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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein neuartiges Elektrolumineszenzmaterial und eine Vorrichtung davon. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein organisches Elektrolumineszenzmaterial mit einer Struktur der Formel 1, eine Elektrolumineszenzvorrichtung enthaltend das Material und eine Verbindungsformulierung enthaltend das Material.
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Hintergrund
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Organischen elektronischen Vorrichtungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, die folgenden Typen: organische Licht emittierende Dioden (OLEDs), organische Feldeffekttransistoren (O-FETs), organische Licht emittierende Transistoren (OLETs), organische Photovoltaikvorrichtungen (OPVs), farbstoffsensibilisierte Solarzellen (dye-sensitized solar cells, DSSCs), organische optische Detektoren, organische Photorezeptoren, organische Feld-Quench-Vorrichtungen (organic field-quench devices, OFQDs), Licht emittierende elektrochemische Zellen (light-emitting electrochemical cells, LECs), organische Laser-Dioden und organische Plasmon emittierende Vorrichtungen.
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1987 berichteten Tang und Van Slyke von Eastman Kodak über eine zweischichtige organische Elektrolumineszenzvorrichtung, umfassend eine Arylamin-Lochtransportschicht und eine Tris-8-hydroxychinolato-Aluminium-Schicht als Elektronen- und emittierende Schicht (Applied Physics Letters, 1987, 51 (12): 913 bis 915). Wenn eine Vorspannung an die Vorrichtung angelegt wurde, wurde grünes Licht von der Vorrichtung emittiert. Diese Vorrichtung legte den Grundstein für die Entwicklung moderner organischer Licht emittierender Dioden (OLEDs). OLEDs nach dem Stand der Technik können mehrere Schichten wie zum Beispiel Ladungsinjektions- und -transportschichten, Ladungs- und Exzitonblockierschichten und eine oder mehrere emittierende Schichten zwischen der Kathode und der Anode aufweisen. Da es sich bei der OLED um eine selbstemittierende Festkörpervorrichtung handelt, bietet sie ein ungemeines Potenzial für Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen. Darüber hinaus machen sie die inhärenten Eigenschaften organischer Materialien wie zum Beispiel ihre Flexibilität für bestimmte Anwendungen wie etwa eine Fertigung auf flexiblen Substraten gut geeignet.
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Die OLED kann entsprechend ihrem Emissionsmechanismus in drei verschiedene Typen eingeteilt werden. Bei der von Tang und van Slyke erfundenen OLED handelt es sich um eine fluoreszierende OLED. Sie verwendet lediglich eine Singulett-Emission. Die in der Vorrichtung erzeugten Tripletts werden über nichtstrahlende Zerfallskanäle verschwendet. Daher beträgt die interne Quanteneffizienz (IQE) der fluoreszierenden OLED lediglich 25 %. Diese Einschränkung behinderte die Vermarktung von OLEDs. Forrest und Thompson berichteten 1997 über eine phosphoreszierende OLED, die eine Triplett-Emission von schwermetallhaltigen Komplexen als Emitter verwendet. Dadurch können sowohl Singuletts als auch Tripletts geerntet werden, wodurch eine IQE von 100 % erreicht wird. Die Entdeckung und Entwicklung von phosphoreszierenden OLEDs trug aufgrund ihrer hohen Effizienz direkt zu der Vermarktung von Aktivmatrix-OLEDs (AMOLED) bei. In der jüngsten Zeit erreichte Adachi eine hohe Effizienz durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (thermally activated delayed fluorescence, TADF) von organischen Verbindungen. Diese Emitter weisen eine kleine Singulett-Triplett-Lücke auf, die den Übergang von dem Triplett zurück zu dem Singulett ermöglicht. In der TADF-Vorrichtung können die Triplett-Exzitonen ein umgekehrtes Intersystem-Crossing durchlaufen, um Singulett-Exzitonen zu erzeugen, was zu einer hohen IQE führt.
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OLEDs können entsprechend den Formen der verwendeten Materialien auch als Kleinmolekül- und Polymer-OLEDs eingeteilt werden. Ein kleines Molekül bezieht sich auf jedes organische oder metallorganische Material, das kein Polymer ist. Die Molekülmasse des kleinen Moleküls kann groß sein, sofern es eine eindeutig definierte Struktur aufweist. Dendrimere mit eindeutig definierten Strukturen werden als kleine Moleküle betrachtet. Polymer-OLEDs umfassen konjugierte Polymere und nichtkonjugierte Polymere mit emittierenden Seitengruppen. Eine niedermolekulare OLED kann zu der Polymer-OLED werden, wenn während des Fertigungsprozesses eine Nachpolymerisation auftritt.
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Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von OLEDs. Niedermolekulare OLEDs werden im Allgemeinen durch thermisches Vakuumverdampfen gefertigt. Polymer-OLEDs werden durch ein Lösungsverfahren wie zum Beispiel Rotationsbeschichtung, Tintenstrahldruck und Schlitzdruck gefertigt. Wenn das Material in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann, kann die niedermolekulare OLED auch durch ein Lösungsverfahren gefertigt werden.
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Die Emissionsfarbe der OLED kann durch die konstruktive Ausgestaltung des Emitters erzielt werden. Eine OLED kann eine emittierende Schicht oder eine Mehrzahl von emittierenden Schichten aufweisen, um das gewünschte Spektrum zu erzielen. Bei grünen, gelben und roten OLEDs haben phosphoreszierende Emitter erfolgreich eine Vermarktung erreicht. Eine blaue phosphoreszierende Vorrichtung leidet immer noch unter einer nicht gesättigten blauen Farbe, einer kurzen Lebensdauer der Vorrichtung und einer hohen Betriebsspannung. Handelsübliche OLED-Farbanzeigen verfolgen normalerweise eine Hybridstrategie, wobei Fluoreszenzblau und Phosphoreszenzgelb oder -rot und -grün verwendet werden. Zur Zeit bleibt der Effizienzabfall von phosphoreszierenden OLEDs bei großer Helligkeit ein Problem. Ferner ist eine gesättigtere Emissionsfarbe, eine höhere Effizienz und eine längere Lebensdauer der Vorrichtung erwünscht.
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Die organische lichtemittierende Anzeigevorrichtung verwendet eine Lochinjektionsschicht und eine Elektroneninjektionsschicht, um die Ladungsinjektion zu fördern, wobei die Lochinjektionsschicht eine funktionelle Schicht ist, die aus einem einzigen Material oder mehr als einem Material besteht. Bei dem Verfahren mit einem einzigen Material werden im Allgemeinen Materialien mit einem tiefen LUMO (deep-LUMO), wie HATCN, verwendet. Bei dem Verfahren mit mehr als einem Material wird ein p-Typ, tiefes LUMO-Material mit einem Lochtransportmaterial dotiert. Bei diesem Verfahren kann durch Dotierung von Basismaterialien (im Allgemeinen Lochtransportmaterialien) mit einem Dotierstoff migrierte Löcher (freie Ladungsträger) erzeugt werden, was die Lochinjektionsfähigkeit der Anode verbessern und das Fermi-Niveau der Vorrichtung verändern kann. Das tiefe LUMO-Material ist im Allgemeinen eine konjugierte Systemverbindung mit einem oder mehreren starken elektronenziehenden Substituenten. Es ist schwierig, das tiefe LUMO-Material zu synthetisieren, da das tiefe LUMO-Material starke elektronenziehende Substituenten aufweist und es für das tiefe LUMO-Material schwierig ist, die Eigenschaften von tiefen LUMO, hoher Stabilität und hoher Filmbildung aufzuweisen. F4-TCNQ (ein p-Typ-Lochinjektionsmaterial) weist beispielsweise ein tiefes LUMO auf, seine Verdampfungstemperatur ist jedoch zu niedrig, was die Abscheidungskontrolle, die Reproduzierbarkeit der Produktionsleistung und die thermische Stabilität der Vorrichtungen beeinträchtigt. Bei HATCN beispielsweise besteht das Problem der Filmbildung in Vorrichtungen aufgrund seiner starken Kristallinität, und sein LUMO ist nicht tief genug, um als p-Typ-Dotierung verwendet zu werden. Da die Lochinjektionsschicht einen großen Einfluss auf die Spannung, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer des OLED-Bauelements hat, ist es sehr wichtig und dringend erforderlich, ein tiefes LUMO-Material mit hoher Stabilität und hoher Filmbildung in der Industrie zu entwickeln. Die vorliegende Offenbarung stellt eine Reihe neuartiger organischer elektrolumineszierender Materialien mit einer dehydrierten Ringstruktur bereit. Diese Materialien weisen LUMO-Energieniveaus mit unterschiedlicher Tiefe und geeigneter Verdampfungstemperatur auf und können daher unabhängig als Lochinjektionsschicht und als ausgezeichneter P-Typ-Dotierstoff verwendet werden.
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K. Suzuki, M. Tomura, S. Tanaka und Y. Yamashita offenbaren eine Verbindung mit Bithiophen- und Bithiazolstrukturen in Tetrahedron Letter, 2000, 41, 8359-8364, wobei die spezifische Struktur der Verbindung
ist. Dieses Dokument offenbart oder lehrt jedoch keine Eigenschaften und Anwendungen der Verbindung, wenn R andere Gruppen ist.
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P. K. Nandi, K. Mandal und T. Kar, J. offenbaren eine Verbindung mit einer Bithiophenstruktur in Molecular Structure: THEOCHEM, 2006, 760, 235-244, wobei die spezifische Struktur der Verbindung
ist. Die Forschung in diesem Dokument konzentriert sich auf die nichtlinearen optischen Eigenschaften und Anwendungen der Verbindung, offenbart oder lehrt jedoch nicht die Eigenschaften und Anwendungen einer Verbindung mit einer Substituentenstruktur, die der Substituentenstruktur der vorliegenden Anmeldung ähnlich ist.
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H. Ishida, K. Yui, Y. Aso, T. Otsubo und F. Ogura offenbaren eine Reihe von Verbindungen mit Strukturen von Thiophen, Bithiophen und dergleichen in Bull. Chem. Soc. Jpn., 1990, 63, 2828-2835, wobei spezifische Beispiele der Verbindungen
und
sind. Dieses Dokument offenbart oder lehrt jedoch nicht die Eigenschaften und Anwendungen eines beliebigen Gemischs mit einer Stammkernstruktur, die der Stammkernstruktur der vorliegenden Anwendung ähnlich ist.
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JPH0338578 offenbart eine Klasse von Verbindungen, die Strukturen von Bifuran, Bithiophen und dergleichen als Elektronenakzeptoren enthalten, und die offengelegte allgemeine Formelstruktur umfasst
Diese Anmeldung offenbart oder lehrt jedoch nicht die Eigenschaften und Anwendungen einer Verbindung mit einer Stammkernstruktur, die der Stammkernstruktur der vorliegenden Anmeldung ähnlich ist.
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CN105176519 offenbart eine Radialenverbindung enthaltend eine Thiazolstruktur, wobei die allgemeine Strukturformel der Verbindung
ist. Die vorliegende Anmeldung befasst sich mit den Eigenschaften von Verbindungen mit Radialenstruktur, offenbart oder lehrt jedoch nicht die Eigenschaften und Anwendungen von Verbindungen mit einer Stammkernstruktur, die der Stammkernstruktur der vorliegenden Anmeldung ähnlich ist.
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Es ist notwendig, ein Lochinjektionsmaterial in organischen Elektrolumineszenzmaterialien zu entwickeln, ein solches Material kann das Transportgleichgewicht von Elektronen und Löchern verbessern und die Leistung der Vorrichtung verbessern, und daher ist es sehr wichtig, neue Hochleistungsmaterialien zur Injektion von Löchern zu entwickeln.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab eine Reihe von Verbindungen mit einer Struktur der Formel 1 bereitzustellen, um zumindest einen Teil der oben genannten Probleme zu lösen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindung mit einer Struktur offenbart, dargestellt durch die Formel 1:
wobei L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus
oder
oder einer beliebigen Kombination davon;
Ring AA eine konjugierte Struktur mit 4 bis 30 Ringatomen und mindestens einer Intra-Ring-Doppelbindung ist;
n, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 10;
Y, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus CR
I und N;
Ring A, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ein 5-gliedriger heterocyclischer Ring ist und der 5-gliedrige heterocyclische Ring eine Intra-Ring-Doppelbindung, mindestens ein N-Atom und mindestens ein W umfasst; W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus O, S, Se und NR
N;
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
R und R
L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, eine Monosubstitution, Mehrfachsubstitution oder Nichtsubstitution darstellen;
R, R', R'', R''', R
L und R
N, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn L ausgewählt ist aus
und n = 0, mindestens einer der Substituenten R und R
N eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R, R
L gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; wenn benachbarte Substituenten R
L verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 4 Ringatome aufweist; und wenn benachbarte Substituenten R verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 6 Ringatome aufweist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ferner eine Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, umfassend die in der vorangehenden Ausführungsform beschriebene Verbindung.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Verbindungsformulierung offenbart, umfassend die in der vorangehenden Ausführungsform
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Die Verbindung mit der Struktur der Formel 1, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart wird, kann auf die organische Elektrolumineszenzvorrichtung angewendet werden und kann das Gleichgewicht von Elektronen und Löchern in der Vorrichtung verbessern, wodurch ausgezeichnete Vorrichtungseffekte wie die Verbesserung der externen Quanteneffizienz, der Stromeffizienz und der Lebensdauer erzielt werden. Die Verbindung kann zur Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden und ist für verschiedene Arten von Halbleiterbauelementen geeignet, einschließlich, aber nicht beschränkt auf fluoreszierende OLEDs, phosphoreszierende OLEDs, weiße OLEDs, laminierte OLEDs, OTFTs, OPVs usw.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht einer organischen Licht emittierenden Vorrichtung, die eine Verbindung und eine Verbindungsformulierung umfassen kann, offenbart durch die vorliegende Offenbarung.
- 2 ist eine schematische Ansicht einer anderen organischen Licht emittierenden Vorrichtung, die eine Verbindung und eine Verbindungsformulierung umfassen kann, offenbart durch die vorliegende Offenbarung.
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Ausführliche Beschreibung
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OLEDs können auf verschiedenen Arten von Substraten wie zum Beispiel Glas, Kunststoff und Metallfolie heergestellt werden.
1 stellt eine organische Licht emittierende Vorrichtung 100 ohne Einschränkung schematisch dar. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu dargestellt. Einige der in den Figuren dargestellten Schichten können gegebenenfalls auch weggelassen werden. Die Vorrichtung 100 kann ein Substrat 101, eine Anode 110, eine Lochinjektionsschicht 120, eine Lochtransportschicht 130, eine Elektronenblockierschicht 140, eine emittierende Schicht 150, eine Lochblockierschicht 160, eine Elektronentransportschicht 170, eine Elektroneninjektionsschicht 180 und eine Kathode 190 umfassen. Die Vorrichtung 100 kann durch Abscheiden der beschriebenen Schichten in dieser Reihenfolge gefertigt werden. Die Eigenschaften und Funktionen dieser verschiedenen Schichten sowie beispielhafte Materialien werden in dem US-Patent Nr.
7,279,704 in den Spalten 6 bis 10 ausführlicher beschrieben, dessen Inhalt durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin eingeschlossen ist.
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Weitere Beispiele für jede dieser Schichten sind verfügbar. Beispielsweise wird eine flexible und transparente Substrat-Anoden-Kombination in dem US-Patent Nr.
5,844,363 offenbart, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin eingeschlossen ist. Ein Beispiel für eine p-dotierte Lochtransportschicht ist m-MTDATA, das mit F
4-TCNQ in einem Molverhältnis von 50:1 dotiert ist, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2003/0230980 offenbart, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen ist. Beispiele für Wirtsmaterialien werden in dem US-Pat. Nr.
6,303,238 an Thompson et al. offenbart, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin eingeschlossen ist. Ein Beispiel für eine n-dotierte Elektronentransportschicht ist BPhen, das mit Li in einem Molverhältnis von 1:1 dotiert ist, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2003/0230980 offenbart, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen ist. Die US-Patente Nr.
5,703,436 und Nr. 5,707,745 , die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen sind, offenbaren Beispiele für Kathoden, darunter Verbundkathoden, die eine dünne Metallschicht wie etwa Mg:Ag aufweisen, mit einer darüber liegenden transparenten, elektrisch leitfähigen, durch Sputtern abgeschiedenen ITO-Schicht. Die Theorie und Verwendung von Blockierschichten werden in dem US-Patent Nr.
6.097.147 und der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2003/0230980 ausführlicher beschrieben, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen sind. Beispiele für Injektionsschichten werden in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2004/0174116 bereitgestellt, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen ist. Eine Beschreibung von Schutzschichten ist in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2004/0174116 zu finden, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen ist.
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Die oben beschriebene Schichtstruktur wird durch nichtbeschränkende Beispiele bereitgestellt. Funktionale OLEDs können durch Kombinieren der verschiedenen beschriebenen Schichten auf unterschiedliche Weise erzielt werden, oder es können Schichten ganz weggelassen werden. Sie kann auch sonstige Schichten beinhalten, die nicht eigens beschrieben werden. Innerhalb jeder Schicht kann ein einzelnes Material oder eine Mischung aus mehreren Materialien verwendet werden, um eine optimale Leistungsfähigkeit zu erzielen. Jede Funktionsschicht kann mehrere Unterschichten beinhalten. Beispielsweise kann die emittierende Schicht zwei Schichten aus unterschiedlichen emittierenden Materialien aufweisen, um das gewünschte Emissionsspektrum zu erzielen.
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Bei einer Ausführungsform kann eine OLED so beschrieben werden, dass sie eine zwischen einer Kathode und einer Anode angeordnete „organische Schicht“ aufweist. Diese organische Schicht kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten aufweisen.
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Eine OLED kann durch eine Barriereschicht gekapselt sein.
2 stellt eine organische Licht emittierende Vorrichtung 200 ohne Einschränkung schematisch dar.
2 unterscheidet sich von
1 darin, dass die organische Licht emittierende Vorrichtung eine Barriereschicht 102 beinhaltet, die sich oberhalb der Kathode 190 befindet, um sie vor schädlichen Spezies aus der Umgebung wie zum Beispiel Feuchtigkeit und Sauerstoff zu schützen. Als Barriereschicht kann ein beliebiges Material verwendet werden, das die Barrierefunktion bereitstellen kann, zum Beispiel Glas- oder organisch-anorganische Hybridschichten. Die Barriereschicht sollte direkt oder indirekt außerhalb der OLED-Vorrichtung platziert werden. Eine mehrschichtige Dünnschichtkapselung wurde in dem
US-Pat. Nr. 7,968,146 beschrieben, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin eingeschlossen ist.
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Vorrichtungen, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gefertigt werden, können in eine große Vielfalt von Konsumgütern integriert werden, in die ein oder mehrere Module (oder Einheiten) von elektronischen Bauteilen integriert sind. Zu einigen Beispielen für solche Konsumgüter zählen Flachbildschirme, Monitore, medizinische Monitore, Fernseher, Plakatwände, Leuchten für die Innen- oder Außenbeleuchtung und/oder Signaleinrichtungen, Blickfeldanzeigen, ganz oder teilweise transparente Anzeigen, flexible Anzeigen, Smartphones, Tablets, Phablets, tragbare Vorrichtungen, Smartwatches, Laptop-Computer, Digitalkameras, Camcorder, Sucher, Mikroanzeigen, 3D-Anzeigen, Fahrzeuganzeigen und Fahrzeugheckleuchten.
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Die hier beschriebenen Materialien und Strukturen können in sonstigen organischen elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, die oben aufgeführt worden sind.
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So, wie es hier verwendet wird, bedeutet „oben“ am weitesten von dem Substrat entfernt, wohingegen „unten“ dem Substrat am nächsten gelegen bedeutet. Wenn eine erste Schicht als „angeordnet über“ einer zweiten Schicht beschrieben wird, ist die erste Schicht weiter von dem Substrat entfernt angeordnet. Zwischen der ersten und zweiten Schicht können sich sonstige Schichten befinden, es sei denn, es wird angegeben, dass die erste Schicht „in Kontakt mit“ der zweiten Schicht steht. Beispielsweise kann eine Kathode als „angeordnet über“ einer Anode beschriebenen werden, obwohl sich verschiedene organische Schichten dazwischen befinden.
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So, wie es hier verwendet wird, bedeutet „lösungsverarbeitbar“ die Fähigkeit, entweder in Lösungs- oder Suspensionsform in einem flüssigen Medium gelöst, dispergiert oder transportiert und/oder aus diesem abgeschieden zu werden.
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Ein Ligand kann als „photoaktiv“ bezeichnet werden, wenn angenommen wird, dass der Ligand direkt zu den photoaktiven Eigenschaften eines emittierenden Materials beiträgt. Ein Ligand kann als „helfend“ bezeichnet werden, wenn angenommen wird, dass der Ligand nicht zu den photoaktiven Eigenschaften eines emittierenden Materials beiträgt, wenngleich ein Hilfsligand die Eigenschaften eines photoaktiven Liganden verändern kann.
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Es wird angenommen, dass die interne Quanteneffizienz (IQE) von fluoreszierenden OLEDs durch verzögerte Fluoreszenz die Spin-Statistik-Grenze von 25 % überschreiten kann. So, wie sie hierin verwendet werden, sind zwei Typen von verzögerter Fluoreszenz vorhanden, d. h., eine verzögerte Fluoreszenz vom P-Typ und eine verzögerte Fluoreszenz vom E-Typ. Die verzögerte Fluoreszenz vom P-Typ wird durch Triplett-Triplett-Annihilation (TTA) erzeugt.
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Demgegenüber stützt sich die verzögerte Fluoreszenz vom E-Typ nicht auf die Kollision zweier Tripletts, sondern vielmehr auf den Übergang zwischen den Triplett-Zuständen und den angeregten Singulett-Zuständen. Verbindungen, die in der Lage sind, eine verzögerte Fluoreszenz von E-Typ zu erzeugen, müssen sehr kleine Singulett-Triplett-Lücken aufweisen, um zwischen Energiezuständen zu konvertieren. Wärmeenergie kann den Übergang von dem Triplett-Zustand zurück in den Singulett-Zustand aktivieren. Dieser Typ der verzögerten Fluoreszenz wird auch als thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (thermally activated delayed fluorescence, TADF) bezeichnet. Eine Besonderheit von TADF besteht darin, dass die verzögerte Komponente mit steigender Temperatur zunimmt. Wenn die Geschwindigkeit des umgekehrten Intersystem-Crossing groß genug ist, um den nichtstrahlenden Zerfall aus dem Triplett-Zustand zu minimieren, kann der Anteil von wieder besetzten angeregten Singulett-Zuständen potenziell 75 % erreichen. Der gesamte Singulett-Anteil kann 100 % betragen, was die 25 % der Spin-Statistik-Grenze für elektrisch erzeugte Exzitone weit überschreitet.
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Eigenschaften einer verzögerten Fluoreszenz vom E-Typ sind in einem Exciplex-System oder in einer einzelnen Verbindung zu finden. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die verzögerte Fluoreszenz vom E-Typ erfordert, dass das lumineszierende Material eine kleine Singulett-Triplett-Energielücke aufweist (ΔES·T). Organische, nichtmetallhaltige, lumineszierende Donator-Akzeptor-Materialien können in der Lage sein, dies zu erreichen. Die Emission in diesen Materialien wird im Allgemeinen als Emission vom Donator-Akzeptor-Ladungsübertragungs(charge transfer, CT)-Typ bezeichnet. Die räumliche Trennung des HOMO und des LUMO in diesen Verbindungen vom Donator-Akzeptor-Typ führt im Allgemeinen zu einer kleinen ΔES-T. Diese Zustände können mit CT-Zuständen einhergehen. Im Allgemeinen werden lumineszierende Donator-Akzeptor-Materialien durch Verbinden einer Elektronendonator-Einheit wie zum Beispiel Amino- oder Carbazolderivaten und einer Elektronenakzeptor-Einheit wie zum Beispiel N-haltigen sechsgliedrigen aromatischen Ringen hergestellt.
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Definition von Begriffen von Substituenten
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Halogen oder Halogenid - wie es hier verwendet wird, umfasst Fluor, Chlor, Brom und Jod.
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Alkyl - wie hier verwendet, umfasst sowohl gerad- als auch verzweigtkettige Alkylgruppen. Alkyl kann Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und noch bevorzugte Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sein. Beispiele der umfassen Alkylgruppe zählen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine s-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine n-Hexylgruppe, eine n-Heptylgruppe, eine n-Octylgruppe, eine n-Nonylgruppe, eine n-Decylgruppe, eine n-Undecylgruppe, eine n-Dodecylgruppe, eine n-Tridecylgruppe, eine n-Tetradecylgruppe, eine n-Pentadecylgruppe, eine n-Hexadecylgruppe, eine n-Heptadecylgruppe, eine n-Octadecylgruppe, eine Neopentylgruppe, eine 1-Methylpentylgruppe, eine 2-Methylpentylgruppe, eine 1-Pentylhexylgruppe, eine 1-Butylpentylgruppe, eine 1-Heptyloctylgruppe und eine 3-Methylpentylgruppe. Von den Obigen werden eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine s-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine Neopentylgruppe und eine n-Hexylgruppe bevorzugt. Zusätzlich kann die Alkylgruppe gegebenenfalls substituiert sein Cycloalkyl - wie hier verwendet, umfasst cyclische Alkylgruppen. Die Cycloalkylgruppen können solche mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen sein, vorzugsweise solche mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele von Cycloalkyl umfassen Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl, 4,4-Dimethylcylcohexyl, 1-Adamantyl, 2-Adamantyl, 1-Norbornyl, 2-Norbornyl und dergleichen. Von den Obigen sind Cyclopentyl, Cyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl und 4,4-Dimethylcylcohexyl bevorzugt. Zusätzlich kann die Cycloalkylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Heteroalkyl - wie hier verwendet, umfasst eine Gruppe, die durch Ersetzen eines oder mehrerer Kohlenstoffatome in einer Alkylkette durch ein oder mehrere Heteroatome gebildet wird, aus gewählt aus ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom, einem Selenatom, einem Phosphoratom, einem Siliziumatom, einem Germaniumatom und einem Boratom. Heteroalkyl kann 1 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome und noch bevorzugter 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele für Heteroalkyl sind Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Ethoxyethyl, Methylthiomethyl, Ethylthiomethyl, Ethylthioethyl, Methoxymethoxymethyl, Ethoxymethoxymethyl, Ethoxyethoxyethyl, Hydroxymethyl, Hydroxyethyl, Hydroxypropyl, Mercaptomethyl, Mercaptoethyl, Mercaptopropyl, Aminomethyl, Aminoethyl, Aminopropyl, Dimethylaminomethyl, Trimethylsilyl, Dimethylethylsilyl, Dimethylisopropylsilyl, t-Butyldimethylsilyl, Triethylsilyl, Triisopropylsilyl, Trimethylsilylmethyl, Trimethylsilylethyl und Trimethylsilylisopropyl. Zusätzlich kann die Heteroalkylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Alkenyl - wie hier verwendet, umfasst sowohl gerad- als auch verzweigtkettige Alkengruppen. Alkenylgruppen können solche mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen sein, vorzugsweise solche mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Alkenyl Vinyl, 1-Propenyl-Gruppe, 1-Butenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, 1,3-Butandienyl, 1-Methylvinyl, Styryl, 2,2-Diphenylvinyl, 1,2-Diphenylvinyl, 1-Methylallyl, 1,1-Dimethylallyl, 2-Methylallyl, 1-Phenylallyl, 2-Phenylallyl, 3-Phenylallyl, 3,3-Diphenylallyl, 1,2-Dimethylallyl, 1-Phenyl-1-butenyl, 3-Phenyl-1-butenyl, Cyclopentenyl, Cyclopentadienyl, Cyclohexenyl, Cycloheptenyl, Cycloheptatrienyl, Cyclooctenyl, Cyclooctatetraenyl und Norbornenyl. Zusätzlich kann die Alkenylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Alkynyl - wie hier verwendet, umfasst sowohl gerad- als auch verzweigtkettige Alkingruppen. Alkynylgruppen können 2 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome, aufweisen. Beispiele für Alkynylgruppen umfassen Ethinyl, Propinyl, Propargyl, 1-Butinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, 1-Pentinyl, 2-Pentinyl, 3,3-Dimethyl-1-butinyl, 3-Ethyl-3-methyl-1-pentinyl, 3,3-Diisopropyl-1-pentinyl, Phenylethinyl, Phenylpropinyl, usw. Von den oben genannten sind Ethinyl, Propinyl, Propargyl, 1-Butinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, 1-Pentinyl und Phenylethinyl bevorzugt. Zusätzlich kann die Alkynylgruppe gegebenenfalls substituiert sein
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Aryl oder aromatische Gruppe - wie hier verwendet, umfasst nichtkondensierte und kondensierte Systeme. Bevorzugte Arylgruppen sind solche mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, noch bevorzugter 6 bis 12 Kohlenstoffatomen. Beispiele für die Arylgruppe umfassen Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Triphenylen, Tetraphenylen, Naphthalin, Anthracen, Phenalen, Phenanthren, Fluoren, Pyren, Chrysen, Perylen und Azulen, bevorzugt Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Triphenylen, Fluoren und Naphtalin. Beispiele der nichtkondensierten Arylgruppen umfassen Phenyl, Biphenyl-2-yl, Biphenyl-3-yl, Biphenyl-4-yl, p-Terphenyl-4-yl, p-Terphenyl-3-yl, p-Terphenyl-2-yl, m-Terphenyl-4-yl, m-Terphenyl-3-yl, m-Terphenyl-2-yl, o-Tolyl, m-Tolyl, p-Tolyl, p-(2-Phenylpropyl)phenyl, 4'-Methylbiphenylyl, 4"-t-Butyl-p-terphenyl-4-yl, o-Cumenyl m-Cumenyl, p-Cumenyl, 2,3-Xylyl, 3,4-Xylyl, 2,5-Xylyl, Mesityl und eine m-Quarterphenyl. Zusätzlich kann die Arylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Heterocyclische Gruppe oder Heterocyclus - wie hier verwendet, umfasst nichtaromatische cyclische Gruppen. Nicht-aromatische heterozyklische Gruppen umfassen gesättigte heterozyklische Gruppen mit 3 bis 20 Ringatomen und ungesättigte nicht-aromatische heterozyklische Gruppen mit 3 bis 20 Ringatomen, wobei mindestens ein Ringatom aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom, einem Selenatom, einem Siliziumatom, einem Phosphoratom, einem Germaniumatom und einem Boratom ausgewählt ist. Bevorzugte nicht-aromatische heterocyclische Gruppen sind solche mit 3 bis 7 Ringatomen, von denen jede mindestens ein Heteroatom wie Stickstoff, Sauerstoff, Silizium oder Schwefel enthält. Beispiele für nichtaromatische heterocyclische Gruppen sind Oxiranyl, Oxetanyl, Tetrahydrofuranyl, Tetrahydropyranyl, Dioxolanyl, Dioxanyl, Aziridinyl, Dihydropyrrolyl, Tetrahydropyrrolyl, Piperidinyl, Oxazolidinyl, Morpholinyl, Piperazinyl, Oxepinyl, Thiepinyl, Azepinyl und Tetrahydrosilolyl. Zusätzlich kann die heterocyclische Gruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Heteroaryl - wie hier verwendet, umfasst nichtkondensierte und kondensierte heteroaromatische Gruppen, umfassend 1 bis 5 Heteroatome, wobei mindestens ein Heteroatom ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Stickstoffatom, einem Sauerstoffatom, einem Schwefelatom, einem Selenatom, einem Siliziumatom, einem Phosphoratom, einem Germaniumatom und einem Boratom. Eine heteroaromatische Gruppe wird auch als Heteroaryl bezeichnet. Heteroaryl kann eine Gruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Gruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und noch bevorzugter eine Gruppe mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen sein. Geeignete Heteroarylgruppen umfassen Dibenzothiophen, Dibenzofuran, Dibenzoselenophen, Furan, Thiophen, Benzofuran, Benzothiophen, Benzoselenophen, Carbazol, Indolocarbazol, Pyridylindol, Pyrrolodipyridin, Pyrazol, Imidazol, Triazol, Oxazol, Thiazol, Oxadiazol, Oxatriazol, Dioxazol, Thiadiazol, Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Triazin, Oxazin, Oxathiazin, Oxadiazin, Indol, Benzimidazol, Indazol, Indoxazin, Benzoxazol, Benzisoxazol, Benzothiazol, Chinolin, Isochinolin, Cinnolin, Chinazolin, Chinoxalin, Naphthyridin, Phthalazin, Pteridin, Xanthen, Acridin, Phenazin, Phenothiazin, Benzofuropyridin, Furodipyridin, Benzothienopyridin, Thienodipyridin, Benzoselenophenopyridin und Selenophenodipyridin, bevorzugt Dibenzothiophen, Dibenzofuran, Dibenzoselenophen, Carbazol, Indolocarbazol, Imidazol, Pyridin, Triazin, Benzimidazol, 1,2-Azaborin, 1,3-Azaborin, 1,4-Azaborin, Borazin und Aza-Analoga davon. Zusätzlich kann die Heteroarylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Alkoxy - wie hier verwendet, wird durch -O-Alkyl, -O-Cycloalkyl, -O-Heteroalkyl oder -O-heterocyclische Gruppe dargestellt. Beispiele und bevorzugte Beispiele für Alkyl-, Cycloalkyl-, Heteroalkyl- und heterocyclische Gruppen sind die gleichen wie die oben beschriebenen. Alkoxygruppen können solche mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sein, vorzugsweise solche mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Alkoxygruppen sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Cyclopropyloxy, Cyclobutyloxy, Cyclopentyloxy, Cyclohexyloxy, Tetrahydrofuranyloxy, Tetrahydropyranyloxy, Methoxypropyloxy, Ethoxyethyloxy, Methoxymethyloxy und Ethoxymethyloxy. Zusätzlich kann die Alkoxygruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Aryloxy - wie hier verwendet wird dargestellt durch -O-Aryl oder -O-heteroaryl. Beispiele und bevorzugte Beispiele hierfür sind dieselben wie die oben beschriebenen Aryloxygruppen können 6 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, enthalten. Beispiele für Aryloxygruppen sind Phenoxy und Biphenyloxy. Außerdem kann die Aryloxygruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Arylalkyl - wie hier verwendet, umfasst Alkyl, das mit einer Arylgruppe substituiert ist. Arylalkyl kann 7 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 7 bis 20 Kohlenstoffatome und noch bevorzugter 7 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele für Arylalkylgruppen umfassen Benzyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, 1-Phenylisopropyl, 2-Phenylisopropyl, Phenyl-t-butyl, alpha-Naphthylmethyl, 1-alpha-Naphthylethyl, 2-alpha-Naphthylethyl, 1-alpha-Naphthylisopropyl, 2-alpha-Naphthylisopropyl, beta-Naphthylmethyl, 1-beta-Naphthylethyl, 2-beta-Naphthylethyl, 1-beta-Naphthylisopropyl, 2-beta-Naphthylisopropyl, p-Methylbenzyl, m-Methylbenzyl, o-Methylbenzyl, p-Chlorbenzyl, m-Chlorbenzyl, o-Chlorbenzyl, p-Brombenzyl, m-Brombenzyl, o-Brombenzyl, p-lodbenzyl, m-lodbenzyl, o-lodbenzyl, p-Hydroxybenzyl, m-Hydroxybenzyl, o-Hydroxybenzyl, p-Aminobenzyl, m-Aminobenzyl, o-Aminobenzyl, p-Nitrobenzyl, m-Nitrobenzyl, o-Nitrobenzyl, p-Cyanobenzyl, m-Cyanobenzyl, o-Cyanobenzyl, 1-Hydroxy-2-phenylisopropyl, und 1-Chlor-2-phenylisopropyl. Von den oben genannten Gruppen sind Benzyl, p-Cyanobenzyl, m-Cyanobenzyl, o-Cyanobenzyl, 1-Phenylethyl, 2-Phenylethyl, 1-Phenyfisopropyl und 2-Phenylisopropyl bevorzugt. Zusätzlich kann die Arylalkylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Alkylsilyl - wie hier verwendet, umfasst eine Silylgruppe, die mit einer Alkylgruppe substituiert ist. Alkylsilylgruppen können solche mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen sein, vorzugsweise solche mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Alkylsilylgruppen umfassen Trimethylsilyl, Triethylsilyl, Methyldiethylsilyl, Ethyldimethylsilyl, Tripropylsilyl, Tributylsilyl, Triisopropylsilyl, Methyldiisopropylsilyl, Dimethylisopropylsilyl, Tri-t-butylsilyl, Triisobutylsilyl, Dimethyl-t-butylsilyl und Methyldi-t-butylsilyl. Zusätzlich kann die Alkylsilylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Arylsilyl - wie hier verwendet, umfasst eine Silylgruppe, die mit einer Arylgruppe substituiert ist. Arylsilylgruppen können solche mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen sein, vorzugsweise solche mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Arylsilylgruppen umfassen Triphenylsilyl, Phenyldibiphenylylsilyl, Diphenylbiphenylsilyl, Phenyldiethylsilyl, Diphenylethylsilyl, Phenyldimethylsilyl, Diphenylmethylsilyl, Phenyldiisopropylsilyl, Diphenylisopropylsilyl, Diphenylbutylsilyl, Diphenylisobutylsilyl, Diphenyl-t-butylsilyl. Zusätzlich kann die Arylsilylgruppe gegebenenfalls substituiert sein.
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Der Begriff „Aza“ in Azadibenzofuran, Azadibenzothiophen usw. bedeutet, dass eine oder mehrere der C-H-Gruppen in dem jeweiligen aromatischen Fragment durch ein Stickstoffatom ersetzt sind. Beispielsweise umfasst Dibenzo[f,h]chinoxalin, Dibenzo[f,h]chinolin und sonstige Analoga mit zwei oder mehr Stickstoffen in dem Ringsystem. Ein Fachmann kann sich leicht sonstige Stickstoffanaloga der oben beschriebenen Aza-Derivate vorstellen, und alle diese Analoga sollen in den hierin dargelegten Begriffen eingeschlossen sein.
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In der vorliegenden Offenbarung bedeutet, sofern nicht anders definiert, wenn ein beliebiger Begriff der Gruppe, bestehend aus substituiertem Alkyl, substituiertem Cycloalkyl, substituiertem Heteroalkyl, substituierte heterozyklischen Gruppe, substituiertem Arylalkyl, substituiertem Alkoxy, substituiertem Aryloxy, substituiertem Alkenyl, substituiertem Alkynyl, substituiertem Aryl, substituiertem Heteroaryl, substituiertem Alkylsilyl, substituiertem Arylsilyl, substituiertem Amino, substituiertem Acyl, substituiertem Carbonyl, einer substituierten Carbonsäuregruppe, einer substituierten Estergruppe, substituiertem Sulfinyl, substituiertem Sulfonyl und substituiertem Phosphino, verwendet wird, dass eine beliebige Gruppe aus Alkyl, Cycloalkyl, Heteroalkyl, heterozyklischer Gruppe, Arylalkyl, Alkoxy, Aryloxy, Alkenyl, Alkynyl, Aryl, Heteroaryl, Alkylsilyl, Arylsilyl, Amin, Acyl, Carbonyl, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, Sulfinyl, Sulfonyl und Phosphino mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein kann, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Deuterium, Halogen, unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer unsubstituierten heterozyklischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, unsubstituiertem Arylalkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, unsubstituiertem Amino mit 0 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Sulfanylgruppe, eine Sulfinylgruppe, eine Sulfonylgruppe, eine Phosphinogruppe und Kombinationen davon.
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Es versteht sich, dass, wenn ein Molekülfragment als Substituent oder auf andere Weise an eine andere Einheit gebunden beschrieben wird, dessen Name so geschrieben werden kann, als wäre es ein Fragment (z. B. Phenyl, Phenylen, Naphthyl, Dibenzofuryl) oder als wäre es das gesamte Molekül (z. B. Benzol, Naphthalin, Dibenzofuran). So, wie sie hierin verwendet werden, werden diese verschiedenen Bezeichnungsweisen eines Substituenten oder eines gebundenen Fragments als gleichwertig betrachtet.
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In den in der vorliegenden Offenbarung genannten Verbindungen können die Wasserstoffatome teilweise oder vollständig durch Deuterium ersetzt sein. Sonstige Atome wie zum Beispiel Kohlenstoff und Stickstoff können ebenfalls durch ihre sonstigen stabilen Isotope ersetzt sein. Der Ersatz durch sonstige stabile Isotope in den Verbindungen kann aufgrund deren Verbesserungen der Effizienz und Stabilität der Vorrichtung bevorzugt werden.
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In den in der vorliegenden Offenbarung genannten Verbindungen beziehen sich Mehrfachsubstitutionen auf einen Bereich, umfassend eine Di-Substitution bis hin zu den maximal verfügbaren Substitutionen. Wenn eine Substitution in den in der vorliegenden Offenbarung genannten Verbindungen Mehrfachsubstitutionen (einschließlich Di-, Tri-, Tetra-Substitutionen usw.) darstellt, bedeutet dies, dass der Substituent an einer Mehrzahl von verfügbaren Substitutionspositionen auf seiner Verknüpfungsstruktur vorhanden sein kann, wobei die Substituenten, die an einer Mehrzahl von verfügbaren Substitutionspositionen vorhanden sind, dieselbe Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen können.
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In den in der vorliegenden Offenbarung genannten Verbindungen können benachbarte Substituenten in den Verbindungen nicht miteinander verbunden werden, dass sie einen Ring bilden, es sei denn, es ist ausdrücklich anders definiert, zum Beispiel das benachbarte Substituenten gegebenenfalls so verbunden werden können, dass sie einen Ring bilden. In den Verbindungen, die in der vorliegenden Offenbarung erwähnt werden, schließt der Ausdruck, dass benachbarte Substituenten optional verbunden sein können, um einen Ring zu bilden, den Fall ein, dass benachbarte Substituenten verbunden sein können, um einen Ring zu bilden, und den Fall, dass benachbarte Substituenten nicht verbunden sind, um einen Ring zu bilden. Wenn benachbarte Substituenten optional verbunden werden können, um einen Ring zu bilden, kann der gebildete Ring monozyklisch oder polyzyklisch sein, sowie alizyklisch, heteroalizyklisch, aromatisch oder heteroaromatisch. In diesem Zusammenhang können sich benachbarte Substituenten auf Substituenten beziehen, die an dasselbe Atom gebunden sind, auf Substituenten, die an Kohlenstoffatome gebunden sind, die direkt aneinander gebunden sind, oder auf Substituenten, die an Kohlenstoffatome gebunden sind, die weiter voneinander entfernt sind. Vorzugsweise beziehen sich benachbarte Substituenten auf Substituenten, die an dasselbe Kohlenstoffatom gebunden sind, und auf Substituenten, die an Kohlenstoffatome gebunden sind, die direkt aneinander gebunden sind.
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In der vorliegenden Offenbarung steht die Anzahl der Ringatome für die Anzahl der Atome, die den Ring selbst einer Verbindung bilden, die eine Struktur aufweist, in der Atome in Form eines Rings gebunden sind (z. B. eine monocyclische Verbindung, eine kondensierte Ringverbindung, eine vernetzte Verbindung, eine carbocyclische Verbindung und eine heterocyclische Verbindung). Wenn der Ring durch einen Substituenten substituiert ist, werden die im Substituenten enthaltenen Atome nicht in die Anzahl der Ringatome einbezogen. Die hier angegebene „Anzahl der Ringatome“ hat die gleiche Bedeutung, sofern nicht anders angegeben. Zum Beispiel ist die Anzahl der Ringatome von
4, wobei • die Position ist, in der Ring A verbunden ist. Die Anzahl der Ringatome von
ist 5. Die Anzahl von Ringatomen von
ist 6. Die Anzahl von Ringatomen von
ist 11.
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Der Ausdruck, dass benachbarte Substituenten gegebenenfalls so verbunden werden können, dass sie einen Ring ausbilden, soll darüber hinaus bedeuten, dass zwei an dasselbe Kohlenstoffatom gebundene Substituenten über eine chemische Bindung so miteinander verbunden werden, dass sie einen Ring ausbilden, was durch die folgende Formel beispielhaft dargestellt werden kann:
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Der Ausdruck, dass benachbarte Substituenten gegebenenfalls zu einem Ring verbunden werden können, soll auch bedeuten, dass zwei an direkt aneinander gebundene Kohlenstoffatome gebundene Substituenten über eine chemische Bindung miteinander verbunden werden, dass sie einen Ring bilden, was beispielhaft durch die folgende Formel dargestellt werden kann:
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Des Weiteren soll der Ausdruck, dass benachbarte Substituenten gegebenenfalls zur Bildung eines Ringes verbunden werden können, darüber hinaus bedeuten, dass in dem Fall, in dem einer der beiden an Kohlenstoffatome gebundenen Substituenten, die direkt aneinander gebunden sind, Wasserstoff darstellt, der zweite Substituent an einer Position gebunden ist, an der das Wasserstoffatom gebunden ist, wodurch ein Ring ausgebildet wird. Dies wird durch die folgende Formel beispielhaft dargestellt:
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Verbindung offenbart mit einer Struktur, dargestellt durch die Formel 1:
wobei
L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus
oder
oder einer beliebigen Kombination davon;
Ring AA eine konjugierte Struktur mit 4 bis 30 Ringatomen und mindestens einer Intra-Ring-Doppelbindung ist;
n, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 10;
Y, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus CR
L und N;
Ring A, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ein 5-gliedriger heterocyclischer Ring ist und der 5-gliedrige heterocyclische Ring eine Intra-Ring-Doppelbindung, mindestens ein N-Atom und mindestens ein W umfasst; W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus O, S, Se und NR
N;
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
R und R
L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, eine Monosubstitution, Mehrfachsubstitution oder Nichtsubstitution darstellen;
R, R', R'', R''', R
L und R
N, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn L ausgewählt ist aus
und n = 0, mindestens einer der Substituenten R und R
N eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R, R
L gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; wenn benachbarte Substituenten R
L verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 4 Ringatome aufweist; und wenn benachbarte Substituenten R verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 6 Ringatome aufweist.
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Wenn n = 0 ist, was bedeutet, dass L nicht existiert, d.h. wenn die beiden Ringe in Formel 1 direkt durch eine Doppelbindung verbunden sind, wird eine Struktur der Formel 1-1 gebildet:
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In dieser Ausführungsform soll ''wenn L aus
gewählt ist und n = 0, mindestens einer der Substituenten R und R
N eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist" bedeuten, dass, wenn die Formel 1 die Struktur der Formel 1-1 aufweist, mindestens einer der Substituenten in der Substituentengruppe, die aus R und R
N besteht, eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist, wenn R bei jedem Auftreten identisch oder unterschiedlich eine Monosubstitution, eine Mehrfachsubstitution oder eine Nichtsubstitution darstellt. Offensichtlich muss die vorhergehende Substituentengruppe immer noch die Bedingung erfüllen, dass mindestens ein Substituent eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist, wenn eine bestimmte Gruppe von R und R
N nicht existiert.
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In dieser Ausführungsform soll ''L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus
oder jeder Kombination davon'' bedeuten, dass L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus
einer Kombination aus
und
, einer Kombination aus
und
, oder einer Kombination aus
und
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Hierbei bedeutet „benachbarte Substituenten R'', R''' können gegebenenfalls verbunden werden, um einen Ring zu bilden“, dass die Substituenten R'' und R''' verbunden werden können, um einen Ring zu bilden, wenn X aus CR''R''' ausgewählt ist. Wenn die Substituenten R'' und R''' miteinander verbunden sind, um einen Ring zu bilden, kann der resultierende Ring 4 Ringatome oder 5 Ringatome haben. Natürlich ist es auch möglich, dass keiner der Substituenten R'' und R''' einen Ring bildet.
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Hierbei bedeutet „benachbarte Substituenten R, RL. können gegebenenfalls verbunden werden, um einen Ring zu bilden“, dass für Gruppen benachbarter Substituenten, zum Beispiel Substituenten R, Substituenten RL und Substituenten R und RL, eine oder mehrere dieser Substituentengruppen verbunden werden können, um einen Ring zu bilden. Wenn benachbarte Substituenten RL verbunden sind, um einen Ring zu bilden, weist der resultierende Ring mindestens 4 Ringatome auf; und wenn benachbarte Substituenten R verbunden sind, um einen Ring zu bilden, weist der resultierende Ring mindestens 6 Ringatome auf. Benachbarte Substituenten R und RL können zufällig miteinander verbunden werden, um einen Ring zu bilden. Natürlich ist es möglich, dass keiner dieser Substituenten zu einem Ring verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei mindestens einer der Substituenten R, RL und RN eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist; vorzugsweise mindestens einer von R und RL eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
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In dieser Ausführungsform bedeutet „wobei mindestens einer der Substituenten R, RL und RN eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist“, dass, wenn W aus NRN ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R, RL und RN eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist; und wenn W aus O, S und Se ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R und RL eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
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In dieser Ausführungsform soll „wobei die Substituenten R, RL und RN jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind“ bedeuten, dass, wenn R und RL, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, eine Monosubstitution, Mehrfachsubstitution oder Nichtsubstitution darstellen, mindestens ein Substituent in der Substituentengruppe bestehend aus R, RL und RN eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist. Wenn ein bestimmter Substituent aus R, RL und RN nicht vorhanden ist, muss die vorhergehende Substituentengruppe natürlich immer noch die Bedingung erfüllen, dass mindestens ein Substituent eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist. Zum Beispiel, wenn W aus O, S und Se ausgewählt ist, ist mindestens einer der Substituenten R und RL eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''', RL und RN jeweils eine Gruppe sind mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei Ring A CR enthält und R eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei
mit beiden Seiten von L in Formel 1 verbunden ist und, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus einer der durch Formel 2 bis Formel 5 dargestellten Strukturen:
wobei in Formel 2 bis Formel 5,
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, S, Se und NR
N;
R, R', R'', R''' und R
N, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer von R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring mit mindestens 6 Ringatomen zu bilden; und
** eine Position darstellt, in der Formel 2 bis Formel 5 mit L in Formel 1 verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''' und RN jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus Strukturen der Formel 6 und der Formel 6A und Kombinationen davon:
wobei in Formel 6 und Formel 6A,
n, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 10,
Y und Z, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus CR
L oder N;
R
L, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertemm oder unsubstituieres Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
benachbarte Substituenten R
A und R
B gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden
benachbarte Substituenten R
L gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring mit 4 oder mehr Ringatomen zu bilden; und
# und ## Positionen darstellen, in denen Formel 6 und Formel 6A mit dem Ring A oder L in Formel 1 verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Subsituenten RA, RB und RL eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei n, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10; und M, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus 1, 2, 3 und 4.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei L
ist, n 0 ist und die Verbindung eine der Strukturen aufweist, dargestellt durch die Formel I bis Formel XVI:
wobei in der Formel I bis Formel XVI
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
W, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus O, S, Se und NR
N;
R, R', R'', R''', R
L und R
N, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
mindestens einer der Substituenten R und R
N eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring mit mindestens 6 Ringatomen zu bilden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Verbindung einer der folgenden Strukturen aufweist:
wobei
X, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
W, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus O, S, Se und NR
N;
R, R', R'', R''', R
L und R
N, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
mindestens einer der Substituenten R und R
N eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring mit mindestens 6 Ringatomenzu bilden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''' und RN jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, weist die Verbindung eine der Strukturen auf, dargestellt durch die Formel LI und Formel LIA:
wobei in Formel LI und Formel LIA,
Y und Z, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus CRL und N;
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, S, Se und NR
N;
R
A, R
B, R, R', R'', R''', R
L, R
N und R
NJ, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
benachbarte Substituenten R, R
L gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; wenn benachbarte Substituenten R
L verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 4 Ringatome aufweist; und wenn benachbarte Substituenten R verbunden sind, um einen Ring zu bilden, der resultierende Ring mindestens 6 Ringatome aufweist.
-
Vorzugsweise, ist mindestens einer der Substituenten R, RL und RN eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe.
-
Hierbei gibt
in einer Strukturformel an, dass die Struktur eine cis-Konfiguration und eine trans-Konfiguration aufweist. Nimmt man
als ein Beispiel, sind, wenn in der Formel LI zwei R identisch sind, zwei Y identisch sind und zwei X identisch sind, die folgenden Strukturen umfasst:
oder
wenn mindestens ein Paar von zwei R (bezeichnet als R
1 und R
2; R
1 und R
2 können identisch oder verschieden sein), und/oder zwei Y (bezeichnet als Y
1 und Y
2; Y
1 und Y
2 können identisch oder verschieden sein), und/oder zwei X (bezeichnet als X
1 und X
2; X
1 und X
2 können identisch oder verschieden sein) in der Formel LI verschieden sind, sind die folgenden Strukturen umfasst:
oder
oder
oder
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten RA, Ra, R, R', R'', R''', RL und RN jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, RL nicht verbunden sind um einen Ring zu bilden. Zum Beispiel sind die Substituenten R und R, die Substituenten RL und RL und die Substituenten R und RL nicht verbunden um einen Ring zu bilden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Verbindung die Struktur aufweist, dargestellt durch die Formel II-I:
wobei
K, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, S, Se und CR
AR
B;
X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Se, NR' und CR''R''';
W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, S, Se und NR
N;
J, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, S, Se und NR
NJ;
vorzugsweise J, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus NR
NJ;
R
A, R
B, R, R', R'', R''', R
L, R
N und R
NJ, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
benachbarte Substituenten R
A und R
B gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
in der Formel II-I, wenigstens einer Substituenten R
A, R
B, R
N und R
NJ eine Gruppe mit wenigstens einer elektronenziehenden Gruppe ist und/oder mindestens eines von K O ist;
wenn X aus NR' oder CR''R''' ausgewählt ist, mindestens einer der Substituenten R', R'' und R''' eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist;
benachbarte Substituenten R'', R''' gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei in Formel IIl, mindestens einer der Substituenten RA, RB, RN und RNJ eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist und/oder mindestens eines von K O ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei Y, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus CRL oder N ausgewählt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei Y, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus CRL ausgewählt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus CR''R''' ausgewählt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus O, S oder Se ausgewählt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus O oder S ausgewählt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei W O ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei W, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus NRN, und RN, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertes oder unsubstituiertes Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei RN bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei mindestens einer von R eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei jeder von R', R'', R''', RL, RN end RNJ eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei mindestens einer von R eine monosubstituierten oder Mehrfachsubstitution darstellt und mindestens eines von R eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei mindestens einer von R ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituierten Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituierten Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei mindestens einer von R substituiertes Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe, substituiertes Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe oder Kombinationen davon ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei R, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei R, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Kombinationen davon; und
vorzugsweise R, bei jedem Auftreten, Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, das mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe substituiert ist, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, das mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe substituiert ist, oder Kombinationen davon ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Hammett-Konstante der elektronenziehenden Gruppe größer als oder gleich 0,05, vorzugsweise größer als oder gleich 0,3 und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,5 ist.
-
In der vorliegenden Offenbarung ist der Wert der Hammett-Substituentenkonstante der elektronenziehenden Gruppe größer als oder gleich 0,05, beispielsweise größer als oder gleich 0,1 oder größer als oder gleich 0,2, vorzugsweise größer als oder gleich 0,3 und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,5. Die elektronenziehende Fähigkeit ist stark, was das LUMO-Energieniveau der Verbindung deutlich reduzieren und die Wirkung der Verbesserung der Ladungsmobilität erzielen kann.
-
Es sollte festgehalten werden, dass der Wert der Hammett-Substituentenkonstante para- und/oder meta-Hammett-Substituentenkonstanten einschließt. Solange sowohl die para-Konstante als auch die meta-Konstante größer als 0 sind und eine der para-Konstante und meta-Konstante größer als oder gleich 0,05 ist, kann der Substituent als die in der vorliegenden Offenbarung ausgewählte Gruppe verwendet werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe, einer aza-aromatischen Ringgruppe oder einer der folgenden Gruppen, die mit einem oder mehreren der folgenden Gruppen substituiert sind: Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe und einer aza-aromatischen Ringgruppe: Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, SF5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe, einer aza-aromatischen Ringgruppe oder einer der folgenden Gruppen, die mit einem oder mehreren der folgenden Elemente substituiert sind: Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe und einer aza-aromatischen Ringgruppe: Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Fluor, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Estergruppe, SF5, einer Boranylgruppe, einer aza-aromatischen Ringgruppe und jeder der folgenden Gruppen, substituiert mit einem oder mehreren aus: Fluor, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, CF3, OCF3, SCF3 und aza-aromatischen Ringgruppe: Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluor, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Estergruppe, SF5, einer Boranylgruppe, einer aza-aromatischen Ringgruppe und einer der folgenden Gruppen, substituiert mit einem oder mehreren der folgenden: Fluor, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, CF3, OCF3, SCF3 und einer aza-aromatischen Ringgruppe: Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluor, SF5, einer Boranylgruppe, einer Pyridylgruppe, einer Pyrimidinylgruppe, einer Imidazolylgruppe, einer Thiazolylgruppe, einer Oxazolylgruppe, einer Triazinylgruppe und jeder der folgenden Gruppen substituiert durch eines oder mehrere von Fluor, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, CF3, OCF3, SCF3, einer Pyridylgruppe, einer Pyrimidinylgruppe, einer Imidazolylgruppe, einer Thiazolylgruppe, einer Oxazolylgruppe und einer Triazinylgruppe: einer Phenylgruppe, einer Biphenylgruppe, einer Naphthylgruppe, einer Phenanthrylgruppe, einer Anthrylgruppe, einer Pyridygruppe, einer Pyrimidinylgruppe und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: jeder der folgenden Gruppen substituiert durch eines oder mehrere aus Fluor SF5, CF3, OCF3 und SCF3: eine Phenylgruppe, eine Biphenylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Phenanthrylgruppe, eine Anthrylgruppe, eine Pyridygruppe, eine Pyrimidinylgruppe und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus jeder der folgenden Gruppen, substituiert durch eines oder mehrere aus Fluor, SF5, CF3, OCF3, SO2CF3 und SCF3: Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die elektronenziehende Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, CHF2, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, einer Pyrimidinylgruppe, einer Triazinylgruppe und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus den folgenden Strukturen:
wobei V, U und T, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus CR
vR
u, NR
v, O, S und Se;
wobei Ar, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen;
wobei R
1, Q, R
a, R
b, R
c, R
d, R
e, R
f, R
g, R
h, R
v und R
u, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF
5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorsogruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon;
vorzugsweise R
1, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF
3, OCF
3, SF
5, SO
2CF
3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorophenyl, 4-Cyanotetrafluorophenyl, Tetrafluorpyridyl, einer Pyrimidinylgruppe, einer Triazinylgruppe und Kombinationen davon;
wobei Q eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist und für jede der vorhergehenden Strukturen, wenn eines oder mehrere von R
a, R
b, R
c, R
d, R
e, R
f, R
g, R
h, R
v und R
u auftreten, mindestens eines von R
a, R
b, R
c, R
d, R
e, R
f, R
g, R
h, R
v und R
u eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ist; vorzugsweise die Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF
3, OCF
3, SF
5, S02CF
3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorphenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, Tetrafluorpyridyl, einer Pyrimidinylgruppe, einer Triazinylgruppe und Kombinationen davon;
benachbarte Substituenten R
1, R
a R
b, R
c, R
d, R
e, R
f, R
g, R
h, R
v und R
u gegebenenfalls verbunden sein können, um einen Ring zu bilden; und
* eine Position darstellt, in der X mit den vorangehenden Strukturen mit dem Ring A in Formel 1 verbunden ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei R1, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, Pentafluorophenyl, 4-Cyanotetrafluorophenyl, Tetrafluorpyridyl, einer Pyrimidinylgruppe, einer Triazinylgruppe und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei X, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Strukturen:
und
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei X ausgewählt ist aus
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei R, RL, RN und RNJ bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Wasserstoff, Deuterium, Halogen, einer Nitrosogruppe, einer Nitrogruppe, einer Acylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbonsäuregruppe, einer Estergruppe, einer Cyanogruppe, einer Isocyanogruppe, SCN, OCN, SF5, einer Boranylgruppe, einer Sulfinylgruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Phosphorosogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Sulfanylgruppe, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl mit 3 bis 20 Ringkohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe mit 3 bis 20 Ringatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aralkyl mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryloxy mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkynyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Alkylsilyl mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, substituiertem oder unsubstituiertem Arylsilyl mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei R, RL, RN und RNJ, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
- Wasserstoff, Deuterium, einer Methylgruppe, einer Isopropylgruppe, NO2, SO2CH3, SCF3, C2F5, OC2F5, Diphenylmethylsilyl, einer Phenylgruppe, Methoxyphenyl, p-Methylphenyl, 2,6-Diisopropylphenyl, einer Biphenylylgruppe, Polyfluorphenyl, Difluopyridyl, Nitrophenyl, Dimethylthiazolyl, CN, eine Vinylgruppe, substituiert mit einem oder mehreren von CN oder CF3, eine Acetenylgruppe, substituiert mit einem von CN oder CF3, Dimethylphosphoryl, Diphenylphosphoryl, F, CF3, OCF3, SF5, SO2CF3, eine Cyanogruppe, eine Isocyanogruppe, SCN, OCN, Trifluormethylphenyl, Trifluormethoxyphenyl, Bis(trifluormethyl)phenyl, Bis(trifluormethoxy)phenyl, 4-Cyanotetrafluorphenyl, eine Phenyl- oder Biphenylylgruppe, die mit einem oder mehreren der Elemente F, CN oder CF3 substituiert ist, Tetrafluorpyridyl, eine Pyrimidinylgruppe, eine Triazinylgruppe, eine Pyridylgruppe, Diphenylboryl, Phenoxaborin und Kombinationen davon.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei R, R
L, R
N und R
NJ, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Strukturen:
wobei
eine Position darstellt, in der R mit den vorangehenden Strukturen mit der Formel 1 verbunden ist und eine Position, in der R
L mit den vorangehenden Strukturen mit L verbunden ist;
stellt ferner eine Position dar, in der R
NJ. mit N verbunden ist, wenn J aus NR
NJ ausgewählt ist; und
stellt ferner eine Position dar, in der R
N mit N verbunden ist, wenn W aus NR
N ausgewählt ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei R, R
L, R
N und R
NJ, bei jedem Auftreten identisch oder verschieden, aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus:
wobei
eine Position darstellt, in der R mit den vorangehenden Strukturen mit der Formel 1 verbunden ist und eine Position, in der R
L mit den vorangehenden Strukturen mit L verbunden ist;
ferner eine Position darstellt, in der R
NJ mit N verbunden ist, wenn J aus NR
NJ ausgewählt ist; und
ferner eine Position darstellt, in der R
N mit N verbunden ist, wenn W aus NR
N ausgewählt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''', RL, RN, RNJ, RA und RB jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''' jeweils eine Gruppe mit mindestens einer elektronenziehenden Gruppe sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Substituenten R, R', R'', R''', RL, RN, RNJ, RA und RB Gruppen sind, die keine elektronenreichen Gruppen enthalten, und Beispiele für elektronenreiche Gruppen sind substituierte oder substituierte Aminogruppen. Wenn die Substituenten elektronenreiche Gruppen enthalten, wird das LUMO-Energieniveau flacher als das LUMO-Energieniveau, wenn die Substituenten elektronenziehende Gruppen enthalten, was der Injektion von Löchern nicht förderlich ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Verbindung 1-1 bis Verbindung 1-114, Verbindung II-1 bis Verbindung II-108, Verbindung III-1 bis Verbindung 111-108, Verbindung IV-1 bis Verbindung IV-108, Verbindung V-1 bis Verbindung V-108, Verbindung VI-1 bis Verbindung VI-108, Verbindung VII-1 bis Verbindung VII-108, Verbindung VIII-1 bis Verbindung VIII-108, Verbindung IX-1 bis Verbindung IX-108, Verbindung X-1 bis Verbindung X-108, Verbindung XI-1 bis Verbindung XI-108, Verbindung XII-1 bis Verbindung XII-108, Verbindung XIII-1 bis Verbindung XIII-108, Verbindung XIV-1 bis Verbindung XIV-108, Verbindung XV-1 bis Verbindung XV-108 und Verbindung XVI-1 bis Verbindung XVI-108, wobei die spezifischen Strukturen der Verbindung 1-1 bis Verbindung 1-114, Verbindung II-1 bis Verbindung II-108, Verbindung 111-1 bis Verbindung 111-108, Verbindung IV-1 bis Verbindung IV-108, Verbindung V-1 bis Verbindung V-108, Verbindung VI-1 bis Verbindung VI-108, Verbindung VII-1 bis Verbindung VII-108, Verbindung VIII-1 bis Verbindung VIII-108, Verbindung IX-1 bis Verbindung IX-108, Verbindung X-1 bis Verbindung X-108, Verbindung XI-1 bis Verbindung XI-108, Verbindung XII-1 bis Verbindung XII-108, Verbindung XIII-1 bis Verbindung XIII-108, Verbindung XIV-1 bis Verbindung XIV-108, Verbindung XV-1 bis Verbindung XV-108 und Verbindung XVI-1 bis Verbindung XVI-108 in Anspruch 20 dargestellt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Verbindung LIO-1 bis Verbindung LIO-108 und Verbindung LIOA-1 bis Verbindung LIOA-66, wobei die spezifischen Strukturen der Verbindung LIO-1 bis Verbindung LIO-108 und Verbindung LIOA-1 bis Verbindung LIOA-66 in Anspruch 20 dargestellt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Verbindung II-IO-1 bis Verbindung II-IO-60; wobei die spezifischen Strukturen der Verbindung II-IO-1 bis Verbindung II-IO-60 in Anspruch 20 dargestellt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ist eine Elektrolumineszenzvorrichtung offenbart, umfassend:
- eine Anode,
- eine Kathode und
- eine organische Schicht, die zwischen der Anode und der Katode angeordnet ist, wobei die organische Schicht die Verbindung nach einem der vorangehenden Ausführungsformen aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ist eine organische elektronische Vorrichtung offenbart, umfassend:
- eine Anode,
- eine Kathode und
- eine organische Schicht, die zwischen der Anode und der Katode angeordnet ist, wobei die organische Schicht die Verbindung nach einem der vorangehenden Ausführungsformen aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die organische Schicht eine Lochinjektionsschicht oder eine Lochtransportschicht ist und die Lochinjektionsschicht oder die Lochtransportschicht nur durch die Verbindung gebildet wird;
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, oder die Lochinjektionsschicht oder die Lochtransportschicht des Weiteren wenigstens ein Lochtransportmaterial umfasst, wobei das molare Dotierungsverhältnis der Verbindung zu dem Lochtransportmaterial in dem Bereich von 10000:1 zu 1: 10000 liegt; und
vorzugsweise das Molverhältnis der Verbindung zu dem Lochtransportmaterial in dem Bereich von 10:1 zu 1:1001 liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Elektrolumineszenzvorrichtung eine Vielzahl von Stapelschichten zwischen der Anode und der Kathode umfasst und die Vielzahl von Stapelschichten eine erste emittierende Schicht und eine zweite emittierende Schicht umfasst, wobei eine erste Stapelschicht die erste emittierende Schicht umfasst, eine zweite Stapelschicht die zweite emittierende Schicht umfasst und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der ersten Stapelschicht und der zweiten Stapelschicht angeordnet ist, wobei die Ladungserzeugungsschicht eine p-Typ Ladungserzeugungsschicht und eine n-Typ Ladungserzeugungsschicht umfasst;
wobei die p-Typ-Ladungserzeugungsschicht die Verbindung umfasst; vorzugsweise die p-Typ-Ladungserzeugungsschicht ferner mindestens ein Lochtransportmaterial Material umfasst, wobei das molare Dotierungsverhältnis der Verbindung zu dem Lochtransportmaterial im Bereich von 10000:1 bis 1:10000 liegt; wobei das molare Dotierungsverhältnis der Verbindung zu dem Lochtransportmaterial vorzugsweise im Bereich von 10:1 bis 1:100 liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei das Lochtransportmaterial eine Verbindung mit einer Triarylamineinheit, einer Spirodifluorenverbindung, einer Pentacenverbindung, einer Oligothiophenverbindung, einer oligomere Phenylverbindung, einer oligomere Phenylenvinylenverbindung, einer oligomere Fluorenverbindung, einen Porphyrinkomplex oder einen Metallphthalocyaninkomplex umfasst.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Ladungserzeugungsschicht eine Pufferschicht umfasst, die zwischen der p-Typ-Ladungserzeugungsschicht und der n-Typ-Ladungserzeugungsschicht angeordnet ist und wobei die Pufferschicht die Verbindung umfasst.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Elektrolumineszenzvorrichtung durch Vakuumverdampfung hergestellt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei ferner eine Verbindungsformulierung offenbart ist, umfassend die Verbindung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen.
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Kombination mit anderen Materialien
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Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Materialien für eine bestimmte Schicht in einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung können in Kombination mit verschiedenen anderen in der Vorrichtung vorhandenen Materialien verwendet werden. Die Kombinationen dieser Materialien werden in der US Patentanmeldung Nr.
20160359122 in den Absätzen 0132 bis 0161 beschrieben, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird. Die in der Offenbarung beschriebenen oder genannten Materialien sind nichtbeschränkende Beispiele von Materialien, die in Kombination mit den hier offenbarten Verbindungen zweckmäßig sein können, und ein Fachmann kann ohne leicht in der Literatur nachschlagen, um andere Materialien zu erkennen, die in Kombination zweckmäßig sein können.
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Die hier beschriebenen Materialien, die für eine bestimmte Schicht in einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung zweckmäßig sind, können in Kombination mit einer Vielzahl anderer Materialien verwendet werden, die in der Vorrichtung vorhanden sind. Beispielsweise können die hierin offenbarten Verbindungen in Kombination mit einer Vielzahl von Wirtsschichten, Transportschichten, Sperrschichten, Injektionsschichten, Elektroden und anderen möglicherweise vorhandenen Schichten verwendet werden. Die Kombination dieser Materialien wird in den Absätzen 0080-0101 der US Patentanmeldung Nr.
20150349273 beschrieben, auf das hier in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die beschriebenen oder in der Offenbarung genannten Materialien sind nicht-beschränkende Beispiele von Materialien, die in Kombination mit den hierin offenbarten Verbindungen nützlich sein können, und ein Fachmann kann ohne weiteres die Literatur konsultieren, um andere Materialien zu identifizieren, die in Kombination nützlich sein können.
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Bei den Ausführungsformen der Materialsynthese wurden sämtliche Reaktionen unter Stickstoffschutz durchgeführt, sofern nichts anderes angegeben wird. Alle Reaktionslösungsmittel waren wasserfrei und wurden wie aus gewerblichen Quellen erhalten verwendet. Synthetische Produkte wurden strukturell bestätigt und auf ihre Eigenschaften mithilfe einer oder mehreren herkömmlichen Ausrüstungen nach dem Stand der Technik (darunter, jedoch nicht beschränkt auf, ein von BRUKER hergestelltes Kernspinresonanzgerät, ein von SHIMADZU hergestellter Flüssigkeitschromatograph, ein von SHIMADZU hergestelltes Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometer, ein von SHIMADZU hergestelltes Gaschromatographie-Massenspektrometer, von SHIMADZU hergestellte Differenzial-Scanning-Kalorimeter, ein von SHANGHAI LENGGUANG TECH. hergestelltes Fluoreszenzspektrophotometer, eine von WUHAN CORRTEST hergestellte elektrochemische Arbeitsstation und eine von ANHUI BEQ hergestellte Sublimationsvorrichtung usw.) durch Verfahren getestet, die den Fachleuten gut bekannt sind. Bei den Ausführungsformen der Vorrichtung wurden die Eigenschaften der Vorrichtung auch mit einer herkömmlichen Ausrüstung nach dem Stand der Technik (darunter, jedoch nicht beschränkt auf, ein von ANGSTROM ENGINEERING hergestellter Verdampfer, ein von SUZHOU FATAR hergestelltes optisches Prüfsystem, ein von SUZHOU FATAR hergestelltes Lebensdauer-Prüfsystem und ein von BEIJING ELLITOP hergestelltes Ellipsometer usw.) durch Verfahren getestet, die den Fachleuten gut bekannt sind. Da den Fachleuten die oben genannten Verwendungen der Ausrüstung, Testverfahren und sonstige verwandte Inhalte bekannt sind, können die inhärenten Daten der Probe mit Sicherheit und ohne Einfluss gewonnen werden, so dass die obigen verwandten Inhalte in diesem Patent nicht weiter beschrieben werden.
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Die gemessenen LUMO-Energieniveaus wurden zur Bestimmung der elektrochemischen Eigenschaften der Verbindung durch zyklische Voltammetrie verwendet. Dazu wurde die elektrochemische Arbeitsstation CorrTest CS120 der Wuhan Corrtest Instruments Corp. Ltd. verwendet. Das Drei-Elektroden-Arbeitssystem sah wie folgt aus: Die Platin-Scheibenelektrode wurde als Arbeitselektrode, die Ag/AgNO3-Elektrode als Referenzelektrode und die Platindrahtelektrode als Hilfselektrode verwendet. Mit wasserfreiem DCM als Lösungsmittel und 0,1 mol/l Tetrabutylammoniumhexafluorophosphat als Trägerelektrolyt wurde die Zielverbindung in 103 mol/l Lösung hergestellt. Vor dem Test wurde die Lösung 10 Minuten lang mit Stickstoff versetzt, um sie zu desoxidieren. Die Instrumente waren wie folgt: Die Abtastrate betrug 100 mV/s, das Potentialintervall 0,5 mV und das Testfenster 1 V bis 0,5 V.
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Beispiel für eine Materialsynthese
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Das Herstellungsverfahren der Verbindung der vorliegenden Offenbarung ist hier nicht beschränkt. Typischerweise werden die folgenden Verbindungen als Beispiele ohne Beschränkung verwendet,und die Synthesewege und Herstellungsverfahren werden nachfolgend beschrieben.
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Synthesebeispiel 1: Synthese der Verbindung I-6
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 1-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 1-a (9,20 g, 21,7 mmol) zu THF (400 mL) zugegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, die LiHMDS-Lösung (1,0 M, 100 mL) langsam eingetropft, anschließend die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden umgesetzt. ZnCl2 (2,0 M, 50 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten lang fortgesetzt. Elementares festes lod (23,2 g, 91,4 mmol) wurde zu der Reaktionslösung zugegeben und die Reaktion wurde 2 Stunden lang bei 0 °C fortgesetzt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4Cl-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und anschließend filtriert und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 1-b (12,8 g, mit einer Ausbeute von 87 %) wurde als weißer Feststoff durch Silicagel-Säulenchromatographie (mit DCM/PE = 1/1 als Elutionsmittel) gewonnen. 1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7,59 (d, J = 8,4 Hz, 4H), 7,48 (d, J = 8,4 Hz, 4H).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 1-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (0,79 g, 11,9 mmol) zu wasserfreiem DMF (30 mL) gegeben und NaH (0,48 g, 12,0 mmol, 60 % Gehalt) portionsweise bei 0 °C zugegeben und 20 Minuten lang gerührt. Das Zwischenprodukt 1-b (2,0 g, 3,0 mmol) und Pd(PPh4)3 (0,35 g, 3,0 mmol) wurden zugegeben, die Temperatur wurde auf 90 °C erhöht und die Reaktion 24 Stunden lang durchgeführt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2 N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer kleinen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton aufgelöst, das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Produkt getrocknet. Das getrocknete feste Produkt wurde in Dichlormethan (50 mL) gelöst, filtriert und dreimal mit Dichlormethan (20 mL) gewaschen, um das Zwischenprodukt 1-c (1,3 g, mit einer Ausbeute von 80%) als gelben Feststoff zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-DMSO) δ = 7,62 (d, J = 6,8 Hz, 4H), 7,51 (d, J = 6,8 Hz, 4H).
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Schritt 3: Synthese von Verbindung I-6
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 1-c (1,3 g, 2,4 mmol) zu DCM (250 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (2,1 g, 4,9 mmol) portionsweise zugegeben und 3 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, wobei die Lösung violett-schwarz wurde. Nachdem der größte Teil des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfung entfernt worden war, wurden schwarze Feststoffe durch Filtration gewonnen. Die schwarzen Feststoffe wurden zweimal mit DCM/PE = 1:1 (20 mL) gewaschen und schließlich getrocknet, um I-6 (1,0 g, mit einer Ausbeute von 77 %) als schwarze Feststoffe zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = 8.34 (s, 2H), 8.06 (s, 2H). Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 550 bestätigt. Der CV der Verbindung I-6 wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,81 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 12 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 1,9*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 280 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung I-6 als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesebeispiel 2: Synthese der Verbindung I-8
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 2-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 2-a (11,5 g, 20,5 mmol) zu THF (200 mL) zugegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, LiHMDS-Lösung (1,0 M, 85 mL) wurde langsam eingetropft, dann die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden lang durchgeführt. ZnCl2-Lösung (2,0 M, 43 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten lang fortgesetzt. Elementares festes Jod (22,0 g) wurde der Reaktionslösung zugegeben und die Reaktion 2 Stunden lang bei 0 °C durchgeführt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4Cl-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 2-b (15,6 g, Ausbeute 94%) wurde als weißer Feststoff durch Säulenchromatographie auf Kieselgel (mit DCM/PE = 1/1 als Elutionsmittel) erhalten. 1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8,02 (s, 4H), 7,79 (s, 2H).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 2-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (2,74 g, 41,4 mmol) zu wasserfreiem DMF (100 mL) zugegeben und NaH (1,67 g, 41,8 mmol, 60 % Gehalt) portionsweise bei 0 °C zugegeben und 30 Minuten lang gerührt. Dann wurden das Zwischenprodukt 2-b (8,05 g, 9,9 mmol) und Pd(PPh4)3 (1,14g) zugegeben, die Temperatur wurde auf 90 °C erhöht und die Reaktion 24 Stunden lang durchgeführt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2 N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer großen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton gelöst, das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Produkt wurde getrocknet. Das getrocknete feste Produkt wurde dann in Dichlormethan (100 mL) gelöst, filtriert, dreimal mit DCM/PE = 1/1 (30 mL) gewaschen und abschließend filtriert, um 2-c (6,5 g, Ausbeute 95%) als gelben Feststoff zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = 8.22 (s, 4H), 8.02 (s, 2H).
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Schritt 3: Synthese von Verbindung I-8
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 2-c (6,5 g, 9,4 mmol) zu DCM (900 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (8,1 g, 18,9 mmol) portionsweise zugegeben und 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt, wobei die Lösung violett-schwarz wurde. Nachdem der größte Teil des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfung entfernt worden war, wurde die Lösung filtriert, das filtrierte Produkt zweimal mit DCM/PE = 1:1 gewaschen und schließlich getrocknet, um I-8 (5,3 g, mit einer Ausbeute von 82 %) als schwarzen Feststoff zu erhalten. Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 686 bestätigt. Der CV der Verbindung I-8 wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,91 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 3 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 4,9*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 270 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung I-8 als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesebeispiel 3: Synthese der Verbindung 1-109
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 5-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 5-a (10,3 g, 23,6 mmol) zu THF (400 mL) zugegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, LiHMDS-Lösung (1,0 M, 60 mL) langsam eingetropft, dann die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden lang durchgeführt. ZnCl2-Lösung (2,0 M, 30 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten lang fortgesetzt. Elementares festes lod (20,1 g, 79,1 mmol) wurde der Reaktionslösung zugesetzt, und die Reaktion wurde 2 Stunden lang bei 0 °C fortgesetzt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4CI-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und anschließend filtriert und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 5-b (13,7 g, mit einer Ausbeute von 84 %) wurde als weißer Feststoff durch Säulenchromatographie auf Kieselgel (mit DCM/THF/PE = 4/1/4 als Elutionsmittel) gewonnen. 19FNMR (400 MHz, CDCI3) δ = -88.73 (m, 4F), -139.23 (m, 4F).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 5-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitrile (2.2 g, 33 mmol) zu wasserfreien DMF (150 mL) zugegeben, und K2CO3 (4.45 g, 32.2 mmol) wurde bei 0 °C portionsweise zugegeben und 20 Minuten lang gerührt. Das Zwischenprodukt 5-b (10,4 g, 15,2 mmol) und Pd(PPh4)3 (1,55 g, 1,3 mmol) wurden zugegeben, die Temperatur wurde auf 50 °C erhöht, und die Reaktion für 10 Stunden fortgesetzt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer kleinen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton gelöst, das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Produkt getrocknet. Das getrocknete feste Produkt wurde mit Dichlormethan dispergiert, filtriert und dreimal mit Dichlormethan (20 mL) gewaschen, um das Zwischenprodukt 5-c (3,9 g, mit einer Ausbeute von 46 %) als gelbe Feststoffe zu erhalten. 19FNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = -90.08 (m, 4F), -138.31 (m, 4F).
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Schritt 3: Synthese von Verbindung 1-109
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 5-c (3,9 g, 6,9 mmol) zu DCM (800 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (6,2 g, 14,4 mmol) portionsweise zugegeben und 2 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt und die Lösung war violett-schwarz. Nachdem der größte Teil des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfung entfernt worden war, wurden schwarze Feststoffe durch Filtration gewonnen. Die schwarzen Feststoffe wurden zweimal mit DCM/PE = 1:1 (20 mL) gewaschen und schließlich getrocknet, um 1-109 (2,4 g, mit einer Ausbeute von 62 %) als schwarze Feststoffe zu erhalten. 19FNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = -89.72 (s, 8F). Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 560 bestätigt. Der CV der Verbindung 1-109 wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -5,15 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 12 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 8,0*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 300 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung 1-109 als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesebeispiel 4: Synthese der Verbindung I-110
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 6-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 6-a (10,4 g, 21,9 mmol) zu THF (550 mL) zugegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, LiHMDS-Lösung (1,0 M, 70 mL) langsam eingetropft, anschließend wurde die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden durchgeführt. ZnCl2-Lösung (2,0 M, 35 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten fortgesetzt. Elementares festes Jod (18,5 g) wurde zu der Reaktionslösung zugegeben und die Reaktion 2 Stunden bei 0 °C durchgeführt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4Cl-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 6-b (14,3 g, Ausbeute 90 %) wurde als weißer Feststoff durch Säulenchromatographie auf Kieselgel (mit THF/PE = 1/2 als Elutionsmittel) erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = 8,09 (m, 2H), 8,01 (d, J = 8,4 Hz, 2H).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 6-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (5,38 g, 81,5 mmol) zu wasserfreiem DMF (200 mL) zugegeben, K2CO3 (11,2 g, 81,0 mmol), das Zwischenprodukt 6-b (14,3 g, 19,7 mmol) und Pd(PPh4)3 (2,185 g) wurden bei 0 °C zugegeben, die Temperatur wurde auf 80 °C erhöht und die Reaktion 24 Stunden fortgesetzt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer großen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton gelöst, das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Produkt getrocknet. Das getrocknete feste Produkt wurde mit THF/PE = 1/1 rekristallisiert und schließlich filtriert, um 6-c (11,3 g, mit einer Ausbeute von 95%) als gelben Feststoff zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-Aceton) δ = 8,20 (m, 4H), 8,07 (d, J = 8,0 Hz, 2H).
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Schritt 3: Synthese von Verbindung 1-110
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 6-c (11,3 g, 18,8 mmol) zu DCM (1200 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (16,2 g, 37,6 mmol) portionsweise zugegeben und 3 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt und die Lösung war violett-schwarz. Nachdem der größte Teil des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfung entfernt worden war, wurde die Lösung filtriert, das filtrierte Produkt zweimal mit DCM (100 mL) gewaschen und schließlich getrocknet, um 1-110 (10,1 g, mit einer Ausbeute von 90 %) als schwarzen Feststoff zu erhalten. Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 600 bestätigt. Der CV der Verbindung 1-110 wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,97 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 12 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 1,1 *10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 340 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung 1-110 als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesebeispiel 5: Synthese der Verbindung 1-111
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 7-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 7-a (6,3 g, 14,8 mmol) zu THF (150 mL) gegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, LiHMDS-Lösung (1,0 M, 34 mL) langsam eingetropft, dann die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden durchgeführt. ZnCl2-Lösung (2,0 M, 17 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten fortgesetzt. Elementares festes Jod (11,5 g) wurde der Reaktionslösung zugegeben und die Reaktion 2 Stunden bei 0 °C durchgeführt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4Cl-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und filtriert und das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 7-b (8,4 g, mit einer Ausbeute von 97 %) wurde als weißer Feststoff durch Säulenchromatographie auf Kieselgel (mit DCM/EA/PE = 4/1/4 als Elutionsmittel) erhalten. 1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8,78 (s, 1H), 8,15 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,67 (d, J = 8,0 Hz, 1H).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 7-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (3,52g, 53,3 mmol) zu wasserfreiem DMF (130 mL) zugegeben und NaH (2,138 g, 53,5 mmol, 60% Gehalt) wurde bei 0 °C zugegeben und für 20 Minuten gerührt. Dann wurde das Zwischenprodukt 7-b (8,3 g, 12,2 mmol) und Pd(PPh4)3 (1,435 g) zugegeben, die Temperatur auf 80 °C erhöht und die Reaktion dauerte 24 Stunden. Nach der vollständigen Umwandlung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2N verdünnter Salzsäure auf weniger als 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer großen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton gelöst, das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt und das feste Produkt wurde getrocknet. Das getrocknete feste Produkt wurde mit Dichlormethan dispergiert und schließlich filtriert, um 7-c (6,6 g, mit einer Ausbeute von 96 %) als gelben Feststoff zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-DMSO) δ = 8,75 (s, 1H), 8,08 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,67 (d, J = 8,0 Hz, 1H).
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Schritt 3: Synthese der Verbindung 1-111
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 7-c (6,6 g, 11,9 mmol) zu DCM (1200 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (10,7 g, 24,9 mmol) portionsweise zugegeben und 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt, wobei sich die Lösung purpurschwarz färbte. Nachdem der größte Teil des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfung entfernt worden war, wurde die Lösung filtriert, das filtrierte Produkt zweimal mit DCM (100 mL) gewaschen und schließlich getrocknet, um 1-111 (5,4 g, mit einer Ausbeute von 82 %) als schwarzen Feststoff zu erhalten. Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 552 bestätigt. Der CV der Verbindung 1-111 wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,92 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 12 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 7,7*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 300 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung 1-111 als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesevergleichsbeispiel 1: Synthese der Verbindung S
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 3-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde 3-a (2,2 g, 7,6 mmol) zu THF (50 mL) zugegeben, die Temperatur auf -72 °C (mit Ethanol/Trockeneis) gesenkt, LiHMDS-Lösung (1,0 M, 35 mL) langsam eingetropft, dann die Temperatur langsam auf -30 °C erhöht und die Reaktion 0,5 Stunden lang durchgeführt. ZnCl2-Lösung (2,0 M, 17 mL) wurde bei -30 °C eingetropft, die Temperatur langsam auf 0 °C erhöht und die Reaktion 10 Minuten lang fortgesetzt. Elementares festes Jod (7,8 g) wurde der Reaktionslösung zugegeben und die Reaktion 2 Stunden lang bei 0 °C durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4CI-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2SO4 getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt Zwischenprodukt 3-b (4,0 g, mit einer Ausbeute von 97 %) wurde als weißer Feststoff durch Säulenchromatographie auf Kieselgel (mit DCM/PE = 1/2 als Elutionsmittel) gewonnen. 1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7.51 (m, 4H), 7,24 (m, 6F).
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Schritt 3: Synthese von [Zwischenprodukt 3-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (4,52 g, 68,4 mmol) in wasserfreies DMF (160 mL) zugegeben, NaH (2,80 g, 70,0 mmol, 60 % Gehalt) portionsweise bei 0 °C zugegeben und 30 Minuten lang gerührt. Dann wurden das Zwischenprodukt 3-b (8,8 g, 16,3 mmol) und Pd(PPh4)3 (1,88 g) zugegeben, die Temperatur wurde auf 90 °C erhöht und die Reaktion 24 Stunden lang durchgeführt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2 N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, eine große Anzahl gelber Feststoffe ausgefällt und anschließend filtriert. Der Filterkuchen wurde mit einer großen Menge Wasser und Petrolether gewaschen. Das feste Produkt wurde mit Aceton gelöst, und das Lösungsmittel wurde durch Rotation eingedampft, bis etwa 50 mL Aceton übrig waren. Das Gemisch wurde filtriert, um gelbe Feststoffe zu erhalten. Die gelben Feststoffe wurden dreimal mit Dichlormethan gewaschen und schließlich filtriert, um das Zwischenprodukt 3-c (4,4 g, mit einer Ausbeute von 65 %) als gelbe Feststoffe zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, d6-DMSO) δ = 7,50 (m, 4H), 7,30 (m, 6H), 4,07 (b, 2H).
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Schritt 4: Synthese von Verbindung S
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 3-c (4,4 g, 10,6 mmol) zu DCM (600 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (9,3 g, 21,6 mmol) portionsweise zugegeben und 3 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, und die Lösung war violett-schwarz. DCM wurde durch Rotationsverdampfung entfernt, bis die verbleibende Menge an DCM etwa 20 mL betrug, die Lösung wurde filtriert, und das filtrierte Produkt wurde kontinuierlich zweimal mit DCM/PE = 1:1 (50 mL) gewaschen, um schließlich Verbindung S (2,9 g, mit einer Ausbeute von 66 %) als schwarzen Feststoff zu erhalten. Das Produkt wurde als das Zielprodukt mit einem Molekulargewicht von 414 bestätigt. Der CV der Verbindung S wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,70 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 2 Stunden lang unter Vakuumbedingungen von 6,8*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 300 °C erhitzt und dann sublimiert, um das Produkt Verbindung S als schwarze Feststoffe zu erhalten.
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Synthesevergleichsbeispiel 2: Synthese der Verbindung T
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Schritt 1: Synthese von [Zwischenprodukt 4-b]
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Unter Stickstoffschutz wurde LDA (40 mL, 2,0 M) zu THF (200 mL) bei -72 °C (Ethanol/Trockeneis) zugegeben, THF-Lösung (60 mL) von 4-a (5,2 g, 31,0 mmol) wurde langsam eingetropft und die Reaktion 1 Stunde lang bei niedriger Temperatur durchgeführt. Anschließend wurde die Temperatur auf 0 °C erhöht, eine THF-Lösung (60 mL) von elementarem lod (17,3 g, 68,0 mmol) langsam eingetropft und die Reaktion 1 Stunde lang bei 0 °C durchgeführt. Nach Abschluss der Reaktion wurde die Reaktion mit gesättigter NH4CI-Lösung gequencht. Das Reaktionsprodukt wurde mit gesättigter Natriumthiosulfatlösung gewaschen, mit DCM extrahiert, mit wasserfreiem Na2sO4 getrocknet, vollständig mit DCM gelöst, mit Kieselgel filtriert und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Produkt wurde mit DCM und THF umkristallisiert, um Produkt 4-b (8,9 g, Ausbeute 68 %) als gelben Feststoff zu erhalten. +HNMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7,88 (s, 2H).
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Schritt 2: Synthese von [Zwischenprodukt 4-c]
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Unter Stickstoffschutz wurde Malononitril (0,32 g, 4,8 mmol) zu wasserfreies DMF (12 mL) zugegeben, NaH (0,21 g, 5,2 mmol, 60 % Gehalt) wurde portionsweise bei 0 °C zugegeben und 30 Minuten lang gerührt. Dann wurden das Zwischenprodukt 4-b (0,5 g, 1,2 mmol) und Pd(PPh4)3 (0,14 g) zugegeben, die Temperatur wurde auf 100 °C erhöht und die Reaktion 24 Stunden lang durchgeführt. Nach der vollständigen Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt in Eiswasser gegossen, der pH-Wert mit 2 N verdünnter Salzsäure auf unter 1 eingestellt, die Feststoffe ausgefällt und filtriert. Die Feststoffe wurden mit Aceton gelöst und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Anschließend wurden die Feststoffe mit DCM gewaschen und schließlich filtriert, um das Zwischenprodukt 4-c (0,24 g, mit einer Ausbeute von 68 %) als schwarze Feststoffe zu erhalten. Das feste Produkt wurde direkt im nächsten Schritt der Reaktion verwendet.
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Schritt 3: Synthese von Verbindung T
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Unter Stickstoffschutz wurde das Zwischenprodukt 4-c (0,24 g) zu DCM (80 mL) zugegeben, die Temperatur auf 0 °C gesenkt, PIFA (0,69 g, 1,6 mmol) portionsweise zugegeben und 2 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, und die Lösung war violett-schwarz. DCM wurde durch Rotationsverdampfung entfernt, bis die verbleibende Menge an DCM etwa 10 mL betrug, die Lösung wurde filtriert und das filtrierte Produkt wurde kontinuierlich zweimal mit DCM/PE = 1:2 (10 mL) gewaschen, um schließlich Verbindung T (0,16 g, mit einer Ausbeute von 67 %) als schwarzen Feststoff zu erhalten. 1HNMR (400 MHz, CDCI3) δ = 8,72 (s, 2H). Der CV der Verbindung T wurde in DCM gemessen, um das LUMO der Verbindung zu erhalten, das -4,64 eV betrug. Die schwarzen Feststoffe wurden 30 Minuten lang unter Vakuumbedingungen von 2,4*10-4 Pa und bei einer konstanten Temperatur von 300 °C erhitzt und dann sublimiert, wobei kein Produkt der Verbindung T erhalten wurde.
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Da bei der Verbindung T der Substituent im fünf-gliedrigen Ring nur Wasserstoff war, war die Planarität des Moleküls stark und die intermolekulare Kraft war stark, was zu einer starken intermolekularen Stapelung und zu Schwierigkeiten bei der Sublimation führte.
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Die Fachleute sollten wissen, dass das vorstehende Herstellungsverfahren nur beispielhaft ist. Fachleute können die Struktur anderer Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch Modifizierung des vorstehenden Herstellungsverfahrens erhalten.
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Vorrichtungsbeispiel
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Vorrichtungsbeispiel 1
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Ein Glassubstrat mit einer transparenten Indium-Zinn-Oxid (ITO) mit einer Dicke von 80 nm wurde einem Sauerstoffplasma und einer UV-Ozon-Behandlung unterworfen. Das gereinigte Glassubstrat wurde vor der Abscheidung in einer Glovebox auf einer Heizplatte getrocknet. Die folgenden Materialien wurden nacheinander auf der Oberfläche des Glases mit einer Rate von 0,2-2 Angström/s bei einem Vakuum von etwa 10-8 Torr abgeschieden. Zuerst wurde die Verbindung I-6 der vorliegenden Erfindung auf der Oberfläche des Glassubstrates abgeschieden, um eine 10 nm dicke Schicht zu bilden, die als Lochinjektionsschicht (HIL) diente. Als nächstes wurde Verbindung HT1 auf die oben erhaltene Schicht abgeschieden, um eine 120 nm dicke Schicht zu bilden, die als Lochtransportschicht (HTL) diente. Als nächstes wurde die Verbindung EB1 auf der oben erhaltenen Schicht abgeschieden, um eine 5 nm dicke Schicht zu bilden, die als Elektronensperrschicht (EBL) diente. Die Verbindung BH und Verbindung BD (in einem Gewichtsverhältnis von 96:4) wurden gemeinsam auf die oben erhaltene Schicht abgeschieden, um eine 25 nm dicke Schicht zu bilden, die als Emitterschicht (EML) diente. Die Verbindung HB1 wurde auf der oben erhaltenen Schicht abgeschieden, um eine 5 nm dicke Schicht zu bilden, die als Lochsperrschicht (HBL) diente. 8-Hydroxychinolinolato-Lithium (Liq) und die Verbindung ET1 (in einem Gewichtsverhältnis von 60:40) wurden gemeinsam auf die oben erhaltene Schicht abgeschieden, um eine 30 nm dicke Schicht zu bilden, die als Elektrontransportschicht (ETL) diente. Schließlich wurde Liq abgeschieden, um eine 1 nm dicke Schicht zu bilden, die als Elektroneninjektionsschicht (EIL) diente, und AI wurde mit einer Dicke von 120 nm abgeschieden, um eine Kathode zu bilden. Die Vorrichtung wurde dann zurück in die Glovebox transferiert und mit einem Glasdeckel und einem Feuchtigkeitsabsorptionsmittel verkapselt, um die Vorrichtung zu vervollständigen.
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Vorrichtungsbeispiel 2
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 2 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass HIL unter Verwendung von Verbindung I-8 anstelle von Verbindung 1-6 gebildet wurde.
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Vorrichtungsbeispiel 3
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 3 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung I-6 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 7:93) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsbeispiel 4
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 4 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung I-6 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 10:90) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsbeispiel 5
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung I-8 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 3:97) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsbeispiel 6
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 6 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung 1-109 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 3:97) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsbeispiel 7
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsbeispiel 7 wurde in der gleichen Weise wie in Vorrichtungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung 1-111 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 3:97) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsvergleichsbeispiel 1
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsvergleichsbeispiel 1 wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie die Vorrichtung in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass HIL durch Verwendung der Vergleichsverbindung S anstelle von Verbindung I-6 gebildet wurde.
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Vorrichtungsvergleichsbeispiel 2
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsvergleichsbeispiel 2 wurde in der gleichen Weise wie die Vorrichtung in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung HI1 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 7:93) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsvergleichsbeispiel 3
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsvergleichsbeispiel 3 wurde in der gleichen Weise wie die Vorrichtung in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung HI1 und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 3:97) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsvergleichsbeispiel 4
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Die Vorrichtung in Vorrichtungsvergleichsbeispiel 4 wurde in der gleichen Weise wie die Vorrichtung in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbindung S und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 7:93) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Vorrichtungsvergleichsbeispiel 5
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Die Vorrichtung in Vergleichsbeispiel 5 wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie die Vorrichtung in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass die Verbindung S und die Verbindung HT1 (mit einem Gewichtsverhältnis von 10:90) gemeinsam auf der Oberfläche des Glassubstrats abgeschieden wurden, um einen Film mit einer Dicke von 10 nm als Lochinjektionsschicht (HIL) zu bilden.
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Die detaillierten Strukturen und Schichtdicken der Vorrichtungen sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Schichten, die mehr als ein Material verwenden, werden durch Dotierung verschiedener Verbindungen in den in Tabelle 1 angegebenen Gewichtsanteilen erhalten. Tabelle 1 Vorrichtungsstrukturen in Vorrichtungsbeispielen und Vergleichsbeispielen
Vorrichtung ID | HIL | HTL | EBL | EML | HBL | ETL |
Beispiel 1 | Verbindung I-6 (10 nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1: Liq (40:60, 30 nm) |
Beispiel 2 | Verbindung I-8 (10 nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH: Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
Vergleichsbeispiel 1 | Verbindung S (10 nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH: Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1: Liq (40:60, 30 nm) |
Beispiel 3 | Verbindung I-6: Verbindung HT1 (7:93,10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH: Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
Vergleichsbeispiel 2 | Verbindung HI1: Verbindung HT1 (7:93, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
Vergleichsbeispiel 4 | Verbindung S: Verbindung HT1 (7:93, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
Beispiel 4 | Verbindung I-6: Verbindung HT1 (10:90, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
Vergleichsbeispiel 5 | Verbindung S: Verbindung HT1 (10:90, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (Snm) | Verbindung ET1: Liq (40:60, 30 nm) |
Beispiel 5 | Verbindung I-8: Verbindung HT1 (3:97, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60,30 nm) |
Beispiel 6 | Verbindung I-109:Verbindung HT1 (3:97, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1: Liq (40:60, 30 nm) |
Beispiel 7 | Verbindung I-111:Verbindung HT1 (3:97, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1: Liq (40:60, 30 nm) |
Vergleichsbeispiel 3 | Verbindung HI1 :Verbindung HT1 (3:97, 10nm) | Verbindung HT1 (120 nm) | Verbindung EB1 (5 nm) | Verbindung BH : Verbindung BD (96:4, 25 nm) | Verbindung HB1 (5 nm) | Verbindung ET1 : Liq (40:60, 30 nm) |
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Die Strukturen der in der Vorrichtung verwendeten Materialien sind wie folgt:
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Für die Vorrichtungsdaten von Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 wurden die IVL-Eigenschaften bei 10 mA/cm
2 gemessen, und die Spannung, die externe Quanteneffizienz (EQE), die Leistungseffizienz (PE) und die Lebensdauer (LT97) der Vorrichtungen sind aufgezeichnet und in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Vorrichtungsdaten von Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1
Vorrichtung Nr. | Spannung (V) | PE (Im/W) | EQE (%) | LT97 (h) |
Beispiel 1 | 4,39 | 4,39 | 8,26 | 912 |
Beispiel 2 | 4,52 | 4,30 | 8,35 | 313 |
Vergleichsbeispiel 1 | 4,74 | 3,83 | 7,51 | 6 |
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Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, war im Vergleich zwischen den Beispielen 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel 1 die Spannung der Vorrichtung niedriger, der PE-Wert wurde um mehr als 12 % erhöht und die EQE wurde ebenfalls verbessert, wenn die Verbindungen I-6 und I-8 der vorliegenden Offenbarung jeweils als einziges Material für die Lochinjektionsschicht verwendet wurden, verglichen mit der Vorrichtung, bei der Verbindung S als einzige Lochinjektionsschicht verwendet wurde. Insbesondere wurde die Lebensdauer der Vorrichtung um mehr als das 50-fache erhöht. Dies deutet darauf hin, dass aufgrund der Einführung von Substituenten mit der elektronenziehenden Gruppe die Verbindungen I-6 und I-8, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart werden, eine bessere Lochinjektionsfähigkeit aufweisen als die Verbindung S. Die Leistung der Verbindungen der vorliegenden Offenbarung, wenn sie allein in der Lochinjektionsschicht verwendet werden, beweist, dass die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung eine Klasse von hervorragenden Lochinjektionsmaterialien sind.
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Für die Vorrichtungsdaten der Beispiele 3 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 2 bis 5 wurden die IVL-Eigenschaften bei 10 mA/cm
2 gemessen, und die Spannung, die Leistungseffizienz (PE) und die Lebensdauer (LT97) der Vorrichtungen wurden aufgezeichnet und in den Tabellen 3 bis 5 dargestellt. Tabelle 3 Vorrichtungsdaten von Beispiel 3, Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 4
Vorrichtung Nr. | Spannung (V) | PE (Im/W) | LT97 (h) |
Beispiel 3 | 4,29 | 5,03 | 1132 |
Vergleichsbeispiel 2 | 4,25 | 5,09 | 757 |
Vergleichsbeispiel 4 | 6,76 | 4,37 | 160 |
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Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, waren beim Vergleich zwischen Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 2, wenn die Verbindung I-6 der vorliegenden Offenbarung und die Verbindung HT1 (7:93) in der Lochinjektionsschicht verwendet wurden, die Spannung, der PE und der EQE der Vorrichtung ähnlich wie bei der Vorrichtung, bei der die Verbindung HI1 und die Verbindung HT1 (7:93) in der Lochinjektionsschicht verwendet wurden, die Lebensdauer der Vorrichtung wurde jedoch um etwa 50% erhöht. Der Vergleich zwischen Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 4 zeigt, dass sich bei Verwendung von Verbindung S und Verbindung HT1 (7:97) in der Lochinjektionsschicht der Vorrichtung von Vergleichsbeispiel 4 die Spannung der Vorrichtung deutlich erhöht, sich das PE der Vorrichtung ebenfalls deutlich verringert und die Lebensdauer der Vorrichtung weitaus kürzer war als die Lebensdauer der Vorrichtung von Beispiel 3. Die Lebensdauer der Vorrichtung aus Beispiel 3 wurde um das Sechsfache der Lebensdauer der Vorrichtung aus Vergleichsbeispiel 4 erhöht, und da die Lebensdauer der Vorrichtung aus Vergleichsbeispiel 4 zu kurz war, konnten die Verbindungen in Vergleichsbeispiel 4 die Anforderungen kommerzieller Materialien nicht erfüllen. Es ist ersichtlich, dass wenn, im Vergleich mit der Verwendung der Verbindung HI1 und der Verbindung S in der Lochinjektionsschicht, die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung in das Lochinjektionsmaterial dotiert sind, die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung eine ausgezeichnete Leistung erzielen können, die gleich oder besser als die kommerzielle HI1 ist, und somit erhebliche kommerzielle Aussichten besitzen. Tabelle 4: Vorrichtungsdaten von Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 5
Vorrichtung Nr. | Spannung (V) | PE (Im/W) | LT97 (h) |
Beispiel 4 | 4,26 | 4,95 | 710 |
Vergleichsbeispiel 5 | 6,12 | 4,48 | 157 |
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Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, erhöhte die Verbindung I-6 die Lebensdauer der Vorrichtung um das 3,52-fache und ermöglichte der Vorrichtung eine niedrigere Ansteuerspannung und eine höhere Leistungseffizienz, wenn der Anteil sowohl der Dotierverbindung I-6 als auch der Verbindung S in der Lochinjektionsschicht auf 10 % erhöht wurde, im Vergleich mit der Verbindung S.
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Tabelle 5 Vorrichtungsdaten von Beispiel 5, Beispiel 6, Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 3
Vorrichtung Nr. | Spannung (V) | PE (Im/W) | LT97 (h) |
Beispiel 5 | 4,20 | 5,14 | 781 |
Beispiel 6 | 4,18 | 5,12 | 780 |
Beispiel 7 | 4,19 | 5,14 | 778 |
Vergleichsbeispiel 3 | 4,21 | 5,10 | 777 |
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Beim Vergleich zwischen den Beispielen 5, 6 und 7 und dem Vergleichsbeispiel 3, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 3, das das kommerzielle Material HI1 verwendet, für die Beispiele, in denen die in der vorliegenden Offenbarung offenbarten Verbindungen I-8, 1-109 und 1-111 jeweils in HIL verwendet wurden, wurden die Vorrichtungen in allen Aspekten der Vorrichtungsleistung von Spannung, Lebensdauer und Effizienz verbessert. Es ist vollständig bewiesen, dass im Vergleich zur Verwendung der Verbindung HI1 in dem Lochinjektionsmaterial, wenn die Verbindungen I-8, 1-109 und 1-111 der vorliegenden Offenbarung in das Lochinjektionsmaterial dotiert sind, die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung eine ausgezeichnete Vorrichtungsleistung erzielen können, die gleich oder besser ist als die des kommerziellen HI1 und somit erhebliche kommerzielle Aussichten besitzen.
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Die Verbindung I-6, Verbindung I-8, Verbindung 1-109 und Verbindung 1-111 sind Verbindungen der vorliegenden Offenbarung mit der Struktur der Formel 1, in der der Substituent R eine Gruppe mit einer elektronenziehenden Gruppe ist, wohingegen die Verbindung S und die Verbindung T Vergleichsverbindungen sind, in denen der Substituent R eine Gruppe ohne elektronenziehende Gruppe ist. Aus den Vorrichtungsergebnissen ist ersichtlich, dass, wenn die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung, in denen R ein Substituent mit einer elektronenziehenden Gruppe ist, auf die Vorrichtungen angewendet werden, diese Verbindungen ausgezeichnete Vorrichtungsergebnisse erzielen können, unabhängig davon, ob jede dieser allein oder dotiert verwendet wird. Wenn diese Verbindungen in das Lochinjektionsmaterial dotiert werden, können die Verbindungen eine Leistung erzielen, die gleich oder besser ist als die Leistung von kommerziellem HI1 und besitzen daher erhebliche kommerzielle Aussichten.
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Die LUMO-Energieniveaus der Verbindungen I-6, 1-8, 1-109 und 1-111 der vorliegenden Scheibe und der Vergleichsverbindungen S und T wurden durch zyklische Voltammetrie getestet und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
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Tabelle 6 LUMO Energieniveaus der Materialien
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Wie aus Tabelle 6 ersichtlich ist, waren die tatsächlich gemessenen LUMO-Energieniveaus der Verbindungen S und T nicht so tief wie die LUMO-Energieniveaus der Verbindungen 1-6, 1-8, I-109 und 1-111, was darauf hinweist, dass die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung mit der Struktur der Formel 1 tiefere LUMO-Energieniveaus haben können, wenn der Substituent R eine elektronenziehende Gruppe ist, als die Verbindungen, wenn R keine elektronenziehende Gruppe ist, und daher besser geeignet sind, als Lochinjektionsmaterial in der organischen elektronischen Vorrichtung verwendet zu werden.
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In Verbindung mit den Material-Vorrichtungsdaten weisen die Verbindungen I-6, I-8, I-109 und I-111 eine bessere Vorrichtungsleistung auf als die Verbindung S, was darauf hindeutet, dass das tiefe LUMO-Energieniveau der Verbindung sehr wichtig für die Vorrichtungsleistung der Verbindung ist. Je tiefer das LUMO-Energieniveau der Verbindung ist, desto besser ist die Vorrichtungsleistung, wenn das Material als Dotierstoff für die Lochinjektionsschicht verwendet wurde. Das LUMO-Energieniveau von Verbindung T war flacher als das LUMO-Energieniveau von Verbindung S. Daraus lässt sich schließen, dass die Fähigkeit zur Lochinjektion bei Verbindung T ebenfalls unzureichend ist. Insbesondere Materialien mit einem LUMO-Energieniveau unter -4. 80 eV (mit DFT berechnetes LUMO-Energieniveau von -5. 20 eV und darunter) sind ausgezeichnete Materialien für die Lochinjektion.
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Die LUMO-Energieniveaus einiger der in der vorliegenden Offenbarung offenbarten Verbindungen wurden durch Berechnung von [GAUSS-09, B3LYP/6-311G (d)] mittels DFT erhalten, und die entsprechenden Verbindungen und ihre LUMO-Werte sind in den Tabellen 7 und 8 aufgeführt. Tabelle 7 DFT Berechnungsergebnisse (n = 0)
Verbindung | LUMO (eV) | Verbindung | LUMO (eV) | Verbindung | LUMO (eV) |
I-3 | -5,36 | 1-5 | -5.35 | 1-6 | -5.20 |
I-8 | -5,36 | I-10 | -5.32 | III-3 | -5.26 |
1-109 | -5,62 | I-110 | -5.51 | I-111 | -5.34 |
III-5 | -5,22 | III-8 | -5.28 | VII-3 | -5.34 |
VII-5 | -5,30 | VII-8 | -5.37 | VIII-3 | -5.34 |
VIII-5 | -5,30 | VIII-8 | -5.37 | IX-8 | -5.25 |
X-5 | -5,19 | X-8 | -5.25 | X-10 | -5.20 |
II-IO-3 | -5,66 | II-IO-4 | -5.77 | II-IO-7 | -5.88 |
II-IO-8 | -5,77 | |
Tabelle 8 DFT Berechnungsergebnisse
Verbindung | LUMO (eV) | Verbindung | LUMO (eV) | Verbindung | LUMO (eV) |
LIO-22 | -5,21 | LIO-23 | -5,25 | LIOA-3 | -5,31 |
LIOA-5 | -5,35 | LIOA-6 | -5,23 | LIOA-19 | -5,74 |
LIOA-21 | -5,68 | LIOA-22 | -5,56 | LIOA-24 | -5,55 |
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Aus den theoretischen DFT-Berechnungen in den Tabellen 7 und 8 ist ersichtlich, dass die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung mit der Struktur der Formel 1 tiefe LUMO-Energieniveaus aufweisen und sich daher zur Verwendung als Lochinjektionsmaterial in der organischen elektronischen Vorrichtung eignen. Wenn L ausgewählt ist aus
und n = 0, haben zum Beispiel einige der in Tabelle 7 dargestellten Verbindungen, bei denen mindestens eines von R und R
N mindestens eine elektronenziehende Gruppe aufweist, LUMO-Energieniveaus von -5,20 eV und darunter. Zum Beispiel lagen die berechneten LUMO- Energieniveaus der Verbindungen I-6 und I-8 jeweils viel tiefer als das LUMO-Energieniveau der Verbindung S (das mit derselben Berechnungsmethode berechnete LUMO-Energieniveau der Verbindung S beträgt -4,83 eV).
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Das LUMO-Energieniveau von Verbindung I-8 lag tiefer als das LUMO-Energieniveau von Verbindung 1-6, was auf die Einführung von mehr elektronenziehenden Gruppen am Substituenten R in Verbindung I-8 zurückzuführen ist. Die LUMO-Energieniveaus der Verbindungen, bei denen R und RL beide Gruppen mit der elektronenziehenden Gruppe sind, waren ebenfalls tiefer als die LUMO-Energieniveaus der Verbindungen, bei denen eine der Gruppen R und RL mindestens eine elektronenziehende Gruppe aufweist, z.B. Verbindung LIOA-23 gegenüber Verbindung LIOA-5.
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Zusammenfassend kann aus den vorangehenden Ergebnissen geschlossen werden, dass die Verbindungen mit der Struktur der Formel 1 der vorliegenden Offenbarung die Bedeutung der elektronenziehenden Gruppe haben. Die Verbindungen der vorliegenden Offenbarung sind sehr wichtige Ladungstransfermaterialien, haben insbesondere unvergleichliche Vorteile beim Transport von Löchern, sind leicht herstellbare organische Halbleiterbauelemente und eignen sich für verschiedene Arten von organischen elektronischen Bauelementen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf fluoreszierende OLEDs, phosphoreszierende OLEDs, weiße OLEDs, laminierte OLEDs, OTFTs, OPVs, usw.
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Es sollte verstanden werden sich, dass verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen. Daher ist es Fachleuten ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung, wie hier beansprucht, Varianten von spezifischen Ausführungsformen und bevorzugten Ausführungsformen, die hier beschrieben worden sind, umfassen kann. Viele hier beschriebene Materialien und Strukturen können durch andere Materialien und Strukturen ersetzt werden, ohne vom Wesensgehalt der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass verschiedene Theorien darüber, warum die vorliegende Offenbarung funktioniert, nicht einschränkend sein sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 105176519 [0013]
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