₂, C(=O)R³, S(=O)R³, S(=O)₂R³, 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 R³ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R³C=CR³, C=C, Si(R³)₂, Ge(R³)₂, Sn(R³)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR³, P(=O)(R³), SO, SO₂, NR³, O, S oder CONR³ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, 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 R³ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R² auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R³ bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, CF₃ oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF₃ ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R³ auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung organischer Moleküle nach Anspruch 1, organische optoelektronische Vorrichtungen nach Anspruch 7, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements nach Anspruch 10.
Die WO 2015/050253 A1 beschreibt Anilin-Derivate und deren Verwendung. KR 10 2012 0092909 A beschreibt Pyridin-Derivate und deren Verwendung in elektrolumineszierenden Vorrichtungen. Aus der WO 2009/12203 A1 ist die Herstellung von heterozyklischen Sulfonamidverbindungen bekannt. Die WO 2016/017684 A1 beschreibt organische elektrolumineszierende Materialien. Multizyklische Stickstoff-enthaltende Verbindungen und deren Verwendung in organischen lichtemittierenden Vorrichtungen sind aus der KR 10 2016 0126792 A bekannt. Wie LIU et al., ACS Applied Materials and Interfaces, Vol. 7, 2015, No. 34, S. 18930-18936 betrifft Carbazol-Pyridin-Carbonitril-Derivate als Emitter für organische lichtemittierende Vorrichtungen.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Klasse von organischen Molekülen in organischen optoelektronischen Vorrichtungen.
Die erfindungsgemäß verwendeten 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.
Die erfindungsgemäß verwendeten organischen Moleküle zeichnen sich durch Emissionen im blauen, himmelblauen oder grünen Spektralbereich aus. Die Photolumineszenzquantenausbeuten der organischen Moleküle betragen insbesondere 30 % und mehr. Die organischen Moleküle zeigen bevorzugt thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz. Die Verwendung der organischen Moleküle in einer optoelektronischen Vorrichtung, beispielsweise einer OLED, führt zu höheren Effizienzen der Vorrichtung. Entsprechende OLEDs weisen eine höhere Stabilität auf als OLEDs mit bekannten Emittermaterialien und vergleichbarer Farbe.
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.
Die organischen Moleküle weisen auf oder bestehen aus:

- eine erste chemische (elektronendonierende) Einheit aufweisend eine (oder bestehend aus einer) Struktur gemäß Formel I

- mindestens eine zweite chemische (elektronenziehende) Einheit (optional zwei oder drei Einheiten) aufweisend eine (oder bestehend aus einer) Struktur gemäß Formel la.

In den Formeln bedeuten: # = Anknüpfungspunkt der ersten chemischen Einheit an die zweite chemische Einheit, wobei die erste chemische Einheit mindestens eine und optional zwei oder drei Anknüpfungspunkte # aufweist, so dass eine, optionale zwei oder drei zweite chemische Einheiten an die erste chemische Einheit gebunden sind; und
wobei die Anknüpfung der ersten chemischen Einheit über Y an genau einen Rest R* der zweiten chemischen Einheit erfolgt; und
wobei aus der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe mindestens einer, maximal vier (also ein, zwei, drei oder vier) ein elektronenziehender Rest ist bzw. elektronenziehende Reste sind. In einer Ausführungsform ist ein derartiger elektronenziehender Rest unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CN und CF₃;
A und B sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CRR¹, CR, NR und N, wobei zwischen A und B eine Einfach- oder Doppelbindung vorliegt und zwischen B und Z eine Einfach- oder Doppelbindung vorliegt.
Y ist N, sofern Y gleichzeitig einen Anknüpfungspunkt # darstellt. Alternativ steht Y für NR, O, S oder CR₂, sofern Y keinen Anknüpfungspunkt # darstellt (R ist unten definiert). Y ist also in den organischen Molekülen zumindest einmal (oder zwei- oder dreimal) an der Anknüpfung der ersten chemischen Gruppe mit der zweiten chemischen Gruppe beteiligt. Y kann aber, sofern es zwei oder dreimal in der ersten chemischen Einheit auftritt, auch ein- oder zweimal keine Verknüpfung mit einer zweiten chemischen Gruppe bilden. Mit anderen Worten besteht ein organisches Molekül der hier beschriebenen Art immer aus einer ersten chemischen Einheit (Donor), die entweder mit einer, zwei oder drei zweiten chemischen Einheiten (Akzeptor(en)) verknüpft ist.
Z ist eine direkte Bindung oder eine divalente organische Brücke, die eine substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe oder eine Kombination dieser, -CRR¹, -C=CRR¹, -C=NR, -NR-, -O-, -SiRR¹-, -S-, - S(O)-, -S(O)2-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ist.
R^a bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, Azid (N₃ ^-), N(R²)₂, OH, , Si(R²)₃, B(OR²)₂, OSO₂R², 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei kann dieser Substituenten R^a auch mit einem Rest R^b ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
und wobei jedes R, R* oder R^b bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, Azid (N₃ ^-), N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, OSO₂R², 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² 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 R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R und R' auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R² bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, Cl, Br, I, N(R³)₂, CN, CF₃, NO₂, OH, COOH, COOR³, CO(NR³)₂, Si(R³)₃, B(OR³)₂, C(=O)R³, P(=O)(R³)₂, S(=O)R³, S(=O)₂R³, OSO₂R³, 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 R³ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R³C=CR³, C=C, Si(R³)₂, Ge(R³)₂, Sn(R³)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR³, P(=O)(R³), SO, SO₂, NR³, O, S oder CONR³ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, 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 R³ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R² auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R³ bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, CF₃ oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF₃ ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R³ auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
R¹ ist in einer Ausführungsform H, Deuterium, Azid (N₃ ^-), N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, OSO₂R², 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² 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 R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R und R' auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
Die chemische Einheit gemäß Formel I der organischen Moleküle weist Donoreigenschaften auf; sie ist elektronendonierend bzw. der Donor. Die chemische Einheit gemäß Formel Ia der organischen Moleküle weist Akzeptoreigenschaften auf; sie ist elektronenziehend bzw. der Akzeptor.
Die elektronendonierende Einheit ist in einer bevorzugten Ausführungsform elektronenschiebend. Sie weist einen +M-Effekt (positiven mesomeren Effekt) auf. Insbesondere weisen geeignete Donorsubstituenten ein Atom mit einem freien Elektronenpaar auf, wie zum Beispiel ein N-, O- oder S-Atom. Hierbei sind 5-Ring-Heteroarylgruppen mit genau einem Heteroringatom bevorzugt. An diese können auch weitere Arylgruppen ankondensiert sein. Hierbei sind insbesondere Carbazolgruppen bzw. Carbazolderivate bevorzugt. Weitere geeignete Donorsubstituenten sind Phenoxazingruppen bzw. Phenoxazinderivate. Bei letzteren kann der Sauerstoff des Phenoxazins beispielsweise durch -CRR¹, -C=CRR¹, -C=NR, -NR-, -SiRR¹-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ersetzt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform übt der elektronenziehende Rest X einen -M-Effekt (negativen mesomeren Effekt) oder einen -I-Effekt (negativen induktiven Effekt) aus. Der Rest X ist entsprechend ein Akzeptorsubstituent. Geeignete Akzeptorsubstituenten sind insbesondere Cyanogruppen oder CF₃.
Bei den quervernetzbaren Einheiten QE handelt es sich in einer Ausführungsform um eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Oxetanen, Alkinen und Aziden, insbesondere für eine Clickreaktion, sowie folgenden Alkenderivaten:
Eine Ausführungsform der Beschreibung betrifft organische Moleküle, welche einen ΔE(S₁-T₁)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (S₁)- und dem darunter liegenden Triplett (T₁)-Zustand von kleiner als 0,2 eV, bevorzugt kleiner als 0,1 eV aufweisen und/oder eine Emissionslebensdauer von höchstens 150 µs, bevorzugt von höchstens 100 µs aufweisen.
In einer Ausführungsform der organischen Moleküle weist die erste chemische Einheit eine Struktur der Formel IIa oder IIb auf oder besteht daraus:

mit m = 0, 1 oder 2;
wobei für #, Y, Z, R^a und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel llc oder IIc auf oder besteht daraus:

mit m = 0, 1 oder 2;
wobei für #, Y, Z und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel III-1 auf oder besteht daraus:
wobei für #, R^a und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel IIIa auf oder besteht daraus:
wobei für # und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel IV auf oder besteht daraus:
wobei für #, R^a und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel IVa auf oder besteht daraus:
wobei für # und R^b die oben genannten Definitionen gelten.
Im Folgenden sind beispielhaft erste chemische (elektronendonierende) Einheiten gezeigt:

wobei für #, Y, Z, R, R¹, R^a und R^b die oben genannten Definitionen gelten. In einer Ausführungsform sind die Reste R und R¹ unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl und Phenyl.
In einer Ausführungsform weisen die organischen Moleküle auf:

- eine erste chemische (elektronendonierende) Einheit aufweisend eine (oder bestehend aus einer) Struktur gemäß Formel I*

- eine zweite chemische (elektronenziehende) Einheit aufweisend eine (oder bestehend aus einer) Struktur gemäß Formel I*a.

In den Formeln bedeuten:

# = Anknüpfungspunkt der ersten chemischen Einheit an die zweite chemische Einheit, wobei die erste chemische Einheit einen Anknüpfungspunkt # aufweist, so dass eine zweite chemische Einheit an die erste chemische Einheit gebunden ist; und
wobei aus der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe genau ein Rest gleich CN ist.

Z ist eine direkte Bindung oder eine divalente organische Brücke, die eine substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe oder eine Kombination dieser, -CRR¹, -C=CRR¹, -C=NR, -NR-, -O-, -SiRR¹-, -S-, - S(O)-, -S(O)2-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ist.
R* kennzeichnet den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit oder ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; wobei genau ein R* den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit kennzeichnet;
R^a bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, , Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei kann dieser Substituenten R^a auch mit einem Rest R^b ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
und wobei jedes R, R¹ oder R^b bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann;
wobei zwei oder mehrere der Substituenten R und R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden können;
R² bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, Cl, Br, I, N(R³)₂, CN, CF₃, OH, COOH, COOR³, CO(NR³)₂, Si(R³)₃, B(OR³)₂, C(=O)R³, S(=O)R³, S(=O)₂R³, 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 R³ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R³C=CR³, C=C, Si(R³)₂, Ge(R³)₂, Sn(R³)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR³, P(=O)(R³), SO, SO₂, NR³, O, S oder CONR³ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, 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 R³ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R² auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R³ bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, CF₃ oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF₃ ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R³ auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
In einer Ausführungsform ist Z eine direkte Bindung oder eine divalente organische Brücke, die eine substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe oder eine Kombination dieser, -C=NR, -NR-, -O-, -S-, -S(O)-, - S(O)2-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ist.
Erfindungsgemäß stehen der Rest, der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe gleich CN ist und das R*, das die Anknüpfungsposition für die erste chemische Einheit kennzeichnet, in ortho-Position zueinander.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel III*-1 auf oder besteht daraus:
wobei für #, R^a und R^b die für Formel I* und I*a genannten Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste chemische Einheit des organischen Moleküls eine Struktur der Formel III*a auf oder besteht daraus:
wobei für # und R^b die für Formel I* und I*a genannten Definitionen gelten.
Im Folgenden sind beispielhaft bevorzugte erste chemische (elektronendonierende) Einheiten gezeigt:

wobei für #, R, R¹, R^a und R^b die für Formel I* und I*a genannten Definitionen gelten. In einer Ausführungsform sind die Reste R und R¹ unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl und Phenyl.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung der beschriebenen organischen Moleküle als lumineszierender Emitter, als Hostmaterial oder als Absorber 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 einer Ausführungsform der Verwendung beträgt der Anteil des organischen Moleküls an dem Emitter in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere in OLEDs, 1 % bis 99 %, insbesondere 5 % bis 80 %.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine organische optoelektronische Vorrichtung, die ein organisches Molekül der beschriebenen Art 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.
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 organisches Molekül der beschriebenen Art aufweist, stellt einen weitere Ausführungsform der Erfindung dar.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, insbesondere mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung.
Beispiele
Allgemeine Synthesevorschrift AAV1:

Ein Pyridinderivat (10,0 mmol, 1,00 Aquiv.), ein entsprechendes Donormolekül (10,0 mmol, 1,00 Aquiv.) und tribasisches Kaliumphosphat (20,0 mmol, 2,00 Aquiv.) werden unter Stickstoff in Dimethylsulfoxid (DMSO) (25 mL) suspendiert und bei 120 °C für 12 bis 24 h gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 400 mL gesättigte NaCI-Lösung gegeben und mit Essigsäureethylester extrahiert (2 x 200 mL). Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter NaCI-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:

Ein Pyridinderivat (10,0 mmol, 1,00 Aquiv.), ein entsprechendes Donormolekül (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 NaCI-Lösung gegeben und mit Essigsäureethylester extrahiert (2 x 200 mL). Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter NaCI-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 AAV3: Nichtverbrückender Donorbaustein
Verwendet werden kommerziell verfügbare, fluorierte Pyridinonitrile als Ausgangsverbindungen sowie Donorbausteine mit N-H-Bindung. Die Synthese weiterer fluorierte Pyridinonitrile bzw nicht-kommerziell erhältlicher Donor-Bausteine wie Carbazol mit freier N-H-Funktionalität ist nach dem Fachmann bekannten Standardverfahren wie Baltz-Schiemann-Reaktion (fluorierte Pyrdinonitrile) bzw. Fischer-Indolsynthese, Cadogan-Zyklisierung und Buchwald-Hartwig-Aminierung (Donorbausteine) möglich.
100 mmol Kaliumphosphat und 10 mmol des fluorierten Pyridinonitrils mit n Fluorsubstituenten wurde unter Stickstoffatmosphäre in 150 mL trockenem DMSO suspendiert. 10, 20, 30 oder 40 (für n = 1, 2, 3 oder 4) mmol des Donorbausteins wurden gelöst in 20 mL DMSO zugegeben.
Die Reaktionsmischung wird für 24 h unter Rückfluss erhitzt. Eine Reaktionskontrolle wurde per Dünnschichtchromatografie (Laufmittel Essigester:Cyclohexan 1:5, stationäre Phase Kieselgel oder neutrales Aluminiumoxid) durchgeführt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde die abgekühlte Reaktionsmischung in 500 mL gesättigte NaCI-Lösung gegeben und der unlösliche Rückstand abfiltriert und getrocknet. Das Rohprodukt wurde in Dichlormethan gelöst und über Celite filtriert und mittels Flashchromatographie (Laufmittel-Gradient Cyclohexan-Essigester) aufgereinigt. Vor Verwendung in OLED-Bauteilen wurde die Zielverbindung vierfach sublimiert (Temperatur 300 °C, Druck <10^-4 mbar).
Allgemeine Synthesevorschrift AAV4: Verbrückender Donorbaustein
Verwendet werden kommerziell verfügbare, fluorierte Pyridinonitrile als Ausgangsverbindungen sowie Donorbausteine mit N-H-Bindung. Die Synthese weiterer fluorierte Pyridinonitrile bzw nicht-kommerziell erhältlicher Donor-Bausteine wie Carbazol mit freier N-H-Funktionalität ist nach dem Fachmann wohlbekannten Standardverfahren wie Baltz-Schiemann-Reaktion (fluorierte Pyrdinonitrile) bzw. Fischer-Indolsynthese, Cadogan-Zyklisierung und Buchwald-Hartwig-Aminierung (Donorbausteine) möglich.
100 mmol Kaliumphosphat und 10 mmol des fluorierten Pyridinonitrils wurde unter Stickstoffatmosphäre in 150 mL trockenem DMSO suspendiert. 5 oder 3 (für Donoren mit 2 oder 3 NH) mmol des Donorbausteins wurden gelöst in 20 mL DMSO zugegeben. Die Reaktionsmischung wird für 24 h unter Rückfluss erhitzt. Reaktionskontrolle wurde per Dünnschichtchromatografie (Laufmittel Essigester:Cyclohexan 1:5, stationäre Phase Kieselgel oder neutrales Aluminiumoxid) durchgeführt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde die abgekühlte Reaktionsmischung in 500 mL gesättigte NaCI-Lösung gegeben und der unlösliche Rückstand abfiltriert und getrocknet. Das Rohprodukt wurde in Dichlormethan gelöst und über Celite filtriert und mittels Flashchromatographie (Laufmittel-Gradient Cyclohexan-Essigester) aufgereinigt. Vor Verwendung in OLED-Bauteilen wurde die Zielverbindung vierfach sublimiert (Temperatur 300 °C, Druck <10^-4 mbar).
Photophysikalische Messungen
Vorbehandlung von optischen Gläsern
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.
Probenvorbereitung, Film: Spin-Coating
Gerät: Spin150, SPS euro.
Die Probenkonzentration entsprach 10mg/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.
Photolumineszenzspektroskopie und 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.
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).

Die Auswertung (exponentielles Fitten) erfolgte mit dem Softwarepaket DataStation und der DAS 6 Auswertungssoftware. Der Fit wurde über die Chi-Quadrat-Methode angegeben $c^{2} = \sum_{k = 1}^{i} \frac{{(e_{i} - o_{i})}^{2}}{e_{i}}$
mit e_i: Durch den Fit vorhergesagte Größe und o_i: gemessenen Größe.
Quanteneffizienzbestimmung
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 x 122 Pixeln (Größe 24 x 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.
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.

Φ_{P L} = \frac{n_{p h o t o n,} e m i t t i e r t}{n_{p h o t o n,} a b s o r b i e r t} = \frac{\int \frac{λ}{h c} [I n t_{e m i t t i e r t}^{P r o b e} (λ) - I n t_{a b s o r b i e r t}^{P r o b e} (λ)] d λ}{\int \frac{λ}{h c} [I n t_{e m i t t i e r t}^{R e f e r e n z} (λ) - I n t_{a b s o r b i e r t}^{R e f e r e n z} (λ)] d λ}

_photon

Beispiel 1:
Beispiel 1 wurde nach AAV1 hergestellt und als gelber Feststoff erhalten. Ausbeute (700 mg, 2,60 mmol, 79 %).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 9.00 (s, 1H, Ar-H), 8.91 (d, 1H, Ar-H), 8.17 (d, 2H, Ar-H), 7.83 (d, 2H, Ar-H), 7.47 (dt, 2H, Ar-H), 7.38 (dt, 2H, Ar-H), 7.22 (d, 2H, Ar-H) ppm.
1 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 1 (10 % in PMMA).
Beispiel 2:
Beispiel 2 wurde nach AAV1 hergestellt und als gelber Feststoff erhalten. Ausbeute (1100 mg, 3,37 mmol, 82%).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.97 (s, 1H, Ar-H), 8.85 (d, 1H, Ar-H), 7.79 (d, 1H, Ar-H), 7.56 (d, 2H, Ar-H), 7.13 (d, 2H, Ar-H), 7.07 (d, 2H, Ar-H), 3.95 (s, 6H, OCH₃) ppm.
2 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 2 (10 % in PMMA). Die Emissionsabklingzeit beträgt 16 µs.
Beispiel 3:
Beispiel 3 wurde nach AAV1 hergestellt und als gelber Feststoff erhalten. Ausbeute (1057 mg, 3,93 mmol, 48%).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.86 (dd, 1H, Ar-H), 8.16 (dd, 2H, Ar-H), 7.99 (dd, 1H, Ar-H), 7.77 (dd, 1H, Ar-H), 7.46 (dt, 2H, Ar-H), 7,37 (dt, 2H, Ar-H), 7.19 (d, 2H, Ar-H) ppm.
3 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 3 (10 % in PMMA).
Beispiel 4:
Beispiel 4 wurde nach AAV1 hergestellt und als gelber Feststoff erhalten. Ausbeute (2734 mg, 7,17 mmol, 88%).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.83 (dd, 1H, Ar-H), 8.15 (d, 2H, Ar-H), 7.96 (dd, 1H, Ar-H), 7.73 (dd, 1H, Ar-H), 7.49 (dd, 2H, Ar-H), 7.13 (d, 2H, Ar-H), 1.46 (s, 18H, C(CH₃)₃) ppm.
4 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 4 (10 % in PMMA).
Beispiel 5:
3,6-Dimethoxycarbazol (10,9 mmol, 1,00 Aquiv.), 3-Brom-2-cyanopyridin (10,9 mmol, 1.00 Aquiv.), Kupferiodid (2,18 mmol, 0,20 Aquiv.), tribasisches Kaliumphosphat (21,8 mmol, 2,00 Aquiv.) wurden unter Stickstoff in 40 mL 1,4-Dioxan gelöst und anschließend (±)-trans-1,2-Diaminocyclohexan (4,36 mmol, 0,40 Aquiv.) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 12 h bei 130 °C gerührt. Die Aufarbeitung erfolgte durch Filtration der Reaktionsmischung über Kieselgel mit Essigsäureethylester als Laufmittel. Das nach Entfernung des Lösemittels im Vakuum erhaltene Rohprodukt wurde mittels Flash-Chromatographie gereinigt und ergab das Molekül 5 als gelben Feststoff (2450 mg, 7,44 mmol, 68 %).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.82 (dd, 1H, Ar-H), 7.97 (dd, 1H, Ar-H), 7.73 (dd, 1H, Ar-H), 7.56 (d, 2H, Ar-H), 7.11 (d, 2H, Ar-H), 7.06 (dd, 2H, Ar-H), 3.95 (s, 6H, OCH₃) ppm.
5 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 5 (10 % in PMMA).
Beispiel 6:
Beispiel 6 wurde nach AAV1 hergestellt und als rotbrauner Feststoff erhalten. Ausbeute (907 mg, 3,18 mmol, 52 %).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.86 (d, 1H, Ar-H), 7.96 (dd, 1H, Ar-H), 7.80 (dd, 1H, Ar-H), 6.80 - 6.75 (m, 3H, Ar-H), 6.71 - 6.62 (m, 3H, Ar-H), 5.80 (d, 2H, Ar-H) ppm.
6 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 6 (10 % in PMMA). Die Emissionsabklingzeit beträgt 3 µs.
Beispiel 7:
Beispiel 7 wurde nach AAV1 hergestellt und als rotbrauner Feststoff erhalten. Ausbeute (1328 mg, 4,27 mmol, 52 %).
¹H NMR (500 MHz, Chloroform-d): δ = 8.91 (dd, 1H, Ar-H), 7.95 (dd, 1H, Ar-H), 7.84 (dd, 1H, Ar-H), 7.55 - 7.51 (m, 2H, Ar-H), 7.04 - 6.99 (m, 4H, Ar-H), 6.05 - 6.03 (m, 2H, Ar-H), 1.74 (s, 6H, CH₃) ppm.
7 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 7 (10 % in PMMA). Die Emissionsabklingzeit beträgt 7 µs.
Beispiel 8:
8 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 8 (10 % in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 446 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 38 %.
Beispiel 9:
9 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 9 (10 % in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 510 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 23%. Die Emissionsabklingzeit beträgt 12 µs.
Beispiel 10:
10 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 10 (10 % in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 499 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 22 %. Die Emissionsabklingzeit beträgt 5 µs.
Beispiel 11:
11 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 11 (10% in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 467 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 66 % und die Halbwertsbreite 0,46 eV. Die Emissionsabklingzeit beträgt 65 µs.
Beispiel 12:
12 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 12 (10 % in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 439 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 41 %.
Beispiel 13:
13 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 13 (10% in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 473 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 54 % und die Halbwertsbreite 0,45 eV. Die Emissionsabklingzeit beträgt 52 µs.
Beispiel 14:
14 zeigt das Emissionsspektrum von Beispiel 14 (10 % in PMMA). Das Emissionsmaximum liegt bei 449 nm. Die Photolumineszenzquantenausbeute beträgt 46 % und die Halbwertsbreite 0,51 eV.
Weitere Beispiele:
Figurenliste
Es zeigen:

1 Emissionsspektrum von 1 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
2 Emissionsspektrum von 2 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
3 Emissionsspektrum von 3 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
4 Emissionsspektrum von 4 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
5 Emissionsspektrum von 5 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
6 Emissionsspektrum von 6 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
7 Emissionsspektrum von 7 in 10 % PMMA. Angegeben sind außerdem das Emissionsmaximum sowie die Photolumineszenzquantenausbeute.
8 Emissionsspektrum von 8 in 10 % PMMA.
9 Emissionsspektrum von 9 in 10 % PMMA.
10 Emissionsspektrum von 10 in 10 % PMMA.
11 Emissionsspektrum von 11 in 10 % PMMA.
12 Emissionsspektrum von 12 in 10 % PMMA.
13 Emissionsspektrum von 13 in 10 % PMMA.
14 Emissionsspektrum von 14 in 10 % PMMA.

Claims

Verwendung eines organischen Moleküls als lumineszierender Emitter in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung, wobei das organische Molekül besteht aus: - einer ersten chemischen Einheit bestehend aus einer Struktur gemäß Formel I*
und - einer zweiten chemischen Einheit bestehend aus einer Struktur gemäß Formel I*a
mit # = Anknüpfungspunkt der ersten chemischen Einheit an die zweite chemische Einheit, wobei die erste chemische Einheit einen Anknüpfungspunkt # aufweist, so dass eine zweite Einheit an die erste chemische Einheit gebunden ist; und wobei aus der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe genau ein Rest CN ist; wobei der Rest, der von den Resten R und R* gebildeten Gruppe gleich CN ist, und das R*, das die Anknüpfungsposition für die erste chemische Einheit kennzeichnet, in ortho-Position zueinander stehen; Z = eine direkte Bindung oder eine divalente organische Brücke, die eine substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe oder eine Kombination dieser, -CRR¹, -C=CRR¹, -C=NR, -NR-, -O-, -SiRR¹-, -S-, -S(O)-, - S(O)₂-, durch O unterbrochene substituierte oder unsubstituierte C1-C9-Alkylen-, C2-C8-Alkenylen-, C2-C8-Alkinylen- oder Arylen-Gruppe, Phenyl- oder substituierte Phenyleinheiten ist; R* kennzeichnet den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit oder ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; wobei genau ein R* den Anknüpfungspunkt für die erste chemische Einheit kennzeichnet; R^a bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; dabei kann dieser Substituenten R^a auch mit einem Rest R^b ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden; und wobei jedes R oder R^b bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, N(R²)₂, OH, Si(R²)₃, B(OR²)₂, 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 R² substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R²C=CR², C=C, Si(R²)₂, Ge(R²)₂, Sn(R²)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR², P(=O)(R²), SO, SO₂, NR², O, S oder CONR² ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, CN, CF₃ oder NO₂ ersetzt sein können, oder ein aromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R² substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme, oder eine quervernetzbare Einheit QE ist, die durch säurekatalytische, thermische oder UV-Quervernetzungsverfahren in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Photoinitiators oder durch Mikrowellenstrahlung quervernetzt werden kann; zwei oder mehrere der Substituenten R und R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden können; R² bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, Cl, Br, I, N(R³)₂, CN, CF₃, OH, COOH, COOR³, CO(NR³)₂, Si(R³)₃, B(OR³)₂, C(=O)R³, S(=O)R³, S(=O)₂R³, 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 R³ substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch R³C=CR³, C=C, Si(R³)₂, Ge(R³)₂, Sn(R³)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR³, P(=O)(R³), SO, SO₂, NR³, O, S oder CONR³ ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, 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 R³ substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R³ substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R² auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; R³ bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist H, Deuterium, F, CF₃ oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF₃ ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R³ auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die erste chemische Einheit aus einer Struktur der Formel III* besteht:
wobei für #, Y, Z, R^a und R^b die in Anspruch 1 genannten Definitionen gelten.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste chemische Einheit aus einer Struktur der Formel III*a besteht:
wobei für # und R^b die in Anspruch 1 genannten Definitionen gelten.
Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, wobei die organische optoelektronische Vorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: • organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs), • lichtemittierenden elektrochemischen Zellen, • OLED-Sensoren, • organischen Dioden, • organischen Solarzellen, • organischen Transistoren, • organischen Feldeffekttransistoren, • organischen Lasern und • Down-Konversions-Elementen.
Verwendung nach Anspruch 1 bis 4, wobei der Anteil des organischen Moleküls an dem Emitter in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung 1 % bis 99 %beträgt.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei der Anteil des organischen Moleküls an dem Emitter in einer organischen optoelektronischen Vorrichtung 5 % bis 80 % beträgt.
Organische optoelektronische Vorrichtung, aufweisend ein organisches Molekül wie in Anspruch 1 bis 3 definiert.
Organische optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, ausgeformt als eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend ausorganischer lichtemittierender Diode (OLED); lichtemittierender elektrochemischer Zelle; OLED-Sensor, organischer Diode; organischer Solarzelle; organischem Transistor; organischem Feldeffekttransistor; organischem Laser und Down-Konversion-Element.
Organische optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, 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 der Anode und der Kathode angeordnet ist und die ein organisches Molekül wie in Anspruch 1 bis 3 definiert aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein organisches Molekül wie in Anspruch 1 bis 3 definiert verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Verarbeitung des organischen Moleküls wie in Anspruch 1 bis 3 definiert mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung.