DE112011102125T5 - Organisches lichtemittierendes Material, Einrichtung und Verfahren - Google Patents

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Abstract

Zusammensetzung mit einem organischen Halbleitermaterial und einem Triplett-Akzeptormaterial der Formel (I) mit einem niedrigeren Triplett-Energieniveau als das Triplett-Energieniveau des organischen Halbleitermaterials, wobei jedes Ar eine gegebenenfalls substituierte Aryl- oder Heteroarylgruppe ist, n 1–3 ist, m 1–5 ist, q 0 oder 1 ist, jedes R3 H oder ein Substituent ist und jedes R4 H oder ein Substituent ist. Wenn R4 kein H ist, können R4 und (Ar)m, welche an das gleiche Kohlenstoffatom gebunden sind, durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein. Wenn m oder n wenigstens 2 ist, können benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein. Wenn q = 0, ist R3 kein H und ist an (Ar)n durch eine Direktbindung oder zweiwertige Gruppe gebunden.

Description

  • Die Erfindung beansprucht die Priorität der GB-Patentanmeldung Nr. 1010741.5 , angemeldet am 25. Juli 2010, der GB-Patentanmeldung 1010742.3 , angemeldet am 25. Juni 2010, der GB-Patentanmeldung Nr. 1010745.6 , angemeldet am 25. Juni 2010, der GB-Patentanmeldung Nr. 1010743.1 , angemeldet am 25. Juni 2010 und der GB-Patentanmeldung Nr. 1101642.5 , angemeldet am 31. Januar 2011. Die Inhalte jeder der zuvor genannten die Priorität bildenden Anmeldungen werden hier in ihrer Vollständigkeit durch Bezugnahme aufgenommen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft organische lichtemittierende Zusammensetzungen, Einrichtungen, enthaltend dieselben, Verfahren zur Herstellung der Einrichtungen und organische Verbindungen für diese.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Elektronische Einrichtungen, umfassend aktive organische Materialien, erhalten zunehmende Aufmerksamkeit zur Verwendung in Einrichtungen, wie organischen lichtemittierenden Dioden, organischen Photovoltaikeinrichtungen, organischen Fotosensoren, organischen Transistoren und Speicher-Array-Einrichtungen. Einrichtungen, umfassend organische Materialien, bieten Vorteile, wie geringes Gewicht, niedrigen Stromverbrauch und Flexibilität. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung löslicher organischer Materialien die Verarbeitung aus der Lösung bei der Herstellung der Einrichtung, z. B. Tintenstrahldrucken oder Aufschleudern.
  • Eine typische organische lichtemittierende Einrichtung (”OLED”) wird auf einem Glas- oder Kunststoffsubstrat hergestellt, welches mit einer transparenten Anode, wie Indium-Zinn-Oxid (”ITO”) beschichtet ist. Eine Schicht aus einem dünnen Film aus wenigstens einem elektrolumineszenten organischen Material wird auf der ersten Elektrode bereitgestellt. Schließlich wird eine Kathode auf der Schicht aus elektrolumineszentem organischem Material bereitgestellt. Ladungstransportschichten, Ladungsinjektionsschichten oder ladungsblockierende Schichten können zwischen der Anode und der elektrolumineszenten Schicht und/oder zwischen der Kathode und der elektrolumineszenten Schicht bereitgestellt werden.
  • Im Betrieb werden Löcher durch die Anode in die Einrichtung injiziert und Elektronen werden durch die Kathode in die Einrichtung injiziert. Die Löcher und Elektronen kombinieren sich in der organischen elektrolumineszenten Schicht, um Exzitone zu bilden, die einem strahlenden Zerfall unterliegen, um Licht abzugeben.
  • In der WO90/13148 ist das organische lichtemittierende Material ein konjugiertes Polymer, wie Poly(phenylenvinylen). In der US 4,539,507 stammt das organische lichtemittierende Material aus der Klasse, die als niedermolekulare Materialien bekannt ist, wie Tris-(8-hydroxychinolin)aluminium (”Alq3”). Die Elektrolumineszenz dieser Materialien stammt von dem stahlenden Zerfall von Singulett-Exzitonen (Fluoreszenz), die Spin-Statistik bestimmt jedoch, dass bis zu 75% der Exzitone Triplett-Exzitone sind, welche einem nicht strahlenden Zerfall unterliegen, d. h. die Quanteneffizienz kann hinunter bis zu 25% für fluoreszierende OLEDs betragen, siehe z. B. Chem. Phys. Lett., 1993, 210, 61, Nature (London), 2001, 409, 494, Synth. Met., 2002, 125, 55 und die Referenzen in diesen.
  • Es wurde unterstellt, dass die Anwesenheit von Triplett-Exzitonen, welche relativ langlebige angeregte Triplett-Zustände aufweisen können, für die Lebensdauer einer OLED schädlich sein können, als ein Ergebnis von Triplett-Triplett- oder Triplett-Singulett-Interaktionen (”Lebensdauer”, wie hier im Zusammenhang mit der OLED-Lebensdauer verwendet, bedeutet der Zeitraum, in dem die Leuchtdichte der OLED bei einem konstanten Strom um einen ausgewählten Prozentanteil (zum Beispiel 10% oder 50%) von einem anfänglichen Leuchtdichtewert fällt, und ”Lebensdauer”, wie hier im Zusammenhang mit der Lebensdauer eines angeregten Triplett-Zustandes verwendet, bedeutet die Halbwertszeit eines Triplett-Exzitons). Die US 2007/145886 offenbart eine OLED, umfassend ein Triplett-Quenchmaterial, um Triplett-Triplett- oder Triplett-Singulett-Interaktionen zu vermeiden oder zu reduzieren.
  • Die US 5121029 offenbart eine Elektrolumineszenzeinrichtung, umfassend lichtemittierende Materialien, einschließlich Distyrolbenzole.
  • Die US 2005/208322 offenbart eine OLED, umfassend eine lichtemittierende Schicht mit Lichtemission aus 4,4'-Bis(2,2'diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl (DPVBi).
  • Polymer (Korea) 2002, 26(4), 543–550 offenbart einen Polymerwirt, vermischt mit DPVBi als Emitter. Die OLEDs weisen ein großes Potenzial für Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen auf. Es verbleibt jedoch eine Notwendigkeit, die Leistung dieser Einrichtungen zu verbessern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegenden Erfinder haben Verbindungen identifiziert, die eine wirksame Triplett-Aufnahme und -quenching in OLEDs bereitstellen.
  • In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Zusammensetzung bereit, umfassend ein organisches Halbleitermaterial und ein Triplett-Akzeptormaterial der Formel (I) mit einem niedrigeren Triplett-Energieniveau als das Triplett-Energieniveau des organischen Halbleitermaterials:
    Figure 00030001
    wobei jedes Ar unabhängig eine gegebenenfalls substituierte Aryl- oder Heteroarylgruppe darstellt; n 1–3 ist; m in jedem Auftreten unabhängig 1–5 ist; q 0 oder 1 ist; jedes R3 unabhängig gewählt ist aus H oder einem Substituenten; jedes R4 unabhängig gewählt ist aus H oder einem Substituenten; in dem Fall, dass R4 keib H ist, können R4 und (Ar)m, welche an das gleiche Kohlenstoffatom gebunden sind, über eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein, in dem Fall, dass R3 kein H ist, können R3, unabhängig in jedem Auftreten, und (Ar)m über eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein; und benachbarte Ar-Gruppen können über eine zweiwertige Gruppe gebunden sein, in dem Fall, dass n oder m wenigstens 2 ist, unter der Voraussetzung, dass in dem Fall, dass q = 0, R3 kein H ist und an (Ar)n durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden ist.
  • Gegebenenfalls wird das organische Halbleitermaterial ausgewählt aus einem Fluoreszenzlicht emittierenden Material; einem Lochtransportmaterial; einen Elektronentransportmaterial; einem lochblockierenden Material; und einem elektronenblockierenden Material.
  • Gegebenenfalls ist das organische Halbleitermaterial ein Polymer, gegebenenfalls ein lichtemittierendes Polymer, umfassend Fluoreszenzlicht emittierende Wiederholungseinheiten.
  • In einer optionalen Anordnung umfasst die Zusammensetzung eine Mischung aus dem organischem Halbleitermaterial und dem Triplett-Akzeptormaterial.
  • In einer anderen optionalen Anordnung ist das Triplett-Akzeptormaterial chemisch an das organische Halbleitermaterial gebunden, oder sofern vorhanden, an einen anderen Bestandteil der Zusammensetzung.
  • Gegebenenfalls ist das Triplett-Akzeptormaterial an die Hauptkette des Polymers gebunden oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden.
  • Gegebenenfalls ist q = 1.
  • Gegebenenfalls ist jedes R3 H.
  • Gegebenenfalls ist jedes R4 H oder -(Ar)m.
  • Gegebenenfalls ist q = 0.
  • Gegebenenfalls R3 (Ar)n.
  • Gegebenenfalls ist n 1 oder 2.
  • Gegebenenfalls sind die zweiwertige Verbindungsgruppe, welche jede der benachbarten Ar-Gruppen verbindet; R4 und (Ar)m; und R3 und (Ar)n gewählt aus -(CR5R6)p-, -(SiR5R6)p-, =, NR5 und PR5, wobei R5 und R6 unabhängig gewählt sind aus H oder einem Substituenten und p ist 1–5, vorzugsweise 1 oder 2.
  • Gegebenenfalls ist wenigstens eine Ar-Gruppe, vorzugsweise alle Ar-Gruppen, Phenyl.
  • Gegebenenfalls sind R3 und/oder R4 Phenyl.
  • Gegebenenfalls ist q = 0, n = 1, R3 Phenyl und R3 und (Ar)n sind über eine Direktbindung gebunden.
  • Gegebenenfalls sind R3 und (Ar)n gebunden, um ein gegebenenfalls substituiertes Fluoren zu bilden.
  • Gegebenenfalls werden R5 und R6 jeweils unabhängig ausgewählt aus H oder einem Substituenten, gewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt werden können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt werden können; oder
    Aryl, Heteroaryl, Arylalkyl oder Heterarylalkyl, von denen jedes gegebenenfalls durch Halogen, Cyano oder Alkyl substituiert sein kann, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- substituiert werden können.
  • Gegebenenfalls wird wenigstens eine Ar-Gruppe mit wenigstens einem Substituenten substituiert, ausgewählt aus Halogen; Cyano, Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO-; und -(Ar4)z ersetzt werden können, wobei Ar4 in jedem Auftreten unabhängig gewählt ist aus gegebenenfalls substituiertem Aryl oder Heteroaryl und z wenigstens 1 ist, gegebenenfalls 1, 2 oder 3, und wobei eine Vielzahl von Ar4-Gruppen gebunden sein können, um eine gerade oder verzweigte Kette von Ar4-Gruppen zu bilden, in dem Fall, in dem z größer als 1 ist. Gegebenenfalls wird wenigstens eine Metaposition an wenigstens einer Ar-Endgruppe durch wenigstens einen Substituenten substituiert.
  • Gegebenenfalls umfasst das organische Halbleitermaterial ein Amin.
  • Gegebenenfalls ist das organische Halbleitermaterial ein Polymer, umfassend Amin-Wiederholungseinheiten.
  • Gegebenenfalls ist das Triplett-Akzeptormaterial in einer Menge von wenigstens 0,05 Mol-%, gegebenenfalls 0,1 Mol-%, relativ zu dem organischen Halbleitermaterial, vorhanden.
  • In einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung eine Lösung zur Verfügung, umfassend ein Lösungsmittel und eine Zusammensetzung gemäß des ersten Aspektes der Erfindung.
  • In einem dritten Aspekt stellt die Erfindung eine organische lichtemittierende Einrichtung zur Verfügung, umfassend eine Anode, eine Kathode, eine lichtemittierende Schicht zwischen der Anode und der Kathode, und gegebenenfalls ein oder mehrere Schichten, gewählt aus Ladungstransportschichten und ladungsblockierenden Schichten, zwischen der Anode und der Kathode, wobei wenigstens eine der lichtemittierenden Schicht und der einen oder mehreren optionalen Schichten eine Zusammensetzung gemäß des ersten Aspekts umfassen.
  • In einem vierten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer organischen lichtemittierenden Einrichtung gemäß des dritten Aspekts zur Verfügung, umfassend die Schritte des Abscheidens der Zusammensetzung gemäß des zweiten Aspekts und des Verdampfens des Lösungsmittels.
  • In einem fünften Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung eines gegebenenfalls substituierten Materials der Formel (I) zur Aufnahme von Triplett-Exzitonen zur Verfügung, welche von einem organischen Halbleitermaterial in einer Zusammensetzung, welche die Triplet-Akzeptoreinheit und das lichtemittierende Material umfasst, erzeugt werden:
    Figure 00060001
    wobei Ar, n, m, q, R3 und R4 wie oben beschrieben sind; in dem Fall, dass R4 kein H ist, R4 und (Ar)m durch eine direkte Bindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können; in dem Fall, dass R3 kein H ist, R3 und (Ar)n über eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können; und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass m oder n wenigstens 2 ist, unter der Voraussetzung, dass in dem Fall, dass q = 0, R3 kein 0 ist und an (Ar)n gebunden ist.
  • Das Material des fünften Aspekts kann unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben werden, und kann als ein Triplett-absorbierendes Material in einer Zusammensetzung mit einem organischen Halbleitermaterial, wie unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt beschrieben, verwendet werden.
  • Gegebenenfalls umfasst die Zusammensetzung gemäß des fünften Aspekts eine physikalische Mischung des organischen Halbleitermaterials und des Materials der Formel (I).
  • Gegebenenfalls ist gemäß des fünften Aspekts das Material der Formel (I) chemisch an das organische Halbleitermaterial gebunden.
  • Gegebenenfalls ist gemäß des fünften Aspekts das organische Halbleitermaterial ein Polymer und das Material der Formel (I) ist an die Hauptkette des Polymers gebunden oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden.
  • Gegebenenfalls quencht gemäß des fünften Aspekts das Material der Formel (I) Triplett-Exzitonen, welche von dem organischen Halbleitermaterial erzeugt werden.
  • Gegebenenfalls führt gemäß des fünften Aspekts das Material der Formel (I) die Triplett-Triplett-Annihilation der Triplett-Exzitonen herbei, welche von dem organischen Halbleitermaterial zu der Triplett-Akzeptoreinheit übertragen werden.
  • In einem sechsten Aspekt stellt die Erfindung eine lichtemittierende Zusammensetzung zur Verfügung, umfassend ein Polymer und eine lichtemittierende Einheit der Formel (Ia):
    Figure 00070001
    wobei Ar, n, m, R3 und R4 wie oben beschrieben sind, und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass m oder n wenigstens 2 ist.
  • Gegebenenfalls umfasst die Zusammensetzung gemäß des sechsten Aspekts eine Mischung des Polymers und des Materials der Formel (I).
  • Gegebenenfalls ist gemäß des sechsten Aspekts das Material der Formel (I) an die Hauptkette des Polymers gebunden oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden.
  • In einem siebten Aspekt stellt die Erfindung eine organische lichtemittierende Einrichtung zur Verfügung, umfassend eine lichtemittierende Zusammensetzung gemäß des sechsten Aspekts.
  • In einem achten Aspekt stellt die Erfindung eine Verbindung der Formel (Ia) zur Verfügung:
    Figure 00070002
    wobei Ar, n, m, R3 und R4 wie in einem der Ansprüche 1 und 6–13 definiert sind und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass m oder n wenigstens 2 ist, und wobei wenigstens eine Aryl-Endgruppe mit einem Solubilisierungssubstituent substituiert ist.
  • Gegebenenfalls weist gemäß des achten Aspekts eine Löslichkeit von wenigstens 10 mg/ml in Toluol auf.
  • Gegebenenfalls ist gemäß des achten Aspekts die wenigstens eine Aryl-Endgruppe ein Phenyl und der wenigstens eine Solubilisierungssubstituent ist an einer Metapostion des Phenyls angeordnet.
  • Gegebenenfalls weist gemäß des achten Aspekts die Verbindung die Formel (II) auf:
    Figure 00080001
    wobei wenigstens ein R3 ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy ist, vorzugsweise Alkyl.
  • In einem neunten Aspekt stellt die Erfindung eine Verbindung der Formel (VI) zur Verfügung:
    Figure 00080002
    wobei jedes Ar unabhängig eine Aryl- oder Heteroarylgruppe darstellt und wobei die Verbindung gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein kann.
  • Gegebenenfalls kann das Material des neunten Aspekts als ein Triplett-absorbierendes Material in einer Zusammensetzung, mit einem organischen Halbleitermaterial wie unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt beschrieben, verwendet werden.
  • Gegebenenfalls werden gemäß des neunten Aspekts der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig ausgewählt aus Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt werden können und ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe durch F ersetzt werden können; und -(Ar4)z, wobei Ar4 in jedem Auftreten unabhängig gewählt ist aus gegebenenfalls substituiertem Aryl oder Heteroaryl und z wenigstens 1 ist, gegebenenfalls 1, 2 oder 3, und wobei eine Vielzahl von Ar4-Gruppen gebunden sein können, um eine gerade oder verzweigte Kette von Ar4-Gruppen zu bilden, in dem Fall, in dem z größer als 1 ist.
  • Gegebenenfalls ist gemäß des neunten Aspekts jedes Ar gegebenenfalls substituiertes Phenyl.
  • In einem zehnten Aspekt stellt die Erfindung ein Polymer zur Verfügung, umfassend eine Wiederholungseinheit, umfassend eine Verbindung gemäß des neunten Aspekts.
  • Gegebenenfalls umfasst gemäß des zehnten Aspekts die Wiederholungseinheit die Formeln (VIIa) oder (VIIb):
    Figure 00090001
  • Gegebenenfalls wird die Verbindung des neunten Aspekts mit wenigstens einem Substituenten substituiert, welche in der Lage ist, an einer metallkatalysierten Kreuzkupplung teilzunehmen. Gegebenenfalls wird dieser Substituent gewählt aus Borsäure und dessen Estern, Sulfonsäureestern und Halogen, vorzugsweise Brom oder Iod. Gegebenenfalls weist die substituierte Verbindung die Formel (VIIIa) oder (VIIIb) auf.
    Figure 00090002
    wobei jedes X unabhängig den wenigstens einen Substituenten darstellt, welcher in der Lage ist, an einer metallkatalysierten Kreuzkupplung teilzunehmen und r 1 oder 2 ist.
  • In einem elften Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Bilden eines Polymers gemäß des zehnten Aspekts zur Verfügung, umfassend die Schritte des Polymerisierens einer Verbindung der Formel (Villa), wobei r 2 ist, oder einer Verbindung der Formel (VIIIb) in Anwesenheit eines Metallkatalysators.
  • Es wird anerkannt werden, dass die Erfindung in ihrem ersten Aspekt eine Zusammensetzung betrifft, bei welcher die Triplett-Akzeptoreinheit der Formel (I) im Wesentlichen kein Licht emittiert. Das Energieniveau (S1) des angeregten Singulett-Zustandes des lichtemittierenden Materials ist nicht höher und vorzugsweise niedriger als das entsprechende Energieniveau der Triplett-Akzeptoreinheit, um einen beträchtlichen Transfer von Singulett-Exzitonen von dem S1-Energieniveau des lichtemittierenden Materials zu dem S1-Niveau des Triplett-Akzeptormaterials zu verhindern.
  • Das Gegenteil ist der Fall in dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Einheit der Formel (I) das lichtemittierende Material ist.
  • ”Aryl” und ”Heteroaryl”, wie hier verwendet, umfasst sowohl kondensierte als auch nicht-kondensierte Aryl- und Heteroarylgruppen.
  • ”Triplett-Akzeptoreinheit”, wie hier verwendet, bedeutet eine Einheit, die in der Lage ist, Triplett-Exzitone von der lichtemittierenden Einheit aufzunehmen. Um wirksam zu funktionieren, weist die Triplett-Akzeptoreinheit ein Energieniveau T1 im angeregten Triplett-Zustand auf, welches eine niedrigere Energie aufweist, als das Energieniveau der lichtemittierenden Einheit.
  • R3 und R4, welche an gegenüberliegenden Enden einer Doppelbindung in Verbindungen der Formel (I) angeordnet sind, können in jedem Fall unabhängig in einer cis- oder trans-Anordnung vorliegen, wie durch die wellige Bindung der Formel (I) dargestellt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des Triplett-Quenchens durch eine Verbindung der Formel (I);
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Triplett-Triplett-Annihilationsmechanismus unter Einbeziehung einer Verbindung der Formel (I);
  • 3 zeigt einen zweiten Triplett-Triplett-Annihilationsmechanismus unter Einbeziehung einer Verbindung der Formel (I);
  • 4 zeigt eine organische lichtemittierende Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 zeigt ein Elektrolumineszenzspektrum einer beispielhaften OLED der Erfindung im Vergleich mit dem Elektrolumineszenzspektrum einer Vergleichseinrichtung;
  • 6 zeigt die Lebensdauer von vier beispielhaften OLEDs der Erfindung, im Vergleich mit einer Vergleichseinrichtung;
  • 7 zeigt die Stromdichte vs. Spannung einer beispielhaften OLED der Erfindung im Vergleich mit einer Vergleichseinrichtung;
  • 8 zeigt die externe Quanteneffizienz gegenüber der Spannung einer beispielhaften OLED der Erfindung im Vergleich mit einer Vergleichseinrichtung;
  • 9 zeigt eine Kurve der externen Quanteneffizienz vs. Spannung für eine beispielhafte Einrichtung und eine Vergleichseinrichtung;
  • 10 zeigt eine Kurve, welche die Triplett-Dichte für eine beispielhafte Einrichtung und eine Vergleichseinrichtung darstellt;
  • 11 zeigt eine Kurve der zeitaufgelösten Elektrolumineszenz einer beispielhaften Einrichtung;
  • 12 zeigt eine Kurve der externen Quanteneffizienz vs. Zeit für eine beispielhafte Einrichtung und eine Vergleichseinrichtung;
  • 13 zeigt eine Kurve der Elektrolumineszenz zweier beispielhafter Einrichtungen und einer Vergleichseinrichtung;
  • 14 zeigt eine Kurve der Stromdichtung vs. Spannung für die beispielhaften Einrichtungen und Vergleichseinrichtungen der 13;
  • 15 zeigt eine Kurve der externen Quanteneffizienz vs. Spannung für die beispielhaften Einrichtungen und Vergleichseinrichtung der 13 und 14;
  • 16 zeigt eine Kurve, welche die Lebensdauer der beispielhaften Einrichtungen und Vergleichseinrichtung der 13, 14 und 15 vergleicht; und
  • 17 zeigt ein Fotolumineszenzspektrum einer beispielhaften Zusammensetzung der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezug auf (A) Zusammensetzungen, bei denen die Verbindung der Formel (I) ein Triplett-Akzeptormaterial ist, und (B) Zusammensetzungen, bei denen die Verbindung der Formel (I) ein lichtemittierendes Material ist, beschrieben.
  • A. Triplett-Aufnahme durch Verbindungen der Formel (I)
  • Die vorliegenden Erfinder haben eine Anzahl von Wegen beziehungsweise Vorgängen identifiziert, durch welche Triplett-Exzitonen zerfallen können, um den Zerfall durch Vorgänge zu reduzieren oder zu eliminieren, die eine Verringerung der Einrichtungslebensdauer bewirken. Dies umfasst Vorgänge, bei denen Triplett-Exzitonen durch ein Quenchverfahren nicht-strahlend z zerfallen und Vorgänge, bei denen Triplett-Exzitonen einer Triplett-Triplett-Annihilation unterworfen werden, was zu einer verzögerten Fluoreszenz führt, die eine bessere Einrichtungseffizienz bereitstellen kann, im Vergleich mit nicht-strahlenden Quenchvorgängen.
  • Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, nimmt man an, dass der Mechanismus des Triplett-Quenchens und der verzögerten Fluoreszenz wie folgt auftreten.
  • Triplett-Quenchen
  • 1 zeigt einen ersten Energietransfermechanismus für eine beispielhafte OLED. Zur Vermeidung von Missverständnissen sind die Energieniveaudiagramme, einschließlich 1, ohne Maßstab dargestellt. 1 zeigt den Energietransfer für eine OLED, bereitgestellt mit einem lichtemittierenden Material mit einem Energieniveau S1E im angeregten Singulett-Zustand und einem Energieniveau S0E im Singulett-Grundzustand. Singulett-Exzitonen mit einem S1E-Energie-Zerfall durch Emission von Fluoreszenzlicht hν sind durch den durchgehenden Pfeil zwischen S1E und S0E in 1 dargestellt. Triplett-Triplett-Exzitoninteraktionen oder Triplett-Singulett-Exzitoninteraktionen können ”superangeregte” Zustände in dem lichtemittierenden Material erzeugen. Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, nimmt man an, dass die Bildung dieser stark energetischen ”superangeregten” Zustände in dem lichtemittierenden Material für die Betriebslebensdauer des Materials schädlich sein können. Indem jedoch eine Triplett-Akzeptoreinheit mit einem Energieniveau T1A im angeregten Triplett-Zustand bereitgestellt wird, welches niedriger ist als T1E, ist es möglich, dass die Triplett-Exzitonen zum Quenchen zu der Triplett-Akzeptoreinheit befördert werden, die Alternative des strahlenden Zerfalls von T1E zu S0E, dargestellt durch eine gestrichelte Linie in 1, ist ein spinverbotener Vorgang.
  • S1- und T1-Niveaus können aus dem Fluoreszenz- beziehungsweise Phosphoreszenzspektrum gemessen werden.
  • Die Triplett-Akzeptoreinheit weist ein Energieniveau S1A im angeregten Singulett-Zustand auf, welches höher ist als das Energieniveau S1E im angeregten Singulett-Zustand, um den Transfer von Singulett-Exzitonen von SIE zu S1A vollständig oder im Wesentlichen zu verhindern. Vorzugsweise ist S1A bezüglich der Energie wenigstens kT höher als S1E, um einen beträchtlichen Rücktransfer von Exzitonen zu verhindern. Ähnlich ist T1E bezüglich der Energie vorzugsweise wenigstens kT höher als T1A.
  • Triplett-Triplett-Annihilation
  • 2 zeigt einen zweiten Energietransfermechanismus für eine beispielhafte OLED.
  • Gemäß dieser Ausführungsform führt die Triplett-Triplett-Annihilation (TTA), bewirkt durch eine Interaktion zwischen zwei Triplett-Akzeptoreinheiten, zu einem Triplett-Triplett-annihilierten Singulett-Exziton mit einer Energie von bis zu 2 × T1A, wobei T1A das Energieniveau des angeregten Triplett-Zustandes des Triplett-Akzeptormaterials darstellt. Dieses Singulett-Exziton, gebildet auf einer ersten von zwei Triplett-Akzeptoreinheiten, weist ein Energieniveau SnA auf, welches bezüglich der Energie höher als S1A und S1E ist, und kann zu S1A und anschließend zu SIE überführt werden, von welchem Licht hν als verzögerte Fluoreszenz emittiert werden kann. Das Triplett-Exziton der zweiten der zwei Triplett-Akzeptoreinheiten kann in den Grundzustand T0A zerfallen.
  • Anfänglich wird das Triplett-Exziton, welches bei T1E gebildet wird, zu T1A überführt. Indem ein Triplett-Akzeptormaterial mit einem Energieniveau T1A, welches niedriger ist als T1E, bereitgestellt wird, kann ein schneller Transfer von Exzitonen von T1E zu T1A auftreten. Dieser Transfer ist relativ schnell im Vergleich mit der Zerfallsrate der Triplett-Exzitonen von T1E zu S0E, dargestellt durch einen gepunkteten Pfeil in 1, bei welchem es sich um ein spin-verbotenes Verfahren handelt. Die Energielücke zwischen T1E und T1A ist vorzugsweise größer als kT, um einen Rücktransfer der Exzitonen von T1A zu T1E zu vermeiden. Ähnlich ist die Energielücke zwischen S1A und S1E vorzugsweise größer als kT, um den Rücktransfer von Exzitonen von S1E zu S1A zu vermeiden.
  • Ein Zerfallsvorgang für das Triplett-Exziton bei T1A in Konkurrenz mit der Triplett-Triplett-Annihilation ist der nicht strahlende (quench) Vorgang zu S0A, welcher oben in Bezugnahme auf 1 beschrieben ist. Eine Anzahl von Maßnahmen kann durchgeführt werden, um eher die Wahrscheinlichkeit von TTA als den Zerfall auf S0A zu maximieren, insbesondere:
    • i) Das Triplett-Absorptionsmaterial kann so ausgewählt sein, dass Triplett-Exzitonen auf T1A eine relativ lange Lebensdauer τTA besitzen. Eine relativ lange Lebensdauer bedeutet nicht nur, dass die Zerfallsrate zu S0A relativ langsam ist, sondern auch, dass die Wahrscheinlichkeit von TTA relativ hoch ist.
    • ii) Die Konzentration von Triplett-absorbierendem Material in der lichtemittierenden Schicht kann relativ hoch sein, z. B. höher als 1 Mol-%, z. B. in dem Bereich von 0,1–10 Mol-% oder in dem Bereich von 1–10 Mol-%.
    • iii) Zwei oder mehr Triplett-Akzeptormaterialien können in nächster Nähe bereitgestellt werden, z. B. wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Einheiten der Formel (II) beschrieben.
  • Jede dieser Maßnahmen kann allein oder in Kombination verwendet werden.
  • 3 zeigt einen dritten Energietransfermechanismus für eine beispielhafte OLED.
  • In diesem Fall tritt die Triplett-Triplett-Annihilation zwischen dem Triplett-Exziton der Energie T1A, angeordnet an der Triplett-Akzeptoreinheit, und dem Triplett-Exziton der Energie T1E auf, welches auf dem lichtemittierenden Material angeordnet ist. Es wird anerkannt werden, dass dies zu einem Triplett-Triplett-annihilierten Singulett-Exziton (TTAS) mit einer Energie von bis zu T1E + T1A führt. Das Energieniveau SnA dieses Singulett-Exzitons ist höher als das von S1E und so kann es seine Energie zu S1A überführen und von dort zu S1E, von welchem Licht hν als verzögerte Fluoreszenz emittiert werden kann.
  • Indem Triplettquenchen durch Quenchingstellen, welche während des Betriebs der OLED gebildet werden, vermieden werden, kann die Lebensdauer der Einrichtung verbessert werden. Des Weiteren ist es durch Einsetzen von TTA zur Herstellung stabiler verzögerter Fluoreszenz möglich, die Effizienz zu verbessern, im Vergleich mit einer Einrichtung, bei welcher alle Triplett-Exzitonen gequencht sind (wie in 1 dargestellt) oder im Vergleich mit einer Einrichtung, bei welcher keine Triplett-Akzeptoreinheit vorhanden ist, wobei die Intensität der verzögerten Fluoreszenz nach dem anfänglichen OLED-Betrieb stark abnehmen kann.
  • Es wird anerkannt werden, dass es für zwei oder alle drei der Triplett-Quenching-Mechanismen und der zwei TTA-Mechanismen, welche oben beschrieben sind, möglich ist innerhalb der gleichen Einrichtung aufzutreten, und dass die Menge der verzögerten Fluoreszenz von jedem der zwei TTA-Mechanismen von Faktoren abhängt, wie der Konzentration des lichtemittierenden Materials, der Konzentration der Triplett-Akzeptoreinheiten, und der Lebensdauer der Triplett-Exzitonen im angeregten Zustand auf der lichtemittierenden Einheit und der Triplett-Akzeptoreinheit.
  • Obwohl die lange Lebensdauer der Triplett-Exzitonen, welche auf der Triplett-Akzeptoreinheit vorhanden sind, dazu dienen können, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von TTA zu erhöhen, entweder durch Annihilation mit einem Triplett-Exziton, welches auf einer anderen Triplett-Akzeptoreinheit angeordnet ist, oder durch Annihilation mit einem Triplett-Exziton, welches auf dem lichtemittierenden Material vorhanden ist, können andere Maßnahmen eingesetzt werden, um die Wahrscheinlichkeit von TTA noch weiter zu erhöhen.
  • Zum Beispiel können die Triplett-Akzeptoreinheiten in nächster Nähe bereitgestellt werden, gegebenenfalls getrennt durch eine Zwischengruppe, um die Wahrscheinlichkeit von TTA zu erhöhen.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Triplett-Akzeptoreinheiten in hoher Konzentration bereitgestellt werden, um die Wahrscheinlichkeit von TTA zu erhöhen.
  • Die Geschwindigkeitskonstante für den Transfer der Triplett-Exzitonen von dem lichtemittierenden Material zu dem Triplett-Akzeptormaterial kann so ausgewählt werden, dass sie größer ist als die Geschwindigkeitskonstante für den Transfer beim Quenchen der Triplett-Exzitonen.
  • Zusätzlich zu oder als eine Alternative zu der Verwendung von Triplett-Akzeptormaterialien in einer lichtemittierenden Schicht einer OLED können Triplett-Akzeptormaterialien der Formel (I) in einer Ladungstransportschicht oder ladungsblockierenden OLED-Schicht bereitgestellt sein. Zum Beispiel können sich Triplett-Exzitone in einer Lochtransportschicht bilden oder in diese eindringen und die Zersetzung eines Lochtransportmaterials der Lochtransportschicht bewirken. Ein Triplett-Akzeptormaterial der Formel (I) kann in dem Lochtransportmaterial bereitgestellt werden, um diese Triplett-Exzitonen zu quenchen. Zu Zwecken der Erläuterung werden Zusammensetzungen, umfassend das Triplett-Akzeptormaterial der Formel (I) und ein lichtemittierendes Material nachfolgend im Detail beschrieben, das Triplett-Akzeptormaterial kann jedoch gleichermaßen in Kombination mit einem Ladungstransportmaterial (z. B. ein Lochtransport- oder Elektronentransportmaterial) verwendet werden, welches nicht nachleuchtet, wenn es in einer OLED verwendet wird.
  • Triplett-Akzeptormaterial
  • Das Triplett-Akzeptormaterial kann eine Verbindung sein, welche chemisch nicht an das lichtemittierende Material gebunden ist, sondern mit dem lichtemittierenden Material physikalisch vermischt ist, und die lichtemittierende Zusammensetzung kann ein oder mehrere weitere Bestandteile umfassen, z. B. ein oder mehrere Ladungstransportmaterialien, insbesondere ein oder mehrere Lochtransportmaterialien oder Elektronentransportmaterialien. Alternativ kann das Triplett-Akzeptormaterial an das lichtemittierende Material gebunden sein, oder an jeden der zuvor genannten anderen Bestandteile, sofern vorhanden.
  • In dem Fall, dass das Triplett-Akzeptormaterial mit dem lichtemittierenden Material vermischt wird, ist es vorzugsweise mit Solubilisierungsgruppen substituiert. Beispielhafte Triplett-Akzeptorverbindungen umfassen Verbindungen mit der folgenden allgemeinen Formel (II):
    Figure 00160001
    wobei m wie oben beschrieben ist; p 1–5 ist, vorzugsweise 1 oder 2; und R3 unabhängig in jedem Auftreten H oder ein Solubilisierungssubstituent ist, unter der Voraussetzung, dass wenigstens ein R3 ein Solubilisierungssubstituent ist. Bevorzugte Solubilisierungssubstituenten sind geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy, vorzugsweise Alkyl. Zwei spezifische Beispiele solcher Verbindungen sind nachfolgend dargestellt:
    Figure 00160002
    Solubilisierungssubstituenten in der Metaposition von Aryl-Endgruppen können besonders vorteilhaft sein, um die Löslichkeit zu verbessern.
  • Benachbarte Arylgruppen können gebunden sein, wie in dem nachfolgenden Beispiel dargestellt, wobei benachbarte Phenylgruppen gebunden sind, um eine Fluoreneinheit zu bilden. Das Brücken-Kohlenstoffatom der Fluoreneinheit kann mit Substituenten bereitgestellt sein, um die Löslichkeit, die Glasübergangstemperatur oder andere Eigenschaften der Verbindung einzustellen.
  • Figure 00170001
  • In dem obigen Beispiel trägt jedes Kohlenstoffatom der Doppelbindung nur einen Substituenten. Ein oder mehrere dieser Kohlenstoffatome können jedoch zwei Substituenten tragen, wie in der Verbindung 4,4'-Bis(2,2'diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl (DPVBi) dargestellt, welche nachfolgt:
    Figure 00170002
  • Eine beispielhafte Triplett-Akzeptorverbindung weist die folgende Formel auf, in dem Fall, dass q der Formel (I) 0 ist:
    Figure 00170003
  • Diese Verbindung kann gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie einem Substituenten R5, welcher oben beschrieben ist, insbesondere ein oder mehrere Solubilisierungssubstituenten, wie Alkyl.
  • In dem Fall, dass das lichtemittierende Material ein Polymer ist, kann die Einheit der Formel (I) in der Form von Wiederholungseinheiten in der Hauptkette des Polymers bereitgestellt werden, z. B. in der Form einer der gegebenenfalls substituierten Wiederholungseinheiten, welche nachfolgend dargestellt sind:
    Figure 00180001
    wobei * die Verbindungspunkte zum Binden der Wiederholungseinheit in der Polymerkette angeben.
  • Beispielhafte Wiederholungseinheiten umfassen die Folgenden:
    Figure 00180002
    Figure 00190001
    wobei * die Verbindungspunkte angibt, um die Wiederholungseinheiten in der Polymerkette zu binden und Ak Alkyl ist, insbesondere verzweigtes oder geradkettiges C1-10-Alkyl. Insbesondere bevorzugte Alkylgruppen sind n-Butyl, t-Butyl, n-Hexyl und n-Octyl. R ist H oder ein Substituent, gegebenenfalls Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Heteroaryl, z. B. Phenyl, substituiert mit einem oder mehreren Alkylgruppen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Triplett-Akzeptormaterial mit einer oder mehreren Aryl- oder Heteroarylgruppen substituiert sein, wie einer oder mehreren Phenylgruppen. Mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen können gebunden sein, um eine gerade oder verzweigte Kette aus Arylen- oder Heteroarylengruppen zu bilden, z. B. eine dentritische Gruppe. Beispielhafte dentritische Gruppen umfassen die folgenden, die jeweils mit einer oder mehreren Substituentengruppen substituiert sein können, z. B. eine oder mehreren C1-20-Alkyl- oder C1-20-Alkoxygruppen:
    Figure 00200001
  • Die Triplett-Akzeptoreinheit kann an die Hauptkette eines lichtemittierenden Polymers gebunden sein, durch Polymerisieren eines Monomers, umfassend die oben dargestellte Wiederholungseinheit, substituiert mit einer Abgangsgruppe, welche in der Lage ist, an einer metallkatalysierten Kreuzkupplungsreaktion teilzunehmen. Beispielhafte Abgangsgruppen umfassen Halogen- und Borsäure- oder Estergruppen zur Verwendung in Suzuki- oder Yamamoto-Polymerisationsreaktionen. Diese Reaktionen werden nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in dem Fall, in dem das lichtemittierende Material ein Polymer ist, die Triplett-Akzeptoreinheit in der Form von Polymerendgruppen oder -seitengruppen bereitgestellt werden, welche von der Polymerhauptkette hängen, z. B. in der Form einer gegebenenfalls substituierten Seitengruppe oder Endgruppe, wie nachfolgend dargestellt:
    Figure 00210001
    wobei * die Verbindungspunkte angibt, um die Triplett-Akzeptor-Seitengruppe oder -Endgruppe an das Polymer zu binden.
  • Die Seitengruppe oder Endgruppe kann gebildet werden, indem eine Verbindung, substituiert an * mit einer geeigneten Abgangsgruppe reagiert wird, die in der Lage ist, an einer metallkatalysierten Kreuzkupplungsreaktion teilzunehmen, wie ein Halogen oder Borsäure oder Ester, mit einer Abgangsgruppe an dem Polymer.
  • Alternativ kann eine Seitengruppe in ein lichtemittierendes Polymer eingeführt werden, indem sie als ein Substituent eines Monomers bereitgestellt wird, wie nachfolgend dargestellt:
    Figure 00210002
    wobei PG eine polymerisierbare Gruppe darstellt, wie eine Abgangsgruppe, wie oben beschrieben, oder eine polymerisierbare Doppelbindung. Eine Spacergruppe, z. B. eine Alkylenkette, kann die polymerisierbare Einheit von der Triplett-Akzeptoreinheit trennen. Beispielhafte polymerisierbare Einheiten umfassen gegebenenfalls substituierte Arylene, z. B. Polyfluorene, insbesondere 2,7-verknüpfte 9,9-Dialkylplyfluorene oder 2,7-verknüpfte 9,9-Diarylpolyfluorene; Polyspirofluorene, insbesondere 2,7-verknüpfte Poly-9,9-spirofluoren; Polyindenofluorene, insbesondere 2,7-verknüpfte Polyindenofluorene; Polyphenylene, insbesondere Alkyl- oder Alkoxysubstituiertes Poly-1,4-phenylen. Ein beispielhaftes Monomer zum Bilden eines Polymers, umfassend eine Triplett-Akzeptorseitengruppe, weist die folgende Formel auf:
    Figure 00220001
  • In diesem Beispiel ist ein Fluorenmonomer mit zwei Triplett-Akzeptoreinheiten bereitgestellt, es wird jedoch anerkannt werden, dass ein Fluorenmonomer alternativ mit nur einer Triplett-Akzeptoreinheit an der Fluoren-9-Position substituiert sein kann, wobei die andere 9-Position H oder ein Substituent ist, z. B. R1, wie unten beschrieben.
  • Ein beispielhafte Endcappingeinheit weist die folgende Formel auf:
    Figure 00220002
  • Um die Wahrscheinlichkeit von TTA und verzögerter Fluoreszenz zu erhöhen, wie oben beschrieben, können eine Vielzahl von Triplett-Akzeptoreinheiten in nächster Nähe bereitgestellt werden. Zum Beispiel können zwei solcher Einheiten in einer gegebenenfalls substituierten Einheit mit der allgemeinen Formel (III) bereitgestellt werden: TAU-Spacer-TAU (III) wobei ”TAU” eine Triplett-Akzeptoreinheit der Formel (I) darstellt und der Spacer eine konjugierte oder nicht-konjugierte Abstandsgruppe ist. Der Spacer trennt die zwei Triplett-Akzeptor-TAU-Gruppen, trennt vorzugsweise ihre elektronischen Eigenschaften (z. B. HOMO und LUMO). Abhängig von der konkreten Art der Konjugation und der Orbitalüberlappung kann Sp gegebenenfalls ein oder mehrere Arylen- oder Heteroarylengruppen umfassen, wie substituiertes Phenyl, Biphenyl oder Fluoren. Alternativ könnte Sp gegebenenfalls eine nicht-konjugierte Verbindungsgruppe, wie Alkyl, oder eine andere molekulare Bindung umfassen, die keine Konjugation zwischen den TAU-Gruppen bereitstellt.
  • Die Einheit der Formel (II) kann eine getrennte Verbindung sein, welche physikalisch mit dem lichtemittierenden Material vermischt wird, oder kann an das lichtemittierende Material gebunden sein. In dem Fall, dass das lichtemittierende Material ein Polymer ist, kann die Einheit der Formel (II) als eine Hauptketten-Wiederholungseinheit, eine Seitengruppe oder eine Endgruppe, wie oben beschrieben, gebunden sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Triplett-Akzeptoreinheit ein Oligomer oder Polymer sein, oder ein Bestandteil eines Oligomers oder Polymers, umfassend eine Wiederholungsstruktur der Formel (IIb): (TAU-Spacer)m (IIb) wobei m wenigstens 2 ist. Dieses Oligomer oder Polymer kann mit dem lichtemittierenden Material vermischt werden oder kann in dem Polymerrückgrat bereitgestellt werden.
  • Obwohl das Binden der Triplett-Akzeptoreinheit an das lichtemittierende Polymer oben beschrieben ist, wird anerkannt werden, dass die Triplett-Akzeptoreinheit auf die gleiche Weise an jeden anderen Bestandteil der Zusammensetzung gebunden sein kann, sofern vorhanden.
  • Das LUMO-Niveau der Triplett-Akzeptoreinheit der Formel (I) kann so ausgewählt werden, dass eine Elektronenfalle bereitgestellt wird. Wenn die Triplett-Akzeptoreinheit z. B. in Kombination mit einem Elektronentransportmaterial oder einem lichtemittierenden Material, umfassend Elektronentransportfunktionalität, verwendet wird, kann die Triplett-Akzeptoreinheit ein LUMO-Niveau aufweisen, das wenigstens 0,1 eV niedriger ist als das des lichtemittierenden Materials oder des Elektronentransportmaterials. Beispielhafte Elektronentransportmaterialien umfassen Ketten von Arylen-Wiederholungseinheiten, z. B. Ketten von Fluoren-Wiederholungseinheiten, wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
  • Die Konzentration der Triplett-Akzeptoreinheit der Formel (I) beträgt gegebenenfalls wenigstens 0,05 Mol-%, gegebenenfalls 0,1 Mol-% oder wenigstens 1 Mol-%, und liegt z. B. in dem Bereich von 0,1–10 Mol-% oder 1–10 Mol-%, relativ zu dem lichtemittierenden Material. Eine höhere Konzentration des Triplett-Akzeptormaterials erhöht die Wahrscheinlichkeit von TTA. Um die Wahrscheinlichkeit von TTA zu erhöhen, beträgt die Lebensdauer der Tripletts im angeregten Zustand, welche auf dem Triplett-Akzeptormaterial vorhanden sind, gegebenenfalls wenigstens 1 Mikrosekunde. Die Lebensdauer eines Triplett-Exzitons ist dessen Halbwertszeit, welche durch Blitzfotolyse gemessen werden kann, um die monomolekulare Triplett-Lebensdauer zu messen, wie in dem Handbook of Photochemistry, 2. Ausgabe, Steven L Murov, Ian Carmichael und Gordon L Hug und darin genannten Referenzen beschrieben, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird.
  • Es wird anerkannt werden, dass, anders als phosphoreszierende Dotiermittel, das Triplett-Akzeptormaterial keinen energetisch bevorzugten Vorgang bereitstellen, damit absorbierte Tripletts einem strahlenden Zerfall unterworfen werden, und als ein Ergebnis geht im Wesentlichen keine Energie des Triplett-Exzitons, absorbiert von dem Triplett-Akzeptormaterial von dem Triplett-Akzeptormaterial in der Form von Lichtemission aus dem Triplett-Akzeptormaterial verloren.
  • Die Dichte der Triplett-Exzitonen auf einem lichtemittierenden Material, z. B. auf dem Polymerrückgrat eines konjugierten lichtemittierenden Polymers, kann unter Verwendung einer quasi-kontinuierlichen (quasi-cw) Absorption im angeregten Zustand gemessen werden, wie nachfolgend im Detail beschrieben.
  • 4 zeigt die Struktur einer OLED gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die OLED umfasst ein transparentes Glas- oder Kunststoffsubstrat 1, eine Anode 2, eine Kathode 4 und eine lichtemittierende Schicht 3, bereitgestellt zwischen der Anode 2 und der Kathode 4. Weitere Schichten (welche nicht dargestellt sind) können zwischen der Anode 2 und der Kathode angeordnet sein, wie Ladungstransportschichten, Ladungsinjektionsschichten oder ladungsblockierende Schichten.
  • Organisches Halbleitermaterial
  • Geeignete organische Halbleitermaterialien, insbesondere Ladungstransportmaterialien und/oder lichtemittierende Materialien, umfassen niedermolekulare, polymere und dentrimere Materialien und deren Zusammensetzungen. Geeignete lichtemittierende Polymere zur Verwendung in der Schicht 3 oder Ladungstransportpolymere umfassen Poly(arylenvinylene), wie Poly(p-phenylenvinylene) und Polyarylene, wie: Polyfluorene, insbesondere 2,7-verknüpfte 9,9-Dialkylpolyfluorene oder 2,7-verknüpfte 9,9-Diarylpolyfluorene; Polyspirofluorene, insbesondere 2,7-verknüpftes Poly-9,9-spirofluoren; Polyindenofluorene, insbesondere 2,7-verknüpfte Polyindenofluorene; Polyphenylene, insbesondere Alkyl- oder Alkoxy-substituiertes Poly-1,4-phenylen. Solche Polymer sind, wie z. B. in Adv. Mater. 2000 12(23) 1737–1750 und den darin genannten Referenzen offenbart.
  • Ein geeignetes lichtemittierendes Polymer kann ein lichtemittierendes Homopolymer sein, umfassend lichtemittierende Wiederholungseinheiten, oder kann ein Copolymer sein, umfassend lichtemittierende Wiederholungseinheiten und weitere Wiederholungseinheiten, wie eine Lochtransport- und/oder Elektronentransport-Wiederholungseinheit, wie z. B. in der WO 00/55927 offenbart. Jede Wiederholungseinheit kann in einer Hauptkette oder einer Seitenkette des Polymers bereitgestellt sein.
  • Polymere zur Verwendung als Ladungstransportmaterialien und/oder lichtemittierende Materialien in Einrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise eine Wiederholungseinheit, gewählt aus Arylen-Wiederholungseinheiten, wie z. B. Adv. Mater. 2000 12(23) 1737–1750 und den darin genannten Referenzen, offenbart.
  • Beispielhafte erste Wiederholungseinheiten umfassen: 1,4-Phenylen-Wiederholungseinheiten, wie in J. Appl. Phys. 1996, 79, 934 offenbart; Fluoren-Wiederholungseinheiten, wie in der EP 0842208 offenbart; Indenofluoren-Wiederholungseinheiten, wie z. B. in Macromolecules 2000, 33(6), 2016–2020 offenbart; und Spirofluoren-Wiederholungseinheiten, wie z. B. in der EP 0707020 offenbart. Jede dieser Wiederholungseinheiten ist gegebenenfalls substituiert. Beispiele von Substituenten umfassen Solubilisierungsgruppen, wie C1-20-Alkyl oder -Alkoxy; Elektronen-entziehende Gruppen, wie Fluor, Nitro oder Cyano; und Substituenten zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymers.
  • Besonders bevorzugte Polymere umfassen gegebenenfalls substituierte, 2,7-verknüpfte Fluorene, besonders bevorzugt Wiederholungseinheiten der Formel IV:
    Figure 00250001
    wobei R1 und R2 unabhängig H oder ein Substituent sind, und wobei R1 und R2 gebunden sein können, um einen Ring zu bilden, R1 und R2 sind vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Wasserstoff; gegebenenfalls substituiertem Alkyl, z. B. C1-20-Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können; optional substituiertes Aryl oder Heteroaryl, z. B. Phenyl oder eine gerade oder verzweigte Kette von Aryl- oder Heteroarylgruppen, z. B. Phenylgruppen, von denen jede Gruppe unabhängig substituiert sein kann, z. B. eine Gruppe der Formel (Ar3)v wie oben beschrieben; und gegebenenfalls substituiertes Arylalkyl oder Heteroarylalkyl. Besonders bevorzugt umfasst wenigstens eines von R1 und R2 ein gegebenenfalls substituiertes C4-C20-Alkyl oder -Aryl, insbesondere Phenylgruppe.
  • Ar3 ist in jedem Auftreten unabhängig gewählt aus Aryl oder Heteroaryl und r beträgt wenigstens 1, gegebenenfalls 1, 2 oder 3.
  • In dem Fall, in dem R1 oder R2 ein oder mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen umfasst, können diese Aryl- oder Heteroarylgruppen mit einem oder mehreren Substituenten substituiert werden, gewählt aus der Gruppe R3 bestehend aus:
    Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können, und ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe durch F oder Aryl oder Heteroaryl ersetzt sein können, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren R4-Gruppen,
    Aryl oder Heteroaryl, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren R4-Gruppen,
    NR5 2, OR5, SR5,
    Fluor, Nitro und Cyano;
    wobei jedes R4 unabhängig Alkyl ist, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe mit F ersetzt sein können, und jedes R5 unabhängig gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl und Aryl oder Heteroaryl, gegebenenfalls substituiert mit einer oder mehreren Alkylguppen.
  • In dem Fall, in dem R1 oder R2 Aryl oder Heteroaryl ist, umfassen bevorzugte optionale Substituenten Alkylgruppen, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können.
  • Optionale Substituenten für die Fluoreneinheit, welche andere Substituenten als R1 und R2 sind, werden vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome mit O, S, substituiertem N, C=O und -COO-, optional substituiertes Aryl, optional substituiertes Heteroaryl, Alkoxy, Alkylthio, Fluor, Cyano und Arylalkyl substituiert sein können. Vorzugsweise umfasst das Polymer eine Arylen-Wiederholungseinheit, wie oben beschrieben, und eine Arylamineinheit, insbesondere eine Wiederholungseinheit V:
    Figure 00260001
    wobei Ar1 und Ar2 gegebenenfalls substituierte Aryl- und Heteroarylgruppen sind, n 1 entspricht oder größer ist, vorzugsweise 1 oder 2, R H oder eine Substituent ist, vorzugsweise ein Substituent; und x und y jeweils unabhängig 1, 2 oder 3 sind. R kann -(Ar3)v sein, wobei Ar3 in jedem Auftreten unabhängig gewählt ist aus Aryl oder Heteroaryl und v wenigstens 1 ist, gegebenenfalls 1, 2 oder 3. In dem Fall, das v größer als 1 ist, kann -(Ar3)v eine gerade oder verzweigte Kette von Ar3-Gruppen bilden. R ist vorzugsweise Alkyl oder Aryl oder Heteroaryl, besonders bevorzugt Aryl oder Heteroaryl. Jede der Aryl- oder Heteroarylgruppen in der Einheit der Formel 1, einschließlich in dem Fall, das R ein oder mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen umfasst, kann substituiert sein. Bevorzugte Substituenten werden aus Alkyl ausgewählt, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO-, gegebenenfalls substituiertem Aryl, gegebenenfalls substituiertem Heteroaryl, Alkoxy, Alkylthio, Fluor, Cyano und Arylalkyl ersetzt sein können. Bevorzugte Substituenten umfassen Alkyl- und Alkoxygruppen. Jede der Aryl- oder Heteroarylgruppen in der Wiederholungseinheit der Formel 1 können durch Direktbindung oder ein zweiwertiges Verbindungsatom oder -gruppe gebunden sein. Bevorzugte zweiwertige Verbindungsatome und -gruppen umfassen O, S; substituiertes N; und substituiertes C.
  • Ar1, Ar2 und Ar3 sind in jedem Auftreten vorzugsweise Phenyl und jedes Phenyl, welches unabhängig durch einen oder mehrere Substituenten, wie oben beschrieben, substituiert sein kann. Beispielhafte Substituenten sind Alkyl, wie C1-20-Alkyl.
  • Die Wiederholungseinheit der Formel (V) kann die folgende Formel aufweisen, wobei x und y beide 1 sind:
    Figure 00270001
  • Besonders bevorzugte Einheiten, welche die Formel 1 erfüllen, umfassen die Einheiten der Formeln 1-3:
    Figure 00270002
    wobei Ar1 und Ar2 wie oben definiert sind; und Ar3 gegebenenfalls substituiertes Aryl oder Heteroaryl ist. Sofern vorhanden, umfassen bevorzugte Substituenten für Ar3 Alkyl- und Alkoxygruppen.
  • Polymere, umfassend Wiederholungseinheiten der Formel (V) können als lichtemittierende Materialien in der Schicht 3 der OLED verwendet werden, oder als ein Lochtransportmaterial, welches in der Schicht 3 verwendet wird, oder in einer Lochtransportschicht der OLED.
  • Das Polymer kann ein, zwei oder mehrere unterschiedliche Wiederholungseinheiten der Formel (V) umfassen. Zum Beispiel kann das Polymer eine Wiederholungseinheit der Formel (V) umfassen, um Lochtransport bereitzustellen und eine Wiederholungseinheit der Formel (V), um Lichtemission bereitzustellen.
  • Die Arylamin-Wiederholungseinheiten sind vorzugsweise in einer Menge bis zu 30 Mol-% vorhanden, vorzugsweise bis zu 20 Mol-%. Diese Prozentangaben betreffen die Gesamtanzahl der Arylamineinheiten, welche in dem Polymer vorhanden sind, in dem Fall, dass mehr als eine Art der Wiederholungseinheit der Formel V verwendet wird.
  • Das Polymer kann Heteroarylen-Wiederholungseinheiten für den Ladungstransport oder Emission umfassen.
  • Das Binden der Triplett-Akzeptoreinheit an ein Ladungstransportmaterial oder lichtemittierendes Material kann zu einer wirkungsvolleren Triplett-Aufnahme führen, im Vergleich mit dem Vermischen eines Triplett-Akzeptormaterials mit dem Ladungstransportmaterial oder lichtemittierenden Material, da diese Bindung intramolekulare Triplett-Aufnahmevorgänge bereitstellen können, die einem entsprechenden gemischten System nicht zugänglich sind. In dem Fall, dass ein Ladungstransportpolymer und/oder lichtemittierendes Polymer verwendet wird, kann die Triplett-Akzeptoreinheit an jede Wiederholungseinheit der Polymers gebunden sein. Zum Beispiel kann in dem Fall eines lichtemittierenden Polymers, die Triplett-Akzeptoreinheit an eine lichtemittierende Wiederholungseinheit des Polymers gebunden sein und/oder an jede andere Wiederholungseinheit des Polymers, die vorhanden sein kann, z. B. eine Elektronentransport-Wiederholungseinheit und/oder eine Lochtransport-Wiederholungseinheit.
  • Des Weiteren kann die Bindung aus verarbeitungstechnischen Gründen vorteilhaft sein. Wenn die Verbindung der Formel (I) z. B. eine niedrige Löslichkeit aufweist, kann das Binden derselben an ein lösliches Ladungstransportmaterial oder lichtemittierendes Material, insbesondere ein lösliches Ladungstransportpolymer oder lichtemittierendes Polymer es ermöglichen, dass die Triplett-Akzeptoreinheit in Lösung durch das Ladungstransportmaterial oder lichtemittierende Material getragen wird, wodurch die Herstellung der Einrichtung unter Verwendung von Lösungsverarbeitungsverfahren ermöglicht wird. Des Weiteren wird, wenn die Triplett-Akzeptoreinheit ein relativ flüchtiges Material ist, das Risiko der Verdampfung des Triplett-Akzeptormaterials während der Herstellung der Einrichtung eliminiert. Dies trifft insbesondere zu in dem Fall, dass OLEDs unter Verwendung von Verfahren zur Verarbeitung aus der Lösung hergestellt werden, da die durch Abscheidung einer Lösung gebildeten Ladungstransportschichten und lichtemittierenden Schichten typischerweise als ein Teil des Herstellungsverfahrens der Einrichtung erwärmt werden (z. B. um das Lösungsmittel zu verdampfen), was die Wahrscheinlichkeit der Verdampfung der flüchtigen Triplett-Akzeptoreinheiten erhöht. Schließlich kann das Binden der Triplett-Akzeptoreinheit an das Ladungstransportmaterial oder lichtemittierenden Material Phasentrennungswirkungen in Einrichtungen, welche aus der Lösung verarbeitet wurden, verhindern, die für die Leistung der Einrichtung nachteilig sein können.
  • Wenn das lichtemittierende Material ein konjugiertes Polymer ist, umfassen lichtemittierende Wiederholungseinheiten und weitere Wiederholungseinheiten, z. B. lichtemittierende Amin-Wiederholungseinheiten der Formel (V) und Fluoren-Wiederholungseinheiten der Formel (IV), kann die Konjugation der Triplett-Akzeptoreinheit in die Polymerhauptkette (z. B. durch Konjugation der Fluoren-Wiederholungseinheiten) das T1-Energieniveau der Triplett-Akzeptoreinheit reduzieren, wodurch der energetisch bevorzugte Triplett-Exziton-Transfer von der Emittereinheit zu der Triplett-Akzeptoreinheit ansteigt. Diese Verringerung des T1-Energieniveaus der Triplett-Akzeptoreinheit kann die Verwendung der Triplett-Akzeptoreinheit mit lichtemittierenden Materialien ermöglichen, deren T1-Niveaus zu gering sind, um mit Triplett-Akzeptoreinheiten verwendet zu werden, die nicht auf diese Weise konjugiert sind.
  • Bevorzugte Verfahren zur Herstellung der konjugierten Ladungstransportpolymere und lichtemittierenden Polymere umfassen einen ”Metalleinschub”, wobei das Metallatom eines Metallkomplexkatalysators zwischen einer Aryl- oder Heteroarylgruppe und einer Abgangsgruppe eines Monomers eingefügt wird. Beispielhafte Metalleinschubverfahren sind die Suzuki-Polymerisation, wie z. B. in der WO 00/53656 beschrieben, und die Yamamoto-Polymerisation, wie z. B. in T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable π; – Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153–1205, beschrieben. In dem Fall der Yamamoto-Polymerisation wird ein Nickelkomplexkatalysator verwendet; in dem Fall der Suzuki-Polymerisation wird ein Palladiumkomplexkatalysator verwendet.
  • Zum Beispiel wird bei der Synthese eines linearen Polymers durch die Yamamoto-Polymerisation ein Monomer mit zwei reaktiven Halogengruppen verwendet. Ähnlich ist bei dem Verfahren gemäß der Suzuki-Polymerisation wenigstens eine reaktive Gruppe eine Borderivatgruppe, wie eine Borsäure oder Borester und die andere reaktive Gruppe ist ein Halogen. Bevorzugte Halogene sind Chlor, Brom und Iod, besonders bevorzugt Brom.
  • Es wird anerkannt werden, dass die Wiederholungseinheiten, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, von einem Monomer abgeleitet werden können, welches geeignete Abgangsgruppen trägt. Ähnlich kann eine Endgruppe oder Seitengruppe an das Polymer durch Reaktion einer geeigneten Abgangsgruppe gebunden werden.
  • Die Suzuki-Polymerisation kann verwendet werden, um regioregulare Copolymere, Block-Copolymere und Random-Copolymere herzustellen. Homopolymere oder Random-Copolymere können insbesondere hergestellt werden, wenn eine reaktive Gruppe ein Halogen ist und die andere reaktive Gruppe eine Borderivatgruppe ist. Alternativ können Block-Copolymere oder regioregulare Copolymere, insbesondere AB-Copolymere, hergestellt werden, wenn beide reaktive Gruppen eines ersten Monomers Bor und beide reaktiven Gruppen eines zweiten Monomers Halogen sind.
  • Als Alternative zu Halogeniden umfassen andere Abgangsgruppen, welche in der Lage sind, beim Metalleinschub teilzunehmen, Gruppen, einschließlich Tosylat, Mesylat und Triflat.
  • Die lichtemittierende Schicht 3 kann allein aus dem lichtemittierenden Polymer und der Triplett-Akzeptoreinheit bestehen oder kann diese Materialien in Kombination mit einem oder anderen weiteren Materialien umfassen. Insbesondere kann das lichtemittierende Polymer mit einem Lochtransport- und/oder Elektronentransportmaterial vermischt sein oder kann alternativ kovalent an Lochtransportmaterialien und/oder Elektronentransportmaterialien gebunden sein, wie z. B. in der WO 99/48160 offenbart.
  • Lichtemittierende Copolymere können einen lichtemittierenden Bereich umfassen und wenigstens einen eines Lochtransportbereichs und eines Elektronentransportbereichs, wie z. B. in der WO 00/55927 und der US 6353083 offenbart. Wenn nur eines eines Lochtransportbereichs und Elektronentransportbereichs bereitgestellt wird, kann der Elektrolumineszenzbereich des Weiteren die andere der Lochtransport- und Elektronentransportfunktionalität bereitstellen, – z. B. kann eine Amineinheit, wie oben beschrieben, sowohl Lochtransport- als auch Lichtemissionsfunktionalität bereitstellen. Ein lichtemittierendes Copolymer, umfassend lichtemittierende Wiederholungseinheiten und eine oder beide einer Lochtransport-Wiederholungseinheit und einer Elektronentransport-Wiederholungseinheiten kann diese Einheiten in einer Polymerhauptkette bereitstellen, wie in der US 6353083 beschrieben, oder in Polymerseitengruppen, welche von dem Polymerrückgrat hängen.
  • Das lichtemittierende Material kann Licht jeder Farbe emittieren, vorausgesetzt, dass die S1- und T1-Energieniveaus relativ zu der Anthanthreneinheit wie oben beschrieben sind, das lichtemittierende Material ist jedoch vorzugsweise ein blaues Licht emittierendes Material, insbesondere ein Material mit einer Fotolumineszenz-Lichtemission mit einer Peak-Wellenlänge in dem Bereich von 400 bis 500 nm, vorzugsweise 430 bis 500 nm.
  • Die lichtemittierende Schicht 3 kann strukturiert oder unstrukturiert sein. Eine Einrichtung, umfassend eine unstrukturierte Schicht kann z. B. als eine Beleuchtungsquelle verwendet werden. Eine weißes Licht emittierende Einrichtung ist für diesen Zweck besonders geeignet. Eine Einrichtung, umfassend eine strukturierte Schicht kann z. B. ein Aktiv-Matrix-Display oder ein Passiv-Matrix-Display sein. In dem Fall eines Aktiv-Matrix-Displays wird eine strukturierte Elektrolumineszenzschicht typischerweise in Kombination mit einer strukturierten Anodenschicht und einer unstrukturierten Kathode verwendet. In dem Fall eines Passiv-Matrix-Displays wird die Anodenschicht aus parallelen Streifen des Anodenmaterials gebildet, und parallele Streifen des Elektrolumineszenzmaterials und des Kathodenmaterials sind senkrecht zu dem Anodenmaterial angeordnet, wobei die Streifen des Elektrolumineszenzmaterials und des Kathodenmaterials typischerweise durch Streifen aus isolierendem Material (”Kathoden-Separatoren”), welche durch Fotolithografie gebildet sind, getrennt werden.
  • B. Lichtemission
  • In dem Fall, in dem eine Einheit der Formel (I) als ein lichtemittierendes Material verwendet wird, kann die Einheit in Kombination mit einem Wirtsmaterial verwendet werden, wie einem polymeren Wirtsmaterial, von welchem es Singulett-Exzitone erhält, wobei das S1-Niveau der Einheit der Formel (I) niedriger ist als das Niveau des Wirtes, oder wenigstens nicht höher ist als dieses.
  • Die Einheit der Formel (I) kann eine Verbindung sein, die physikalisch mit dem Wirtsmaterial vermischt ist, und chemisch an sie nicht fest gebunden ist. Alternativ kann die Einheit der Formel (I) chemisch an das Wirtsmaterial gebunden sein. In dem Fall eines polymeren Wirtsmaterials kann die Einheit der Formel (I) als eine Wiederholungseinheit in der Polymerhauptkette bereitgestellt sein, oder an das Polymer als eine Seitengruppe oder Endgruppe gebunden sein. Geeignete lichtemittierende Verbindungen, Wiederholungseinheiten, Seitengruppen und Endgruppen der Formel (I) sind wie oben, in Bezug auf die Triplett-Akzeptormaterialien, beschrieben.
  • Ein geeignetes Wirtsmaterial in diesem Fall umfasst Fluorenhomopolymer oder ein Copolymer, umfassend Fluoreneinheiten und ein oder mehrere Wiederholungseinheiten mit einem S1-Niveau, welches höher ist als das der Einheit der Formel (I).
  • Beispielhafte Materialien, Verfahren und Einrichtungsbauweisen der OLED werden in größerem Detail nachfolgend beschrieben. Es wird anerkannt werden, dass diese Materialien, Verfahren und Einrichtungsbauweisen auf jede OLED anwendbar sind, umfassend eine Einheit der Formel (I), unabhängig, ob die Einheit als eine Emittereinheit oder eine im Wesentlichen nicht-emittierende Triplett-Akzeptoreinheit dient.
  • Lochinjektionsschichten
  • Eine leitfähige Lochinjektionsschicht, welche aus einem leitfähigen organischen oder anorganischen Material gebildet werden kann, kann zwischen der Anode 2 und der Elektrolumineszenzschicht 3 bereitgestellt werden, um die Lochinjektion aus der Anode in die Schicht oder die Schichten des halbleitenden Polymers zu unterstützen. Beispiele der dotierten organischen Lochinjektionsmaterialien umfassen gegebenenfalls substituiertes, dotiertes Poly(ethylendioxythiophen) (PEDT), insbesondere PEDT, dotiert mit einer ladungsausgleichenden Polysäure, wie Polystyrolsulfonat (PSS), wie in der EP 0901176 und der EP 0947123 offenbart, Polyacrylsäure oder eine fluorinierte Sulfonsäure, z. B. Nafion®; Polyanilin, wie in der US 5723873 und der US 5798170 offenbart; und gegebenenfalls substituiertes Polythiophen oder Poly(thienothiophen). Beispiele der leitfähigen anorganischen Materialien umfassen Übergangsmetalloxide, wie VOx, MoOx und RuOx, wie in Journal of Physics D: Applied Physics (1996), 29(11), 2750–2753 offenbart.
  • Ladungstransportschichten
  • Eine Lochtransportschicht kann zwischen der Anode und der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt sein. Gleichermaßen kann eine Elektronentransportschicht zwischen der Kathode und der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt sein.
  • Ähnlich kann eine elektronenblockierende Schicht zwischen der Anode und der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt sein und eine lochblockierende Schicht kann zwischen der Kathode und der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt sein. Transportschichten und blockierende Schichten können in Kombination verwendet werden. Abhängig von dem HOMO- und LUMO-Niveau kann eine einzelne Schicht sowohl eines der Löcher und Elektronen transportieren und das andere der Löcher und Elektronen blockieren.
  • Sofern vorhanden, weist eine Lochtransportschicht, welche zwischen der Anode 2 und der lichtemittierenden Schicht 3 angeordnet ist, vorzugsweise ein HOMO-Niveau von 5,5 eV oder weniger auf, noch bevorzugter um 4,8–5,5 eV. Die HOMO-Niveaus können z. B. durch cyclische Voltametrie gemessen werden.
  • Sofern vorhanden, weist eine Elektronentransportschicht, welche zwischen der lichtemittierenden Schicht 3 und der Kathode 4 angeordnet ist, vorzugsweise ein LUMO-Niveau von ungefähr 3–3,5 eV auf. Zum Beispiel wird eine Schicht aus einem Siliciummonoxid oder Siliciumdioxid oder einer anderen dünnen dielektrischen Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,2–2 nm zwischen der lichtemittierenden Schicht 3 und der Schicht 4 bereitgestellt.
  • Polymere zur Verwendung als Ladungstransportmaterialien können Aryleneinheiten umfassen, wie Fluoreinheiten der Formel (IV), und andere oben beschriebene Einheiten.
  • Ein Lochtransportpolymer kann Arylamin-Wiederholungseinheiten umfassen, insbesondere Wiederholungseinheiten der Formel (V), wie Wiederholungseinheiten der Formeln 1–3, welche oben beschrieben sind. Dieses Polymer kann ein Homopolymer sein oder es kann ein Copolymer sein, umfassend Arylen-Wiederholungseinheiten in einer Menge von bis zu 95 Mol-%, vorzugsweise bis zu 70 Mol-%. Diese Prozentangaben betreffen die Gesamtzahl der Arylamineinheiten, welche in dem Polymer vorhanden sind, in dem Fall, dass mehr als eine Art von Wiederholungseinheit der Formel (V) verwendet wird.
  • Ladungstransporteinheiten können in einer Polymerhauptkette oder einer Polymerseitenkette bereitgestellt sein.
  • Sofern vorhanden, kann eine Ladungstransportschicht ein Ladungstransportmaterial und ein Triplett-absorbierendes Material umfassen, in analoger Anordnung zu der oben beschriebenen, wobei in dem Fall die lichtemittierende Schicht 3 eine Triplett-Akzeptoreinheit umfassen kann oder nicht.
  • Kathode
  • Die Kathode 4 wird aus Materialien ausgewählt, welche aus eine Austrittsarbeit aufweisen, die die Injektion von Elektronen in die Elektrolumineszenzschicht ermöglicht. Andere Faktoren beeinflussen die Auswahl der Kathode, wie die Möglichkeit nachteiliger Interaktionen zwischen der Kathode und dem Elektrolumineszenzmaterial. Die Kathode kann aus einem einzigen Material bestehen, wie einer Schicht aus Aluminium. Alternativ kann sie eine Vielzahl von Metallen umfassen, wie eine Doppelschicht eines Materials mit niedriger Austrittsarbeit und eines Materials mit hoher Austrittsarbeit, wie Calcium und Aluminium, wie in der WO 98/10621 offenbart; elementares Barium, wie in der WO 98/57381 , Appl. Phys. Lett. 2002, 81(4), 634 und in der WO 02/84759 offenbart; oder eine dünne Schicht einer Metallverbindung, insbesondere eines Oxids oder Fluorids eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, um die Injektion von Elektronen zu unterstützen, z. B. Lithiumfluorid, wie in der WO 00/48258 offenbart; Bariumfluorid, wie in Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 2001 offenbart; und Bariumoxid. Um wirksam die Injektion von Elektronen in die Einrichtung bereitzustellen, weist die Kathode vorzugsweise eine Austrittsarbeit von weniger als 3,5 eV auf, noch bevorzugter weniger als 3,2 eV, besonders bevorzugt weniger als 3 eV. Austrittsarbeiten der Metalle können z. B. in Michaelson, J. Appl. Phys. 48(11), 4729, 1977 gefunden werden.
  • Die Kathode kann opak oder transparent sein. Transparente Kathoden sind besonders für Aktiv-Matrix-Einrichtungen vorteilhaft, da die Emission durch eine transparente Anode in solch einer Einrichtung wenigstens teilweise durch die Ansteuerelektronik blockiert ist, die unter den emittierenden Pixeln angeordnet ist. Eine transparente Kathode umfasst eine Schicht aus einem Elektronen-Injektionsmaterial, das ausreichend dünn ist, um transparent zu sein. Typischerweise ist die laterale Leitfähigkeit dieser Schicht als ein Ergebnis der Dünne gering. In diesem Fall wird die Schicht des Elektroneninjektionsmaterials in Kombination mit einer dickeren Schicht aus transparentem leitfähigem Material, wie Indiumzinnoxid, verwendet.
  • Es wird anerkannt werden, dass eine transparente Kathodeneinrichtung keine transparente Anode aufweisen muss (es sei denn, es wird eine vollständig transparente Einrichtung gewünscht) und daher kann die transparente Anode, die in nach unten abstrahlenden (bottomemitting) Einrichtungen verwendet wird, durch eine Schicht aus reflektierendem Material, wie eine Aluminiumschicht, ersetzt oder ergänzt werden. Beispiele transparenter Kathodeneinrichtungen sind z. B. in der GB 2348316 offenbart.
  • Verkapselung
  • OLEDs neigen dazu, für Feuchtigkeit und Sauerstoff empfindlich zu sein. Demzufolge weist das Substrat vorzugsweise gute Barriereeigenschaften auf, um das Eintreten von Feuchtigkeit und Sauerstoff in die Einrichtung zu verhindern. Das Substrat ist im Allgemeinen Glas, alternative Substrate können jedoch verwendet werden, insbesondere, wenn Flexibilität der Einrichtung gewünscht wird. Zum Beispiel kann das Substrat einen Kunststoff umfassen, wie in der US 6268695 , welche ein Substrat aus abwechselnd angeordneten Kunststoff- und Barriereschichten offenbart, oder ein Laminat aus dünnem Glas und Kunststoff, wie in der EP 0949850 offenbart.
  • Die Einrichtung ist vorzugsweise mit einem Verkapselungsstoff (nicht dargestellt) verkapselt, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff zu verhindern. Geeignete Verkapselungsstoffe umfassen eine Glasplatte, Filme mit geeigneten Barriereeigenschaften, wie Siliziumdioxid, Siliziummonoxid, Siliziumnitrid oder abwechselnde Stapel aus Polymer und Dielektrika, wie z. B. in der WO 01/81649 offenbart, oder einen luftdichten Behälter, wie z. B. in der WO 01/19142 offenbart. In dem Fall einer transparenten Kathodeneinrichtung kann eine transparente Verkapselungsschicht, wie Siliziummonoxid oder Siliziumdioxid, mit einer Dicke von einigen Mikronmetern abgeschieden werden, obwohl in einer bevorzugten Ausführungsform die Dicke solch einer Schicht in dem Bereich von 20–300 nm liegt. Ein Getter-Material für die Absorption von atmosphärischer Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff, die durch das Substrat oder den Verkapselungsstoff eindringen kann, kann zwischen dem Substrat und dem Verkapselungsstoff angeordnet sein.
  • Verarbeitung aus der Lösung
  • Die lichtemittierende Schicht 3 kann durch jedes Verfahren abgeschieden werden, einschließlich Vakuumabscheidung und Abscheidung aus einer Lösung in einem Lösungsmittel. In dem Fall, in dem die lichtemittierende Schicht ein Polyarylen umfasst, wie ein Polyfluoren, umfassen geeignete Lösungsmittel für die Abscheidung aus der Lösung Mono- oder Polyalkylbenzole, wie Toluol und Xylol. Besonders bevorzugte Lösungsabscheideverfahren umfassen Druck- und Beschichtungsverfahren, vorzugsweise Aufschleudern und Tintenstrahldrucken.
  • Aufschleudern ist für Einrichtungen besonders geeignet, bei denen die Strukturierung des Elektrolumineszenzmaterials nicht notwendig ist – z. B. für Beleuchtungsanwendungen oder einfache monochrom segmentierte Displays.
  • Tintenstrahldrucken ist besonders geeignet für Displays mit hohem Informationsgehalt, insbesondere Vollfarbdisplays. Eine Einrichtung kann tintenstrahlgedruckt werden, indem eine strukturierte Schicht auf der ersten Elektrode bereitgestellt wird und Schächte zum Drucken einer Farbe (in einer monochromen Einrichtung) oder einer Vielzahl von Farben (in dem Fall einer Mehrfarb-, insbesondere Vollfarbeinrichtung) definiert werden. Die strukturierte Schicht ist typischerweise eine Schicht aus Fotoresist, welches strukturiert ist, um Schächte zu definieren, wie z. B. in der EP 0880303 offenbart.
  • Als eine Alternative zu Schächten kann die Tinte in Kanäle gedruckt werden, definiert innerhalb der strukturierten Schicht. Insbesondere kann das Fotoresist strukturiert sein, um Kanäle zu bilden, welche sich anders als die Schächte über eine Vielzahl von Pixeln erstrecken und welche an den Kanalenden geschlossen oder geöffnet sein können.
  • Andere Lösungsabscheidungsverfahren umfassen Tauchbeschichten, Rolldrucken und Siebdrucken.
  • Wenn eine Vielzahl von Schichten einer OLED durch Verarbeitung aus der Lösung gebildet werden, kennt ein Fachmann Verfahren, um zu verhindern, dass sich die benachbarten Schichten vermischen, z. B. durch Vernetzen einer Schicht, bevor eine nachfolgende Schicht abgeschieden wird oder durch Auswahl der Materialien für die benachbarten Schichten, so dass das Material, aus welcher die erste dieser Schicht gebildet wird, nicht in dem Lösungsmittel löslich ist, welches zur Abscheidung der zweiten Schicht verwendet wird.
  • Materialbeispiel bzw. Beispielmaterial
  • Eine Verbindung der Formel (I) wurde gemäß des folgenden Syntheseverfahrens hergestellt:
    Figure 00370001
    i. 4-Brombenzaldehyd, NaOtBu, THF, ii. BuLi, IPB, THF, iii. 3, Pd(PPh3)2Cl2, Et4NOH, Toluol, iv. 1-Brom-4-iodbenzol, Pd(PPh3)4, Ag2CO3, THF, v. BuLi, H2O, THF
  • Das Triplett-Quenchmaterial 12, die reaktive Verbindung 13 zur Bildung einer Triplett-Quench-Endgruppe oder Seitengruppe eines Polymers und Monomere 14, 16 und 18 zur Bildung von Triplett-Quench-Wiederholungseinheiten wurden gemäß der folgenden Verfahren hergestellt:
    Figure 00390001
  • Verbindung 2
  • Zu einer eisgekühlten Lösung aus p-Xylylenbis(triphenylphosphoniumbromid) (81,3 g, 103 mmol) und p-Brombenzaldehyd (38,3 g, 207 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (1000 ml) wurde Natrium-tert-butoxid (22,0 g, 229 mmol) zugegeben und die Reaktionsmischung wurde unter Rühren über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt. Nach dem wässrigen Aufbereiten unter Behandlung mit Iod in refluxierendem Toluol wurde die Titelverbindung als gelber Feststoff isoliert (20,3 g, 46 mmol).
  • Verbindung 3
  • Zu einer Lösung der Verbindung 2 (4,40 g, 10 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (200 ml), welche auf –78°C gekühlt wurde, wurde n-Butyllithium (2,5 M in Hexanen, 12 ml, 30 mmol) und nachfolgend Isopropoxyborsäurepinacolester (5,60 g, 30 mmol) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur gewärmt und mit Säure abgeschreckt. Säulenchromatografie (Siliciumdioxid, Toluol) lieferte die Titelverbindung als einen gelben Feststoff (2,95 g, 5,5 mmol).
  • Verbindung 5
  • Eine Lösung der Verbindung 3 (1,21 g, 2,3 mmol), Verbindung 4 (1,80 g, 5,5 mmol) und Bis(triphenylphosphin)palladium(II)dichlorid (0,088 g, 0,13 mmol) in Toluol (75 ml) und Tetraethylammoniumhydroxid (20 Gew.-% in Wasser, 15 ml, 20 mmol) wurde im Reflux über Nacht gerührt. Nach einer wässrigen Aufbereitung lieferte Säulenchromatografie (Siliciumdioxid, Hexan/Toluol) und Rekristallisation die Titelverbindung als gelben Feststoff (0,44 g, 0,6 mmol)
  • Verbindung 7
  • Eine Lösung der Verbindung 6 (10,0 g, 27 mmol) und 1-Brom-4-iodbenzol (11,4 g, 40 mmol), Silbercarbonat (14,8 g, 54 mmol) und Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) (3,11 g, 2,7 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (200 ml) wurde über Nacht refluxiert. Säulenchromatografie (Siliciumdioxid, Hexan) lieferte die Titelverbindung als ein farbloses Öl (4,07 g, 10 mmol).
  • Verbindung 8
  • Gemäß des für die Verbindung 5 beschriebenen Verfahrens unter Verwendung der Verbindung 3 (2,47 g, 4,6 mmol) und der Verbindung 7 (4,05 g, 10 mmol) wurde die Titelverbindung als gelber Festkörper erhalten (2,0 g, 2,2 mmol).
  • Verbindung 10
  • Zu einer Lösung der Verbindung 9 (20,0 g, 29 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (300 ml), abgekühlt auf –78°C, wurde n-Butyllithium (2,5 M in Hexanen, 11,5 ml, 29 mmol) zugegeben und nachfolgend Wasser (10 ml, 555 mmol). Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt. Säulenchromatografie (Siliciumdioxid, Hexan/Toluol) lieferte die Titelverbindung als ein farbloses Öl (6,0 g, 9,7 mmol).
  • Verbindung 11
  • Gemäß des für die Verbindung 5 beschriebenen Verfahrens unter Verwendung der Verbindung 3 (1,84 g, 3,4 mmol) und der Verbindung 10 (4,67 g, 7,1 mmol) wurde die Titelverbindung als ein gelber Festkörper erhalten (0,84 g, 0,6 mmol).
  • Verbindung 12
  • Trockenes Tetrahydrofuran (500 ml) wurde zu einer Mischung aus Fluoren (10,00 g, 60,16 mmol) und Kalium-tert-butoxid (7,43 g, 66,18 mmol) unter Stickstoff zugegeben und bei Raumtemperatur für 5 Minuten gerührt. Benzophenon (10,96 g, 60,16 mmol) wurde als ein Festkörper zugegeben und die Reaktionsmischung wurde für weitere 20 Stunden unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt. Wässriges Ammoniumchlorid (gesättigt, 200 ml) wurde anschließend zugegeben und gerührt, bis die Farbe verblichen war. Diethylether (100 ml) wurde zugegeben und die wässrige Schicht wurde abgetrennt und mit Diethylether (2 × 100 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Schichten wurden mit Wasser (3 × 200 ml) gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und verdampft. Das Rohprodukt (16,0 g) wurde zweimal mit Dichlormethan:Hexan (100:200 ml) und anschließend aus Dichlormethan:Acetonitril (100:200 ml) rekristallisiert und anschließend unter Vakuum getrocknet, um weise Kristalle aus 9-(Diphenylmethylen)-9H-fluor (7,34 g) zu erhalten.
  • Verbindung 13
  • Gemäß des für die Verbindung 12 beschriebenen Verfahrens wurde unter Verwendung von Fluoren (31,83 g, 191,5 mmol) und 3-Brombenzophenon (50,00 g, 191,5 mmol), und nachfolgender Rekristallisation aus Dichlormethan:Hexan die Titelverbindung als cremefarbener kristalliner Festkörper erhalten (62,11 g, 162 mmol).
  • Verbindung 14
  • Eine Lösung der Verbindung 13 (30,00 g, 73,29 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (200 ml) unter Stickstoff wurde auf unter –70°C in einem Aceton/Trockeneisbad abgekühlt und anschließend wurde n-Butyllithium (2,5 M in Hexanen, 28,0 ml, 70,1 mmol) tropfenweise zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde unter –70°C für 90 Minuten gerührt und anschließend wurde eine Lösung aus Ethyl-4,4'-dibrombiphenyl-2-carboxylat (11,79 g, 31,9 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (40 ml) tropfenweise zugegeben und die Reaktionsmischung wurde für weitere 40 Stunden gerührt, während sie auf Raumtemperatur erwärmt wurde. Wässriges Ammoniumchlorid (gesättigt, 50 ml) wurde anschließend zugegeben und für 20 Minuten gerührt. Diethylether (200 ml) wurde anschließend zugegeben und die wässrige Schicht wurde getrennt und mit Diethylether (250 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Schichten wurden mit Wasser gewaschen (3 × 100 ml), über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend verdampft. Das Rohzwischenprodukt wurde in trockenem Dichlormethan (200 ml) unter Stickstoff aufgelöst und in einem Natriumchlorid/Eisbad abgekühlt. Bortrifluoridetherat (38 ml) wurde tropfenweise zugegeben und die dunkle Lösung wurde über Nacht gerührt, wodurch sie auf Raumtemperatur erwärmt wurde. Die Reaktionsmischung wurde anschließend auf Eis/Wasser (500 ml) geschüttet und wässriges Kaliumphosphat (20 g in 200 ml) wurde zugegeben und für 1 Stunde gerührt. Die wässrige Schicht wurde getrennt und mit Dichlormethan (2 × 50 ml) extrahiert und die kombinierten organischen Schichten wurden mit Wasser gewaschen (2 × 100 ml), über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend verdampft, um ein oranges Öl zu erhalten. Dies wurde zweimal mit Hexan trituriert und anschließend aus Toluol:Acetonitril rekristallisiert, um die Titelverbindung zu erhalten (20,5 g, 20,9 mmol).
  • Verbindung 15
  • n-Butyllithium (95 ml, 2,5 M in Hexanen, 238 mmol) wurde tropfenweise zu einer Lösung aus 2,7-Di-tert-butylfluoren (66,3 g, 238 mmol) in trockenem Diethylether (1,4 l) unter Stickstoff in einem Eisbad zugegeben und anschließend für 20 Minuten gerührt. Chlortrimethylsilan (40 ml, Überschuss) wurde zugegeben und für 6 Stunden gerührt, unter stufenweisem Erwärmen auf Raumtemperatur. Wasser (500 ml) wurde zugegeben und die organische Schicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen (3 × 100 ml) über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und verdampft, um einen orangen Festkörper zu erhalten. Rekristallisation aus heißem Hexan führte zu der Titelverbindung (60,7 g, 73%).
  • Verbindung 16
  • n-Butyllithium (7,4 ml, 2,5 M in Hexanen, 18 mmol) wurde langsam zu einer Lösung aus 2,7-Di-tert-butyl-9-trimethylsilylfluoren (7,11 g, 20,2 mmol) in trockenem Diethylether (100 ml) bei 0°C unter Stickstoff zugegeben und für 15 Minuten gerührt. Dibrombenzaldehyd (4,87 g, 18,4 mmol) wurde zugegeben und die Reaktion wurde bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt. Wasser (50 ml) wurde zugegeben und die organische Schicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen (3 × 30 ml), über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und verdampft, um ein oranges Öl zu erhalten. Rekristallisation aus Hexan, Acetonitril und Propan-2-ol führt zu der Titelverbindung.
  • Verbindung 17
  • Thionylchlorid (100 ml) wurde zu 3,5-Dibrombenzoesäure (50,0 g, 178 mmol) zugegeben und unter Reflux für 6 Stunden erwärmt. Das überschüssige Thionylchlorid wurde anschließend durch Destillation entfernt und der übrigbleibende braune Festkörper wurde in trockenem Tetrahydrofuran (1 l) aufgelöst und auf unter –70°C unter Stickstoff in einem Aceton/Trockeneisbad abgekühlt. Phenylmagnesiumbromidlösung (179 ml, 1 M in Tetrahydrofuran, 179 mmol) wurde tropfenweise zu der kalten Reaktionsmischung hinzugefügt und die Temperatur wurde dann auf Raumtemperatur erwärmt, während sie für 4 Stunden gerührt wurde. Wasser (200 ml) wurde vorsichtig zugegeben, gefolgt von Diethylether (200 ml). Die wässrige Schicht wurde abgetrennt und mit Dietherether (2 × 50 ml) extrahiert und anschließend wurden die kombinierten organischen Schichten mit Wasser (3 × 100 ml) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und verdampft. Triturieren mit Methanol gab einen weißen Feststoff frei, welcher nach der Rekristallisation aus Hexan die Titelverbindung ergab (23,66 g).
  • Verbindung 18
  • Gemäß des für die Verbindung 12 beschriebenen Verfahrens wurde unter Verwendung von 2,7-Di-tert-butylfluoren (19,37 g, 69,6 mmol) und von 3,5 Dibrombenzophenon (23,66 g, 69,6 mmol), gefolgt von einer Rekristallisation aus Hexan, Säulenchromatografie auf Siliciumdioxid (eluiert mit 5% Dichlormethan:Hexan) und weiterem Rekristallisieren aus Dichlormethan:Methanol die Titelverbindung als ein gelber Festkörper erhalten (0,90 g). Verbindung 19
    Figure 00440001
  • Verbindung 19 wurde durch das folgende Verfahren hergestellt, welches oben in Bezug auf die Verbindung 18 beschrieben ist, durch Reaktion des Zwischenproduktes 17, wie im Folgenden dargestellt.
  • Kalium-tert butoxid (39,16 g, 342 mmol) wurde zu einer Lösung aus Fluoren (58,0 g, 342 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (400 ml) unter Stickstoff zugegeben und bei Raumtemperatur gerührt, bis es vollständig aufgelöst war. Die Reaktionsmischung wurde dann auf –75°C abgekühlt und eine Lösung aus 3,5-Dibrombenzophenon (116,3 g, 342 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran (350 ml) wurde tropfenweise zugegeben, die Temperatur auf unter –70°C beibehalten und anschließend über Nacht gerührt, während sie auf Raumtemperatur erwärmt wurde. Die Reaktion wurde dann gekühlt und wässriges Ammoniumchlorid (gesättigt, 250 ml) wurde zugegeben und bei 0°C für 20 Minuten gerührt und anschließend wurde das Tetrahydrofuran unter Vakuum entfernt. Wasser (11) wurde zugegeben und mit Dichlormethan (3 × 250 ml) extrahiert und die kombinierten organischen Anteile wurden mit Wasser (3 × 300 ml) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und verdampft, um ein braunes Öl zu erhalten. Reinigung durch Säulenchromatografie (Hexan + ansteigendes Dichlormethan), gefolgt von Triturierung mit Hexan und Rekristallisation aus Dichlormethan:Methanol führte zum gewünschten Produkt als ein schwach gelber Festkörper (38,2 g).
  • Beispieleinrichtung 1 – Triplett-Aufnahme
  • Eine Einrichtung mit der folgenden Struktur wurde gebildet: ITO/HIL/HTL/EL/MF/AI wobei ITO eine Indium-Zinnoxid-Anode darstellt; HIL eine Lochinjektionsschicht ist, gebildet aus einem Lochinjektionsmaterial, erhältlich von Plextronics Inc.; HTL eine Lochtransportschicht aus einem Polymer ist, umfassend Fluoren-Wiederholungseinheiten der Formel (IV) und Amin-Wiederholungseinheiten der Formel (V); EL eine lichtemittierende Schicht ist, umfassend Fluoren-Wiederholungseinheiten der Formel (IV) und Amin-Wiederholungseinheiten der Formel (V), vermischt mit 0,25 Mol-% DPVBi; MF ein Metallfluorid ist; und die Doppelschicht aus MF/AI eine Kathode für die Einrichtung bildet.
  • Beispieleinrichtungen 2-4 – Triplett-Akzeptanz
  • Drei weitere Einrichtungen wurden wie oben hergestellt, mit der Ausnahme, dass DPVBi in Konzentrationen von 0,5, 1 und 3 Mol-% bereitgestellt wurde (Einrichtung 2, 3 bzw. 4).
  • Wie in 5 dargestellt, weist die Einrichtung 3 ein Elektrolumineszenzspektrum (B) auf, welches im Wesentlichen dem einer Vergleichseinrichtung (A) identisch ist, in welcher keine Triplett-Akzeptorverbindung vorhanden ist, was zeigt, dass das S1-Energieniveau der Triplett-Akzeptorverbindung höher ist als das der lichtemittierenden Einheit des Polymers.
  • Wie in 6 dargestellt, ist die T90-Lebensdauer (d. h. der Zeitraum, bis die Helligkeit der Einrichtung auf 90% der ursprünglichen Helligkeit bei einem konstanten Strom fällt) in allen Fällen länger für die beispielhaften Einrichtungen 1–4 als für die Vergleichseinrichtung (C), und die Lebensdauerzerfallskurve ist im Vergleich mit der Kurve der Vergleichseinrichtung (C) beträchtlich flacher, bei welcher die Helligkeit erst scharf fällt, bevor sie abflacht.
  • 7 zeigt, dass die Eigenschaften der Stromdichte gegenüber Spannungs für die Einrichtung 3 (gepunktete Linie) und die Vergleichseinrichtung (durchgezogenene Linie) quasi identisch sind.
  • 8 zeigt einen Fall der externen Quanteneffizienz im Vergleich der Einrichtung 3 (gepunktete Linie, E) mit der Vergleichseinrichtung (durchgezogenene Linie, F). Dies ist in dem vorliegenden Fall zu erwarten, in dem Tripletts gequencht werden, was zu keiner Triplett-Triplett-Annihilation der Tripletts führt, welche auf dem lichtemittierenden Polymer vorhanden sind, die Effizienz kann jedoch wiederhergestellt werden, indem die Triplett-Triplett-Annihilation bewirkt wird, wie zuvor beschrieben.
  • Beispieleinrichtung 5
  • Eine Einrichtung wurde wie die Beispieleinrichtung 1 gebildet, wobei HTL 50:50 Mol-Copolmer F8-TFB (Poly-(9,9-dioctylfluoren-N-(4-(2-butyl)phenyl)-diphenylamin)) umfasste und EL das 95:5 Mol-Copolymer F8-PFB (Poly-(9,9'-dioctylfluoren-co-bis-N,N'-(4-butylphenyl)-bis-N,N'-phenyl-1,4-phenylendiamin)) vermischt (1% Molverhältnis) mit einem Triplett-Quench-Zusatzstoff DPVBi (4,4'-Bis(2,2'diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl) umfasste.
  • DPVBi weist eine Triplett-Energie in dem rot-grünen Bereich des Spektrums auf (siehe Chen, P. et al. White organic light-emitting devices with a bipolar transport layer between blue fluorescent and orange phosphorescent emitting layers. Appl. Phys. Lett. 91, 023505-3 (2007); Schwartz, G., Fehse, K., Pfeiffer, M., Walzer, K. & Leo, K. Highly efficient white organic licht emitting diodes comprising an interlayer to separate fluorescent and phosphorescent regions. Applied Physics Letters 89, 083509 (2006); und Romanovskii, Y. V. et al. Phosphorescence of piconjugated oligomers and polymers. Phys. Rev. Lett. 84, 1027–1030 (2000)).
  • DPVBi weist auch eine hohe Singulett-Energie (3,2 eV) im Vergleich mit dem lumineszenten Polymer auf, so dass dieses Molekül die Polymer-Tripletts akzeptiert, ohne den emittierenden Singulett-Zustand zu beeinflussen, dies wird durch die Beobachtung bestätigt, dass das Einführen dieses kleinen Moleküls in das Polymer weder die Intensität noch das Spektrum der Fotolumineszenz der Einrichtung beeinflusst.
  • Figure 00460001
  • Die Dynamik der Singulett- und Triplett-Exzitonen wurden unter Verwendung der zeitaufgelösten Elektrolumineszenz wie auch von quasi-cw und zeitaufgelöster Absorption in angeregtem Zustand untersucht. Die Absorptionsverfahren im angeregten Zustand wurden an anderer Stelle beschrieben (King, S., Rothe, C. & Monkman, A. Triplet build in and decay of isolated polyspirobifluorene chains in dilute solution. J. Chem. Phys. 121, 10803–10808 (2004), und Dhoot, A. S., Ginger, D. S., Beljonne, D., Shuai, Z. & Greenham, N. C. Triplet formation and decay in conjugated polymer devices. Chemical Physics Letters 360, 195–201 (2002)) und der Triplett-Zustand von Polyfluorenen wurde durch diese Verfahren gut charakterisiert, mit einem starken Absorptionspeak im angeregten Zustand bei 780 nm, welcher dem Triplett-Zustand zugeschrieben wird (King, S., Rothe, C. & Monkman, A. Triplet build in and decay of isolated polyspirobifluorene chains in dilute solution. J. Chem. Phys. 121, 10803–10808 (2004) und Rothe, C, King, S. M., Dias, F. & Monkman, A. P. Triplet exciton State and related phenomena in the betaphase of poly(9,9-dioctyl)fluorene. Physical Review B 70, (2004)). Untersuchungen der Polyfluoren-Triplett-Population wurden bei 780 nm durchgeführt und ein Fachmann auf dem Gebiet wird klar, wie diese Untersuchung für andere lichtemittierenden Materialien modifiziert werden kann, basierend auf den Absorptionsmerkmalen im angeregten Zustand dieser Materialien.
  • 9 zeigt die externe Quanteneffizienz (EQE) der Beispieleinrichtung 5 (Diamant) und die einer Vergleichseinrichtung, bei welcher der Triplett-Quench-Zusatzstoff nicht vorhanden ist (Quadrat). Die Einrichtung mit dem Triplett-Quench-Zusatzstoff zeigt eine beträchtliche Verringerung der Peak-EQE von ungefähr 20% bei hoher Spannung. Der Verlust der Effizienz tritt ohne Änderung des Elektrolumineszenzspektrums der Einrichtung auf; daher quencht, wie aus der Singulett-Energie erwartet werden kann, der Zustand weder die Singulett-Exzitonen noch nimmt er an der Emission der Einrichtung teil. Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, nimmt man an, dass der Verlust der Effizienz auf die Entfernung des TTA-Bestandteils zurückgeht, bewirkt durch das Quenschen der Tripletts aus dem lichtemittierenden Polymer.
  • Die Dichte der Triplett-Exzitonen auf dem Polymerrückgrat wird unter Verwendung des quasi-angeregten Absorptionszustandes gemessen, wie oben beschrieben.
  • 10 zeigt die Dichte der Tripletts auf dem Polymerrückgrat, welche den Triplett-Quencher umfassen (Diamant, Kreis) und ausschließen (Quadrat), in der Einrichtung mit dem Zusatzstoff wird die Dichte der Tripletts auf dem Fluorenrückgrat, um ungefähr einen Faktor von 10 reduziert, daher ist der Zustand beim Quenchen der Tripletts aus dem Polymer bei allen Antriebsspannungen der Einrichtungen sehr effizient. Literaturwerte für den Extinktionskoeffizienten der Absorption im angeregten Triplett-Zustand in konjugierten Polymerbereichen22 von 10–16–10–15 cm2 führt zu einer Triplett-Dichte von 1016–1017cm–3 in der Standardeinrichtung bei typischen Antriebsströmen von 50 mA cm–2 und der Zerfall wird durch die gegenseitige bimolekulare Annihilation dominiert, welche zu der Produktion von emittierenden Singulett-Exzitonen führt.
  • 11 zeigt die zeitaufgelöste Elektrolumineszenz (offenes Quadrat, offener Kreis) während des Ausschaltens der Beispieleinrichtung 2 im Vergleich mit der zeitaufgelösten transiente Triplett-Absorption (gefülltes Quadrat) und dessen Quadrat (gefüllter Kreis). Die gepunkteten Linien weisen die gleiche Neigung auf. Des Weiteren ist die Wirkung auf die Abschaltung der Elektrolumineszenz dargestellt, wenn umgekehrter Vorspannungspuls von –10 v 200 ns Dauer an die Einrichtung 250 ns angelegt wird, nachdem der Strom der Einrichtung abgeschaltet ist.
  • Nach dem Abschalten des Stromes tritt anfänglich ein schneller Verfall der Lumineszenz auf einer ähnlichen Zeitskala wie der RC-Zeitkonstante der Einrichtung auf, dann tritt ein Restsignal in der EL auf, welches ungefähr 30% der gesamten ursprünglichen Elektrolumineszenz entspricht, nach ein paar Mikrosekunden abklingt. Im Allgemeinen werden langsame transiente Emissionen in OLEDs entweder der Rekombination von Ladungen aus tiefen Störstellen oder Ladungsschichten zwischen zwei Flächen oder TTA zugeschrieben (siehe Kondakov, D. Y. Characterization of triplet-triplet annihilation in organic light-emitting diodes based an anthracene derivatives. J. Appl. Phys. 102, 114504–5 (2007), Sinha, S., Rothe, C, Guentner, R., Scherf, U. & Monkman, A. P. Electrophosphorescence and Delayed Electroluminescence from Pristine Polyfluorene Thin Film Devices at Low Temperature. Physical Review Letters 90, 127402 (2003), und Sinha, S., Monkman, A. P., Guntner, R. & Scherf, U. Space-charge-mediated delayed electroluminescence from polyfluorene thin films. Appl. Phys. Lett. 82, 4693–4695 (2003)).
  • Um zwischen den zwei Mechanismen zu unterscheiden, wurde die gleiche transiente Elektrolumineszenzspur gemessen, wobei ein umgekehrter 10 v Vorspannungspuls 100 ns nach dem Abschalten des Stromes der Einrichtung angelegt wurde, dieser Puls entfernt oder stört wenigstens deutlich jeden gefangenen Ladungsbeitrag zu dem Zerfall der Lumineszenz. Die Daten zeigen, dass obwohl die Emission während des umgekehrten Vorspannungspulses aufgrund des elektrischen Feldquenchens der Singulett-Exzitonen etwas gequencht wird, der Zerfall der EL nach dem umgekehrten Vorspannungspuls unverändert ist, im Vergleich mit der Form des Standardverfalls. Man kann daher annehmen, dass die Rekombination der gefangenen Ladung kein beträchtlicher Beitrag zu dem Restlumineszenzsignal leistet (Popovic, Z. D. & Aziz, H. Delayed electroluminescence in small-molecule-based organic light-emitting diodes: Evidence for triplet-triplet annihilation and recombination-center-mediated light-generation mechanism. J. Appl Phys. 98, 013510–5 (2005)). Des Weiteren gibt es beim Vergleich der Form der Restlumineszenz mit der Triplett-Dichte (welche in 11 dargestellt ist) zwei Beobachtungen, zunächst dass die Zeitskala des Verfalls der Tripletts dem Zerfall der Elektrolumineszenz ähnlich ist, jedoch noch wichtiger, dass die ungefähre Neigung des Zerfalls der Restlumineszenz der Neigung des Quadrats der Triplett-Dichte sehr ähnlich ist. Diese Beobachtung ist ein starker Beweis, dass der Restzerfall der EL an den bimolekularen Triplett-Triplett-Annihilationsreaktionen liegt, welche zu emittierenden Singulett-Exzitonen führen. Es ist wichtig festzuhalten, dass die Triplett-Exzitondichte durch die Anlegung eines umgekehrten 10 v Vorspannungspulses nicht deutlich gequencht wird, da die Tripletts gegenüber einem elektrischen Feld aufgrund ihrer inhärent größeren Exziton-Bindungsenergie deutlich stabiler sind als Singuletts sind (Rothe, C, King, S. M. & Monkman, A. P. Electric-field-induced singlet and triplet exciton quenching in films of the conjugated polymer polyspirobifluorene. Phys. Rev. B 72, 085220 (2005) und Deussen, M., Scheidler, M. & Bassler, H. Electric-Field-Induced Photoluminescence Quenching in Thin-Film Light-Emitting-Diodes Based an Poly(Phenyl-P-Phenylene Vinylene). Synth. Met. 73, 123–129 (1995)).
  • 12 zeigt den Elektrolumineszenzzerfall einer Einrichtung sowohl mit (gepunktete Linie) als auch ohne (durchgezogene Linie) Triplett-Quench-Zusatzstoff, die Wirkung auf die Lebensdauer ist deutlich, es gibt eine Verbesserung von T90 von ungefähr 5x und eine Verbesserung von > 3x für die End-Lebensdauer der Einrichtung. Das untere Feld der 5, welche die Effizienz der Einrichtung während der Lebensdaueruntersuchung zeigt, zeigt deutlich, dass der extra Effizienzauftrieb des TTA-Beitrags während des Lebenstests früh verloren geht, danach ist der Zerfall der beiden Einrichtungen sehr ähnlich.
  • Die Kosten dieses Zugewinns der Lebensdauer ist der 20%ige Verlust in EQE durch die kompletten Entfernung von TTA, wird einfach durch die Stabilisierung des anfänglichen Zerfalls aufgewogen. In früheren Anordnungen konnten sowohl hohe Effizienz als auch Lebensdauer durch die Verwendung stabilen TTAs erzielt werden, wie oben beschrieben.
  • Beispieleinrichtung 6 – Triplett-Akzeptanz
  • Ein Blaulicht emittierendes Polymer wurde durch Suzuki-Polymerisation der folgenden Monomere unter Verwendung des in der WO 00/53656 beschriebenen Verfahrens hergestellt:
    Figure 00500001
    Figure 00510001
  • Asymmetrisch substituiertes fluoren-haltige Monomere wurden gemäß der folgenden Schemata hergestellt:
    Figure 00510002
    (i) a) n-BuLi, THF, –76°C, b) 2,7-Dibromfluorenon, –76°C auf R. T,.;
    (ii) Et3SiH, TFA, Hexan, RT..;
    (iii) Mel, KOH, DMSO/H2O, R. T.
  • Figure 00510003
  • Das auf Phenoxazin basierende Monomer wurde gemäß des Verfahrens hergestellt, welches in der WO 2010/001982 offenbart ist.
  • Einrichtungen mit der folgenden Struktur wurden mit diesen Polymeren hergestellt: ITO/HIL/HTL/LE/Kathode wobei HIL eine Lochinjektionsschicht ist, umfassend ein Lochinjektionsmaterial, HTL eine Lochtransportschicht ist, gebildet durch Aufschleudern eines lichtemittierenden Polymers, umfassend Fluoren-Wiederholungseinheiten der Formel (IV) und Amin-Wiederholungseinheiten der Formel (V), LE ist eine lichtemittierende Schicht, gebildet durch Aufschleudern des Beispielpolymers 1, Beispielpolymers 2 oder Vergleichspolymers 1; und die Kathode umfasst eine Schicht aus Metallfluorid in Kontakt mit der lichtemittierenden Schicht und eine Schicht aus Aluminium, gebildet auf der Schicht des Metallfluorids.
  • Unter Bezugnahme auf 13 wird deutlich, dass die Anwesenheit von Triplett-Quench-Wiederholungseinheiten 1 und 2 in dem Beispielpolymer 1 (gestrichelte Linie) und Beispielpolymer 2 (gepunktete Linie) im Wesentlichen kaum oder wenig Effekt auf die Emission des Polymers aufweist, im Vergleich mit dem Vergleichspolymer 1 (durchgezogene Linie), was zeigt, dass die Triplett-Quench-Wiederholungseinheiten 1 und 2 im Wesentlichen nicht-emittierenden sind.
  • Unter Bezugnahme auf 14 sind die Stromdichte des Vergleichspolymers 1, Beispielpolymers 1 und Beispielpolymers 2 ähnlich.
  • Unter Bezug auf 15 wird ein Verlust der externen Quanteneffizienz (EQE) für das Beispielpolymer 1 und Beispielpolymer 2 im Vergleich mit dem Vergleichspolymer 1 beobachtet. Dies kann in dem vorliegenden Fall erwartet werden, in dem Tripletts gequencht werden, was zu keiner Triplett-Triplett-Annihilation der Tripletts führt, die auf dem lichtemittierenden Polymer vorhanden sind, die Effizienz kann jedoch wiederhergestellt werden, indem die Triplett-Triplett-Annihilation, wie oben, beschrieben bewirkt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 16 wurde die Halbwertszeit (d. h. der Zeitraum, dass die Leuchtdichte der Einrichtungen bei konstantem Stromfeld um 50% von einer anfänglichen Leuchtdichte fällt) gemessen. Die Halbwertszeiten der Einrichtungen enthaltend Beispielpolymer 1 und 2 (gepunktete und gestrichelte Linie), betragen ungefähr das zweifache oder mehr als das Doppelte der Einrichtung, welche das Vergleichspolymer 1 enthält (durchgezogene Linie).
  • Lichtemission der Verbindungen der Formel (I)
  • 17 zeigt das Fotolumineszenzspektrums eines Wirts allein (durchgezogene Linie) und einer Zusammensetzung mit DPVBi (gepunktete Linie). Diese Zusammensetzung kann in einer lichtemittierenden Einrichtung verwendet werden, wobei das lichtemittierende Material DBVBi ist.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand spezifischer beispielhafter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird deutlich, dass verschiedene Modifikationen, Abwandlungen und/oder Kombinationen der hier offenbarten Merkmale Fachleuten auf dem Gebiet klar sind, ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen, welche in den folgenden Ansprüchen angeführt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (49)

  1. Zusammensetzung, umfassend ein organisches Halbleitermaterial und ein Triplett-Akzeptormaterial der Formel (I) mit einem niedrigeren Triplett-Energieniveau als das Triplett-Energieniveau des organischen Halbleitermaterials:
    Figure 00540001
    wobei jedes Ar unabhängig eine gegebenenfalls substituierte Aryl- oder Heteroarylgruppe darstellt; n 1–3 ist; m in jedem Auftreten unabhängig 1–5 ist; q 0 oder 1 ist; jedes R3 unabhängig gewählt ist aus H oder einem Substituenten; jedes R4 unabhängig aus H oder einem Substituenten ausgewählt ist; in dem Fall, dass R4 kein H ist, können R4 und (Ar)m, welche das gleiche Kohlenstoffatom gebunden sind, durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein; in dem Fall, dass R3 kein H ist, können R3 unabhängig in jedem Auftreten und (Ar)n durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein; und benachbarte Ar-Gruppen können durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein, in dem Fall, dass n oder m wenigstens 2 beträgt, unter der Voraussetzung, dass, in dem Fall, dass q = 0, R3 kein H ist und an (Ar)n durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden ist.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das organische Halbleitermaterial gewählt ist aus einem Fluoreszenzlicht-emittierenden Material; einem Lochtransportmaterial, einem Elektronentransportmaterial, einem lochblockierenden Material; und einem Elektronenblockierenden Material.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das organische Halbleitermaterial ein Polymer ist, gegebenenfalls ein lichtemittierendes Polymer, umfassend Fluoreszenzlichtemittierende Wiederholungseinheiten.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Zusammensetzung eine Mischung des organischen Halbleitermaterials und des Triplett-Akzeptormaterials umfasst.
  5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Triplett-Akzeptormaterial chemisch an das organische Halbleitermaterial gebunden ist oder, sofern vorhanden, an einen anderen Bestandteil der Zusammensetzung.
  6. Zusammensetzung nach Anspruch 3 und 5, wobei das Triplett-Akzeptormaterial an die Hauptkette des Polymers gebunden ist oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden ist.
  7. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei q = 1.
  8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei jedes R3 H ist.
  9. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 oder 8, wobei jedes R4 H oder -(Ar)m ist.
  10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–6, wobei q = 0.
  11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei R3 (Ar)n ist.
  12. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei n 1 oder 2 ist.
  13. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweiwertige Verknüpfungsgruppe, welche jede der benachbarten Ar-Gruppen bindet; R4 und (Ar)m; und R3 und (Ar)n gewählt ist aus -(CR5R6)p-, -(siR5R6)p-, O, NR5 und PR5, wobei R5 und R6 jeweils unabhängig gewählt sind aus H oder einem Substituenten und p 1–5 ist, vorzugsweise 1 oder 2.
  14. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Ar-Gruppe, vorzugsweise alle Ar-Gruppen, Phenyl sind.
  15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, wobei R3 und/oder R4 Phenyl ist.
  16. Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei q = 0, n = 1, R3 Phenyl ist und R3 und (Ar)n über eine Direktbindung gebunden sind.
  17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei R3 und (Ar)n gebunden sind, um ein gegebenenfalls substituiertes Fluoren zu bilden.
  18. Zusammensetzung nach Anspruch 14, wobei R5 und R6 jeweils unabhängig gewählt sind aus H oder einem Substituenten, gewählt aus der Gruppe bestehend aus: Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können, und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können; oder Aryl, Heteroaryl, Arylalkyl oder Heteroarylalkyl, von denen jedes gegebenenfalls mit Halogen, Cyano, oder Alkyl substituiert sein können, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können.
  19. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Ar-Gruppe mit wenigstens einem Substituenten substituiert ist, gewählt aus Halogen; Cyano; Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können; und -(Ar4)z, wobei Ar4 in jedem Auftreten unabhängig gewählt ist aus gegebenenfalls substituiertem Aryl oder Heteroaryl und z wenigstens 1 ist, gegebenenfalls 1, 2 oder 3 und wobei eine Vielzahl von Ar4-Gruppen gebunden sein können, um eine gerade oder verzweigte Kette von Ar4-Gruppen bilden können, in dem Fall, dass z größer als 1 ist.
  20. Zusammensetzung nach Anspruch 14, wobei wenigstens eine Metaposition von wenigstens einer terminalen Ar-Gruppe mit einem Substituenten gemäß Anspruch 19 substituiert ist.
  21. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das organische Halbleitermaterial ein Amin umfasst.
  22. Zusammensetzung nach Anspruch 3 und 15, wobei das organische Halbleitermaterial ein Polymer ist, umfassend Amin-Wiederholungseinheiten.
  23. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Triplett-Akzeptormaterial in einer Menge von wenigstens 0,05 Mol-%, gegebenenfalls 0,1 Mol-%, relativ zu dem organischen Halbleitermaterial vorhanden ist.
  24. Lösung, umfassend ein Lösungsmittel und eine Zusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
  25. Organische lichtemittierende Einrichtung, umfassend eine Anode, eine Kathode, eine lichtemittierende Schicht zwischen der Anode und der Kathode und gegebenenfalls eine oder mehrere Schichten, gewählt aus Ladungstransportschichten und ladungsblockierenden Schichten zwischen der Anode und der Kathode, wobei wenigstens eine der lichtemittierenden Schicht und der einen oder mehreren optionalen Schichten eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1–23 umfasst.
  26. Verfahren zur Herstellung einer organischen lichtemittierenden Einrichtung nach Anspruch 25, umfassend die Schritte des Abscheidens der Zusammensetzung gemäß Anspruch 24 und des Verdampfens des Lösungsmittels.
  27. Verwendung eines gegebenenfalls substituierten Materials der Formel (I) zur Akzeptanz bzw. Aufnahme von Triplett-Exzitonen, erzeugt durch ein organisches Halbleitermaterial in einer Zusammensetzung, umfassend die Triplett-Akzeptoreinheit und das lichtemittierende Material:
    Figure 00570001
    wobei Ar, n, m, q, R3 und R4 wie in einem der Ansprüche 1 und 6–20 definiert sind; in dem Fall, dass R4 kein H ist, R4 und (Ar)m durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können; in dem Fall, dass R3 kein H ist, R3 und (Ar)n durch eine Direktbindung oder eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass n oder m wenigstens 2 ist, unter der Voraussetzung, dass in dem Fall, dass q = 0, R3 nicht H ist und an (Ar)n gebunden ist.
  28. Verwendung nach Anspruch 27, wobei die Zusammensetzung eine physikalische Mischung des organischen Halbleitermaterials und des Materials der Formel (I) umfasst.
  29. Verwendung nach Anspruch 27, wobei das Material der Formel (I) chemisch an das organische Halbleitermaterial gebunden ist.
  30. Verwendung nach Anspruch 29, wobei das organische Halbleitermaterial ein Polymer ist und das Material der Formel (I) an die Hauptkette des Polymers gebunden ist oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden ist.
  31. Verwendung nach einem der Ansprüche 27–30, wobei das Material der Formel (I) Triplett-Exzitonen, welche von dem organischen Halbleitermaterial erzeugt sind, quencht.
  32. Verwendung nach einem der Ansprüche 27–31, wobei das Material der Formel (I) die Triplett-Triplett-Annihilation von Triplett-Exzitonen, übertragen aus dem organischen Halbleitermaterial zu der Triplett-Akzeptoreinheit, herbeiführt.
  33. Lichtemittierende Zusammensetzung, umfassend ein Polymer und eine lichtemittierende Einheit der Formel (Ia):
    Figure 00580001
    wobei Ar, n, m, R3 und R4 wie in einem der Ansprüche 1 und 6–13 definiert sind und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass n oder m wenigstens 2 ist.
  34. Lichtemittierende Zusammensetzung nach Anspruch 33, wobei die Zusammensetzung eine Mischung des Polymers und des Materials der Formel (I) umfasst.
  35. Zusammensetzung nach Anspruch 33, wobei das Material der Formel (I) an die Hauptkette des Polymers gebunden ist oder als eine Seitengruppe oder Endgruppe des Polymers gebunden ist.
  36. Organische lichtemittierende Einrichtung, umfassend eine lichtemittierende Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 33–35.
  37. Verbindung der Formel (I):
    Figure 00580002
    wobei Ar, n, m, R3 und R4 wie in einem der Ansprüche 1 und 6–13 definiert sind und benachbarte Ar-Gruppen durch eine zweiwertige Gruppe gebunden sein können, in dem Fall, dass n oder m wenigstens 2 ist, und wobei wenigstens eine terminale Arylgruppe durch einen Solubilisierungssubstituenten substituiert ist.
  38. Verbindung nach Anspruch 37, wobei die Verbindung eine Löslichkeit von wenigstens 10 mg/ml in Toluol aufweist.
  39. Verbindung nach Anspruch 37 oder 38, wobei wenigstens eine terminale Arylgruppe Phenyl ist und wenigstens einer der Solubilisierungssubstituenten an einer Metaposition des Phenyls angeordnet ist.
  40. Verbindung nach Anspruch 37, 38 oder 29 der Formel (II):
    Figure 00590001
    wobei wenigstens ein R3 ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy, vorzugsweise Alkyl, ist.
  41. Verbindung der Formel (VI):
    Figure 00590002
    wobei jedes Ar unabhängig eine Aryl- oder Heteroarylgruppe darstellt und wobei die Verbindung gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein kann.
  42. Verbindung nach Anspruch 41, wobei der eine oder die mehreren Substituenten jeweils unabhängig gewählt sind aus Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht-benachbarte C-Atome durch O, S, substituiertes N, C=O und -COO- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe durch F ersetzt sein können; und -(Ar4)z, wobei Ar4 in jedem Auftreten unabhängig gewählt ist aus gegebenenfalls substituiertem Aryl oder Heteroaryl und z wenigstens 1 ist, gegebenenfalls 1, 2 oder 3, und wobei eine Vielzahl von Ar4-Gruppen gebunden sein können, um eine gerade oder verzweigte Kette von Ar4-Gruppen zu bilden, in dem Fall, dass z größer als 1 ist.
  43. Verbindung nach Anspruch 41 oder 42, wobei jedes Ar gegebenenfalls mit Phenyl substituiert ist.
  44. Polymer, umfassend eine Wiederholungseinheit, umfassend eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 41–43.
  45. Polymer nach Anspruch 44, wobei die Wiederholungseinheit die Formeln (VIIa) oder (VIIb) umfasst:
    Figure 00600001
  46. Verbindung der Formel (VI) nach einem der Ansprüche 41–43, substituiert mit wenigstens einem Substituenten, welcher an der metallkatalysierten Kreuzkupplung teilnehmen kann.
  47. Verbindung nach Anspruch 46, wobei der Substituent gewählt ist aus Borsäure und deren Estern, Sulfonsäureestern und Halogen, vorzugsweise Brom oder Iod.
  48. Verbindung nach Anspruch 46 oder 47 der Formel (VIIIa) oder (VIIIb):
    Figure 00600002
    wobei jedes X unabhängig den wenigstens einen Substituenten darstellt, welcher an der metallkatalysierten Kreuzkupplung teilnehmen kann und r 1 oder 2 ist.
  49. Verfahren zur Herstellung eines Polymers gemäß Anspruch 44 oder 45, umfassend den Schritt des Polymerisierens einer Verbindung der Formel (VIIIa), wobei r 2 ist oder eine Verbindung der Formel (VIIIb) gemäß Anspruch 48 in der Anwesenheit eines Metallkatalysators.
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