EP3241248A1 - Formulierungen und elektronische vorrichtungen - Google Patents

Formulierungen und elektronische vorrichtungen

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Publication number
EP3241248A1
EP3241248A1 EP15804072.5A EP15804072A EP3241248A1 EP 3241248 A1 EP3241248 A1 EP 3241248A1 EP 15804072 A EP15804072 A EP 15804072A EP 3241248 A1 EP3241248 A1 EP 3241248A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
organic
materials
compounds
derivatives
formulation
Prior art date
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Ceased
Application number
EP15804072.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Aurélie LUDEMANN
Nina TRAUT
Edgar Kluge
Yu AVLASEVICH
Stanislav Balouchev
Katharina Landfester
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP3241248A1 publication Critical patent/EP3241248A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to formulations for the manufacture of electronic devices. Furthermore, the present invention relates to electronic devices and methods for their preparation.
  • Performance can be used in many commercial products. Examples include organic-based charge transport materials (e.g., triarylamine-based hole transporters) in copiers, organic or polymeric light emitting diodes (OLEDs or PLEDs), and display and display devices or organic photoreceptors in copiers.
  • organic solar cells O-SC
  • organic field effect transistors O-FET
  • organic thin-film transistors O-TFT
  • organic switching elements O-IC
  • O-lasers organic laser diodes
  • charge injection layer for example, to compensate for unevenness of the electrode (“planarization layer”), often of a conductive, doped polymer,
  • a "small molecule OLED” often comprises one or more organic hole injection layers, hole transport layers, emission layers, electron transport layers and / or electron injection layers as well as an anode and a cathode, the whole system usually being located on a glass substrate the different
  • small molecules which is based on non-polymeric compounds, is the production of these compounds
  • WO 2011/076314 A1 discloses aqueous formulations which contain nanoparticles. These formulations already show a good property profile. However, it is stated in this application that preferably high levels of surfactants are used to prepare the formulations disclosed therein. These surfactants can have detrimental effects on the life and performance of the electronic devices obtainable from these formulations. Therefore, it is stated that the surfactants which can be used to prepare the formulation should be separated to improve performance. However, the production of preferred formulations by this step considerably more expensive.
  • the process should be inexpensive to carry out.
  • the method should be suitable for making very small structures so that high resolution screens can be obtained by the method.
  • the method should be able to be carried out using standard printing methods.
  • an essential aspect here is that the electronic devices obtainable by the process should have excellent properties. These characteristics include, in particular, the lifetime of the electronic devices. Another problem is in particular the energy efficiency with which an electronic device the
  • the luminous efficacy should be high, so that as little electrical power as possible has to be applied in order to achieve a specific light flux. Furthermore, the lowest possible voltage should be necessary to achieve a given luminance. Accordingly, these properties should be met by the
  • the electronic devices should be used or adapted for many purposes.
  • a formulation containing at least one solvent and nanoparticles comprising at least one surface-active polymer and at least an organically functional material which is used to produce
  • a formulation according to the invention comprises at least one
  • the solvent may dissolve the surfactant polymer comprised by the nanoparticles and constitutes the continuous phase of an emulsion or dispersion, depending on whether the nanoparticles are in the liquid or solid phases.
  • the solvents contained in the continuous phase can be referred to as dispersants.
  • the solvent is a polar solvent, the solvent preferably having an ET (30) value of at least
  • the solvent which is contained in the continuous phase of the formulation comprises water and / or an alcohol having at most 6 carbon atoms.
  • formulations are preferred which as solvent preferably at least 60 wt .-%, more preferably at least 80 wt .-% and most preferably at least 95 wt .-% water and / or an alcohol having at most 6 carbon atoms.
  • Alcohols containing at most 6 carbon atoms include, but are not limited to, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 2- Methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, n-butanol, isobutanol, 1-pentanol, 2-methyl-1-butanol, neopentyl alcohol, 3-pentanol, 2-pentanol, 3-methyl-2- butanol and 2-methyl-2-butanol.
  • Water is preferred over methanol and / or ethanol as solvent.
  • Water is particularly preferred as the solvent, so that preferred formulations preferably comprise at least 60% by weight, more preferably at least 80% by weight and most preferably at least 95% by weight of water as the solvent.
  • the surfactant polymer may preferably have a solubility in the solvent of the continuous phase, preferably in water at 25 ° C of at least 1 g / L, preferably at least 10 g / L and more preferably at least 20 g / L.
  • the solubility can be measured by known methods such as dynamic light scattering (DLS), turbidimetric measurements and viscometry (BA Wolf., Pure & Appl. Chem., Vol. 57, No. 2, pp. 323-336, 1985).
  • the present formulation provides
  • the formulation may contain both solid and liquid particles. Therefore, the particles of the discontinuous phase become independent of
  • the nanoparticles are in solid form and accordingly preferably comprise only a small proportion of organic solvent.
  • the nanoparticles are in solid form and accordingly preferably comprise only a small proportion of organic solvent.
  • Formulation having a discontinuous phase whose nanoparticles are in the liquid state also referred to herein as nanodroplets, with a mean diameter in the range of 1 to 7000 nm, preferably in the range of 1 to 3000 nm, more preferably in the range of 5 to 2000 nm and in total particularly preferably in the range of 5 to 1000 nm.
  • the formulation may have a discontinuous phase whose nanoparticles are in the solid phase, these solid nanoparticles preferably having an average diameter in the range from 1 to 5000 nm, preferably in the range from 10 to 2000 nm, more preferably in Range of 10 to 500 nm and most preferably in the range of 0 to 300 nm and particularly preferably in the range of 20 to 100 nm.
  • the formulation is characterized in that more than 75% of the
  • Nanoparticles preferably more than 80%, more preferably more than 90% and most preferably more than 98% have a diameter of 55% or less, preferably 50% or less, more preferably 20% or less, and most especially
  • the aforementioned mean values of the particle diameter relate to the number average.
  • the size and size distribution of nanodroplets and nanoparticles in emulsions and dispersions can be determined using
  • the diameters and the size distribution can be measured by dynamic light scattering (Chu, B., Laser Light
  • the nanoparticles whether liquid or solid, comprise at least one organically functional material and at least one surfactant polymer.
  • the weight ratio of organically functional material to surfactant polymer is the weight ratio of organically functional material to be selected from
  • surfactant polymer is preferably in the range of 1: 1 to 50: 1, more preferably in the range of 4: 1 to 12: 1 and most preferably in the range of 6: 1 to 8: 1.
  • this figure refers to the total weight of functional material and surfactant polymer used to prepare the formulation.
  • the surface-active polymer has a weight-average molecular weight Mw in the range from 5000 to 1,000,000 g / mol, preferably 10,000 to 500,000 g / mol, more preferably 15,000 to 100,000 g / mol and very particularly preferably 20,000 to 80,000 g / mol having.
  • the weight average molecular weight Mw can be measured by gel permeation chromatography (GPC) against conventional standards, preferably polymers having identical or similar repeating units at 25 ° C.
  • the surfactant is preferably in the range of 1: 1 to 50: 1, more preferably in the range of 4: 1 to 12: 1 and most preferably in the range of 6: 1 to 8: 1.
  • Polymer have a surface tension in the range of 30 to 70 mN / m, more preferably in the range of 40 to 60 mN / m, measured according to heatentensiometrie (ring method).
  • Preferred surface-active polymers have substantially no carboxyl groups (-CO2).
  • the weight fraction of carboxyl groups in the surface-active polymer is preferably at most 5%, preferably at most 1%, and very particularly preferably at most 0.5%.
  • Preferred surface-active polymers have essentially no anionic groups, for example carboxyl and / or sulfate groups.
  • the weight fraction of anionic groups in the surface-active polymer is preferably at most 5%, preferably at most 1% and particularly preferably at most 0.5%.
  • the anionicity of the anionic groups refers to a pH of 6.0, so that the acid groups underlying the anionic groups have a pKa of less than 6.0.
  • the persistence length of the surfactant polymer may be the persistence length of polyethylene glycol or polyvinyl alcohol.
  • the persistence length of the surface-active polymer is at least 20% greater than the persistence length of polyethylene glycol or polyvinyl alcohol.
  • the persistence length can be determined from the hydrodynamic volume according to, inter alia, the light scattering method outlined above.
  • the surface-active polymer is a polysaccharide or a polypeptide, with polysaccharides being particularly preferred. Polysaccharides are well known, by which is meant polymeric compounds in which a large number of monomeric
  • Polysaccharides can in this case in addition to repeat units which are based on sugar further groups or substituents.
  • the polysaccharides can be modified by hydroxyethyl groups or similar substituents.
  • the polysaccharide may be modified by, for example, protein groups.
  • Preferred polysaccharides are characterized in that preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 80% by weight and very particularly preferably at least 95% by weight of the polysaccharide are built up from monomeric sugar units, preferably the pentoses and hexoses set forth below are.
  • Preferred memory polysaccharides include, but are not limited to, dextrans and starch, for example, amylose, amylopectin, and glycogen. Further preferred are hemicelluloses and galactomannans, which are preferably soluble in water. Preferred hemicelluloses include xyloglucans.
  • Preferred sugars based on polysaccharides include pentoses, preferably xylose and arabinose; and hexoses, preferably fructose, glucose, mannose and galactose.
  • the preferred polysaccharides include in particular
  • a polysaccharide which have high solubility in water.
  • a polysaccharide can be used as the surface-active polymer, which is based on glucose, mannose, fructose, galactose and / or xylose.
  • Especially preferred polysaccharides which can be used as a surface-active polymer are preferably selected from glucans, particularly preferably xyloglucans and / or mannans, particularly preferably galactomannans.
  • polypeptides are among the preferred surfactant polymers.
  • Polypeptides are well known in the art, which polymers are based on monomers having at least one amino group and at least one carboxyl group linked via amide bonds.
  • Preferred polypeptides have similar properties to the polysaccharides set forth above. This is especially true for properties such as the stiffness of the polymers (persistence length), the solubility and the interfacial activity.
  • Preferred polypeptides are characterized in that preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 80% by weight and very particularly preferably at least 95% by weight of the polypeptide are composed of monomeric peptide units, preferably of natural amino acid units , In general, polysaccharides are preferred over polypeptides.
  • the surface-active polymer preferably the polysaccharide
  • the degree of branching may preferably be in the range from 0 (linear) to 0.6 (hyperbranched), particularly preferably in the range from 0.3 to 0.55, this size being able to be determined by methods known to the person skilled in the art, for example by a combination of Light scattering at small angles (LALLS) - Gel permeation chromatography (GPC) of
  • HPLC / MS-MS is an analytical system in which two mass spectrometers are coupled with separation of the substances by HPLC (JP Benskin, MG Ikonomou, Woudneh, B. Million;
  • Branching degree can be determined by LALLS-GPC.
  • a preferred surfactant polymer preferably a
  • Polysaccharide may have side chains having an average chain length in the range of 1 to 100, preferably 1 to 10 and particularly preferably 1 to 5 repeat units, measured by means of a
  • a preferred surfactant polymer preferably a
  • Polysaccharide can be a main chain with an average
  • Chain length of at least 30, preferably at least 40 and more preferably at least 60 repeating units, said size can be determined by the skilled person known methods, for example by a combination of LS-DLS / SLS and / or GPC / LS / viscosity coupling and a combination of
  • the repeating units are based on sugar molecules having 5 or 6 carbon atoms which most preferably form a ring with 6 ring atoms.
  • average chain length refers to the number average.
  • the surface-active polymer preferably the polysaccharide and / or the polypeptide, is predominantly arranged on the surface of the nanoparticles.
  • the nanoparticles contained in the formulation of the invention comprise at least one organically functional material.
  • Functional materials are generally the organic or inorganic materials incorporated between the anode and cathode of an electronic device.
  • organically functional material denotes, inter alia, organic conductors, organic semiconductors, organic colorants,
  • organic dyes organic fluorescent
  • organically functional material further includes organometallic complexes of
  • Transition metals rare earths, lanthanides and actinides.
  • the organically functional material is selected from the group consisting of fluorescent emitters, phosphorescent emitters, host materials, matrix materials, exciton blocking materials, electron transport materials, electron injection materials, hole conductor materials, hole injection materials, n-dopants, wide band gap materials, electron blocking materials .
  • the organically functional material is selected from the group consisting of fluorescent emitters,
  • phosphorescent emitters host materials, matrix materials, exciton-blocking materials, electron-transport materials,
  • Electron injection materials hole conductor materials
  • Hole injection materials, n-dopants, wide band gap materials, electron blocking materials, and hole blocking materials are used.
  • the organically functional material may be a low molecular weight compound, a polymer, an oligomer, or a dendrimer, wherein the organically functional material may also be present as a mixture.
  • the nanoparticles mentioned two may be a low molecular weight compound, a polymer, an oligomer, or a dendrimer, wherein the organically functional material may also be present as a mixture.
  • the organically functional material is insoluble in the continuous phase.
  • a material or compound is insoluble in a solvent if its solubility at 25 ° C is less than 0.4 g / 100 ml, preferably less than 0.1 g / 100 ml, more preferably less than 0.001 g / 100 ml.
  • Soluble is a material or compound if the solubility of the material is greater than that of an insoluble material or an insoluble compound.
  • Organically functional materials are often described by the properties of the frontier orbitals, which are described in more detail below.
  • Molecular orbitals in particular the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), their energy levels and the energy of the lowest triplet state Ti or the lowest excited singlet state Si of the materials are determined by quantum chemical calculations.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • the lowest triplet state Ti is defined as the energy of the triplet state with the lowest energy, which results from the described quantum chemical calculation.
  • the lowest excited singlet state Si is defined as the energy of the excited singlet state with the lowest energy which results from the described quantum chemical calculation.
  • a hole injection material has a HOMO level that is in the range of or above the level of the anode, i. generally at least -5.3 eV.
  • Called hole transport materials are capable of holes, i. positive charges, which are generally injected from the anode or an adjacent layer, such as a hole injection layer.
  • a hole transport material generally has a high HOMO level of preferably at least -5.4 eV.
  • a hole transport material as well, a hole transport material as well
  • Hole injection material can be used.
  • Include hole transport properties include, for example
  • Polyarylalkane derivatives (US 3615402), fluorenone derivatives (JP-A-54-110837), hydrazone derivatives (US 3717462), acylhydrazones, stilbene derivatives (JP-A-61-210363), silazane derivatives (US 4950950 ), Polysilanes (JP-A-2-204996), aniline copolymers (JP-A-2-282263), thiophene oligomers (JP Heisei 1 (1989) 211399), polythiophenes, poly (N-vinylcarbazole) (PVK) , Polypyrroles, polyanilines and other electroconductive macromolecules, porphyrin compounds (JP-A-63-2956965, US 4720432), aromatic dimethylidene-type compounds, carbazole compounds such as CDBP, CBP, mCP, aromatic tertiary amine and styrylamine compounds (US 4,127,412), e.g.
  • Benzidine-type phenylamines styrylamine-type phenylamines and diamine-type phenylamines.
  • Arylamine dendrimers may also be used (JP Heisei 8 (1996) 193191), monomeric triarylamines (US 3180730), triarylamines having one or more vinyl radicals and / or at least one active hydrogen functional group (US Pat. Nos. 3,567,450 and 3,365,820) or US Pat
  • Tetraaryldiamines (the two tertiary amino units are linked by an aryl group). There may also be more triarylamino groups in the molecule. Also phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, butadiene derivatives and quinoline derivatives such as e.g. Dipyrazino [2,3-f: 2'3'-hjquinoxaline-hexacarbonitrile are suitable. Preference is given to aromatic tertiary amines having at least two
  • TBDB N, N, N ', N'-tetra (4-biphenyl) diaminobiphenylene
  • TAPC 1, 1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) -cyclohexane
  • TAPPP 1, 1-bis (4-di
  • Vacuum level more preferably more than -5.5 eV.
  • Compounds having electron injection and / or electron transport properties are, for example, pyridine, pyrimidine,
  • Particularly suitable compounds for electron transporting and electron injecting layers are metal chelates of 8-hydroxyquinoline (for example LiQ, AlQ.sub.3, GaCte, MgQ2, ZnQ2, LNQ 3, Zrq 4), BAlq, Ga-Oxinoid- complexes, 4-Azaphenanthren-5-ol-Be Complexes (US 5529853 A, see formula ET-1), butadiene derivatives (US 4356429), heterocyclic optical brighteners (US 4539507), benzimidazole derivatives (US 2007/0273272 A1), such as TPBI (US 5766779, see formula ET-2), 1, 3,5-triazines, eg
  • Spirobifluorene-triazine derivatives eg according to DE 102008064200
  • pyrenes anthracenes
  • tetracenes fluorenes
  • spirofluorenes dendrimers
  • tetracenes eg rubrene derivatives
  • 1, 10-phenanthroline derivatives JP 2003-115387, JP 2004-311184 , JP-2001 -267080, WO 2002/043449
  • silacyclopentadiene derivatives EP 1480280, EP 1478032, EP 1469533
  • borane derivatives such as Triarylborane derivatives with Si (US 2007/0087219 A1, see formula ET-3
  • pyridine derivatives JP 2004-200162
  • phenanthrolines especially 1, 0-phenanthroline derivatives, such as e.g. BCP and Bphen, also several linked via biphenyl or other aromatic groups
  • Phenanthrolines (US 2007-0252517 A1) or anthracene-linked phenanthrolines (US 2007-0122656 A1, see Formulas ET-4 and ET-5).
  • heterocyclic organic compounds e.g. Thiopyrandioxides, oxazoles, triazolines, imidazoles or oxadiazoles.
  • heterocyclic organic compounds e.g. Thiopyrandioxides, oxazoles, triazolines, imidazoles or oxadiazoles.
  • five-membered rings with N e.g. Oxazoles, preferably 1, 3,4-oxadiazoles, for example, compounds according to formulas ET-6, ET-7, ET-8 and ET-9, which are set forth, inter alia, in US 2007/0273272 A1; Thiazoles, oxadiazoles, thiadiazoles, triazoin, and others. see US 2008/0102311 A1 and Y.A. Levin, M. S. Skorobogatova, Khimiya
  • Preferred compounds are the following according to the formulas (ET-6) to (ET-10):
  • organic compounds such as derivatives of fluorenone, Fluorenyliden- methane, Perylenetetrakohlenklare, anthraquinone, diphenoquinone, anthrone and Anthrachinondiethylendiamin can be used.
  • the compounds that can produce the electron injection and / or electron transport properties result in a LUMO of less than -2.5 eV (vs. vacuum level), more preferably less than -2.7 eV.
  • the nanoparticles of the present formulation may comprise emitters.
  • emitter refers to a material which, after excitation, which can be done by transmission of any kind of energy, forms a radiation-transient junction with emission of light into one
  • fluorescent emitter refers to materials or compounds, in which a radiation-dependent transition from an excited singlet state to the ground state takes place.
  • phosphorescent emitter preferably refers to luminescent materials or compounds comprising transition metals.
  • Emitters are often referred to as dopants if the dopants cause the properties outlined above in a system.
  • a dopant is understood to mean the component whose proportion in the mixture is the smaller.
  • a matrix material in a system containing a matrix material and a dopant is understood to mean the component whose proportion in the mixture is the larger.
  • the term phosphorescent emitter can accordingly be understood as meaning, for example, also phosphorescent dopants.
  • Compounds which can emit light include, among others, fluorescent emitters and phosphorescent emitters. These include, but are not limited to, stilbene, stilbenamine, styrylamine, coumarin, rubrene, rhodamine, thiazole, thiadiazole, cyanine, thiophene, paraphenylene, perylene, phatolocyanine, porphyrin, ketone, and the like. , Quinoline, imine, anthracene and / or pyrene structures. Particular preference is given to compounds which, even at room temperature, can emit light from the triplet state with high efficiency, ie exhibit electrophosphorescence instead of electrofluorescence, which frequently causes an increase in energy efficiency. Compounds which contain heavy atoms with an atomic number of more than 36 are suitable for this purpose. Preferred are
  • Preferred fluorescent emitters are selected from the class of monostyrylamines, the
  • Distyrylamines tristyrylamines, tetrastyrylamines, styrylphosphines, styryl ethers and arylamines.
  • a monostyrylamine is meant a compound containing a substituted or unsubstituted styryl group and at least one, preferably aromatic, amine.
  • a distyrylamine is understood as meaning a compound which contains two substituted or unsubstituted styryl groups and at least one, preferably aromatic, amine.
  • a tristyrylamine is understood as meaning a compound which contains three substituted or unsubstituted styryl groups and at least one, preferably aromatic, amine.
  • Under a tetrastyrylamine is a
  • Styryl tendency and at least one, preferably aromatic, amine.
  • the styryl groups are particularly preferred stilbenes, which may also be further substituted.
  • Corresponding phosphines and ethers are defined in analogy to the amines. Under an aryl amine or an aromatic amine in the context of the present invention is a
  • At least one of these aromatic or heteroaromatic ring systems is preferably a fused ring system, preferably having at least 14 aromatic ring atoms.
  • Preferred examples of these are aromatic anthraceneamines, aromatic
  • aromatic anthracenamines aromatic pyrenamines, aromatic pyrenediamines, aromatic chrysenamines or aromatic chrysendiamines.
  • aromatic anthracenamine is meant a compound in a diarylamino group is bonded directly to an anthracene group, preferably in the 9-position.
  • aromatic anthracenediamine is meant a compound in which two diaryl-amino groups are bonded directly to an anthracene group, preferably in the 2,6- or 9,10-position.
  • Chrysendiamines are defined analogously thereto, the diarylannino groups on the pyrene preferably being bonded in the 1-position or in the 1, 6-position.
  • fluorescent emitters are selected from indeno-fluorenamines or -diamines, which are set out inter alia in WO 06/122630; Benzoindenofluorenaminen or diamines, which are set out inter alia in WO 2008/006449; and dibenzoindeno-fluorenamines or -diamines, which are set out inter alia in WO 2007/140847.
  • Examples of compounds that can be used as fluorescent emitters, from the class of styrylamines are substituted or unsubstituted tristilbeneamines or the dopants described in WO
  • Distyrylbiphenyl derivatives are described in US 5121029. Further styrylamines can be found in US 2007/0122656 A1.
  • triarylamine compounds are those in the CN
  • Further preferred compounds which can be used as fluorescent emitters are selected from derivatives of naphthalene, anthracene, tetracene, benzanthracene, benzphenanthrene (DE 10 2009
  • fluorene fluoranthene, periflanthene, indenoperylene, phenanthrene, perylene (US 2007/0252517 A1), pyrene, chrysene, decacyclene, coronene, tetraphenylcyclopentadiene, pentaphenylcyclopentadiene, fluorene,
  • anthracene compounds more preferably substituted in the 9,10-position are substituted anthracenes such as e.g. 9,10-diphenylanthracene and 9,10-
  • DMQA ⁇ , ⁇ '-dimethylquinacridone
  • DCM 4- (dicyanoethylene) -6- (4-dimethylamino-styryl-2-methyl) -4H-pyran
  • thiopyran polymethine, pyrylium and
  • Blue fluorescence emitters are preferably polyaromatics such as 9,10-di (2-naphthylanthracene) and other anthracene derivatives, derivatives of tetracene, xanthene, perylene such as 2,5,8,1-tetra-f-butyl-perylene, Phenylene, eg 4,4 '- (bis (9-ethyl-3-carbazovinylene) -1, 1'-biphenyl, fluorene, fluoranthene, arylpyrene (US 2006/0222886 A1), arylenevinylenes (US 5121029, US 5130603), bis (azinyl) imine-boron compounds (US
  • phosphorescent emitters can be found in WO 00/70655, WO 01/41512, WO 02/02714, WO 02/15645, EP 1191613, EP 1191612, EP 1191614 and WO 05/033244.
  • all phosphorescent complexes which are used according to the prior art for phosphorescent OLEDs and as known to the person skilled in the art in the field of organic electroluminescence are suitable, and the person skilled in the art can use further phosphorescent complexes without inventive step.
  • Phosphorescent metal complexes preferably contain Ir, Ru, Pd, Pt, Os or Re.
  • Preferred ligands are 2-phenylpyridine derivatives, 7,8-benzoquinoline derivatives, 2- (2-thienyl) pyridine derivatives, 2- (1-naphthyl) pyridine derivatives, 1- Phenylisoquinoline derivatives, 3-phenylisoquinoline derivatives or 2-phenylquinoline derivatives. All of these compounds may be substituted, eg blue with fluoro, cyano and / or trifluoromethyl substituents.
  • Auxiliary ligands are preferably acetylacetonate or picolinic acid.
  • complexes of Pt or Pd with tetradentate ligands according to formula EM-16 are suitable as emitters.
  • enlarged-ring Pt-porphyrin complexes (US 2009/0061681 A1) and Ir complexes are suitable, for example 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin-Pt (II) , Tetraphenyl Pt (II) tetrabenzoporphyrin (US 2009/0061681 A1), c / ' s Bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ') Pt (II), c / ' s Bis (2- (2 , -thienyl) pyridinato-N, C 3 ') Pt (II), c / s-bis (2- (2'-thienyl) quinolinato-N, C 5 ') Pt (
  • tridentate ligand phosphorescent emitters are described in US 6824895 and US 10/729238. Red-emitting phosphorescent complexes can be found in US 6835469 and US 6830828.
  • Formula EM-20 Formula E -21 Quantum dots can also be used as emitters, these materials being disclosed in detail in WO 2011/076314 A1.
  • Compounds used as host materials, especially together with emissive compounds, include materials of various classes.
  • Host materials generally have larger band gaps between HOMO and LUMO than the emitter materials used.
  • preferred host materials exhibit either properties of a hole or electron transport material.
  • host materials can have both electron and hole transport properties.
  • Host materials are sometimes referred to as matrix material, especially if the host material in combination with a
  • Phosphorescent emitter is used in an OLED.
  • Preferred host materials or co-host materials which are used in particular together with fluorescent dopants are selected from the classes of the oligoarylenes (for example 2,2 ', 7,7'-tetraphenyl-spirobifluorene according to EP 676461 or dinaphthylanthracene), in particular the oligoarylenes containing condensed aromatic groups, such as Anthracene, benzanthracene, benzphenanthrene (DE 10 2009 005746, WO 09/069566), phenanthrene, tetracene, coronene, chrysene, fluorene,
  • the oligoarylenes for example 2,2 ', 7,7'-tetraphenyl-spirobifluorene according to EP 676461 or dinaphthylanthracene
  • the oligoarylenes containing condensed aromatic groups such as Anthracene, benzanthracene, benzphenant
  • Benzanthracenes (e.g., according to WO 08/145239).
  • Particularly preferred compounds which can serve as host materials or co-host materials are selected from the classes of oligoarylenes containing anthracene, benzanthracene and / or pyrene or atropisomers of these compounds.
  • an oligoarylene is to be understood as meaning a compound in which at least three aryl or arylene groups are bonded to one another.
  • Preferred host materials are very particularly preferably selected from compounds of the formula (H-1):
  • the group Ar 4 is anthracene and the groups Ar 3 and Ar 5 are bonded in positions 9 and 10, these groups being optionally substituted.
  • at least one of the groups Ar 3 and / or Ar 5 is a fused aryl group selected from 1- or 2-naphthyl, 2-, 3- or 9-phenanthrenyl or 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7- Benzanthracenyl.
  • Anthracene-based compounds are described in US 2007/0092753 A1 and US 2007/0252517 A1, for example 2- (4-methylphenyl) -9,10-di- (2-naphthyl) anthracene, 9- (2-naphthyl) -10- (1,1'-biphenyl) anthracene and 9,10-bis [4- (2,2-diphenylethenyl) phenyl] anthracene, 9,10-diphenylanthracene, 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene and 1, 4-bis (9'-ethynylanthracenyl) benzene.
  • Further preferred compounds are derivatives of arylamine, styrylamine, fluorescein, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, cyclopentadienes, tetraphenylcyclopentadiene, pentaphenylcyclopentadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, oxazole, pyridine, pyrazine, imine, benzothiazole, benzoxazole, benzimidazole (US 2007/0092753 A1), e.g.
  • Metal oxinoid complexes such as LiQ or AlQ3 can be used as co-hosts.
  • Preferred compounds with oligoarylene as matrix are described in US Pat
  • compounds that can be used as host or matrix materials include materials that are used with phosphorescent emitters. These compounds, which can also be used as structural elements in polymers include CBP ( ⁇ , ⁇ -biscarbazolylbiphenyl), carbazole derivatives (eg according to WO 05/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527 or WO 08/086851), azacarbazoles (eg according to the
  • WO 06/117052 triazine derivatives (for example according to DE 102008036982), indolocarbazole derivatives (for example according to WO 07/063754 or WO 08/056746), indenocarbazole derivatives (for example according to DE 102009023155 and DE 102009031021), diazaphosphole derivatives (eg according to DE 102009022858), triazole derivatives, oxazoles and oxazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, distyrylpyrazine derivatives, thiopyrandioxide derivatives, phenylenediamine derivatives, tertiary aromatic amines, styrylamines, Amino-substituted chalcone derivatives, indoles, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic dimethylidene compounds, carbodiimide derivative
  • Si tetraaryls are disclosed, for example, in US 2004/0209115, US 2004/0209116, US 2007/0087219 A1 and H. Gilman, EA Zuech, Chemistry & Industry (London, United Kingdom), 1960, 120. Particularly preferred Si-tetraaryls are described by the formulas H-14 to H-21.
  • Formula H-20 Formula H-21 Particularly preferred compounds for preparing the matrix for phosphorescent dopants are inter alia in the
  • Compounds which can serve as host material are in particular preferred substances which has at least one nitrogen atom. These include preferably aromatic amines, triazine and carbazole derivatives. In particular, carbazole derivatives show a surprisingly high efficiency. Triazine derivatives unexpectedly lead to high lifetimes of electronic devices with said compounds. It may also be preferred to use a plurality of different matrix materials as a mixture, in particular at least one electron-conducting matrix material and at least one hole-conducting matrix material. Likewise preferred is the use of a mixture of a charge-transporting matrix material and an electrically inert matrix material, which does not or does not contribute significantly to the charge transport, as described, for example, in WO 2010/108579.
  • carbazole and bridged carbazole dimer units are suitable for this purpose, as described, for example, in WO 04/070772 A2 and WO 04/113468 A1.
  • ketones, phosphine oxides, sulfoxides, sulfones, silane derivatives and similar compounds are also suitable for this purpose.
  • ketones, phosphine oxides, sulfoxides, sulfones, silane derivatives and similar compounds as described, for example, in WO 05/040302 A1.
  • n-dopants herein are reducing agents, ie
  • the nanoparticles may contain as functional material a wide band gap material. Wide-band gap material is understood to mean a material in the sense of the disclosure of US Pat. No. 7,294,849.
  • the used as a wide-band gap material is a wide-band gap material
  • the band gap can be calculated among other things by the energy levels of the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO).
  • nanoparticles can function as a functional material
  • HBM Hole blocking material
  • Lochblockiermaterial refers to a material which in a
  • Multi-layer composite prevents or minimizes the passage of holes (positive charges), in particular if this material is arranged in the form of a layer adjacent to an emission layer or a hole-conducting layer.
  • a hole blocking material has a lower HOMO level than the hole transport material in the
  • Hole blocking layers are often placed between the light emitting layer and the electron transport layer in OLEDs.
  • any known hole blocking material can be used.
  • any known hole blocking material can be used.
  • other hole blocking materials set forth elsewhere in the present application there are
  • suitable hole blocking materials are metal complexes (US 2003/0068528), e.g. Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (III) (BAIQ). Fac-tris (1-phenylpyrazolato-N, C2) iridium (III) (Ir (ppz) 3) is also used for this purpose (US 2003/0 75553 A1).
  • Phenanthroline derivatives such as BCP or phthalimides such as TMPP can also be used. Furthermore, suitable hole blocking materials in WO
  • nanoparticles can be used as a functional material
  • Electron blocking material include.
  • An electron-blocking material refers to a material which in a multi-layer composite prevents or minimizes the transmission of electrons, in particular if this material is arranged in the form of a layer adjacent to an emission layer or an electron-conducting layer. In general, one electron blocking material has a higher LUMO level than the electron transport material in the adjacent layer.
  • any known electron-blocking material can be used.
  • useful electron-blocking materials are transition-metal complexes such as Ir (ppz) 3 (US 2003/0175553).
  • the electron blocking material can be selected from amines, triarylamines and their derivatives.
  • nanoparticles can be used as a functional material
  • Exciton blocking material refers to a material which is in a
  • Multi-layer composite prevents or minimizes the passage of excitons, especially if this material is arranged in the form of a layer adjacent to an emission layer.
  • the exciton-blocking material should preferably have a higher triplet or singlet level than the emission layer or other adjacent layer.
  • the selection of suitable compounds is well known, with the suitability of compounds as exciton-blocking material dependent on the energy gap of the adjacent layer.
  • a convenient exciton-blocking material has a larger energy gap - singlet or triplet energy gap - than the functional material of the adjacent layer, preferably the emitter layer.
  • other exciton blocking materials set forth elsewhere in the present application, among others
  • substituted triarylamines substituted substituted triarylamines are set forth in detail. Examples include MTDATA or 4,4 ', 4 "-tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (TDATA), these being
  • Electron blocking material can be used.
  • N-substituted carbazole compounds e.g. TCTA
  • heterocycles such as e.g. BCP
  • a colorant is according to DIN 55943 the collective name for all coloring substances.
  • the colorants include, but are not limited to, soluble dyes and inorganic or organic pigments. These colorants may be used singly or as a mixture of two or more. Thus, in particular mixtures of organic color pigments with soluble organic dyes can be used. Furthermore, it is possible to use mixtures which comprise inorganic and organic color pigments. In addition, mixtures can which contain soluble organic dyes in addition to the inorganic color pigments. Furthermore, mixtures comprising soluble dyes and inorganic and organic pigments are useful.
  • the light energy absorbed by the colorants can be transferred to other materials in the form of light or any other form of energy.
  • colorants used in conjunction with organic solar cells (O SCs), organic optical detectors, organic photoreceptors, organic electrical sensors, or other electronic devices that absorb light are used.
  • the present application includes suitable colorants phthalocyanines, azo dyes, perylene diimides, porphyrins, squaraine as well as isomers and derivatives of these compounds.
  • the colorant may be selected from the group of perylenes, ruthenium dyes, phthalocyanines, azo dyes, perylene diimides, porphyrins and squaraine.
  • Yu Bai et. al. in Nature Materials, Vol. 7, 626 (2008) and by B. O'Regan et. al., Nature 353, 737 (1991), and Bessho et al., Chem. Commun. 3717 (2008), presented complexes based on copper.
  • colorants come from the group of acridines, anthraquinones, aarylmethanes, diarylmethanes, triarylmethane, azo dyes, cyanine, diazonium dyes, nitro dyes, nitroso dyes, quinoneimines, azine dyes, eurhodines, safranines, Induline, Indamines, indophenols, oxazines, oxazones, thiazines, thiazoles, xanthenes, fluorenes, pyronines, fluorones and rhodamines.
  • the nanoparticles may contain charge generating materials that have a similar function as the colorants.
  • Charge generating materials are used, for example, for electrophotographic devices.
  • charge-generating materials are from Paul
  • organic compounds comprising a fused ring system, such as anthracene, naphthalene, pentacene and tetracene derivatives, are suitable colorants.
  • preferred functional compounds which can be used in the nanoparticles as organically functional material have a molecular weight of at most 10,000 g / mol, more preferably of at most 5000 g / mol and most preferably of at most 3000 g / mol.
  • further functional compounds that are characterized by a high glass transition temperature.
  • functional compounds which can be used in the nanoparticles as organically functional material preferably having a glass transition temperature of at least 70 ° C, more preferably of at least 00 ° C, most preferably of at least 125 ° C and particularly preferred of at least 150 ° C, determined according to DIN 51005.
  • the nanoparticles can also be considered as organically functional materials
  • polymer To incorporate polymer. This is particularly possible with compounds which are substituted with reactive leaving groups, such as bromine, iodine, chlorine, boronic acid or boronic acid esters, or with reactive, polymerizable groups, such as olefins or oxetanes. These can be used as monomers for the production of corresponding oligomers, dendrimers or polymers.
  • the oligomerization or polymerization is preferably carried out via the halogen functionality or the boronic acid functionality or via the polymerizable group. It is still possible, the
  • the compounds of the invention and polymers can be used as a crosslinked or uncrosslinked layer.
  • Polymers that can be used as organic functional materials often include units or structural elements that are known in the art
  • Group 1 Structural elements, the Lochinjetechnischs- and / or
  • Group 2 structural elements, the electron injection and / or
  • Group 3 structural elements that combine the characteristics set out in relation to Groups 1 and 2;
  • Group 4 structural elements which have light-emitting properties, in particular phosphorescent groups
  • Group 5 structural elements, which are the transition from the so-called
  • Group 6 Structural elements that have the morphology or the
  • Group 7 Structural elements, typically as a backbone
  • Group 8 Structural elements which show the absorption properties of the
  • Polymers influence so that they can be regarded as a colorant.
  • the structural elements can in this case also have different functions, so that an unambiguous assignment does not have to be expedient.
  • a structure element of group 1 can also serve as a backbone.
  • the polymer used as organic functional material with hole transport or hole injection properties comprising structural elements according to group 1, units comprising the
  • group 1 is, for example, triarylamine, benzidine, tetraaryl-para-phenylene-diamine, carbazole, azulene, thiophene, pyrrole and furan derivatives and further O, S or N-containing heterocycles with a high HOMO , These arylamines and heterocycles preferably have a HOMO of greater than -5.8 eV (vs. vacuum level), more preferably greater than -5.5 eV.
  • Hole injection properties comprising at least one of the following repeat units according to formula HTP-1
  • Ar 11 is the same or different for each repeating unit, a single bond, or a mononuclear or polynuclear aryl group which may be optionally substituted;
  • Ar 12 is the same or different for each repeating unit, a mononuclear or polynuclear aryl group which may be optionally substituted;
  • Ar 13 is the same or different for different repeat units, a mononuclear or polynuclear aryl group which may optionally be substituted; is 1, 2 or 3. Particular preference is given to repeat units of the formula HTP-1 which are selected from the group consisting of units of the formulas HTP-1 A to HTP-1 C:
  • HTP-1 C in which the symbols have the following meaning: is identical or different at each occurrence H, a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic group, an alkyl, cycloalkyl, alkoxy, aralkyl, aryloxy, arylthio, Alkoxycarbonyl, silyl, carboxy, halogen, cyano, nitro, or hydroxy; r is 0, 1, 2, 3 or 4 and
  • s 0, 1, 2, 3, 4 or 5.
  • Hole injection properties comprising at least one of the following repeat units of the formula HTP-2 wherein the symbols have the following meaning:
  • T 1 and T 2 are independently selected from thiophene, selenophene, thieno [2,3b] thiophene, thieno [3,2b] thiophene, dithienothiophene, pyrrole, aniline, which groups may be substituted by one or more R b radicals;
  • Carbon atoms which may be optionally substituted and may optionally comprise one or more heteroatoms;
  • R ° and R 00 are each independently H or an optionally substituted carbyl or hydrocarbyl group of 1 to 40 carbon atoms, which
  • Ar " 7" and Ar “ 8 " independently represent a mononuclear or polynuclear aryl or heteroaryl group which may be optionally substituted and may optionally be attached to the 2,3-position of one or both adjacent thiophene or selenophene groups; c and e are independently 0, 1, 2, 3 or 4, where 1 ⁇ c + e ⁇ 6, d and f are independently 0, 1, 2, 3 or 4.
  • the polymer used as the organic functional material having electron injection and / or electron transport properties comprising structural elements according to group 2 may comprise units corresponding to the electron injection and / or electron transport materials set forth above.
  • Group 2 structural elements which include electron injection and / or electron transport properties are e.g. of pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, oxadiazole, quinoline,
  • the organically functional material may be a polymer comprising structural elements according to group 3, wherein
  • Structural elements that improve hole and electron mobility are directly connected to each other. Some of these structural elements can serve as emitters, whereby the emission colors can be shifted, for example, into green, red or yellow. Their use is therefore
  • the polymer having light-emitting properties used as organic functional material comprising Group 4 structural elements may have units corresponding to the emitter materials set forth above.
  • polymers with phosphorescent groups are preferred, in particular the emissive metal complexes set out above, which correspond to these
  • the polymer used as organic functional material with group 5 moieties which enhance the so-called singlet to triplet state transition may be used to support phosphorescent compounds, preferably the polymers having Group 4 structural elements set forth above.
  • a polymeric triplet matrix can be used.
  • carbazole and associated carbazole dimer units as described in DE 10304819 A1 and DE 10328627 A1.
  • ketone also suitable for this purpose are ketone,
  • Phosphine oxide Phosphine oxide, sulfoxide, sulfone, silane derivatives and the like
  • the further organic functional material is a polymer comprising Group 6 units having the morphology and / or
  • Such structural units may have the morphology and / or
  • Structural elements having 6 to 40 carbon atoms or tolan, stilbene or Bisstyrylarylenderivat units, each of which may be substituted with one or more radicals. Particularly preferred is the
  • the polymer used as organically functional material preferably comprises group 7 units, which preferably contain aromatic structures having 6 to 40 carbon atoms, which are widely used as backbones.
  • 4,5-dihydropyrene derivatives 4,5,9,10-tetrahydropyrene derivatives, fluorene derivatives, for example, in US 5962631, the WO 2006/052457 A2 and WO 2006/118345 A1, 9,9-spirobifluorene derivatives, which are disclosed, for example, in WO 2003/020790 A1, 9,10-phenanthrene derivatives, which are described, for example, in WO 2005/104264 A1, 9,10-dihydrophenanthrene derivatives, which are disclosed, for example, in WO 2005/014689 A2, 5,7-dihydrodibenzooxepin derivatives and cis- and trans-indenofluorene derivatives which are described, for example, in WO 2004/041901 A1 and WO 2004/113412 A2, and binaphthylene derivatives which are disclosed, for example, in WO 2006/063852 A1, and further units which are described, for example, for example, in
  • Group 7 structural units selected from fluorene derivatives, e.g. in US 5962631, the
  • WO 2006/052457 A2 and WO 2006/118345 A1 are set forth;
  • Spirobifluorene derivatives e.g. are disclosed in WO 2003/020790 A1; Benzofluorene, dibenzofluorene, benzothiophene, dibenzofluorene groups and their derivatives, e.g. in WO 2005/056633 A1, EP 1344788 A1 and WO 2007/043495 A1 are disclosed.
  • R c and R d are each independently selected from H,
  • Groups R c and R d may optionally form a spiro group with a fluorene radical to which they are attached; X is halogen;
  • R ° and R 00 are each independently H or an optionally substituted carbyl or hydrocarbyl group of 1 to 40 carbon atoms which may be optionally substituted and may optionally comprise one or more heteroatoms; each g is independently 0 or 1 and each h is independently 0 or 1, wherein in one subunit the sum of g and h is preferably 1; m is an integer>1;
  • Ar 1 and Ar 2 independently represent a mononuclear or polynuclear aryl or heteroaryl group, which may optionally be substituted and may optionally be attached to the 7,8-position or the 8,9-position of an indenofluorene group; a and b are independently 0 or 1. If the groups R c and R d form a spiro group with the fluorene group to which these groups are bonded, this group is preferably a spirobifluorene.
  • repeat units of the formula PB-1 which are selected from the group consisting of units of the formulas PB-1 A to PB-1E:
  • Alkoxycarbonyloxy group having 1 to 20, preferably 1 to 12 C atoms, wherein one or more hydrogen atoms may be optionally substituted by F or Cl, and the groups R °, R 00 and X have the meaning previously given for the formula PB-1 ,
  • repeat units of the formula PB-1 which are selected from the group consisting of units of the formulas PB-1 F to PB-11:
  • L is H, halogen or an optionally fluorinated, linear or
  • L ' is an optionally fluorinated, linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 12 C atoms and is preferably n-octyl or n-octyloxy.
  • polymers which have more than one of the structural elements of groups 1 to 7 set out above.
  • the polymers preferably have more than one of the structural elements set out above from a group, ie mixtures of structural elements selected from a group.
  • polymers which, in addition to at least one structural element which has light-emitting properties (group 4), preferably at least one phosphorescent group, additionally comprise at least one further structural element of groups 1 to 3, 5 or 6 set out above, these being preferably selected from groups 1 to 3.
  • the proportion of the different classes of groups, if present in the polymer can be within wide limits, these being known to the person skilled in the art. Surprising advantages can be achieved in that the proportion of a class present in a polymer, which is selected in each case from the structural elements of groups 1 to 7 set forth above, is preferably at least 5 mol%, particularly preferably at least 10 mol%.
  • the preparation of white-emitting copolymers is described in detail, inter alia, in DE 10343606 A1.
  • the polymers may have corresponding groups.
  • the polymers may have corresponding groups.
  • repeat unit at least 2 non-aromatic carbon atoms, more preferably at least 4 and most preferably at least 8 non-aromatic carbon atoms are included, wherein the average refers to the number average.
  • individual carbon atoms may e.g. be replaced by O or S.
  • Short chain substituents are preferred because long chain substituents may have adverse effects on layers that can be obtained using the organically functional materials.
  • the substituents have at most 12
  • Carbon atoms preferably at most 8 carbon atoms and more preferably at most 6 carbon atoms in a linear chain.
  • the polymer used as organically functional material according to the invention can be a random, alternating or regioregular
  • Copolymer a block copolymer or a combination of these
  • the polymer used as the organic functional material may include a non-conjugated polymer
  • phosphorescent polymers can be obtained by radical copolymerization of vinyl compounds, these vinyl compounds at least one unit with a contain phosphorescent emitter and / or at least one charge transport unit, as disclosed inter alia in US 7250226 B2. Further phosphorescent polymers are described, inter alia, in JP 2007/211243 A2, JP 2007/197574 A2, US Pat. No. 7,250,226 B2 and JP 2007/059939 A.
  • non-conjugated polymers based on backbone units comprising
  • Spacer units are interconnected.
  • the non-conjugated polymer can be designed as a fluorescent emitter.
  • Side chains include anthracene, benzanthracene groups or derivatives of these groups in the side chain, these polymers being e.g. in JP 2005/08556, JP 2005/285661 and JP 2003/338375.
  • the nanoparticles contained in the formulations according to the invention may contain all the organically functional materials which are necessary for the production of the respective functional layer of the electronic device.
  • organically functional materials which are necessary for the production of the respective functional layer of the electronic device.
  • a hole transport, Hole injection, electron transport, electron injection layer constructed exactly from a functional compound include the
  • Nanoparticles of the formulation used for the preparation of this functional layer as an organic functional material exactly this compound. If an emissive layer has, for example, an emitter in combination with a matrix or host material, the nanoparticles of the formulation used to produce this functional layer comprise as organic-functional material exactly the mixture of emitter and matrix or host material, as elsewhere in this application is explained in more detail.
  • the nanoparticles may have different amounts of liquids, in particular solvents, preferably organic solvents, which are removed after application of the formulation to a substrate or one of the layers subsequently applied to the substrate.
  • These preferred organic solvents can be used to prepare the nanoparticles and / or serve a purpose
  • Suitable organic solvents include ketones, esters, amides, sulfur compounds, nitro compounds, halogenated
  • Hydrocarbons and hydrocarbons are Hydrocarbons and hydrocarbons.
  • Aromatic and heteroaromatic hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons are preferred organic solvents.
  • Particularly preferred organic solvents are, for example, dichloromethane, trichloromethane, monochlorobenzene, o-dichlorobenzene, tetrahydrofuran, anisole, morpholine, toluene, chloroform, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 1,4-dioxane, Acetone, methyl ethyl ketone, 1, 2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, ethyl acetate, n-butyl acetate, dimethylformamide,
  • Dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, tetralin, decalin, indane and / or mixtures of these compounds Dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, tetralin, decalin, indane and / or mixtures of these compounds.
  • the solvents may be used singly or as a mixture of two, three or more compounds.
  • the nanoparticles comprise small amounts
  • the formulation used for the application preferably has at most 50% by weight, particularly preferably at most 30% by weight, very particularly preferably at most 20% by weight, particularly preferably at most 10% by weight and very particularly preferably at most 5% by weight. % of solvents that are sparingly soluble or insoluble in the continuous phase, based on the weight of the in the
  • Formulation contained solids.
  • the solids are the substances that remain in the respective layer of the organic device after the preparation thereof.
  • the proportion of organically functional material which can be used to produce functional layers of electronic devices is in the formulation preferably in the range from 1 to 10%, particularly preferably in the range from 2 to 8%, very particularly preferably in the range from 2.5 to 6 %, and more preferably in the range of 3 to 5%, based on the total weight of the formulation.
  • the proportion of surface-active polymer in the formulation is preferably in the range of 0.1 to 5%, more preferably in the range of 0.1 to 4%, most preferably in the range of 0.2 to 2%, and most preferably in the range of 0.1 to 0.8%, based on the total weight of the formulation.
  • Formulation is in the formulation preferably in the range of 80 to 99.9%, more preferably in the range of 85 to 99%, most preferably in the range of 90 to 98% and particularly preferably in the range of 95 to 97%, based on the total weight of the formulation.
  • Formulation include further additives and processing aids.
  • surfactants include, but are not limited to, surfactants, surfactants, lubricants and lubricants, conductivity enhancing additives, dispersants, hydrophobizing agents, coupling agents, flow improvers, defoamers, deaerators, diluents that may be reactive or unreactive, fillers, auxiliaries, processing aids, dyes, Pigments, stabilizers, sensitizers, nanoparticles and inhibitors.
  • a formulation according to a preferred aspect of the present invention preferably comprises at most 30% by weight, more preferably at most 15% by weight, most preferably at most 5% by weight, especially preferably at most 1% by weight, and most preferably at most 0.5 wt .-% of additives, for example
  • the continuous phase may be in addition to those set forth above
  • Solvents and surfactant polymers other additives contain, as set forth above, wherein preferably low levels of additives are included. It can preferably be provided that the continuous phase comprises at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, very particularly preferably at least 95% by weight and especially preferably at least 97% by weight of solvent, based on the Weight of the continuous phase.
  • the preparation of the formulation can be carried out by methods disclosed inter alia in US 2009/081357 A1 and in WO 2011/076314 A1.
  • Another object of the present invention is a process for the preparation of a formulation according to the invention comprising
  • Preparation of a second composition comprising a second solvent, wherein the second composition comprises at least one organically functional material which is used to prepare
  • the formulation obtained by this method may be called an emulsion if the second solvent is sparingly soluble or insoluble in the first solvent.
  • a dispersion can be obtained from the emulsion obtained from the formulation.
  • Carbon atoms are preferred first solvents for the first
  • the second solvent generally constitutes an organic one
  • the mixing ratio of the first and second compositions in step c) is not particularly limited. Preferably, it can be provided that the weight ratio of the first
  • Composition to the second composition in the range of 1: 1 to 50: 1, more preferably in the range of 3: 1 to 15: 1 and most preferably in the range of 5: 1 to 10: 1.
  • the preparation of a dispersion and / or an emulsion according to step d) can be carried out by known means. These include, in particular, mechanical processes, such as high-pressure homogenization or nozzle dispersers, and the use of ultrasound, with the use of ultrasound being preferred.
  • a surfactant may be added.
  • the content of surfactants can be kept very low, more preferably no surfactant is added.
  • the proportion of surfactants is preferably at most 20 wt .-%, more preferably at most 10 wt .-%, most preferably at most 5 wt .-% and particularly preferably at most 1 wt .-%, based on the weight of the respective composition.
  • compositions and / or the formulation do not comprise any substantial amounts of surfactants, this proportion preferably being at most 0.5% by weight, particularly preferably at most 0.1% by weight, very particularly preferably at most 0.05 wt .-% and particularly preferably at most 0.01 wt .-%, based on the weight of the respective composition or formulation.
  • Surfactants here are surfactants with a low
  • Suitable surfactants include anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, or mixtures of these surfactants.
  • Preferred classes of nonionic surfactants are:
  • Polyethylene oxide condensates of alkylphenols e.g. the
  • coconut alcohol wherein the coconut alcohol fraction comprises from about 10 to about 14 carbon atoms; 4) long-chain tertiary amine oxides;
  • Hydroxyalkyl having from about 1 to about 3 carbon atoms
  • alkyl (usually methyl) and a long hydrophobic chain which may be formed by alkyl, alkenyl, hydroxyalkyl or ketoalkyl radicals having from about 8 to about 20 carbon atoms which may contain from 0 to about 10 ethylene oxide groups and from 0 to about 1 glyceryl radical;
  • Alkyl polysaccharide (APS) surfactants such as the alkylpolyglyco pages, as described in US 4,565,647, having a hydrophobic group of from about 6 to about 30 carbon atoms and a polysaccharide moiety (e.g., polyglycoside) as the hydrophilic group, and optionally a polyalkyleneoxide group, wherein the alkyl group (ie, the hydrophobic moiety) may be saturated or unsaturated, branched or unbranched, and unsubstituted or substituted (eg, with hydroxy or cyclic rings); and 8) polyethylene glycol (PEG) glyceryl fatty acid esters, such as those of the formula R (O) OCH 2 CH (OH) CH 2 (OCH 2 CH 2 ) n OH, wherein n is about 5 to about 200, preferably about 20 to about 100, and R is aliphatic
  • Colloid mills are produced.
  • a formulation according to the present invention can be used to make a layer or multilayer structure in which the organic functional materials are present in layers as needed for the production of preferred electronic or optoelectronic devices such as OLEDs.
  • the second solvent optionally in admixture, of one or more
  • discontinuous phases of the formulation prior to application of the formulation Preferably, accordingly, it may be provided to convert an initially obtained emulsion into a dispersion.
  • the nanoparticles of the emulsion according to the present invention can be converted by removal of the second organic solvent into solid nanoparticles dispersed in the continuous phase (s) of the formulation.
  • dispersion herein refers to a system comprising
  • liquid medium preferably an aqueous and / or alcoholic phase
  • organic phase formed by suspended solid particles, preferably as nanoparticles.
  • the formulation of the present invention may preferably be used for
  • Formation of functional layers on a substrate or one of the layers applied to the substrate can be used.
  • a method for producing an electronic device in which a formulation of the invention is applied to a substrate and dried, is also an object of the present invention.
  • the functional layers can be produced, for example, by flood coating, dip coating, spray coating, spin coating, screen printing, high pressure, gravure printing, rotary printing, roll coating, flexographic printing, offset printing or nozzle printing, preferably inkjet printing on a substrate or one of the substrates applied to the substrate Layers take place.
  • the drying may be carried out at a relatively low temperature and over a relatively long period of time to avoid blistering and to obtain a uniform coating.
  • the drying at a temperature in the range of 10 to 60 ° C, more preferably in the range of 15 to 55 ° C and most preferably in the range of 20 to 30 ° C are performed.
  • the drying may preferably be at a pressure in the range of 10 "3 mbar to 2 bar, particularly preferably in the range of 10" 2 mbar to 1 bar and especially preferably in the range of 10 "1 mbar to 100 mbar carried out.
  • the duration of the Drying depends on the degree of drying to be achieved, it being possible for small amounts of water to be removed, if appropriate, at a higher temperature and in connection with sintering, which is preferably to be carried out
  • Substrate applied layer which has the organic functional material contained in the nanoparticle, a sintering step is performed.
  • the sintering step may be carried out at a temperature in the range of 75 to 220 ° C, more preferably in the range of 100 to 150 ° C, and most preferably in the range of 125 to 150 ° C.
  • the sintering may preferably be for a period in the range of 1 minute to 10 hours, more preferably in the range of 10 minutes to 4 hours, most preferably in the range of 20 minutes to 3 hours and more preferably in the range of 30 minutes to 1 hour.
  • the method is repeated several times, wherein different or identical functional layers are formed.
  • the subject of the present invention is also an electronic
  • Device obtainable by a method for producing an electronic device.
  • Another object of the present invention is an electronic device having at least one functional layer comprising at least one organically functional material and at least one surface-active polymer, preferably selected from polysaccharides and / or polypeptides.
  • An electronic device is understood to mean a device which comprises anode, cathode and at least one intermediate one
  • Functional layer contains, wherein this functional layer contains at least one organic or organometallic compound.
  • the organic electronic device is preferably an organic electroluminescent device (OLED), a polymeric electroluminescent device (PLED), an organic integrated circuit (O-IC), an organic field effect transistor (O-FET), an organic one Thin film transistor (O-TFT), an organic light emitting transistor (O-LET), an organic solar cell (O-SC), an organic optical detector, an organic photoreceptor, an organic field quench device (O-FQD), an organic electrical sensor, a light emitting electrochemical cell (LEC) or an organic laser diode (O-laser).
  • Active components are generally the organic or inorganic materials interposed between anode and cathode, these active components having the properties of electronic
  • a preferred embodiment of the invention are organic electroluminescent devices.
  • the organic electroluminescent device includes cathode, anode and at least one emitting layer.
  • triplet emitter with the shorter-wave emission spectrum serves as a co-matrix for the triplet emitter with the longer-wave emission spectrum.
  • the proportion of the matrix material in the emitting layer in this case is between 50.0 and 99.9% by volume, preferably between 80.0 and 99.5% by volume and particularly preferred for fluorescent emitting layers between 92.0 and 99.5 vol .-% and for phosphorescent emitting layers between 85.0 and 97.0 vol .-%.
  • the proportion of the dopant is between 0.1 and
  • An emitting layer of an organic electroluminescent device may also contain systems comprising a plurality of matrix materials (mixed-matrix systems) and / or multiple dopants. Also in this case, the dopants are generally those materials whose proportion in the
  • the proportion of a single matrix material in the system may be smaller than the proportion of a single dopant.
  • the mixed-matrix systems preferably comprise two or three
  • the two materials constitutes a material with hole-transporting properties and the other material a material with electron-transporting properties.
  • the desired electron-transporting and hole-transporting properties of the mixed-matrix components can also be mainly or completely combined in a single mixed-matrix component be, with the other and the other mixed-matrix components fulfill other functions.
  • the two different matrix materials may be present in a ratio of 1:50 to 1: 1, preferably 1:20 to 1: 1, more preferably 1:10 to 1: 1 and most preferably 1: 4 to 1: 1.
  • Preference is given to using mixed-matrix systems in phosphorescent organic electroluminescent devices. More detailed information on mixed-matrix systems is contained inter alia in WO 2010/108579.
  • an organic electroluminescent device may also contain further layers, for example in each case one or more hole injection layers, hole transport layers,
  • Metal oxides such as M0O3 or WO3 or with (per) fluorinated electron-poor aromatics, and / or that one or more electron transport layers are n-doped.
  • interlayer may be introduced between two emitting layers which, for example, a
  • the present invention thus also provides a layer, in particular an organic layer, containing one or more surface-active polymers, as defined above.
  • the device comprises a plurality of layers.
  • the formulation according to the invention can preferably be used for producing a hole transport, hole injection, electron transport, electron injection and / or emission layer.
  • the present invention accordingly also relates to an electronic device which comprises at least three, but in a preferred embodiment, all of the mentioned layers of hole injection,
  • the thickness of the layers, for example the hole transport and / or hole injection layer may preferably be in
  • the device may further contain layers which are composed of other low molecular weight compounds or polymers not by the use of formulations according to the invention
  • the compounds to be used not as a pure substance, but as a mixture (blend) together with any other polymeric, oligomeric, dendritic or low molecular weight
  • the formulations according to the invention comprise organically functional materials which are used as host materials or matrix materials in an emitting layer.
  • the formulation may include the emitters set forth above.
  • the organic electroluminescent device can comprise one or more emitting layers, wherein at least one emitting layer contains at least one compound according to the invention as defined above. If several emission layers are present, they preferably have a plurality of emission maxima between 380 nm and 750 nm, so that overall white emission results, ie in the emitting layers different emitting compounds are used, which can fluoresce or phosphoresce.
  • the organic electroluminescent device may also contain further layers, for example one or more hole injection layers, hole transport layers, hole blocking layers, electron transport layers, electron injection layers, exciton blocking layers and / or charge generation layers
  • interlayer may be introduced between two emitting layers which, for example, have an exciton-blocking function. It should be noted, however, that not necessarily each of these layers must be present. These layers can also be obtained using the formulations of the invention as defined above. It is also possible that several OLEDs are arranged one above the other, whereby a further increase in efficiency can be achieved with respect to the light output. To improve the light extraction, the last organic layer on the
  • Light exit side in OLEDs for example, be designed as nanofoam, whereby the proportion of total reflection is reduced.
  • an organic electroluminescent device wherein one or more layers are coated by a sublimation method.
  • the materials are vacuum deposited in vacuum sublimation at a pressure less than 10 "5 mbar, preferably less than 10 6 mbar, more preferably less than 10 7 mbar.
  • Carrier gas sublimation are coated.
  • the materials are applied at a pressure between 10 " 5 mbar and 1 bar.
  • the device usually includes a cathode and an anode
  • the electrodes are selected so that their band energies match those of the adjacent, organic layers as well as possible in order to ensure the most efficient electron or hole injection possible.
  • cathode metal complexes low work function metals, metal alloys or multilayer structures of various metals are preferred, such as alkaline earth metals, alkali metals,
  • Main group metals or lanthanides e.g., Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm, etc.
  • other metals having a relatively high work function can also be used, e.g. Ag, which then usually combinations of metals, such as Ca / Ag or Ba / Ag
  • Intermediate layer of a material with a high dielectric constant to bring Suitable examples include, for example, alkali metal or alkaline earth metal fluorides, but also the corresponding oxides (for example LiF, U 2 O, BaF 2, MgO, NaF, etc.).
  • the layer thickness of this layer is preferably between 0.1 and 10 nm, more preferably between 0.2 and 8 nm and most preferably between 0.5 and 5 nm.
  • the anode high workfunction materials are preferred.
  • the anode has a potential greater than 4.5 eV. Vacuum up.
  • metals with a high redox potential are suitable, such as Ag, Pt or Au.
  • metal / metal oxide electrodes eg Al / Ni / NiOx, Al / PtOx may also be preferred.
  • At least one of the electrodes must be transparent to allow either the irradiation of the organic material (O-SC) or the extraction of light (OLED / PLED, O-LASER).
  • O-SC organic material
  • O-LASER extraction of light
  • a preferred construction uses a transparent anode.
  • Preferred anode materials here are conductive, mixed metal oxides. Particularly preferred are indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
  • conductive, doped organic materials in particular conductive doped polymers, such as e.g. Poly (ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polyaniline (PANI) or derivatives of these polymers. It is also preferred if a p-doped to the anode
  • Hole transport material is applied as Lochinjetechnischstik, wherein suitable as p-dopants metal oxides, for example M0O3 or WO3, or (per) fluorinated electron-poor aromatics.
  • suitable p-dopants are HAT-CN (hexacyano-hexaazatriphenylen) or the
  • the device is structured, contacted and finally hermetically sealed in a manner known per se, since the service life of such devices is drastically shortened in the presence of water and / or air.
  • Another object of the present invention is the use of polysaccharides and / or polypeptides for the preparation of
  • Electronic devices in particular organic electroluminescent devices, are distinguished by one or more of the following surprising advantages over the prior art: 1.
  • the formulations according to the invention can be applied already
  • formulations according to the invention can also be applied.
  • the electronic devices obtainable with the formulations according to the invention show a very high stability and a very long service life compared to electronic devices
  • Sublimation methods are carried out at relatively high temperatures, so that a, albeit slight decomposition of functional materials enters.
  • the use of high levels of surfactants can lead to a reduction in the performance of the functional materials.
  • the use of orthogonal solvents restricts the choice of functional materials, so that optimal electronic devices can be relatively difficult to obtain in this way. Furthermore, can be networking
  • the formulations according to the invention can be produced and processed cost-effectively, since water and / or harmless alcohols can be used as solvents and / or dispersants. A complex workup of large quantities
  • formulations of the invention can be processed by conventional methods, so that cost advantages can also be achieved thereby.
  • organically functional materials are not particularly limited, so that the method of the present invention can be widely used.
  • Example 1 For the disperse phase of the low molecular weight hybrid particles, a total of 50 mg of material consisting of a mixture of host and guest molecules was taken up in 3 g of toluene.
  • Solution 1 contains 40 mg of a matrix material M1 and 10 mg of an E1 emitter in 3 ml of toluene.
  • Solution 2 contains 20 mg of a matrix material M2, 20 mg of one
  • Matrix material M3 and 10 mg of an emitter E2 in 3 ml of toluene The structural formulas of the matrix materials and emitters used are shown below:
  • Dispersions The disperse phase and the surfactant solution were combined and the mixture pre-emulsified for at least 1 hour at 1200 rpm at room temperature. A miniemulsion was then prepared directly from the preemulsion by means of homogenization on an ultrasound tip (Branson Sonifier W450, 1 / inch peak, 70% amplitude, 180 s sound time, always 10 s pulse and 10 s pause). The sample vessel was cooled during the sound in the ice bath. Thereafter, the miniemulsion was stirred open at 65 ° C and 700 rpm in an oil bath to evaporate organic solvents. After 12 to 15 hours were still about 5 ml of pure aqueous dispersion left over and the sample volume was further narrowed as needed, so that a certain
  • Solid content (usually 1 to 3%) was obtained.
  • the cooled finished dispersion was dialyzed in 2 l MilliQ water in a dialysis tubing (Visking tubes, MWCO 14000 g / mol, Carl Roth) as needed.
  • the dialysis duration was dependent on the type and amount of the surfactant and there were with dispersions different dialysis grades used for OLED production. A complete dialysis of a standard approach took about 12 hours.
  • nanoparticles were coated with polysaccharide by stirring for 12 hours in an aqueous 0.02 to 0.1% solution of xyloglucan (from tamarind resin, molecular weight about 50 KDa). An excess of ⁇ Q polysaccharide was removed by centrifugation and decantation.
  • the nanoparticles were coated with polysaccharide by stirring for 12 hours in an aqueous 0.02 to 0.1% solution of gaiactomannan (from g guar resin, molecular weight about 25 KDa). Excess polysaccharide was removed by centrifugation and decanting.
  • gaiactomannan from g guar resin, molecular weight about 25 KDa.
  • the obtained dispersion was spin-coated on a HIL-coated glass substrate to obtain an emission layer having a layer thickness of 80 to 140 nm.
  • the layer was dried at 150 ° C for 60 minutes and then sintered for 60 minutes at 180 ° C.
  • a layer with a surface energy of 16 mN / was obtained (the contact angles of the layer were 81.6 (L), 83.2 ()) - 0

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formulierung enthaltend mindestens ein Lösungsmittel und Nanopartikel umfassend mindestens ein grenzflächenaktives Polymer und mindestens ein organisch funktionelles Material, welches zur Herstellung von Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung elektronische Vorrichtungen, die aus diesen Formulierungen erhältlich sind.

Description

Formulierungen und elektronische Vorrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft Formulierungen zur Herstellung von elektronischen Vorrichtungen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung elektronische Vorrichtungen und Verfahren zu deren Herstellung.
Elektronische Vorrichtungen, welche organische, metallorganische und/oder polymere Halbleiter enthalten, gewinnen zunehmend an
Bedeutung, wobei diese aus Kostengründen und aufgrund ihrer
Leistungsfähigkeit in vielen kommerziellen Produkten eingesetzt werden. Als Beispiele seien hier Ladungstransportmaterialien auf organischer Basis (z.B. Lochtransporter auf Triarylamin-Basis) in Kopiergeräten, organischen oder polymeren Leuchtdioden (OLEDs oder PLEDs) und in Anzeige- und Displayvorrichtungen oder organische Photorezeptoren in Kopierern genannt. Organische Solarzellen (O-SC), organische Feldeffekt- Transistoren (O-FET), organische Dünnfilm-Transistoren (O-TFT), organische Schaltelemente (O-IC), organische optische Verstärker und organische Laserdioden (O-Laser) sind in einem fortgeschrittenen
Entwicklungsstand und können in der Zukunft große Bedeutung erlangen.
Viele dieser elektronischen Vorrichtungen weisen unabhängig von dem jeweiligen Verwendungszweck folgenden allgemeinen Schichtaufbau auf, der für die jeweilige Anwendung angepasst werden kann:
(1) Substrat,
(2) Elektrode, häufig metallisch oder anorganisch, aber auch aus
organischen bzw. polymeren, leitfähigen Materialien,
(3) Ladungsinjektionsschicht/en bzw. Zwischenschicht/en, beispielsweise zum Ausgleich von Unebenheiten der Elektrode („planarisation layer"), häufig aus einem leitfähigen, dotierten Polymer,
(4) organische Halbleiter,
(5) evtl. weitere Ladungstransport-, Ladungsinjektions- bzw.
Ladungsblockierschichten, (6) Gegenelektrode, Materialien wie unter (2) genannt,
(7) Verkapselung.
Die obige Anordnung stellt den allgemeinen Aufbau einer organischen, elektronischen Vorrichtung dar, wobei verschiedene Schichten
zusammengefasst werden können, so dass im einfachsten Fall eine Anordnung aus zwei Elektroden resultiert, zwischen denen sich eine organische Schicht befindet. Die organische Schicht erfüllt in diesem Fall alle Funktionen, einschließlich der Emission von Licht im Fall von OLEDs. Ein derartiges System wird beispielsweise in der WO 90/13148 A1 auf der Basis von Poly-(p-phenylenen) beschrieben.
Ein Problem, das sich in einem derartigen„Dreischichtsystem" ergibt, ist jedoch die fehlende Steuerung der Ladungstrennung oder die fehlende Möglichkeit, die einzelnen Bestandteile in unterschiedlichen Schichten bezüglich ihrer Eigenschaften zu optimieren, wie es beispielsweise bei SMOLEDs („small-molecule OLEDs") durch einen mehrschichtigen Aufbau einfach gelöst ist. Eine„small molecule OLED" umfasst vielfach eine oder mehrere organische Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Emissionsschichten, Elektronentransportschichten und/oder Elektroneninjektionsschichten sowie eine Anode und eine Kathode, wobei sich das ganze System gewöhnlich auf einem Glassubstrat befindet. Der Vorteil einer solchen Mehrlagenstruktur besteht darin, dass die verschiedenen
Funktionen der Ladungsinjektion, des Ladungstransports und der Emission auf die verschiedenen Schichten verteilt und somit die Eigenschaften der jeweiligen Schichten separat modifiziert werden können. Durch diese Modifikation kann die Leistungsfähigkeit der elektronischen Vorrichtungen stark verbessert werden. Nachteilig an elektronischen Vorrichtungen, die auf den zuvor
beschriebenen„small molecules", also nicht polymeren Verbindungen beruhen, ist deren Herstellung. Üblicherweise werden nicht polymere Verbindungen über Verdampfungstechniken zu elektronischen
Vorrichtungen verarbeitet. Dies stellt vor allem für großflächige
Vorrichtungen einen großen Kosten nachteil dar, da ein mehrstufiger Vakuumprozeß in verschiedenen Kammern sehr kostenintensiv ist und sehr genau gesteuert werden muss. Hier wären kostengünstigere und etablierte Beschichtungsverfahren aus Lösung, wie z.B.Tintenstrahldruck,
Airbrushverfahren, Rolle-zu-Rolle-Prozesse, usw., von großem Vorteil.
Problematisch an diesen Verfahren ist unter anderem, dass die in einer für die zuvor dargelegten Druckverfahren eingesetzten Lösungsmittel vielfach bereits auf dem Substrat aufgetragene Schichten an- oder ablösen. Durch diese Löslichkeit bereits aufgetragener Schichten in den nachfolgend eingesetzten Lösungsmitteln werden die Schichten zerstört, zumindest wird die Funktionsfähigkeit und die Lebensdauer der Vorrichtungen nachteilig beeinflusst. Als Lösungsweg für diese Problematik wurden bisher orthogonale
Lösungsmittel eingesetzt, die zwar das Funktionsmaterial einer
aufzutragenden Schicht lösen, nicht jedoch die Schicht, auf die das
Funktionsmaterial aufgetragen wird. Problematisch ist hierbei die Suche nach einem geeigneten orthogonalen Lösungsmittel, so dass die Art des auf eine Funktionsschicht aufzutragenden Funktionsmaterials stark eingeschränkt ist.
Ein weiterer Ansatz besteht in der Vernetzung von Schichten, auf die weitere Schichten zur Herstellung von elektronischen Vorrichtungen aufgetragen werden, wie dies beispielsweise in der EP 0 637 899 A1 dargelegt ist. Nachteilig an diesem Ansatz sind die zur Vernetzung notwendigen vernetzbaren Gruppen, die zu einer Verringerung der Lebensdauer und der Leistungsfähigkeit der elektronischen Vorrichtungen führen können.
Ferner sind aus der WO 2011/076314 A1 wässrige Formulierungen bekannt, die Nanopartikel enthalten. Diese Formulierungen zeigen bereits ein gutes Eigenschaftsprofil. Allerdings wird in dieser Anmeldung dargelegt, dass vorzugsweise hohe Anteile an Tensiden zur Herstellung der darin offenbarten Formulierungen eingesetzt werden. Diese Tenside können nachteilige Wirkungen auf die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit der aus diesen Formulierungen erhältlichen elektronischen Vorrichtungen haben. Daher wird ausgeführt, dass die zur Herstellung der Formulierung einsetzbaren Tenside zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit abgetrennt werden sollten. Allerdings verteuert sich die Herstellung von bevorzugten Formulierungen durch diesen Schritt erheblich.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von elektronischen Vorrichtungen weisen ein brauchbares Eigenschaftsprofil auf. Allerdings besteht die dauerhafte Notwendigkeit, die Eigenschaften dieser Verfahren zu
verbessern.
Insbesondere sollte das Verfahren kostengünstig in der Durchführung sein. Weiterhin sollte das Verfahren zur Herstellung von sehr kleinen Strukturen geeignet sein, so dass hochauflösende Bildschirme durch das Verfahren erhältlich sind. Weiterhin sollte das Verfahren unter Verwendung von gängigen Druckmethoden durchgeführt werden können.
Diese Vorteile sollten einzeln oder gemeinsam erreicht werden. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist hierbei, dass die durch das Verfahren erhältlichen elektronischen Vorrichtungen ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen sollten. Zu diesen Eigenschaften gehört insbesondere die Lebensdauer der elektronischen Vorrichtungen. Ein weiteres Problem stellt insbesondere die Energieeffizienz dar, mit der eine elektronische Vorrichtung die
vorgegebene Aufgabe löst. Bei organischen Leuchtdioden, die sowohl auf niedermolekularen Verbindungen als auch auf polymeren Materialien basieren können, sollte insbesondere die Lichtausbeute hoch sein, so dass zum Erreichen eines bestimmten Lichtflusses möglichst wenig elektrische Leistung aufgebracht werden muss. Weiterhin sollte auch zum Erzielen einer vorgegebenen Leuchtdichte eine möglichst geringe Spannung notwendig sein. Demgemäß sollten diese Eigenschaften durch das
Verfahren nicht nachteilig beeinflusst werden.
Weiterhin sollten die elektronischen Vorrichtungen für viele Zwecke eingesetzt oder angepasst werden können. Insbesondere sollte die
Leistungsfähigkeit der elektronischen Vorrichtungen über einen breiten Temperaturbereich erhalten bleiben.
Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, elektronische
Vorrichtungen mit einer ausgezeichneten Leistungsfähigkeit möglichst kostengünstig und in konstanter Qualität bereitzustellen.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend
diskutierten Zusammenhängen ohne Weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch Formulierungen mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst werden. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Formulierungen werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen abhängigen Ansprüchen unter Schutz gestellt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine
Formulierung enthaltend mindestens ein Lösungsmittel und Nanopartikel umfassend mindestens ein grenzflächenaktives Polymer und mindestens ein organisch funktionelles Material, welches zur Herstellung von
Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist.
Eine erfindungsgemäße Formulierung umfasst mindestens ein
Lösungsmittel und Nanopartikel.
Das Lösungsmittel kann das grenzflächenaktive Polymer lösen, welches von den Nanopartikel umfasst ist, und stellt die kontinuierliche Phase einer Emulsion oder einer Dispersion dar, je nachdem ob die Nanopartikel in flüssiger oder fester Phase vorliegen. Im Gegensatz hierzu lösen sich nur geringe, vorzugsweise keine Anteile des in den Nanopartikeln enthaltenen organisch funktionellen Materials in dem Lösungsmittel, so dass in Bezug auf das organisch funktionelle Material die in der kontinuierlichen Phase enthaltenen Lösungsmittel als Dispergiermittel bezeichnet werden können.
Als Lösungsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Verbindungen bezeichnet, die während der Herstellung der elektronischen Vorrichtung aus den Schichten zumindest zum großen Teil, d.h. zu vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% und
insbesondere bevorzugt im Wesentlichen vollständig abgetrennt werden und nicht in der elektronischen Vorrichtung verbleiben.
Bevorzugt ist das Lösungsmittel ein polares Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel vorzugsweise einen ET(30)-Wert von mindestens
180 kJ/mol, vorzugsweise mindestens 200 kJ/mol aufweist, gemessen bei 25°C gemäß C. Reichardt, Angew. Chem., 91 , 119 (1979).
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Lösungsmittel, welches in der kontinuierlichen Phase der Formulierung enthalten ist, Wasser und/oder einen Alkohol mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen umfasst. Hierbei sind Formulierungen bevorzugt, die als Lösungsmittel vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% Wasser und/oder einen Alkohol mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen umfassen. Alkohol mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen sind unter anderem Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1 -Butanol, 2-Methyl-1-propanol, 2- Butanol, 2-Methyl-2-propanol, 1-Pentanol, 2-Methyl-1 -butanol, 3-Methyl-1- butanol, n-Butanol, Isobutanol, 1-Pentanol, 2-Methyl-1 -butanol, Neopentyl- alkohol, 3-Pentanol, 2-Pentanol, 3-Methyl-2-butanol und 2-Methyl-2- butanol. Bevorzugt sind hierbei Methanol, Ethanol sowie Alkohole mit bis zu 4, vorzugsweise bis zu 3 Kohlenstoffatomen, wobei Methanol und Ethanol besonders bevorzugt sind. Wasser ist gegenüber Methanol und/oder Ethanol als Lösungsmittel bevorzugt. Besonders bevorzugt ist hierbei Wasser als Lösungsmittel, so dass bevorzugte Formulierungen vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel umfassen. Das grenzflächenaktive Polymer kann vorzugsweise eine Löslichkeit in dem Lösungsmittel der kontinuierlichen Phase, vorzugsweise in Wasser bei 25°C von mindestens 1 g/l, bevorzugt mindestens 10 g/l und besonders bevorzugt mindestens 20 g/l aufweisen. Die Löslichkeit kann mittels bekannter Methoden, wie beispielsweise dynamische Lichtstreuung (DLS), turbidimetrische Messungen und Viskosimetrie gemessen werden (B.A. Wolf., Pure & Appl. Chem., Vol. 57, No. 2, pp. 323-336, 1985).
Je nach Art der Nanopartikel stellt die vorliegende Formulierung
vorzugsweise eine Emulsion oder eine Dispersion dar. Hierbei kann die Formulierung sowohl feste als auch flüssige Teilchen enthalten. Daher werden die Teilchen der diskontinuierlichen Phase unabhängig vom
Aggregatzustand, d.h. ob die Teilchen fest oder flüssig sind, als Nanopartikel bezeichnet. Vorzugsweise liegen die Nanopartikel in fester Form vor und umfassen demgemäß bevorzugt nur einen geringen Anteil an organischem Lösungsmittel. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die
Formulierung eine diskontinuierliche Phase aufweisen, deren Nanopartikel in flüssigem Zustand vorliegen, hierin auch Nanotröpfchen genannt, mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 7000 nm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 3000 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 2000 nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 1000 nm, aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Formulierung eine diskontinuierliche Phase aufweisen, deren Nanopartikel in fester Phase vorliegen, wobei diese festen Nanopartikel vorzugsweise einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 5000 nm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 2000 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 500 nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 300 nm und insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 bis 100 nm, aufweisen.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Formulierung, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 75% der
Nanopartikel, vorzugsweise mehr als 80%, besonders bevorzugt mehr als 90% und ganz besonders bevorzugt mehr als 98% einen Durchmesser aufweisen, der um 55% oder weniger, vorzugsweise 50% oder weniger, besonders bevorzugt 20% oder weniger, und ganz besonders
vorzugsweise 10% oder weniger von dem mittleren Durchmesser aller Nanopartikel abweicht. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Anteil an Nanopartikeln, unabhängig ob flüssig oder fest, mit einem Durchmesser im Bereich von bevorzugt 10 bis 300 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 100 nm vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, betragen, bezogen auf das Gewicht aller Nanopartikel. Die zuvor genannten Mittelwerte der Teilchendurchmesser beziehen sich auf das Zahlenmittel.
Die Größe und die Größenverteilung der Nanotröpfchen und Nanopartikel in Emulsionen und Dispersionen können unter Verwendung von
Standardtechniken, die dem Fachmann bekannt sind, erhalten werden. Vorzugsweise können die Durchmesser und die Größenverteilung durch Dynamische Lichtstreuung gemessen werden (Chu, B., Laser Light
Scattering: Basic Principles and Practice, 2nd Edition. Academic Press (1992)).
Die Nanopartikel, ob flüssig oder fest, umfassen mindestens ein organisch funktionelles Material und mindestens ein grenzflächenaktives Polymer. Das Gewichtsverhältnis von organisch funktionellem Material zu
grenzflächenaktivem Polymer liegt vorzugsweise im Bereich von 1 :1 bis 50:1, besonders bevorzugt im Bereich von 4:1 bis 12:1 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 6:1 bis 8:1. Hierbei bezieht sich diese Angabe auf das Gesamtgewicht an funktionellem Material und an grenzflächenaktivem Polymer, welches zur Herstellung der Formulierung eingesetzt wurde. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das grenzflächenaktive Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw im Bereich von 5000 bis 1000000 g/mol, bevorzugt 10000 bis 500000 g/mol, besonders bevorzugt 15000 bis 100000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 20000 bis 80000 g/mol aufweist. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw kann durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen übliche Standards, vorzugsweise Polymere mit identischen oder ähnlichen Wiederholungseinheiten bei 25°C gemessen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das grenzflächenaktive
Polymer eine Oberflächenspannung im Bereich von 30 bis 70 mN/m, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 mN/m aufweisen, gemessen gemäß Oberflächentensiometrie (Ringmethode).
Bevorzugte grenzflächenaktive Polymere weisen im Wesentlichen keine Carboxyl-Gruppen (-CO2 ) auf. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil an Carboxyl-Gruppen im grenzflächenaktiven Polymer höchstens 5 %, bevorzugt höchstens 1 % und ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5 %.
Bevorzugte grenzflächenaktive Polymere weisen im Wesentlichen keine anionischen Gruppen, beispielsweise Carboxyl- und/oder Sulfat-Gruppen auf. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil an anionischen Gruppen im grenzflächenaktiven Polymer höchstens 5 %, bevorzugt höchstens 1 % und besonders bevorzugt höchstens 0,5 %. Die Anionizität der anionischen Gruppen bezieht sich auf einen pH-Wert von 6,0, so dass die den anionischen Gruppen zugrundeliegenden Säuregruppen einen pKs-Wert von kleiner als 6,0 aufweisen.
Die Art des grenzflächenaktiven Polymers ist an sich nicht kritisch, wobei jedoch starre grenzflächenaktive Polymere bevorzugt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Persistenzlänge des grenzflächenaktiven Polymers sein als die Persistenzlänge von Polyethylenglycol oder Polyvinylalkohol. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Persistenzlänge des grenzflächenaktiven Polymers mindestens 20 % größer ist als die Persistenzlänge von Polyethylenglycol oder Polyvinylalkohol. Die Persistenzlänge kann unter anderem gemäß der zuvor dargelegten Lichtstreumethode aus dem hydrodynamischen Volumen bestimmt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das grenzflächenaktive Polymer ein Polysaccharid oder ein Polypeptid ist, wobei Polysaccharide besonders bevorzugt sind. Polysaccharide sind gut bekannt, wobei hierunter polymere Verbindungen verstanden werden, in denen eine große Anzahl monomerer
Zuckereinheiten über eine glycosidische Bindung verbunden sind.
Polysaccharide können hierbei neben Wiederholungseinheiten, die auf Zucker basieren weitere Gruppen oder Substituenten aufweisen. So können die Polysaccharide beispielsweise durch Hydoxyethylgruppen oder ähnliche Substituenten modifiziert werden. Ferner kann das Polysaccharid beispielsweise durch Proteingruppen modifiziert werden. Bevorzugte Polysaccharide zeichnen sich dadurch aus, dass vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% des Polysaccharids aus monomeren Zucker-Einheiten, bevorzugt den nachfolgend dargelegten Pentosen und Hexosen aufgebaut sind.
Zu den bevorzugten Speicherpolysacchariden zählen unter anderem Dextrane und Stärke, beispielsweise Amylose, Amylopektin und Glykogen. Weiterhin bevorzugt sind Hemicellulosen und Galactomannane, die vorzugsweise in Wasser löslich sind. Zu den bevorzugten Hemicellulosen gehören Xyloglucane.
Zu den bevorzugten Zuckern, auf denen Polysaccharide basieren, zählen Pentosen, bevorzugt Xylose und Arabinose; sowie Hexosen, bevorzugt Fructose, Glucose, Mannose und Galactose.
Zu den bevorzugten Polysacchariden zählen insbesondere
Speicherpolysaccharide, die eine hohe Löslichkeit in Wasser aufweisen. Vorzugsweise kann ein Polysaccharid als grenzflächenaktives Polymer eingesetzt werden, welches auf Glucose, Mannose, Fructose, Galactose und/oder Xylose basiert. Speziell bevorzugte, als grenzflächenaktives Polymer einsetzbare Polysaccharide sind bevorzugt ausgewählt aus Glucanen, besonders bevorzugt Xyloglucanen und/oder Mannanen, besonders bevorzugt Galactomannanen.
Weiterhin zählen Polypeptide zu den bevorzugten grenzflächenaktiven Polymeren. Polypeptide sind in der Fachwelt weithin bekannt, wobei diese Polymere auf Monomeren mit mindestens einer Aminogruppe und mindestens einer Carboxylgruppe basieren, die über Amidbindungen verknüpft sind. Bevorzugte Polypeptide weisen ähnliche Eigenschaften auf, wie die zuvor dargelegten Polysaccharide. Dies gilt insbesondere für Eigenschaften, wie die Steifigkeit der Polymere (Persistenzlänge), die Löslichkeit und die Grenzflächenaktivität.
Bevorzugte Polypeptide zeichnen sich dadurch aus, dass vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% des Polypeptids aus monomeren Peptid-Einheiten, bevorzugt aus natürlichen Aminosäure- Einheiten aufgebaut sind. Im Allgemeinen sind Polysaccharide gegenüber Polypeptiden bevorzugt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das grenzflächenaktive Polymer, vorzugsweise das Polysaccharid verzweigt ist. Vorzugsweise kann der Verzweigungsgrad im Bereich von 0 (linear) bis 0,6 (hyperverzweigt), besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 0,55 liegen, wobei diese Größe durch dem Fachmann bekannte Methoden ermittelt werden kann, beispielsweise durch eine Kombination aus Lichtstreuung bei kleinen Winkeln (LALLS) - Gelpermeationschromatographie (GPC) der
Polysaccharide in wässriger Lösung (Li-Ping Yu, J. E. Rollings; J. Appl. Polym. Sei. 33, 5, 1909-1921 (198)) und Kern-Resonanz-Spektroskopie (NMR) (D. Holtel, A. Burgath, H. Frey; Acta Polymer., 48, 30-35 (1997)) und/oder einer Kombination aus GPC/LSA/iskosität-Kopplung (Bestimmung der Langkettenverzweigung) und einer Kombination aus Endgruppentitration und HPLC/MS-MS (Bestimmung der Kurzkettenverzweigung). HPLC/MS-MS ist ein Analysensystem, bei dem zwei Massenspektrometer gekoppelt werden, wobei eine Auftrennung der Substanzen durch HPLC erfolgt (J.P. Benskin, M.G. Ikonomou, Woudneh, B. Million; J.
Chromatography A, 1247, 165-170, 2012)). Bevorzugt kann der
Verzweigungsgrad durch LALLS-GPC ermittelt werden.
Ein bevorzugtes grenzflächenaktives Polymer, vorzugsweise ein
Polysaccharid kann Seitenketten mit einer durchschnittlichen Kettenlänge im Bereich von 1 bis 100, bevorzugt 1 bis 10 und besonders bevorzugt 1 bis 5 Wiederholungseinheiten aufweisen, gemessen mittels einer
Kombination aus LS-DLS/SLS und/oder GPC/LS/Viskosität-Kopplung und einer Kombination aus Endgruppentitration und HPLC/MS-MS sowie Kernresonanzspektroskopie (NMR), wobei die Wiederholungseinheiten vorzugsweise auf Zuckermolekülen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen basieren, die besonders bevorzugt einen Ring mit 6 Ringatomen bilden. Die durchschnittliche Kettenlänge bezieht sich hierbei auf das Zahlenmittel.
Ein bevorzugtes grenzflächenaktives Polymer, vorzugsweise ein
Polysaccharid kann eine Hauptkette mit einer durchschnittlichen
Kettenlänge von mindestens 30, vorzugsweise mindestens 40 und besonders bevorzugt mindestens 60 Wiederholungseinheiten aufweisen, wobei diese Größe durch dem Fachmann bekannte Methoden ermittelt werden kann, beispielsweise durch eine Kombination aus LS-DLS/SLS und/oder GPC/LS/Viskosität-Kopplung und einer Kombination aus
Endgruppentitration und HPLC/MS-MS sowie Kernresonanzspektroskopie (NMR), wobei die Methoden zuvor beschrieben wurden und LS-DLS/SLS besonders bevorzugt ist. Vorzugsweise basieren die Wiederholungseinheiten auf Zuckermolekülen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, die besonders bevorzugt einen Ring mit 6 Ringatomen bilden. Die
durchschnittliche Kettenlänge bezieht sich hierbei auf das Zahlenmittel.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das grenzflächenaktive Polymer, vorzugsweise das Polysaccharid und/oder das Polypeptid überwiegend auf der Oberfläche der Nanopartikel angeordnet ist.
Die Nanopartikel, die in der erfindungsgemäßen Formulierung enthalten sind, umfassen mindestens ein organisch funktionelles Material.
Funktionelle Materialien sind generell die organischen oder anorganischen Materialien, welche zwischen Anode und Kathode einer elektronischen Vorrichtung eingebracht sind.
Der Begriff organisch funktionelles Material bezeichnet unter anderem organische Leiter, organische Halbleiter, organische Farbmittel,
insbesondere organische Farbstoffe, organische fluoreszierende
Verbindungen, organische phosphoreszierende Verbindungen, organische lichtabsorbierende Verbindungen, organische lichtempfindliche
Verbindungen, organische Photosensibilisierungsmittel und andere organische photoaktive Verbindungen. Der Begriff organisch funktionelles Material umfasst desweiteren organo-metallische Komplexe von
Übergangsmetallen, Seltenenerden, Lanthaniden und Actiniden.
Vorzugsweise ist das organisch funktionelle Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fluoreszierenden Emittern, phosphoreszierenden Emittern, Host Materialien, Matrix-Materialien, Excitonenblockier- materialien, Elektronentransportmaterialien, Elektroneninjektionsmaterialien, Lochleitermaterialien, Lochinjektionsmaterialien, n-Dotanden, Wide-Band-Gap-Materialien, Elektronenblockiermaterialien,
Lochblockiermaterialien und Farbmitteln. Bevorzugte Ausführungsformen von organisch funktionellen Materialien werden ausführlich in der WO 2011/076314 A1 offenbart, wobei dieses Dokument durch Referenz hierauf in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Besonders bevorzugt ist das organisch funktionelle Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus fluoreszierenden Emittern,
phosphoreszierenden Emittern, Host-Materialien, Matrix-Materialien, Excitonenblockiermaterialien, Elektronentransportmaterialien,
Elektroneninjektionsmaterialien, Lochleitermaterialien,
Lochinjektionsmaterialien, n-Dotanden, Wide-Band-Gap-Materialien, Elektronenblockiermaterialien und Lochblockiermaterialien.
Das organisch funktionelle Material kann eine Verbindung mit einem geringen Molekulargewicht, ein Polymer, ein Oligomer oder ein Dendrimer sein, wobei das organisch funktionelle Material auch als Mischung vorliegen kann. So können die genannten Nanopartikel zwei
unterschiedliche Verbindungen mit einem geringen Molekulargewicht umfassen, eine Verbindung mit einem geringen Molekulargewicht und ein Polymer und/oder zwei Polymere (Blend).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das organisch funktionelle Material in der kontinuierlichen Phase unlöslich.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Material oder eine Verbindung in einem Lösungsmittel unlöslich, wenn seine Löslichkeit bei 25°C weniger als 0,4 g/100 ml, vorzugsweise weniger als 0,1 g/100 ml, besonders bevorzugt weniger als 0,001 g/100 ml beträgt. Löslich ist ein Material oder eine Verbindung, falls die Löslichkeit des Materials größer ist als die eines unlöslichen Materials oder einer unlöslichen Verbindung. Organisch funktionelle Materialien werden vielfach über die Eigenschaften der Grenzorbitale beschrieben, die nachfolgend näher dargelegt werden. Molekülorbitale, insbesondere auch das highest occupied molecular orbital (HOMO) und das lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), deren Energieniveaus sowie die Energie des niedrigsten Triplettzustands Ti bzw. des niedrigsten angeregten Singulettzustands Si der Materialien werden über quantenchemische Rechnungen bestimmt. Zur Berechnung organischer Substanzen ohne Metalle wird zuerst eine Geometrieoptimierung mit der Methode„Ground State/Semi-empirical/Default Spin/AM1 /Charge O/Spin Singlet" durchgeführt. Im Anschluss erfolgt auf Grundlage der optimierten Geometrie eine Energierechnung. Hierbei wird die Methode „TD-SCF/DFT/Default Spin/B3PW91" mit dem Basissatz„6-31 G(d)" verwendet (Charge 0, Spin Singlet). Für metallhaltige Verbindungen wird die Geometrie über die Methode„Ground State/ Hartree-Fock/Default
Spin/LanL2MB/Charge O/Spin Singlet" optimiert. Die Energierechnung erfolgt analog zu der oben beschriebenen Methode für die organischen Substanzen mit dem Unterschied, dass für das Metallatom der Basissatz „LanL2DZ" und für die Liganden der Basissatz„6-31 G(d)" verwendet wird. Aus der Energierechnung erhält man das HOMO-Energieniveau HEh bzw. LUMO-Energieniveau LEh in Hartree-Einheiten. Daraus werden die anhand von Cyclovoltammetriemessungen kalibrierten HOMO- und LUMO-Energie- niveaus in Elektronenvolt wie folgt bestimmt:
HOMO (eV) = ((HEh*27.212)-0.9899)/1.1206
LUMO (eV) = ((LEh*27.212)-2.0041)/1.385
Diese Werte sind im Sinne dieser Anmeldung als HOMO- bzw. LUMO- Energieniveaus der Materialien anzusehen. Der niedrigste Triplettzustand Ti ist definiert als die Energie des Triplettzustands mit der niedrigsten Energie, der sich aus der beschriebenen quantenchemischen Rechnung ergibt. Der niedrigste angeregte Singulettzustand Si ist definiert als die Energie des angeregten Singulettzustands mit der niedrigsten Energie, der sich aus der beschriebenen quantenchemischen Rechnung ergibt.
Die hierin beschriebene Methode ist unabhängig von dem verwendeten Softwarepaket und liefert immer dieselben Ergebnisse. Beispiele oft benutzter Programme für diesen Zweck sind„Gaussian09W" (Gaussian Inc.) und Q-Chem 4.1 (Q-Chem, Inc.).
Verbindungen mit Lochinjektionseigenschaften, hierin auch
Lochinjektionsmaterialien genannt, erleichtern oder ermöglichen die
Übertragung von Löchern, d.h. positiven Ladungen, aus der Anode in eine organische Schicht. Im Allgemeinen weist ein Lochinjektionsmaterial ein HOMO-Niveau auf, das im Bereich des Niveaus der Anode ist oder darüber liegt, d.h. im Allgemeinen mindestens -5,3 eV.
Verbindungen mit Lochtransporteigenschaften, hierin auch
Lochtransportmaterialien genannt, sind in der Lage Löcher, d.h. positive Ladungen, zu transportieren, die im Allgemeinen aus der Anode oder einer angrenzenden Schicht, beispielsweise einer Lochinjektionsschicht injiziert werden. Ein Lochtransportmaterial weist im Allgemeinen ein hohes HOMO- Niveau von vorzugsweise mindestens -5.4 eV auf. Je nach Aufbau einer elektronischen Vorrichtung kann ein Lochtransportmaterial auch als
Lochinjektionsmaterial eingesetzt werden.
Zu den bevorzugten Verbindungen, die Lochinjektions- und/oder
Lochtransporteigenschaften aufweisen, gehören beispielsweise
Triarylamin-, Benzidin-, Tetraaryl-para-phenylendiamin-, Triarylphosphin-, Phenothiazin-, Phenoxazin-, Dihydrophenazin-, Thianthren-, Dibenzo-para- dioxin-, Phenoxathiin-, Carbazol-, Azulen-, Thiophen-, Pyrrol- und Furanderivate und weitere O-, S- oder N-haltige Heterocyclen mit hoch liegendem HOMO (HOMO = höchstes besetztes Molekülorbital).
Insbesondere zu nennen sind als Verbindungen, die Lochinjektions- und/oder Lochtransporteigenschaften aufweisen, Phenylendiamin-Derivate (US 3615404), Arylamin-Derivate (US 3567450), Amino-substituierte Chalcon-Derivate (US 3526501), Styrylanthracen-Derivate (JP-A-56- 46234), Polyzyklische aromatische Verbindungen (EP 1009041),
Polyarylalkan-Derivate (US 3615402), Fluorenon-Derivate (JP-A-54- 110837), Hydrazon-Derivate (US 3717462), Acylhydrazone, Stilben- Derivate (JP-A-61-210363), Silazan-Derivate (US 4950950), Polysilane (JP-A-2-204996), Anilin-Copolymere (JP-A-2-282263), Thiophen-Oligomere (JP Heisei 1 (1989) 211399), Polythiophene, Poly(N-vinylcarbazol) (PVK), Polypyrrole, Polyaniline und andere elektrisch leitende Makromoleküle, Porphyrin-Verbindungen (JP-A-63-2956965, US 4720432), aromatische Dimethyliden-Typ- Verbindungen, Carbazol- Verbindungen wie z.B. CDBP, CBP, mCP, aromatische tertiäre Amin- und Styrylamin-Verbindungen (US 4127412) wie z.B. Tnphenylamine vom Benzidin-Typ, Tnphenylamine vom Styrylamin-Typ und Tnphenylamine vom Diamin-Typ. Auch Arylamin- Dendrimere können verwendet werden (JP Heisei 8 (1996) 193191), monomere Triarylamine (US 3180730), Triarylamine mit einem oder mehreren Vinylradikalen und/oder mindestens einer funktionellen Gruppe mit aktivem Wasserstoff (US 3567450 und US 3658520) oder
Tetraaryldiamine (die zwei Tertiäramineinheiten sind über eine Arylgruppe verbunden). Es können auch noch mehr Triarylaminogruppen im Molekül vorhanden sein. Auch Phthalocyanin-Derivate, Naphthalocyanin-Derivate, Butadien-Derivate und Chinolinderivate wie z.B. Dipyrazino[2,3-f:2\3'- hjquinoxalinhexacarbonitril sind geeignet. Bevorzugt sind aromatische tertiäre Amine mit mindestens zwei
Tertiäramin-Einheiten (US 2008/0102311 A1 , US 4720432 und US
5061569), wie z.B. NPD (α-NPD = 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N- phenylamino]biphenyl) (US 5061569), TPD 232 (= N,N'-Bis-(N,N'-diphenyl- 4-aminophenyl)-N,N-diphenyl-4,4'-diamino-1 ,1'-biphenyl) oder MTDATA (MTDATA oder m-MTDATA= 4, 4', 4"-Tris[3-methylphenyl)phenyl- amino]triphenylamin) (JP-A-4-308688), TBDB (= N,N,N',N'-Tetra(4- biphenyl)diaminobiphenylen), TAPC (= 1 ,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)- cyclohexan), TAPPP (= 1 ,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)-3-phenylpropan), BDTAPVB (= 1 ,4-Bis[2-[4-[N,N-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl]benzol), TTB (= N.N.N'.N'-Tetra-p-tolyl^^'-diaminobiphenyl), TPD (= 4,4'-Bis[N-3- methylphenyl]-N-phenylamino)biphenyl), N,N,N',N'-Tetraphenyl-4,4'"- diamino-1 ,1',4\1",4",1"'-quaterphenyl, ebenso tertiäre Amine mit Carbazol- Einheiten wie z.B. TCTA (= 4-(9H-Carbazol-9-yl)-N,N-bis[4-(9H-carbazol-9- yl)phenyl]benzolamin). Ebenfalls bevorzugt sind Hexaaza-Triphenylen- Verbindungen gemäß US 2007/0092755 A1 sowie Phthalocyanin-Derivate (z.B. H2Pc, CuPc (= Kupfer-Phthalocyanin), CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAIPc, CIGaPc, CllnPc, CISnPc, CI2SiPc, (HO)AIPc,
(HO)GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, GaPc-O-GaPc).
Besonders bevorzugt sind folgende Triarylamin-Verbindungen gemäß den Formeln (TA-1) bis (TA-6), die in den Dokumenten EP 1162193 B1 , EP 650 955 B1 , Synth. Metals 1997, 91(1-3), 209, DE 19646119 A1 ,
WO 2006/122630 A1 , EP 1 860 097 A1, EP 834945 A1 , JP 08053397 A, US 6251531 B1 , US 2005/0221124, JP 08292586 A, US 7399537 B2, US 2006/0061265 A1 , EP 1 661 888 und WO 2009/041635. Die genannten Verbindungen gemäß den Formeln (TA-1) bis (TA-12) können auch substituiert sein:
Formel TA-7 Formel TA-8
Formel TA-9 Formel TA-10
Formel TA-11 Formel TA- 12
Weitere Verbindungen, die als Lochinjektionsmaterialien eingesetzt werden können, sind beschrieben in der EP 0891121 A1 und der EP 1029909 A1 , Injektionsschichten allgemein in der US 2004/0174116 A1. Vorzugsweise führen diese Arylamine und Heterocyclen, die im
allgemeinen als Lochinjektions- und/oder Lochtransportmaterialien eingesetzt werden, zu einem HOMO von mehr als -5,8 eV (gegen
Vakuumlevel), besonders bevorzugt von mehr als -5,5 eV. Verbindungen, die Elektroneninjektions- und/oder Elektronentransport- eigenschaften aufweisen, sind beispielsweise Pyridin-, Pyrimidin-,
Pyridazin-, Pyrazin-, Oxadiazol-, Chinolin-, Chinoxalin-, Anthracen-, Benzanthracen-, Pyren-, Perylen-, Benzimidazol-, Triazin-, Keton-,
Phosphinoxid- und Phenazinderivate, aber auch Tnarylborane und weitere O-, S- oder N-haltige Heterocyclen mit niedrig liegendem LUMO (LUMO = niedrigstes unbesetztes Molekülorbital). Besonders geeignete Verbindungen für elektronentransportierende und elektroneninjizierende Schichten sind Metallchelate von 8-Hydroxychinolin (z.B. LiQ, AIQ3, GaCte, MgQ2, ZnQ2, lnQ3, ZrQ4), BAIQ, Ga-Oxinoid- Komplexe, 4-Azaphenanthren-5-ol-Be-Komplexe (US 5529853 A, vgl. Formel ET-1), Butadienderivate (US 4356429), heterozyklische optische Aufheller (US 4539507), Benzimidazol-Derivate (US 2007/0273272 A1), wie z.B. TPBI (US 5766779, vgl. Formel ET-2), 1 ,3,5-Triazine, z.B.
Spirobifluoren-Triazin-Derivate (z.B. gemäß der DE 102008064200), Pyrene, Anthracene, Tetracene, Fluorene, Spirofluorene, Dendrimere, Tetracene (z.B. Rubren-Derivate), 1 ,10-Phenanthrolin-Derivate (JP 2003- 115387, JP 2004-311184, JP-2001 -267080, WO 2002/043449), Sila- Cyclopentadien-Derivate (EP 1480280, EP 1478032, EP 1469533), Boran- Derivate wie z.B. Triarylboranderivate mit Si (US 2007/0087219 A1 , vgl. Formel ET-3), Pyridin-Derivate (JP 2004-200162), Phenanthroline, vor allem 1 , 0-Phenanthrolinderivate, wie z.B. BCP und Bphen, auch mehrere über Biphenyl oder andere aromatische Gruppen verbundene
Phenanthroline (US-2007-0252517 A1) oder mit Anthracen verbundene Phenanthroline (US 2007-0122656 A1 , vgl. Formeln ET-4 und ET-5).
TPBI
2,2',2"-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1 H-benzimi
Formel ET-1 Formel ET-2
Formel ET-5
Ebenfalls geeignet sind heterozyklische organische Verbindungen wie z.B. Thiopyrandioxide, Oxazole, Triazoie, Imidazole oder Oxadiazole. Beispiele für die Verwendung von Fünfringen mit N wie z.B. Oxazole, vorzugsweise 1 ,3,4-Oxadiazole, beispielsweise Verbindungen gemäß Formeln ET-6, ET-7, ET-8 und ET-9, die unter anderem in der US 2007/0273272 A1 dargelegt sind; Thiazole, Oxadiazole, Thiadiazole, Triazoie, u.a. siehe US 2008/0102311 A1 und Y.A. Levin, M S. Skorobogatova, Khimiya
Geterotsiklicheskikh Soedinenii 1967 (2), 339-341 , vorzugsweise
Verbindungen gemäß Formel ET-10, Silacyclopentadien-Derivate.
Bevorzugte Verbindungen sind folgende gemäß den Formeln (ET-6) bis (ET-10):
Formel ET-6
Formel ET-7
Formel ET-8
Formel ET-9
Formel ET-10
Auch organische Verbindungen wie Derivate von Fluorenon, Fluorenyliden- methan, Perylentetrakohlensäure, Anthrachinondimethan, Diphenochinon, Anthron und Anthrachinondiethylendiamin können eingesetzt werden.
Bevorzugt sind 2,9,10-substituierte Anthracene (mit 1- oder 2-Naphthyl und 4- oder 3-Biphenyl) oder Moleküle, die zwei Anthraceneinheiten enthalten (US2008/0193796 A1 , vgl. Formel ET-11). Sehr vorteilhaft ist auch die Verbindung von 9,10-substituierten Anthracen-Einheiten mit Benzimidazol- Derivaten (US 2006 147747 A und EP 1551206 A1 , vgl. Formeln ET-12 und ET-13).
Formel ET-11
Formel ET-12 Formel ET-13
Vorzugsweise führen die Verbindungen, die die Elektroneninjektions- und/oder Elektronentransporteigenschaften erzeugen können, zu einem LUMO von weniger als -2,5 eV (gegen Vakuumlevel), besonders bevorzugt von weniger als -2,7 eV.
Die Nanopartikel der vorliegenden Formulierung können Emitter umfassen. Der Begriff Emitter bezeichnet ein Material, welches, nach einer Anregung, die durch Übertragung jeder Art von Energie erfolgen kann, einen strahlungsbehafteten Übergang unter Emission von Licht in einen
Grundzustand erlaubt. Im Allgemeinen sind zwei Klassen von Emittern bekannt, nämlich fluoreszierende und phosphoreszierende Emitter. Der Begriff fluoreszierender Emitter bezeichnet Materialien oder Verbindungen, bei welchen ein strahlungsbehafteter Übergang von einem angeregten Singulettzustand in den Grundzustand erfolgt. Der Begriff
phosphoreszierender Emitter bezeichnet vorzugsweise lumineszierende Materialien oder Verbindungen, die Übergangsmetalle umfassen.
Emitter werden häufig auch als Dotanden bezeichnet, falls die Dotanden die zuvor dargelegten Eigenschaften in einem System hervorrufen. Unter einem Dotanden wird in einem System enthaltend ein Matrixmaterial und einen Dotanden diejenige Komponente verstanden, deren Anteil in der Mischung der kleinere ist. Entsprechend wird unter einem Matrixmaterial in einem System enthaltend ein Matrixmaterial und einen Dotanden diejenige Komponente verstanden, deren Anteil in der Mischung der größere ist. Unter dem Begriff phosphoreszierende Emitter können demgemäß beispielsweise auch phosphoreszierende Dotanden verstanden werden.
Verbindungen, welche Licht emittieren können, umfassen unter anderem fluoreszierende Emitter und phosphoreszierende Emitter. Hierzu gehören unter anderem Verbindungen mit Stilben-, Stilbenamin-, Styrylamin-, Coumarin-, Rubren-, Rhodamin-, Thiazol-, Thiadiazol-, Cyanin-, Thiophen-, Paraphenylen-, Perylen-, Phatolocyanin-, Porphyrin-, Keton-, Chinolin-, Imin-, Anthracen- und/oder Pyren-Strukturen. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die auch bei Raumtemperatur mit hoher Effizienz aus dem Triplettzustand Licht emittieren können, also Elektrophosphoreszenz statt Elektrofluoreszenz zeigen, was häufig eine Steigerung der Energieeffizienz bewirkt. Hierfür eignen sich zunächst Verbindungen, welche Schweratome mit einer Ordnungszahl von mehr als 36 enthalten. Bevorzugt sind
Verbindungen, welche d- oder f-Übergangsmetalle enthalten, die die o.g. Bedingung erfüllen. Besonders bevorzugt sind hier entsprechende
Verbindungen, welche Elemente der Gruppe 8 bis 10 (Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt) enthalten. Als funktionale Verbindungen kommen hier z.B. verschiedene Komplexe in Frage, wie sie z.B. in der WO 02/068435 A1 , der WO 02/081488 A1 , der EP 1239526 A2 und der WO 04/026886 A2 beschrieben werden.
Nachfolgend werden beispielhaft bevorzugte Verbindungen dargelegt, die als fluoreszierende Emitter dienen können. Bevorzugte fluoreszierende Emitter sind ausgewählt aus der Klasse der Monostyrylamine, der
Distyrylamine, der Tristyrylamine, der Tetrastyrylamine, der Styryl- phosphine, der Styrylether und der Arylamine. Unter einem Monostyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die eine substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppe und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Distyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die zwei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tristyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tetrastyrylamin wird eine
Verbindung verstanden, die vier substituierte oder unsubstituierte
Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Die Styrylgruppen sind besonders bevorzugt Stilbene, die auch noch weiter substituiert sein können. Entsprechende Phosphine und Ether sind in Analogie zu den Aminen definiert. Unter einem Arylamin bzw. einem aromatischen Amin im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine
Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme direkt an den Stickstoff gebunden enthält. Bevorzugt ist mindestens eines dieser aromatischen oder heteroaromatischen Ringsysteme ein kondensiertes Ringsystem, vorzugsweise mit mindestens 14 aromatischen Ringatomen. Bevorzugte Beispiele hierfür sind aromatische Anthracenamine, aromatische
Anthracendiamine, aromatische Pyrenamine, aromatische Pyrendiamine, aromatische Chrysenamine oder aromatische Chrysendiamine. Unter einem aromatischen Anthracenamin wird eine Verbindung verstanden, in der eine Diarylaminogruppe direkt an eine Anthracengruppe gebunden ist, vorzugsweise in 9-Position. Unter einem aromatischen Anthracendiamin wird eine Verbindung verstanden, in der zwei Diarylanninogruppen direkt an eine Anthracengruppe gebunden sind, vorzugsweise in 2,6- oder 9,10- Position. Aromatische Pyrenamine, Pyrendiamine, Chrysenamine und
Chrysendiamine sind analog dazu definiert, wobei die Diarylanninogruppen am Pyren vorzugsweise in 1 -Position bzw. in 1 ,6-Position gebunden sind.
Weitere bevorzugte fluoreszierende Emitter sind ausgewählt aus Indeno- fluorenaminen bzw. -diaminen, die unter anderem in der WO 06/122630 dargelegt sind; Benzoindenofluorenaminen bzw. -diaminen, die unter anderem in der WO 2008/006449 dargelegt sind; und Dibenzoindeno- fluorenaminen bzw. -diaminen, die unter anderem in der WO 2007/140847 dargelegt sind.
Beispiele für Verbindungen, die als fluoreszierende Emitter eingesetzt werden können, aus der Klasse der Styrylamine sind substituierte oder unsubstituierte Tristilbenamine oder die Dotanden, die in der WO
06/000388, der WO 06/058737, der WO 06/000389, der WO 07/065549 und der WO 07/115610 beschrieben sind. Distyrylbenzol- und
Distyrylbiphenyl-Derivate sind beschrieben in der US 5121029. Weitere Styrylamine sind in der US 2007/0122656 A1 zu finden.
Besonders bevorzugte Styrylamin-Verbindungen sind die in der US
7250532 B2 beschriebenen Verbindungen der Formel EM-1 und die in der DE 10 2005 058557 A1 dargelegten Verbindungen der Formel EM-2:
Formel EM-1 Formel EM-2
Besonders bevorzugte Triarylamin-Verbindungen sind die in der CN
1583691 A, der JP 08/053397 A, der US 6251531 B1 , der EP 1957606 A1 , der US 2008/0113101 A1 , der US 2006/210830 A, der WO 08/006449 und der DE 102008035413 dargelegten Verbindungen der Formeln EM-3 bis EM-
Formel EM-5 Formel EM-6
Formel EM-13 Formel EM-14
Formel EM-15
Weitere bevorzugte Verbindungen, die als fluoreszierende Emitter eingesetzt werden können, sind ausgewählt aus Derivaten von Naphthalin, Anthracen, Tetracen, Benzanthracen, Benzphenanthren (DE 10 2009
005746), Fluoren, Fluoranthen, Periflanthen, Indenoperylen, Phenanthren, Perylen (US 2007/0252517 A1), Pyren, Chrysen, Decacyclen, Coronen, Tetraphenylcyclopentadien, Pentaphenylcyclopentadien, Fluoren,
Spirofluoren, Rubren, Cumarin (US 4769292, US 6020078, US
2007/0252517 A1), Pyran, Oxazol, Benzoxazol, Benzothiazol,
Benzimidazol, Pyrazin, Zimtsäureestern, Diketopyrrolopyrrol, Acridon und Chinacridon (US 2007/0252517 A1).
Von den Anthracenverbindungen sind besonders bevorzugt in 9,10-Position substituierte Anthracene wie z.B. 9,10-Diphenylanthracen und 9,10-
Bis(phenylethynyl)anthracen. Auch 1 ,4-Bis(9'-ethynylanthracenyl)-benzol ist ein bevorzugter Dotand.
Ebenfalls bevorzugt sind Derivate von Rubren, Cumarin, Rhodamin, Chinacridon, wie z.B. DMQA (= Ν,Ν'-dimethylchinacridon), Dicyano- methylenpyran, wie z.B. DCM (= 4-(dicyanoethylen)-6-(4-dimethylamino- styryl-2-methyl)-4H-pyran), Thiopyran, Polymethin, Pyrylium- und
Thiapyryliumsalzen, Periflanthen und Indenoperylen. Blaue Fluoreszenzemitter sind vorzugsweise Polyaromaten wie z.B. 9,10- Di(2-naphthylanthracen) und andere Anthracen-Derivate, Derivate von Tetracen, Xanthen, Perylen, wie z.B. 2,5,8, 1 -Tetra-f-butyl-perylen, Phenylen, z.B. 4,4'-(Bis(9-ethyl-3-carbazovinylen)-1 ,1'-biphenyl, Fluoren, Fluoranthen, Arylpyrene (US 2006/0222886 A1), Arylenvinylene (US 5121029, US 5130603), Bis(azinyl)imin-Bor-Verbindungen (US
2007/0092753 A1), Bis(azinyl)methenverbindungen und Carbostyryl- Verbindungen.
Weitere bevorzugte blaue Fluoreszenzemitter sind in C.H.Chen et al.:
„Recent developments in organic electroluminescent materials" Macromol. Symp. 125, (1997) 1-48 und "Recent progress of molecular organic electroluminescent materials and devices" Mat. Sei. and Eng. R, 39 (2002), 143-222 beschrieben.
Weitere bevorzugte blau fluoreszierende Emitter sind die in der DE
102008035413 offenbarten Kohlenwasserstoffe.
Nachfolgend werden beispielhaft bevorzugte Verbindungen dargelegt, die als phosphoreszierende Emitter dienen können.
Beispiele für phosphoreszierende Emitter können der WO 00/70655, der WO 01/41512, der WO 02/02714, der WO 02/15645, der EP 1191613, der EP 1191612, der EP 1191614 und der WO 05/033244 entnommen werden. Generell eignen sich alle phosphoreszierenden Komplexe, wie sie gemäß dem Stand der Technik für phosphoreszierende OLEDs verwendet werden und wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Elektro- lumineszenz bekannt sind, und der Fachmann kann ohne erfinderisches Zutun weitere phosphoreszierende Komplexe verwenden.
Phosphoreszierende Metallkomplexe enthalten vorzugsweise Ir, Ru, Pd, Pt, Os oder Re.
Bevorzugte Liganden sind 2-Phenylpyridin-Derivate, 7,8-Benzochinolin- Derivate, 2-(2-Thienyl)pyridin-Derivate, 2-(1-Naphthyl)pyridin-Derivate, 1- Phenylisochinolin-Derivate, 3-Phenylisochinolin-Derivate oder 2-Phenyl- chinolin-Derivate. Alle diese Verbindungen können substituiert sein, z.B. Blau mit Fluor-, Cyano- und/oder Trifluormethylsubstituenten. Auxiliäre Liganden sind vorzugsweise Acetylacetonat oder Picolinsäure.
Insbesondere sind Komplexe von Pt oder Pd mit tetradentaten Liganden gemäß Formel EM-16 als Emitter geeignet.
Formel EM-16
Die Verbindungen gemäß Formel EM-16 sind detaillierter in der
US 2007/0087219 A1 dargelegt, wobei zur Erläuterung der Substituenten und Indices in obiger Formel auf diese Druckschrift zu Offenbarungszwecken verwiesen wird. Weiterhin sind Pt-Porphyrinkomplexe mit vergrößertem Ringsystem (US 2009/0061681 A1) und Ir-Komplexe geeignet, z.B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H, 23H-porphyrin-Pt(ll), Tetraphenyl-Pt(ll)-tetrabenzoporphyrin (US 2009/0061681 A1), c/'s-Bis(2- phenylpyridinato-N,C2')Pt(ll), c/'s-Bis(2-(2,-thienyl)pyridinato-N,C3')Pt(ll), c/s- Bis-(2-(2'-thienyl)chinolinato-N,C5')Pt(ll), (2-(4,6-Difluorophenyl)pyridinato- N,C2')Pt(ll)(acetylacetonat), oder Tris(2-phenylpyridinato-N,C2')lr(lll) (= lr(ppy)3, grün), Bis(2-phenyl-pyridinato-N,C2)lr(lll)(acetylacetonat) (= lr(ppy)2acetylacetonat, grün, US 2001/0053462 A1 , Baldo, Thompson et al. Nature 403, (2000), 750-753), Bis(1-phenylisochinolinato-N,C2')(2- phenylpyridinato-N,C2')lridium(lll), Bis(2-phenylpyridinato-N,C2')(1- phenylisochinolinato-N,C2')lridium(lll), Bis(2-(2'-benzothienyl)pyridinato- N,C3')lridium(lll)(acetylacetonat), Bis(2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato- N,C2')lridium(lll)(piccolinat) (Flrpic, blau), Bis(2-(4',6'-difluorophenyl)- pyridinato-N,C2')lr(lll)(tetrakis(1-pyrazolyl)borat), Tris(2-(biphenyl-3-yl)-4- tertbutylpyridin)iridium(lll), (ppz)2lr(5phdpym) (US 2009/0061681 A1), (45ooppz)2lr(5phdpym) (US 2009/0061681 A1), Derivate von 2- Phenylpyridin-Ir-Komplexen, wie z.B. PQIr (= lridium(lll)-bis(2-phenyl- quinolyl-N,C2')acetylacetonat), Tris(2-phenylisochinolinato-N,C)lr(lll) (rot), Bis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3)lr(acetyl-acetonat) (
[Btp2lr(acac)], rot, Adachi et al.; Appl. Phys. Lett. 78 (2001), 1622-1624).
Ebenfalls geeignet sind Komplexe von trivalenten Lanthaniden wie z.B. Tb3+ und Eu3+ (J.Kido et al. Appl. Phys. Lett. 65 (1994), 2124, Kido et al. Chem. Lett. 657, 1990, US 2007/0252517 A1 ) oder phosphoreszente
Komplexe von Pt(ll), lr(l), Rh(l) mit Maleonitrildithiolat (Johnson et al., JACS 105, 1983, 1795), Re(l)-Tricarbonyl-diimin-Komplexe (Wrighton, JACS 96, 1974, 998 u.a.), Os(ll)-Komplexe mit Cyanoliganden und Bipyridyl- oder Phenanthrolin-Liganden (Ma et al., Synth. Metals 94, 1998, 245).
Weitere phosphoreszierende Emitter mit tridentaten Liganden werden beschrieben in der US 6824895 und der US 10/729238. Rot emittierende phosphoreszente Komplexe findet man in der US 6835469 und der US 6830828.
Besonders bevorzugte Verbindungen, die als phosphoreszierende
Dotanden Verwendung finden, sind unter anderem die in US 2001/0053462 A1 und Inorg. Chem. 2001, 40(7), 1704-1711, JACS 2001, 123(18), 4304- 4312 beschriebenen Verbindungen gemäß Formel EM-17 sowie Derivate hiervon.
Formel EM-17
Derivate sind beschrieben in der US 7378162 B2, der US 6835469 B2 und der JP 2003/253145 A.
Ferner können die in der US 7238437 B2, der US 2009/008607 A1 und der EP 1348711 beschriebenen Verbindungen gemäß Formel EM-18 bis EM- 21 sowie deren Derivate als Emitter eingesetzt werden.
Formel EM-18 Formel EM-19
Formel EM-20 Formel E -21 Quantum Dots können ebenfalls als Emitter eingesetzt werden, wobei diese Materialien ausführlich in der WO 2011/076314 A1 offenbart werden.
Verbindungen, die als Hostmaterialien, insbesondere zusammen mit emittierenden Verbindungen eingesetzt werden, umfassen Materialien verschiedener Stoffklassen.
Hostmaterialien weisen im Allgemeinen größere Bandlücken zwischen HOMO und LUMO auf als die eingesetzten Emittermaterialien. Zusätzlich zeigen bevorzugte Hostmaterialien entweder Eigenschaften eines Lochoder Elektronentransportmaterials. Weiterhin können Hostmaterialien sowohl Elektronen- als auch Lochtransporteigenschaften aufweisen.
Hostmaterialien werden zum Teil auch als Matrixmaterial bezeichnet, insbesondere falls das Hostmaterial in Kombination mit einem
phosphoreszierenden Emitter in einer OLED eingesetzt wird.
Bevorzugte Host-Materialien oder Co-Host-Materialien, die insbesondere zusammen mit fluoreszierenden Dotanden eingesetzt werden, sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene (z.B. 2,2',7,7'-Tetraphenyl- spirobifluoren gemäß EP 676461 oder Dinaphthylanthracen), insbesondere der Oligoarylene enthaltend kondensierte aromatische Gruppen, wie z.B. Anthracen, Benzanthracen, Benzphenanthren (DE 10 2009 005746, WO 09/069566), Phenanthren, Tetracen, Coronen, Chrysen, Fluoren,
Spirobifluoren, Perylen, Phthaloperylen, Naphthaloperylen, Decacyclen, Rubren, der Oligoarylenvinylene (z.B. DPVBi = 4,4'-Bis(2,2-diphenyl- ethenyl)-1 ,1 '-biphenyl ) oder Spiro-DPVBi gemäß EP 676461), der polypodalen Metallkomplexe (z.B. gemäß WO 04/081017), insbesondere Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin, z.B. AIQ3 (= Aluminium(lll)tris(8- hydroxychinolin)) oder Bis(2-methyl-8-chinolinolato)-4-(phenylphenolino- lato)aluminium, auch mit Imidazol-Chelat (US 2007/0092753 A1) sowie der Chinolin-Metallkomplexe, Aminochinolin-Metallkomplexe, Benzochinolin- Metallkomplexe, der lochleitenden Verbindungen (z.B. gemäß der WO 04/058911), der elektronenleitenden Verbindungen, insbesondere Ketone, Phosphinoxide, Sulfoxide, etc. (z.B. gemäß der WO 05/084081 und der WO 05/084082), der Atropisomere (z.B. gemäß der WO 06/048268), der Boronsäurederivate (z.B. gemäß der WO 06/117052) oder der
Benzanthracene (z.B. gemäß der WO 08/145239).
Besonders bevorzugte Verbindungen, die als Host-Materialien oder Co- Host-Materialien dienen können, sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Anthracen, Benzanthracen und/oder Pyren oder Atropisomere dieser Verbindungen. Unter einem Oligoarylen im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll eine Verbindung verstanden werden, in der mindestens drei Aryl- bzw. Arylengruppen aneinander gebunden sind. Bevorzugte Hostmaterialien sind ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus Verbindungen der Formel (H-1):
Ar3-(ArVAr5 (H-1) wobei Ar3, Ar4, Ar5 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen ist, die gegebenenfalls substituiert sein kann, und p eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 5 darstellt; dabei gilt, dass die Summe der π-Elektronen in Ar3, Ar4 und Ar5 mindestens 30 beträgt, wenn p = 1 ist, und mindestens 36 beträgt, wenn p = 2 ist, und mindestens 42 beträgt, wenn p = 3 ist.
Besonders bevorzugt steht in den Verbindungen der Formel (H-1) die Gruppe Ar4 für Anthracen und die Gruppen Ar3 und Ar5 sind in 9- und 10- Position gebunden, wobei diese Gruppen gegebenenfalls substituiert sein können. Ganz besonders bevorzugt ist mindestens eine der Gruppen Ar3 und/oder Ar5 eine kondensierte Arylgruppe, ausgewählt aus 1- oder 2- Naphthyl, 2-, 3- oder 9-Phenanthrenyl oder 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7- Benzanthracenyl. Anthracen-basierte Verbindungen sind beschrieben in der US 2007/0092753 A1 und der US 2007/0252517 A1 , z.B. 2-(4- Methylphenyl)-9, 10-di-(2-naphthyl)anthracen, 9-(2-Naphthyl)-10-(1 , 1 '- biphenyl)anthracen und 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylethenyl)phenyl]anthracen, 9,10-Diphenylanthracen, 9,10-Bis(phenylethynyl)anthracen und 1 ,4-Bis(9'- ethynylanthracenyl)benzol. Bevorzugt sind auch Verbindungen mit zwei Anthraceneinheiten (US 2008/0193796 A1), z.B. 10,10·-ΒΪ5[1 ,1\4', 1"]terphenyl-2-yl-9,9'-bisanthracenyl.
Weitere bevorzugte Verbindungen sind Derivate von Arylamin, Styrylamin, Fluorescein, Diphenylbutadien, Tetraphenylbutadien, Cyclopentadiene, Tetraphenylcyclopentadien, Pentaphenylcyclopentadien, Cumarin, Oxadiazol, Bisbenzoxazolin, Oxazol, Pyridin, Pyrazin, Imin, Benzothiazol, Benzoxazol, Benzimidazol (US 2007/0092753 A1), z.B. 2,2',2"-(1 ,3,5- Phenylen)tris[1-phenyl-1 H-benzimidazol], Aldazin, Stilben, Styrylarylen- derivate, z.B. 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylethenyl)phenyl]anthracen und Distyrylarylen-Derivate (US 5121029), Diphenylethylen, Vinylanthracen, Diaminocarbazol, Pyran, Thiopyran, Diketopyrrolopyrrol, Polymethin, Zimtsäureestern und Fluoreszenzfarbstoffen.
Besonders bevorzugt sind Derivate von Arylamin und Styrylamin, z.B. TNB (= 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-(2-naphthyl)amino]biphenyl). Metall-Oxinoid- Komplexe wie LiQ oder AIQ3 können als Co-Hosts verwendet werden. Bevorzugte Verbindung mit Oligoarylen als Matrix sind in der US
2003/0027016 A1 , der US 7326371 B2, der US 2006/043858 A, der WO 2007/114358, der WO 08/145239, der JP 3148176 B2, der EP 1009044, der US 2004/018383, der WO 2005/061656 A1 , der EP 0681019 B1 , der WO 2004/013073 A1 , der US 5077142, der WO 2007/065678 und der DE 102009005746 dargelegt, wobei besonders bevorzugte Verbindungen durch die Formeln H-2 bis H-8 beschrieben sind.
Formel H-2 Formel H-3
Formel H-8
Weiterhin umfassen Verbindungen, die als Host- oder Matrixmaterialien eingesetzt werden können, Materialien, die zusammen mit phosphoreszierenden Emittern eingesetzt werden. Zu diesen Verbindungen, die auch als Strukturelemente in Polymeren eingesetzt werden können, gehören CBP (Ν,Ν-Biscarbazolylbiphenyl), Carbazolderivate (z.B. gemäß der WO 05/039246, der US 2005/0069729, der JP 2004/288381 , der EP 1205527 oder der WO 08/086851), Azacarbazole (z.B. gemäß der
EP 1617710, der EP 1617711 , der EP 1731584 oder der JP 2005/347160), Ketone (z.B. gemäß der WO 04/093207 oder der DE 102008033943), Phosphinoxide, Sulfoxide und Sulfone (z.B. gemäß der WO 05/003253), Oligophenylene, aromatische Amine (z.B. gemäß der US 2005/0069729), bipolare Matrixmaterialien (z.B. gemäß der WO 07/137725), Silane (z,B. gemäß der WO 05/111172), 9,9-Diarylfluorenderivate (z.B. gemäß der DE 102008017591), Azaborole oder Boronester (z.B. gemäß der
WO 06/117052), Triazin-Derivate (z.B. gemäß der DE 102008036982), Indolocarbazolderivate (z.B. gemäß der WO 07/063754 oder der WO 08/056746), Indenocarbazolderivate (z.B. gemäß der DE 102009023155 und der DE 102009031021), Diazaphospholderivate (z.B. gemäß der DE 102009022858), Triazol-Derivate, Oxazole und Oxazol-Derivate, Imidazol- Derivate, Polyarylalkan-Derivate, Pyrazolin-Derivate, Pyrazolon-Derivate, Distyrylpyrazin-Derivate, Thiopyrandioxid-Derivate, Phenylendiamin- Derivate, tertiäre aromatische Amine, Styrylamine, Amino-substituierte Chalcon-Derivate, Indole, Hydrazon-Derivate, Stilben-Derivate, Silazan- Derivate, aromatische Dimethyliden-Verbindungen, Carbodiimid-Derivate, Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin-Derivaten wie z.B. AIQ3, die 8- Hydroxychinolin-Komplexe können auch Triarylaminophenol-Liganden enthalten (US 2007/0134514 A1), Metallkomplex-Polysilan-Verbindungen sowie Thiophen-, Benzothiophen- und Dibenzothiophen-Derivate.
Beispiele für bevorzugte Carbazol-Derivate sind mCP (= 1,3-N,N- dicarbazol-benzol (= 9,9'-(1 ,3-Phenylen)bis-9H-carbazol)) (Formel H-9), CDBP (= g.g'^^'-Dimethylfl. -biphenylH^'-diy bis-gH-carbazol), 1 ,3- Bis(N,N'-dicarbazol)benzol (= 1 ,3-Bis(carbazol-9-yl)benzol), PVK
(Polyvinylcarbazol), 3,5-Di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl sowie CMTTP
(Formel H10). Besonders bevorzugte Verbindungen sind in der US 2007/0128467 A1 und der US 2005/0249976 A1 dargelegt (Formeln H- 11 bis H-13).
Formel H-9 Form l H-10
Formel H-11 Formel H-12
Formel H-13
Bevorzugte Si-Tetraaryle werden z.B. in der US 2004/0209115, der US 2004/0209116, der US 2007/0087219 A1 und in H. Gilman, E.A. Zuech, Chemistry & Industry (London, United Kingdom), 1960, 120 dargelegt. Besonders bevorzugte Si-Tetraaryle werden durch die Formeln H-14 bis H- 21 beschrieben.
Formel H-14 Formel H-15
Triphenyl-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]silane Formel H-16 Formel H-17
Formel H-20 Formel H-21 Besonders bevorzugte Verbindungen zur Herstellung der Matrix für phosphoreszierende Dotanden sind unter anderem in der
DE 102009022858, der DE 102009023155, der EP 652273 B1 , der WO 07/063754 und der WO 08/056746 dargelegt, wobei besonders bevorzugte Verbindungen durch die Formeln H-22 bis H-25 beschrieben werden.
Formel H-22 Formel H-23
Formel H-24 Formel H-25
Im Hinblick auf die erfindungsgemäß einsetzbaren funktionalen
Verbindungen, die als Hostmaterial dienen können, sind insbesondere Stoffe bevorzugt, die mindestens ein Stickstoffatom aufweist. Hierzu gehören vorzugsweise aromatische Amine, Triazin- und Carbazol-Derivate. So zeigen insbesondere Carbazol-Derivate eine überraschend hohe Effizienz. Triazin-Derivate führen unerwartet zu hohen Lebensdauern der elektronischen Vorrichtungen mit den genannten Verbindungen. Es kann auch bevorzugt sein, mehrere verschiedene Matrixmaterialien als Mischung einzusetzen, insbesondere mindestens ein elektronenleitendes Matrixmaterial und mindestens ein lochleitendes Matrixmaterial. Ebenso bevorzugt ist die Verwendung einer Mischung aus einem ladungstrans- portierenden Matrixmaterial und einem elektrisch inerten Matrixmaterial, welches nicht bzw. nicht in wesentlichem Maße am Ladungstransport beteiligt ist, wie z.B. in der WO 2010/108579 beschrieben. Weiterhin können Verbindungen eingesetzt werden, welche den Übergang vom Singulett- zum Triplettzustand verbessern und welche, unterstützend zu den funktionalen Verbindungen mit Emittereigenschaften eingesetzt, die Phosphoreszenzeigenschaften dieser Verbindungen verbessern. Hierfür kommen insbesondere Carbazol- und überbrückte Carbazoldimereinheiten in Frage, wie sie z.B. in der WO 04/070772 A2 und der WO 04/113468 A1 beschrieben werden. Weiterhin kommen hierfür Ketone, Phosphinoxide, Sulfoxide, Sulfone, Silan-Derivate und ähnliche Verbindungen in Frage, wie sie z.B. in der WO 05/040302 A1 beschrieben werden. Unter n-Dotanden werden hierin Reduktionsmittel, d.h.
Elektronendonatoren verstanden. Bevorzugte Beispiele für n-Dotanden sind W(hpp)4 und weitere elektronenreiche Metallkomplexe gemäß der WO 2005/086251 A2, P=N-Verbindungen (z.B. WO 2012/175535 A1 , WO 2012/175219 A1), Naphthylencarbodiimide (z.B. WO 2012/168358 A1), Fluorene (z.B. WO 2012/031735 A1), Radikale und Diradikale (z.B. EP 1837926 A1 , WO 2007/107306 A1), Pyridine (z.B. EP 2452946 A1 , EP 2463927 A1), N-heterocyclische Verbindungen (z.B. WO 2009/000237 A1) und Acridine sowie Phenazine (z.B. US 2007/145355 A1). Weiterhin können die Nanopartikel als funktionales Material ein Wide-Band- Gap-Material enthalten. Unter Wide-Band-Gap-Material wird ein Material im Sinne der Offenbarung der US 7,294,849 verstanden. Diese Systeme zeigen besondere vorteilhafte Leistungsdaten in elektrolumineszierenden Vorrichtungen.
Vorzugsweise kann die als Wide-Band-Gap-Material eingesetzte
Verbindung eine Bandlücke (band gap) von 2.5 eV oder mehr, bevorzugt
3.0 eV oder mehr und ganz bevorzugt von 3.5 eV oder mehr aufweisen. Die Bandlücke kann unter anderem durch die Energieniveaus des highest occupied molecular orbital (HOMO) und des lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) berechnet werden.
Weiterhin können die Nanopartikel als funktionales Material ein
Lochblockiermaterial (hole blocking material; HBM) umfassen. Ein
Lochblockiermaterial bezeichnet ein Material welches in einem
Mehrschichtverbund die Durchleitung von Löchern (positive Ladungen) verhindert oder minimiert, insbesondere falls dieses Material in Form einer Schicht benachbart zu einer Emissionsschicht oder eine lochleitenden Schicht angeordnet ist. Im Allgemeinen hat ein Lochblockiermaterial ein niedrigeres HOMO-Niveau als das Lochtransportmaterial in der
benachbarten Schicht. Lochblockierschichten werden häufig zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Elektronentransportschicht in OLEDs angeordnet.
Grundsätzlich kann jedes bekannte Lochblockiermaterial eingesetzt werden. Zusätzlich zu weiteren Lochblockiermaterialien, die an anderen Stellen in der vorliegenden Anmeldung dargelegt werden, sind
zweckmäßige Lochblockiermaterialien Metallkomplexe (US 2003/0068528), wie z.B. Bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)-aluminium(lll) (BAIQ). Fac-tris(1-phenylpyrazolato-N,C2)iridium(lll) (lr(ppz)3) wird ebenfalls für diese Zwecke eingesetzt (US 2003/0 75553 A1).
Phenanthrolin-Derivate, wie z.B. BCP, oder Phthalimide, wie z.B. TMPP können ebenfalls eingesetzt werden. Weiterhin werden zweckmäßige Lochblockiermaterialien in der WO
00/70655 A2, der WO 01/41512 und der WO 01/93642 A1 beschrieben.
Weiterhin können die Nanopartikel als funktionelles Material ein
Elektronenblockiermaterial (electron blocking material; EBM) umfassen. Ein Elektronenblockiermaterial bezeichnet ein Material welches in einem Mehrschichtverbund die Durchleitung von Elektronen verhindert oder minimiert, insbesondere falls dieses Material in Form einer Schicht benachbart zu einer Emissionsschicht oder eine elektronenleitenden Schicht angeordnet ist. Im Allgemeinen hat ein Elektronenblockiermaterial ein höheres LUMO Niveau als das Elektronentransportmaterial in der benachbarten Schicht.
Grundsätzlich kann jedes bekannte Elektronenblockiermaterial eingesetzt werden. Zusätzlich zu weiteren Elektronenblockiermaterialien, die an anderen Stellen in der vorliegenden Anmeldung dargelegt werden, sind zweckmäßige Elektronenblockiermaterialien Übergangsmetall-Komplexe wie beispielsweise lr(ppz)3 (US 2003/0175553). Vorzugsweise kann das Elektronenblockiermaterial ausgewählt sein aus Aminen, Triarylaminen und deren Derivativen.
Weiterhin können die Nanopartikel als funktionelles Material ein
Excitonenblockiermaterial (exciton blocking material; ExBM) umfassen. Ein Excitonenblockiermaterial bezeichnet ein Material welches in einem
Mehrschichtverbund die Durchleitung von Excitonen verhindert oder minimiert, insbesondere falls dieses Material in Form einer Schicht benachbart zu einer Emissionsschicht angeordnet ist. Das Excitonenblockiermaterial sollte vorzugsweise ein höheres Triplettoder Singulett-Niveau aufweisen als die Emissionsschicht oder eine andere benachbarte Schicht. In der Fachwelt ist die Auswahl geeigneter Verbindungen weithin bekannt, wobei die Eignung von Verbindungen als Excitonenblockiermaterial von der Energielücke der benachbarten Schicht abhängig ist. Vorzugsweise kann angenommen werden, dass ein zweckmäßiges Excitonenblockiermaterial eine größere Energielücke - Singulett- oder Triplett-Energielücke - aufweist als das funktionale Material der benachbarten Schicht, vorzugsweise der Emitterschicht. Zusätzlich zu weiteren Excitonenblockiermaterialien, die an anderen Stellen in der vorliegenden Anmeldung dargelegt werden, zählen zu den
zweckmäßigen Excitonenblockiermaterialien substituierte Triarylamine, wobei substituierte Triarylamine unter anderem in der US 2007/0134514 A1 ausführlich dargelegt werden. Beispiele sind unter anderem MTDATA oder 4,4',4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (TDATA), wobei diese
Verbindungen bevorzugt als Excitonenblockiermaterialien für
Elektronenblockiermaterial eingesetzt werden können.
Weiterhin sind N-substituierte Carbazol-Verbindungen, wie z.B. TCTA, oder Heterocyclen, wie z.B. BCP, zweckmäßig.
Metallkomplexe, beispielsweise lr(ppz)3 or Alq3, können ebenfalls für diesen Zweck eingesetzt werden. Ein Farbmittel ist nach DIN 55943 die Sammelbezeichnung für alle farbgebenden Stoffe. Zu den farbgebenden Stoffen gehören unter anderem lösliche Farbstoffe und anorganische oder organische Pigmente. Diese Farbmittel können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehreren eingesetzt werden. So können insbesondere Mischungen organischer Farbpigmente mit löslichen organischen Farbstoffen eingesetzt werden. Weiterhin können Mischungen eingesetzt werden, die anorganische und organische Farbpigmente umfassen. Darüber hinaus können Mischungen verwendet werden, die zusätzlich zu den anorganischen Farbpigmenten lösliche organische Farbstoffe enthalten. Weiterhin sind Mischungen zweckmäßig, die lösliche Farbstoffe und anorganische und organische Pigmente umfassen.
Die von den Farbmitteln aufgenommene Lichtenergie kann auf andere Materialien in Form von Licht oder jeder anderen Energieform übertragen werden. Vorzugsweise werden Farbmittel eingesetzt, die im Zusammenhang mit organischen Solarzellen (O SCs), organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen elektrischen Sensoren oder anderen elektronischen Vorrichtungen, die Licht absorbieren, Verwendung finden.
Zusätzlich zu weiteren Farbmitteln, die an anderen Stellen in der
vorliegenden Anmeldung dargelegt werden, gehören zu den zweckmäßigen Farbmitteln Phthalocyanine, Azo-Farbstoffe, Perylen-Diimide, Porphyrine, Squarainen sowie Isomere und Derivate dieser Verbindungen.
Vorzugsweise kann das Farbmittel ausgewählt sein aus der Gruppe der Perylene, Ruthenium-Farbstoffe, Phthalocyanine, Azo-Farbstoffe, Perylen- Diimide, Porphyrine und Squarainen. Ferner sind die von Yu Bai et. al., in Nature Materials, Vol. 7, 626 (2008) und von B. O'Regan et. al., in Nature 353, 737 (1991), beschriebenen Ruthenium-Komplexe und die von Bessho et al, in Chem. Commun. 3717 (2008), dargelegten Komplexe auf Basis von Kupfer.
Weitere geeignete Farbmittel stammen aus der Gruppe der Acridine, Anthrachinone, Aarylmethane, Diarylmethane, Triarylmethan-, Azo- Farbstoffe, Cyanin-, Diazonium-Farbstoffe, Nitro-Farbstoffe, Nitroso- Farbstoffe, Chinon-Imine, Azin-Farbstoffe, Eurhodinen, Safranine, Induline, Indamine, Indophenole, Oxazine, Oxazone, Thiazine, Thiazole, Xanthene, Fluorene, Pyronine, Fluorone und Rhodamine.
Neben den zuvor dargelegten Farbmitteln können die Nanopartikel ladungsgenerierende Materialien enthalten, die eine ähnliche Funktion wie die Farbmittel aufweisen. Ladungsgenerierende Materialien werden beispielsweise für elektrophotographische Vorrichtungen verwendet. So werden ladungsgenerierende Materialien beispielsweise von Paul
M.Borsenberger und David S.Weiss in Organic Photoreceptors for
Xerography; Marcel Dekker, Inc., 1998, Chapter 6, und bei K. Y. Law, Chem. Rev. Vol. 93, 449-486 (1993) zusammengefasst, so dass diese ladungsgenerierenden Materialien ebenfalls als zweckmäßiges Farbmittel angesehen werden können. Ferner stellen organische Verbindungen, die ein kondensiertes Ringsystem umfassen, wie beispielsweise Anthracen-, Naphthalin-, Pentacen- und Tetracen-Derivate, geeignete Farbmittel dar.
Weiterhin können bevorzugte funktionelle Verbindungen, die in den Nanopartikeln als organisch funktionelles Material eingesetzt werden können, ein Molekulargewicht von höchstens 10000 g/mol, besonders bevorzugt von höchstens 5000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von höchstens 3000 g/mol aufweisen. Von besonderem Interesse sind des Weiteren funktionale Verbindungen, die sich durch eine hohe Glasübergangstemperatur auszeichnen. In diesem Zusammenhang sind insbesondere funktionelle Verbindungen, die in den Nanopartikeln als organisch funktionelles Material eingesetzt werden können, bevorzugt, die eine Glasübergangstemperatur von mindestens 70°C, besonders bevorzugt von mindestens 00°C, ganz besonders bevorzugt von mindestens 125°C und insbesondere bevorzugt von mindestens 150°C aufweisen, bestimmt nach DIN 51005. Die Nanopartikel können als organisch funktionelle Materialien auch
Polymere enthalten. Die zuvor als organisch funktionellen Materialien dargelegten Verbindungen, die vielfach ein relativ geringes
Molekulargewicht aufweisen, können auch mit einem Polymer gemischt werden. Ebenso ist es möglich, diese Verbindungen kovalent in ein
Polymer einzubauen. Dies ist insbesondere möglich mit Verbindungen, welche mit reaktiven Abgangsgruppen, wie Brom, lod, Chlor, Boronsäure oder Boronsäureester, oder mit reaktiven, polymerisierbaren Gruppen, wie Olefinen oder Oxetanen, substituiert sind. Diese können als Monomere zur Erzeugung entsprechender Oligomere, Dendrimere oder Polymere Verwendung finden. Die Oligomerisation bzw. Polymerisation erfolgt dabei bevorzugt über die Halogenfunktionalität bzw. die Boronsäurefunktionalität bzw. über die polymerisierbare Gruppe. Es ist weiterhin möglich, die
Polymere über derartige Gruppen zu vernetzen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen und Polymere können als vernetzte oder unvernetzte Schicht eingesetzt werden.
Polymere, die als organisch funktionelle Materialien eingesetzt werden können, umfassen vielfach Einheiten oder Strukturelemente, die im
Rahmen der zuvor dargelegten Verbindungen beschrieben wurden, u.a. solche, wie sie in der WO 02/077060 A1 , in der WO 2005/014689 A2 und in der WO 2011/076314 A1 offenbart und umfangreich aufgelistet sind. Diese werden via Zitat als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung betrachtet. Die funktionellen Materialen können beispielsweise aus den folgenden Klassen stammen:
Gruppe 1 : Strukturelemente, die Lochinjektions- und/oder
Lochtransporteigenschaften erzeugen können;
Gruppe 2: Strukturelemente, die Elektroneninjektions- und/oder
Elektronentransporteigenschaften erzeugen können; Gruppe 3: Strukturelemente, welche die in Bezug auf Gruppe 1 und 2 dargelegten Eigenschaften kombinieren;
Gruppe 4: Strukturelemente, welche lichtemittierende Eigenschaften aufweisen, insbesondere phosphoreszierende Gruppen;
Gruppe 5: Strukturelemente, welche den Übergang vom so genannten
Singulett- zum Triplettzustand verbessern;
Gruppe 6: Strukturelemente, welche die Morphologie oder auch die
Emissionsfarbe der resultierenden Polymere beeinflussen;
Gruppe 7: Strukturelemente, welche typischerweise als Backbone
verwendet werden;
Gruppe 8: Strukturelemente, welche die Absorptionseigenschaften des
Polymers beeinflussen, so dass diese als Farbmittel angesehen werden können.
Die Strukturelemente können hierbei auch verschiedene Funktionen aufweisen, so dass eine eindeutige Zuordnung nicht zweckmäßig sein muss. Beispielsweise kann ein Strukturelement der Gruppe 1 ebenfalls als Backbone dienen.
Vorzugsweise kann das als organisch funktionelles Material eingesetzte Polymer mit Lochtransport- oder Lochinjektionseigenschaften, umfassend Strukturelemente gemäß Gruppe 1 , Einheiten aufweisen, die den
Lochtransport- oder Lochinjektionsmaterialien entsprechen, die zuvor dargelegt wurden. Weitere bevorzugte Strukturelemente der Gruppe 1 sind beispielsweise Triarylamin-, Benzidin-, Tetraaryl-para-phenylen-diamin-, Carbazol-, Azulen-, Thiophen-, Pyrrol- und Furanderivate und weitere O, S oder N- haltige Heterocyclen mit hoch liegendem HOMO. Diese Arylamine und Heterocyclen weisen vorzugsweise ein HOMO von mehr als -5,8 eV (gegen Vakuumlevel), besonders bevorzugt von mehr als -5,5 eV auf.
Bevorzugt sind unter anderem Polymere mit Lochtransport- oder
Lochinjektionseigenschaften, umfassend zumindest eine der folgenden Wiederholungseinheit gemäß Formel HTP-1
Ar13
_L_ArtL!_Ar1il_
' J m
HTP-1 worin die Symbole die folgende Bedeutung aufweisen:
Ar11 ist für unterschiedliche Wiederholungseinheiten jeweils gleich oder verschieden, eine Einfachbindung, oder eine einkernige oder mehrkernige Arylgruppe, die optional substituiert sein kann;
Ar12 ist für unterschiedliche Wiederholungseinheiten jeweils gleich oder verschieden, eine einkernige oder mehrkernige Arylgruppe, die optional substituiert sein kann;
Ar13 ist für unterschiedliche Wiederholungseinheiten jeweils gleich oder verschieden, eine einkernige oder mehrkernige Arylgruppe, die optional substituiert sein kann; ist 1 , 2 or 3. Besonders bevorzugt sind Wiederholungseinheiten der Formel HTP-1, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Einheiten der Formeln HTP-1 A bis HTP-1 C:
HTP-1 C worin die Symbole die folgende Bedeutung aufweisen: ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, eine substituierte oder unsubstituierte aromatische oder heteroaromatische Gruppe, eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy-, Aralkyl-, Aryloxy-, Arylthio-, Alkoxycarbonyl-, Silyl-, Carboxygruppe, ein Halogenatom, eine Cyanogruppe, eine Nitro-Gruppe oder eine Hydroxy-Gruppe; r ist 0, 1 , 2, 3 oder 4 und
5
s ist 0, 1, 2, 3, 4 oder 5.
Bevorzugt sind unter anderem Polymere mit Lochtransport- oder
Lochinjektionseigenschaften, umfassend zumindest eine der folgenden 10 Wiederholungseinheit gemäß Formel HTP-2 worin die Symbole die folgende Bedeutung aufweisen:
15
T1 und T2 sind unabhängig ausgewählt aus Thiophen, Selenophen, Thieno[2,3b]thiophen, Thieno[3,2b]thiophen, Dithienothiophen, Pyrrol, Anilin, wobei diese Gruppen mit einem oder mehreren Resten Rb substituiert sein können;
20
Rb ist bei jedem Auftreten unabhängig ausgewählt aus Halogen, -CN, -NC, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)NR0R00, -C(=O)X, -C(=O)R0, -NH2, -NR°R00, -SH, -SR0, -SOsH, -SO2R0, -OH, -NO2, -CFs, -SF5, einer optional substituierten Silyl-, Carbyl- oder Hydrocarbyl-Gruppe mit 1 bis 40
Kohlenstoffatomen, die optional substituiert sein kann und optional eine oder mehrere Heteroatome umfassen kann;
R° und R00 sind jeweils unabhängig H oder eine optional substituierte Carbyl- oder Hydrocarbyl-Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, die
Ort
optional substituiert sein kann und optional eine oder mehrere Heteroatome umfassen kann; Ar7 und Ar8 stellen unabhängig voneinander eine einkernige oder mehrkernige Aryl- oder Heteroarylgruppe dar, die optional substituiert sein kann und optional an die 2,3 Position von einer oder beiden benachbarten Thiophen- oder Selenophen-Gruppen gebunden sein kann; c und e sind unabhängig voneinander 0, 1 , 2, 3 oder 4, wobei 1 < c + e < 6, d und f sind unabhängig voneinander 0, 1 , 2, 3 oder 4.
Bevorzugte Beispiele für Polymere mit Lochtransport- oder
Lochinjektionseigenschaften sind unter anderem in der WO 2007/131582 A1 und der WO 2008/009343 A1 beschrieben. Vorzugsweise kann das als organisch funktionelles Material eingesetzte Polymer mit Elektroneninjektions- und/oder Elektronentransport- eigenschaften, umfassend Strukturelemente gemäß Gruppe 2, Einheiten aufweisen, die den Elektroneninjektions- und/oder Elektronentransport- materialien entsprechen, die zuvor dargelegt wurden.
Weitere bevorzugte Strukturelemente der Gruppe 2, die Elektroneninjektions- und/oder Elektronentransporteigenschaften umfassen, sind z.B. von Pyridin-, Pyrimidin-, Pyridazin-, Pyrazin-, Oxadiazol-, Chinolin-,
Chinoxalin- und Phenazin-Gruppen abgeleitet, aber auch Triarylboran- gruppen oder weitere O, S-oder N-haltige Heterocyclen mit niedrig liegendem LUMO-Niveau. Vorzugsweise weisen diese Strukturelemente der Gruppe 2 ein LUMO von weniger als -2,7 eV (gegen Vakuumlevel), besonders bevorzugt von weniger als -2,8 eV auf. Vorzugsweise kann das organisch funktionelle Material ein Polymer sind, welches Strukturelemente gemäß Gruppe 3 umfasst, wobei
Strukturelemente, welche die Loch- und die Elektronenmobilität verbessern (d.h. Strukturelemente gemäß Gruppen 1 und 2) direkt miteinander verbunden sind. Einige dieser Strukturelemente können hierbei als Emitter dienen, wobei die Emissionsfarben beispielsweise ins Grüne, Rote oder Gelbe verschoben werden können. Ihre Verwendung ist daher
beispielsweise für die Erzeugung von anderen Emissionsfarben oder einer Breitband-Emission durch Polymere zweckmäßig, die ursprünglich blau emittieren.
Vorzugsweise kann das als organisch funktionelles Material eingesetzte Polymer mit lichtemittierenden Eigenschaften, umfassend Strukturelemente gemäß Gruppe 4, Einheiten aufweisen, die den Emittermaterialien entsprechen, die zuvor dargelegt wurden. Hierbei sind Polymere mit phosphoreszierenden Gruppen bevorzugt, insbesondere die zuvor dargelegten emittierenden Metall-Komplexe, welche entsprechende
Einheiten mit Elementen der Gruppe 8 bis 10 enthalten (Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt).
Vorzugsweise kann das als organisch funktionelles Material eingesetzte Polymer mit Einheiten der Gruppe 5, welche den Übergang vom so genannten Singulett- zum Triplettzustand verbessern, zur Unterstützung von phosphoreszierenden Verbindungen, vorzugsweise die zuvor dargelegten Polymere mit Strukturelementen der Gruppe 4 eingesetzt werden. Hierbei kann eine polymere Triplett-Matrix verwendet werden. Geeignet für diesen Zweck sind insbesondere Carbazol- und verbundene Carbazoldimereinheiten, wie in der DE 10304819 A1 und der DE 10328627 A1 beschrieben. Auch für diesen Zweck geeignet sind Keton-,
Phosphinoxid-, Sulfoxid-, Sulfon-, Silan-Derivate und ähnliche
Verbindungen, wie in der DE 10349033 A1 beschrieben. Weiterhin können bevorzugte Struktureinheiten von Verbindungen abgeleitet sein, die zuvor im Zusammenhang mit den Matrixmaterialien beschrieben wurden, die zusammen mit phosphoreszierenden Verbindungen eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das weitere organische funktionelle Material ein Polymer, das Einheiten der Gruppe 6 umfasst, die die Morphologie und/oder
Emissionsfarbe der Polymere beeinflussen. Dies sind neben den oben genannten Polymeren, solche, die mindestens noch eine weitere
aromatische oder eine andere konjugierte Struktur aufweisen, welche nicht zu den oben genannten Gruppen zählen. Diese Gruppen haben
demgemäß nur geringe oder keine Auswirkungen auf die Ladungsträgermobilitäten, die nicht metallorganische Komplexe oder den Singulett- Triplett-Übergang.
Derartige Struktureinheiten können die Morphologie und/oder
Emissionsfarbe der resultierenden Polymere beeinflussen. Je nach
Struktureinheit können diese Polymere daher auch als Emitter verwendet werden.
Im Fall von fluoreszierenden OLEDs sind daher aromatische
Strukturelemente mit 6 bis 40 C-Atomen oder auch Tolan-, Stilben- oder Bisstyrylarylenderivat-Einheiten, von denen jede mit einem oder mehreren Resten substituiert sein kann. Besonders bevorzugt ist dabei die
Verwendung von Gruppen, die 1 ,4-Phenylen-, 1 ,4-Naphthylen-, 1 ,4- oder 9,10-Anthrylen-, 1 ,6-, 2,7- oder 4,9-Pyrenylen-, 3,9- oder 3,10-Perylenylen-, 4,4'-Biphenylen-, 4,4"-Terphenylylen-, 4,4' bi 1 ,1 -Naphthylylen-, 4,4'- Tolanylen-, 4,4'-Stilbenylen- oder 4,4"-Bisstyrylarylen- Derivaten abgeleitet sind.
Vorzugsweise umfasst das als organisch funktionelle Material eingesetzte Polymer Einheiten der Gruppe 7, die bevorzugt aromatische Strukturen mit 6 bis 40 C-Atomen, die vielfach als Backbone verwendet werden, enthalten.
Hierzu gehören unter anderem 4,5-Dihydropyrenderivate, 4,5,9,10- Tetrahydropyrenderivate, Fluorenderivate, die z.B. in der US 5962631 , der WO 2006/052457 A2 und der WO 2006/118345 A1 offenbart sind, 9,9-Spirobifluoren-Derivate, die z.B. in der WO 2003/020790 A1 offenbart sind, 9,10-Phenanthren-Derivate, die z.B. in WO 2005/104264 A1 offenbart sind, 9,10-Dihydrophenanthren-Derivate, die z.B. in der WO 2005/014689 A2 offenbart sind, 5,7-Dihydrodibenzooxepin-Derivate und eis- und trans- Indenofluoren-Derivate, die z.B. in der WO 2004/041901 A1 und WO 2004/113412 A2 offenbart sind, und Binaphthylen-Derivate, die z.B. in der WO 2006/063852 A1 offenbart sind, und weitere Einheiten, die z.B. in der WO 2005/056633 A1 , der EP 1344788 A1 , der WO 2007/043495 A1 , der WO 2005/033174 A1 , der WO 2003/099901 A1 und der DE
1020060037103 offenbart sind.
Besonders bevorzugt sind Struktureinheiten der Gruppe 7, die ausgewählt sind aus Fluoren-Derivaten, die z.B. in der US 5962631, der
WO 2006/052457 A2 und der WO 2006/118345 A1 dargelegt sind ;
Spirobifluoren-Derivate, die z.B. in der WO 2003/020790 A1 offenbart sind; Benzofluoren-, Dibenzofluoren-, Benzothiophen-, Dibenzofluoren-Gruppen und deren Derivate, die z.B. in der WO 2005/056633 A1 , der EP 1344788 A1 und der WO 2007/043495 A1 offenbart sind.
Ganz besonders bevorzugte Strukturelemente der Gruppe 7 werden durch die allgemeine Formel PB-1 dargelegt:
Formel PB-1 worin die Symbole die folgende Bedeutung aufweisen A, B und B' sind jeweils, auch für unterschiedliche Wiederholungseinheiten, gleich oder verschieden eine divalente Gruppe, die vorzugsweise
ausgewählt ist aus -CRcRd-, -NRC-, -PRC-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, -CO-, -CS-, -CSe-, -P(=O)Rc-, -P(=S)RC- und -SiRcRd-;
Rc und Rd sind bei jedem Auftreten unabhängig ausgewählt aus H,
Halogen, -CN, -NC, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)NR0R00, -C(=O)X, -C(=O)R°, -NH2, -NR°R00, -SH, -SR0, -SO3H, -SO2R0, -OH, -NO2, -CF3) -SF5, einer optional substituierten Silyl-, Carbyl- oder Hydrocarbyl-Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, die optional substituiert sein kann und optional eine oder mehrere Heteroatome umfassen kann, wobei die
Gruppen Rc und Rd optional eine Spirogruppe mit einem Fluorenrest bilden können, an den sie gebunden sind; X ist Halogen;
R° und R00 sind jeweils unabhängig H oder eine optional substituierte Carbyl- oder Hydrocarbyl-Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, die optional substituiert sein kann und optional eine oder mehrere Heteroatome umfassen kann; g ist jeweils unabhängig 0 oder 1 und h ist jeweils unabhängig 0 oder 1, wobei in einer Untereinheit die Summe von g und h vorzugsweise 1 ist; m ist eine ganze Zahl > 1 ;
Ar1 und Ar2 stellen unabhängig voneinander eine einkernige oder mehrkernige Aryl- oder Heteroarylgruppe dar, die optional substituiert sein kann und optional an die 7,8-Position oder die 8,9-Position von einer Indenofluoren-Gruppen gebunden sein kann; a und b sind unabhängig voneinander 0 oder 1. Falls die Gruppen Rc und Rd eine Spirogruppe mit der Fluorengruppe, an die diese Gruppen gebunden sind, bilden, so stellt diese Gruppe vorzugsweise ein Spirobifluoren dar.
Besonders bevorzugt sind Wiederholungseinheiten der Formel PB-1 , die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Einheiten der Formeln PB-1 A bis PB-1E:
Formel PB-1C
Re ist vorzugsweise F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)NR0R00, -C(=0)X, -C(=O)R°, -NR°R00, eine optional substituierte Silyl-, Aryl oder Heteroaryl-Gruppe mit 4 bis 40, vorzugsweise 6 bis 20 C-Atomen, oder eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl-, Alkoxycarbonyl-, Alkylcarbonlyoxy- oder
Alkoxycarbonyloxy-Gruppe mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen, wobei eine oder mehrere Wasserstoffatome optional durch F oder Cl substituiert sein können, und die Gruppen R°, R00 und X die zuvor für Formel PB-1 dargelegte Bedeutung haben.
Besonders bevorzugt sind Wiederholungseinheiten der Formel PB-1, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Einheiten der Formeln PB-1 F bis PB-11:
Formel PB-11
worin die Symbole die folgende Bedeutung aufweisen: L ist H, Halogen oder eine gegebenenfalls fluorierte, lineare oder
verzweigte Alkyl- oder Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 12 C-Atomen und steht vorzugsweise für H, F, Methyl, i-Propyl, t-Butyl, n-Pentoxy oder
Trifluormethyl; und
L' eine gegebenenfalls fluorierte, lineare oder verzweigte Alkyl- oder Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 12 C-Atomen und steht vorzugsweise für n-Octyl oder n-Octyloxy. Bevorzugt sind zur Durchführung der vorliegenden Erfindung Polymere, welche mehr als eine der zuvor dargelegten Strukturelemente der Gruppen 1 bis 7 aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass vorzugsweise die Polymere mehr als eine der zuvor dargelegten Strukturelemente aus einer Gruppe aufweisen, also Mischungen von Strukturelementen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, umfassen.
Besonders bevorzugt sind insbesondere Polymere, die neben mindestens einem Strukturelement, welches lichtemittierende Eigenschaften (Gruppe 4), vorzugsweise mindestens eine phosphoreszierende Gruppe aufweist, zusätzlich mindestens ein weiteres Strukturelement der zuvor dargelegten Gruppen 1 bis 3, 5 oder 6 umfassen, wobei diese vorzugsweise ausgewählt sind aus den Gruppen 1 bis 3.
Der Anteil der verschiedenen Klassen von Gruppen, falls im Polymer vorhanden, kann in weiten Bereichen liegen, wobei diese dem Fachmann bekannt sind. Überraschende Vorteile können dadurch erzielt werden, dass der Anteil einer in einem Polymer vorhandenen Klasse, die jeweils ausgewählt ist aus den zuvor dargelegten Strukturelementen der Gruppen 1 bis 7, vorzugsweise jeweils mindestens 5 Mol-%, besonders bevorzugt jeweils mindestens 10 Mol-% beträgt. Die Herstellung von weiß emittierenden Copolymeren wird unter anderem in der DE 10343606 A1 detailliert dargelegt.
Zur Verbesserung der Löslichkeit können die Polymere entsprechende Gruppen aufweisen. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die
Polymere Substituenten aufweisen, so dass im Mittel pro
Wiederholungseinheit zumindest 2 nicht-aromatische Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt mindestens 4 und ganz besonders bevorzugt mindestens 8 nicht-aromatische Kohlenstoffatome enthalten sind, wobei sich der Mittelwert auf das Zahlenmittel bezieht. Hierbei können einzelne Kohlenstoffatome z.B. durch O oder S ersetzt sein. Es ist jedoch möglich, dass ein gewisser Anteil, gegebenenfalls alle Wiederholungseinheiten keine Substituenten aufweisen, die nicht-aromatische Kohlenstoffatome umfassen. Hierbei sind kurzkettige Substituenten bevorzugt, da langkettige Substituenten nachteilige Auswirkungen auf Schichten haben können, die unter Verwendung der organisch funktionellen Materialien erhalten werden können. Vorzugsweise weisen die Substituenten höchstens 12
Kohlenstoffatome, bevorzugt höchstens 8 Kohlenstoffatome und besonders bevorzugt höchstens 6 Kohlenstoffatome in einer linearen Kette auf.
Das als organisch funktionelle Material erfindungsgemäß eingesetzte Polymer kann ein statistisches, alternierendes oder regioreguläres
Copolymer, ein Blockcopolymer oder eine Kombination dieser
Copolymerformen sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann das als organisch funktionelle Material eingesetzte Polymer ein nicht-konjugiertes Polymer mit
Seitenketten sein, wobei diese Ausführungsform insbesondere für phosphoreszierende OLEDs wichtig ist, die auf Polymeren basieren. Im allgemeinen können phosphoreszierende Polymere durch radikalische Copolymerisation von Vinylverbindungen erhalten werden, wobei diese Vinylverbindungen mindestens eine Einheit mit einem phosphoreszierenden Emitter und/oder mindestens eine Ladungstransporteinheit enthalten, wie dies unter anderem in der US 7250226 B2 offenbart wird. Weitere phosphoreszierende Polymere werden unter anderem in der JP 2007/211243 A2, der JP 2007/197574 A2, der US 7250226 B2 und der JP 2007/059939 A beschrieben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die nicht- konjugierten Polymere auf Basis von Backbone-Einheiten, die durch
Spacer-Einheiten miteinander verbunden sind. Beispielhaft für solche Triplett-Emitter, die auf nicht-konjugierten Polymeren auf Basis von
Backbone-Einheiten basieren, werden in der DE 102009023154 dargelegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das nicht-konjugierte Polymer als fluoreszierender Emitter ausgestaltet sein. Bevorzugte fluoreszierende Emitter, die auf nicht-konjugierten Polymeren mit
Seitenketten basieren, umfassen Anthracen-, Benzanthracen-Gruppen oder Derivate dieser Gruppen in der Seitenkette, wobei diese Polymere z.B. in der JP 2005/ 08556, der JP 2005/285661 und der JP 2003/338375 dargelegt sind.
Diese Polymere können vielfach als Elektronen- oder Lochtransportmaterialien eingesetzt werden, wobei diese Polymere vorzugsweise als nicht-konjugierte Polymere ausgestaltet sind. Die zuvor zitierten Druckschriften zur Beschreibung der funktionellen Verbindungen werden in die vorliegende Anmeldung zu
Offenbarungszwecken durch Referenz hierauf eingefügt.
Die Nanopartikel, die in den erfindungsgemäßen Formulierungen enthalten sind, können sämtliche organisch funktionellen Materialien enthalten, welche zur Herstellung der jeweiligen Funktionsschicht der elektronischen Vorrichtung notwendig sind. Ist beispielsweise eine Lochtransport-, Lochinjektions-, Elektronentransport-, Elektroneninjektionsschicht genau aus einer funktionalen Verbindung aufgebaut, so umfassen die
Nanopartikel der zur Herstellung dieser Funktionsschicht eingesetzten Formulierung als organisch funktionelles Material genau diese Verbindung. Weist eine Emissionsschicht beispielsweise einen Emitter im Kombination mit einem Matrix- oder Hostmaterial auf, so umfassen die Nanopartikel der zur Herstellung dieser Funktionsschicht eingesetzten Formulierung als organisch funktionelles Material genau die Mischung von Emitter und Matrix- oder Hostmaterial, wie dies in dieser Anmeldung an anderer Stelle ausführlicher dargelegt ist.
Die Nanopartikel können unterschiedliche Mengen an Flüssigkeiten, insbesondere Lösungsmittel, bevorzugt organische Lösungsmittel aufweisen, die nach dem Auftragen der Formulierung auf ein Substrat oder eine der nachfolgend auf das Substrat aufgetragenen Schichten entfernt werden.
Diese bevorzugt organischen Lösungsmittel können zur Herstellung der Nanopartikel eingesetzt werden und/oder dazu dienen ein
Zusammenfließen der Nanopartikel nach oder während der Entfernung des Lösungsmittels der kontinuierlichen Phase zu erleichtern.
Geeignete organische Lösungsmittel umfassen Ketone, Ester, Amide, Schwefelverbindungen, Nitroverbindungen, halogenierte
Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe.
Aromatische und heteroaromatische Kohlenwasserstoffe und chlorierte Kohlenwasserstoffe sind bevorzugte organische Lösungsmittel. Besonders bevorzugte organische Lösungsmittel sind z.B. Dichlormethan, Trichlormethan, Monochlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Tetrahydrofuran, Anisol, Morpholin, Toluol, Chloroform, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, 1 ,4-Dioxan, Aceton, Methylethylketon, 1 ,2-Dichlorethan, 1 ,1 ,1-Trichlorethan, 1 ,1 ,2,2- Tetrachlorethan, Ethylacetat, n-Butylacetat, Dimethylformamid,
Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Tetralin, Decalin, Indan und/oder Mischungen dieser Verbindungen.
Die Lösungsmittel können einzeln oder als Mischung von zwei, drei oder mehreren Verbindungen eingesetzt werden.
Vorzugsweise umfassen die Nanopartikel geringe Mengen an
Lösungsmitteln, die mit dem Lösungsmittel der kontinuierlichen Phase schwer mischbar sind. Die zur Applikation eingesetzte Formulierung weist vorzugsweise höchstens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt höchstens 10 Gew.-% und ganz speziell bevorzugt höchstens 5 Gew.-% an Lösungsmittel auf, die in der kontinuierlichen Phase schwer löslich oder unlöslich sind, bezogen auf das Gewicht der in der
Formulierung enthaltenen Feststoffe. Die Feststoffe sind die Stoffe, die in der jeweiligen Schicht der organischen Vorrichtung nach der Herstellung derselben verbleiben.
Der Anteil an organisch funktionellem Material, welches zur Herstellung von Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist, liegt in der Formulierung vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10% besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 6% und insbesondere bevorzugt im Bereich von 3 bis 5%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung.
Der Anteil an grenzflächenaktivem Polymer in der Formulierung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 5 %, besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 4 %, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 2 % und insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung. Der Anteil an Lösungsmittel, welches die kontinuierliche Phase der
Formulierung bildet, liegt in der Formulierung vorzugsweise im Bereich von 80 bis 99,9 %, besonders bevorzugt im Bereich von 85 bis 99 %, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 98 % und insbesondere bevorzugt im Bereich von 95 bis 97 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung.
Neben den genannten Komponenten kann die erfindungsgemäße
Formulierung weitere Additive und Verarbeitungshilfsmittel umfassen.
Hierzu gehören unter anderem oberflächenaktive Stoffe, Tenside, Gleit- und Schmiermittel, Additive, die die Leitfähigkeit erhöhen, Dispergiermittel, Hydrophobisierungsmittel, Haftvermittler, Fließverbesserer, Entschäumer, Entlüfter, Verdünnungsmittel, die reaktiv oder unreaktiv sein können, Füllstoffe, Hilfsstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Farbstoffe, Pigmente, Stabilisatoren, Sensibilisatoren, Nanopartikel und Inhibitoren.
Überraschend zeigt die Formulierung auch ohne die Zugabe großer Mengen an Verarbeitungshilfsmittel oder anderen Additiven, die keine der zuvor dargelegten Funktionen in einer elektronischen Vorrichtung ausüben, ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Applikationsfähigkeit. Daher umfasst eine Formulierung gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 15 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt höchstens 1 Gew.-% und ganz speziell bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-% an Additiven, beispielsweise
Verarbeitungshilfsmittel, die keine funktionelle Wirkung in den
elektronischen Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben und nicht zu den zuvor dargelegten grenzflächenaktiven Polymeren, vorzugsweise Polysacchariden und/oder Polypeptiden zählen.
Die kontinuierliche Phase kann neben den zuvor dargelegten
Lösungsmitteln und den grenzflächenaktiven Polymeren weitere Additive enthalten, wie dies zuvor dargelegt ist, wobei vorzugsweise geringe Anteile an Additiven enthalten sind. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die kontinuierliche Phase mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 97 Gew.-% an Lösungsmittel umfasst, bezogen auf das Gewicht der kontinuierlichen Phase.
Die Herstellung der Formulierung kann durch Verfahren erfolgen, die unter anderem in der US 2009/081357 A1 und in der WO 2011/076314 A1 offenbart sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Formulierung umfassend die
Schritte: a) Herstellung einer ersten Zusammensetzung umfassend ein erstes Lösungsmittel;
Herstellung einer zweiten Zusammensetzung umfassend ein zweites Lösungsmittel, wobei die zweite Zusammensetzung mindestens ein organisch funktionelles Material, welches zur Herstellung von
Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist, umfasst;
Mischen der in Schritt a) erhaltenen ersten Zusammensetzung und der in Schritt b) erhaltenen zweiten Zusammensetzung in einem vorgesehenen Verhältnis;
Herstellen einer Formulierung aus der in Schritt c) erhaltenen
Mischung durch ein physikalisches Verfahren. Die durch dieses Verfahren erhaltene Formulierung kann als Emulsion bezeichnet werden, falls das zweite Lösungsmittel im ersten Lösungsmittel schwer löslich oder unlöslich ist. Aus der erhaltenen Emulsion kann durch Abtrennung des zweiten Lösungsmittels, welches im ersten Lösungsmittel schwer löslich oder unlöslich ist, aus der Formulierung eine Dispersion erhalten werden.
Wasser und/oder die zuvor dargelegten Alkohole mit 1 bis 6
Kohlenstoffatome sind bevorzugte erste Lösungsmittel für die erste
Zusammensetzung.
Das zweite Lösungsmittel stellt im Allgemeinen ein organisches
Lösungsmittel dar, welches mit dem ersten Lösungsmittel nur schwer mischbar ist. Beispiele wurden zuvor genannt.
Das Mischungsverhältnis der ersten und der zweiten Zusammensetzung in Schritt c) unterliegt keinen besonderen Begrenzungen. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Gewichtsverhältnis der ersten
Zusammensetzung zur zweiten Zusammensetzung im Bereich von 1 :1 bis 50:1 , besonders bevorzugt im Bereich von 3:1 bis 15:1 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 10:1 liegt.
Das Herstellen einer Dispersion und/oder einer Emulsion gemäß Schritt d) kann mit bekannten Mitteln erfolgen. Hierzu gehören insbesondere mechanische Verfahren, wie Hochdruckhomogenisierung oder Düsen- dispergierer sowie die Anwendung von Ultraschall, wobei der Einsatz von Ultraschall bevorzugt ist.
Zur Herstellung der ersten und/oder der zweiten Zusammensetzung kann ein Tensid zugegeben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Gehalt an Tensiden jedoch sehr gering gehalten werden, wobei besonders bevorzugt kein Tensid zugegeben wird. Der Anteil an Tensiden beträgt vorzugsweise höchstens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 5 Gew.-% und insbesondere bevorzugt höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der jeweiligen Zusammensetzung. Besonders bevorzugt werden keine Tenside eingesetzt, so dass die Zusammensetzungen und/oder die Formulierung keine wesentlichen Anteile an Tensiden umfasst, wobei dieser Anteil vorzugsweise höchstens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-% und insbesondere bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der jeweiligen Zusammensetzung oder der Formulierung, beträgt.
Tenside sind hierbei oberflächenaktive Stoffe mit einem geringen
Molekulargewicht. Geeignete Tenside umfassen anionische Tenside, nichtionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside oder Mischungen dieser Tenside.
Bevorzugte Klassen von nichtionischen Tensiden sind:
Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen, z.B. die
Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe, enthaltend etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffatome, die geradkettig oder verzweigt sein können, mit Ethylenoxid, wobei das Ethylenoxid in Mengen enthalten ist, welche etwa 10 bis etwa 60 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol entspricht; nichtionische Tenside, die aus der Kondensation von Ethylenoxid mit dem Produkt abgeleitet sind, welches aus der Reaktion von
Propylenoxid und Ethylendiamin erhalten wurde;
3) Kondensationsprodukte von aliphatischen Alkoholen mit etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, die geradkettig oder verzweigt sein können, mit Ethylenoxid, z. B. ein Kokosnussalkohol-Ethylenoxid- Kondensat mit etwa 10 bis etwa 30 Mol Ethylenoxid pro Mol
Kokosnussalkohol, wobei die Kokosnussalkoholfraktion etwa 10 bis etwa 14 Kohlenstoffatome umfasst; 4) langkettige tertiäre Aminoxide;
5) langkettige tertiäre Phosphinoxide;
6) langkettige Dialkylsulfoxide mit einem kurzkettigen Alkyl- oder
Hydroxyalkylrest mit etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen
(üblicherweise Methyl) und einer langen hydrophoben Kette, welche durch Alkyl-, Alkenyl-, Hydroxyalkyl- oder Ketoalkylreste mit etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen gebildet werden kann, die 0 bis etwa 10 Ethylenoxidgruppen und 0 bis etwa 1 Glycerylrest enthalten kann;
7) Alkylpolysaccharid (APS)-Tenside, wie die Alkylpolyglyco-Seiten, wie in der US 4565647 beschrieben, die eine hydrophobe Gruppe mit etwa 6 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen und einen Polysaccharid-Rest (z. B. Polyglykosid) als hydrophile Gruppe und gegebenenfalls eine Polyalkylenoxid-Gruppe aufweist, wobei die Alkylgruppe (d.h. die hydrophobe Einheit) gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt und unsubstituiert oder substituiert (z. B. mit Hydroxy oder cyclischen Ringen) sein kann; und 8) Polyethylenglycol (PEG)-Glycerylfettsäureester, wie solche der Formel R(O)OCH2CH(OH)CH2(OCH2CH2)nOH, worin n etwa 5 bis etwa 200, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 100, und R ein aliphatischer
Kohlenwasserstoff mit etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen darstellt.
Weitere Verfahren zur Herstellung von Dispersionen und/oder Emulsionen werden in der US 2009/081357 A1 offenbart, welche zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. So kann eine Dispersion unter anderem direkt durch die Verwendung von
Kolloidmühlen hergestellt werden.
Eine Formulierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung einer Schicht oder Mehrschichtstruktur eingesetzt werden, in der die organischen funktionellen Materialien lagenweise vorhanden sind, wie diese für die Herstellung von bevorzugten elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen wie OLEDs benötigt werden. Zur weiteren Verarbeitung ist es manchmal vorteilhaft, das zweite Lösungsmittel, das gegebenenfalls als Mischung vorliegt aus einer oder mehreren
diskontinuierlichen Phasen der Formulierung vor der Applikation der Formulierung zu entfernen. Vorzugsweise kann demgemäß vorgesehen sein, eine zunächst erhaltene Emulsion in eine Dispersion zu überführen. Die Nanotröpfchen der Emulsion gemäß der vorliegenden Erfindung können durch das Entfernen des zweiten, organischen Lösungsmittels in feste Nanopartikel überführt werden, die in der kontinuierlichen Phase(n) der Formulierung dispergiert sind. Der Begriff Dispersion bezeichnet hierin ein System, umfassend
mindestens ein flüssiges Medium (vorzugsweise eine wässrige und/oder alkoholische Phase) und eine organische Phase, die durch suspendierte Festteilchen gebildet wird, vorzugsweise als Nanopartikel. Die Formulierung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise zur
Bildung von funktionellen Schichten auf einem Substrat oder eine der auf das Substrat aufgetragenen Schichten eingesetzt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, bei dem eine erfindungsgemäße Formulierung auf ein Substrat aufgetragen und getrocknet wird, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Erzeugung der funktionellen Schichten kann beispielsweise durch Flutbeschichtung, Tauchbeschichtung, Sprühbeschichtung, Spincoating, Siebdruck, Hochdruck, Tiefdruck, Rotationsdruck, Walzenbeschichtung, Flexodruck, Offsetdruck oder Nozzle-Printing, vorzugsweise Ink-Jet-Druck auf ein Substrat oder eine der auf das Substrat aufgetragenen Schichten erfolgen.
Nach dem Auftragen einer erfindungsgemäßen Formulierung auf ein Substrat oder eine bereits aufgebrachte Funktionsschicht kann ein
Trocknungsschritt erfolgen, um das Lösungsmittel der zuvor dargelegten kontinuierlichen Phase zu entfernen. Bevorzugt kann die Trocknung bei relativ geringer Temperatur und über einen relativ großen Zeitraum erfolgen, um eine Blasenbildung zu vermeiden und eine gleichmäßige Beschichtung zu erhalten. Vorzugsweise kann die Trocknung bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 60°C, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 55°C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 30°C durchgeführt werden. Hierbei kann die Trocknung vorzugsweise bei einem Druck im Bereich von 10"3 mbar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 10"2 mbar bis 1 bar und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10"1 mbar bis 100 mbar erfolgen. Die Dauer der Trocknung richtet sich nach dem zu erreichenden Trocknungsgrad, wobei geringe Mengen an Wasser gegebenenfalls bei höherer Temperatur und in Zusammenhang mit einer vorzugsweise durchzuführenden Sinterung entfernt werden können. Ferner kann vorgesehen sein, dass nach der Trocknung der auf das
Substrat aufgebrachten Schicht, welche das in den Nanopartikel enthaltene organisch funktionelle Material aufweist, ein Sinterschritt durchgeführt wird. Vorzugsweise kann der Sinterschritt bei einer Temperatur im Bereich von 75 bis 220°C, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 150°C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 125 bis 150°C durchgeführt werden. Die Sinterung kann vorzugsweise über einen Zeitraum im Bereich von 1 Minute bis 10 Stunden, besonders bevorzugt im Bereich von 10 Minuten bis 4 Stunden, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20 Minuten bis 3 Stunden und insbesondere bevorzugt im Bereich von 30 Minuten bis 1 Stunde durchgeführt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Verfahren mehrfach wiederholt wird, wobei verschiedene oder gleiche Funktionsschichten gebildet werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine elektronische
Vorrichtung erhältlich nach einem Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung mit mindestens einer Funktionsschicht umfassend mindestens ein organisch funktionelles Material und mindestens ein grenzflächen- aktives Polymer, vorzugsweise ausgewählt aus Polysacchariden und/oder Polypeptiden.
Unter einer elektronischen Vorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, welche Anode, Kathode und mindestens eine dazwischenliegenden
Funktionsschicht enthält, wobei diese Funktionsschicht mindestens eine organische bzw. metallorganische Verbindung enthält.
Die organische, elektronische Vorrichtung ist vorzugsweise eine organische elektrolumineszierende Vorrichtung (OLED), eine polymere elektro- lumineszierende Vorrichtung (PLED), eine organische integrierte Schaltung (O-IC), ein organischer Feld-Effekt-Transistor (O-FET), ein organischer Dünnfilmtransistor (O-TFT), ein organischer, lichtemittierender Transistor (O-LET), eine organische Solarzelle (O-SC), ein organischer, optischer Detektor, ein organischer Fotorezeptor, ein organisches Feld-Quench- Device (O-FQD), ein organisch elektrischer Sensor, eine lichtemittierende elektrochemische Zelle (LEC) oder eine organische Laserdiode (O-Laser). Aktive Komponenten sind generell die organischen oder anorganischen Materialien, welche zwischen Anode und Kathode eingebracht sind, wobei diese aktiven Komponenten die Eigenschaften der elektronischen
Vorrichtung, beispielsweise deren Leistungsfähigkeit und/oder deren Lebensdauer bewirken, aufrechterhalten und/oder verbessern, beispielsweise Ladungsinjektions-, Ladungstransport- oder Ladungsblockiermaterialien, insbesondere aber Emissionsmaterialien und Matrixmaterialien. Das organisch funktionelle Material, welches zur Herstellung von Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist, umfasst demgemäß vorzugsweise eine aktive Komponente der
elektronischen Vorrichtung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind organische Elektro- lumineszenzvorrichtungen. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung enthält Kathode, Anode und mindestens eine emittierende Schicht.
Weiterhin bevorzugt ist es, eine Mischung aus zwei oder mehr Triplett- Emittern zusammen mit einer Matrix einzusetzen. Dabei dient der Triplett- Emitter mit dem kürzerwelligen Emissionsspektrum als Co-Matrix für den Triplett-Emitter mit dem längerwelligen Emissionsspektrum.
Der Anteil des Matrixmaterials in der emittierenden Schicht beträgt in diesem Fall zwischen 50,0 und 99,9 Vol.-%, bevorzugt zwischen 80,0 und 99,5 Vol.-% und besonders bevorzugt für fluoreszierende emittierende Schichten zwischen 92,0 und 99,5 Vol.-% sowie für phosphoreszierende emittierende Schichten zwischen 85,0 und 97,0 Vol.-%.
Entsprechend beträgt der Anteil des Dotanden zwischen 0,1 und
50,0 Vol.-%, bevorzugt zwischen 0,5 und 20,0 Vol.-% und besonders bevorzugt für fluoreszierende emittierende Schichten zwischen 0,5 und 8,0 Vol.-% sowie für phosphoreszierende emittierende Schichten zwischen 3,0 und 15,0 Vol.-%. Eine emittierende Schicht einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung kann auch Systeme umfassend mehrere Matrixmaterialien (Mixed-Matrix- Systeme) und/oder mehrere Dotanden enthalten. Auch in diesem Fall sind die Dotanden im Allgemeinen diejenigen Materialien, deren Anteil im
System der kleinere ist und die Matrixmaterialien sind diejenigen
Materialien, deren Anteil im System der größere ist. In Einzelfällen kann jedoch der Anteil eines einzelnen Matrixmaterials im System kleiner sein als der Anteil eines einzelnen Dotanden.
Die Mixed-Matrix-Systeme umfassen bevorzugt zwei oder drei
verschiedene Matrixmaterialien, besonders bevorzugt zwei verschiedene Matrixmaterialien. Bevorzugt stellt dabei eines der beiden Materialien ein Material mit lochtransportierenden Eigenschaften und das andere Material ein Material mit elektronentransportierenden Eigenschaften dar. Die gewünschten elektronentransportierenden und lochtransportierenden Eigenschaften der Mixed-Matrix-Komponenten können jedoch auch hauptsächlich oder vollständig in einer einzigen Mixed-Matrix-Komponente vereinigt sein, wobei die weitere bzw. die weiteren Mixed-Matrix- Komponenten andere Funktionen erfüllen. Die beiden unterschiedlichen Matrixmaterialien können dabei in einem Verhältnis von 1 :50 bis 1:1 , bevorzugt 1 :20 bis 1 :1 , besonders bevorzugt 1 :10 bis 1:1 und ganz besonders bevorzugt 1 :4 bis 1:1 vorliegen. Bevorzugt werden Mixed-Matrix- Systeme in phosphoreszierenden organischen Elektrolumineszenz- Vorrichtungen eingesetzt. Genauere Angaben zu Mixed-Matrix-Systemen sind unter anderem in der WO 2010/108579 enthalten.
Außer diesen Schichten kann eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung noch weitere Schichten enthalten, beispielsweise jeweils eine oder mehrere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten,
Lochblockierschichten, Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Exzitonenblockierschichten, Elektronenblockier- schichten, Ladungserzeugungsschichten und/oder organische oder anorganische p/n-Übergänge. Dabei ist es möglich, dass eine oder mehrere Lochtransportschichten p-dotiert sind, beispielsweise mit
Metalloxiden, wie M0O3 oder WO3 oder mit (per)fluorierten elektronen- armen Aromaten, und/oder dass eine oder mehrere Elektronentrans- portschichten n-dotiert sind. Ebenso können zwischen zwei emittierende Schichten Interlayer eingebracht sein, welche beispielsweise eine
Exzitonen-blockierende Funktion aufweisen und/oder die Ladungsbalance in der Elektrolumineszenzvorrichtung steuern. Es sei aber darauf hinge- wiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch eine Schicht, insbesondere eine organische Schicht, enthaltend eine oder mehrere grenzflächenaktive Polymere, wie oben definiert.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung mehrere Schichten. Die erfindungsgemäße Formulierung kann dabei vorzugsweise zur Herstellung einer Lochtransport-, Lochinjektions-, Elektronentransport-, Elektroneninjektions- und/oder Emissionsschicht eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend auch eine elektronische Vorrichtung, die mindestens drei, in einer bevorzugten Ausführungsform aber alle genannten Schichten aus Lochinjektions-,
Lochtransport-, Emissions-, Elektronentransport-, Elektroneninjektions-, Ladungsblockier- und/oder Ladungserzeugungsschicht enthält und in der mindestens eine Schicht durch eine erfindungsgemäß einzusetzende Formulierung erhalten wurde. Die Dicke der Schichten, beispielsweise der Lochtransport- und/oder Lochinjektionsschicht kann vorzugsweise im
Bereich von 1 bis 500 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 200 nm, liegen. Die Vorrichtung kann ferner Schichten enthalten, welche aus weiteren niedermolekularen Verbindungen oder Polymeren aufgebaut sind, die nicht durch die Verwendung von erfindungsgemäßen Formulierungen
aufgebracht wurden. Diese können auch durch Verdampfen von
niedermolekularen Verbindungen im Hochvakuum erzeugt werden.
Es kann außerdem bevorzugt sein, die einzusetzenden Verbindungen nicht als Reinsubstanz, sondern als Mischung (Blend) zusammen mit weiteren beliebigen polymeren, oligomeren, dendritischen oder niedermolekularen
Substanzen zu verwenden. Diese können beispielsweise die elektronischen Eigenschaften verbessern oder selber emittieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die erfindungsgemäßen Formulierungen, organisch funktionelle Materialien, die als Hostmaterialien oder Matrixmaterialien in einer emittierenden Schicht eingesetzt werden. Hierbei kann die Formulierung zusätzlich zu den Hostmaterialien oder Matrixmaterialien die zuvor dargelegten Emitter umfassen. Dabei kann die organische Elektrolumines- zenzvorrichtung eine oder mehrere emittierende Schichten enthalten, wobei mindestens eine emittierende Schicht mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung, wie oben definiert, enthält. Wenn mehrere Emissionsschichten vorhanden sind, weisen diese vorzugsweise mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d.h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können. Ganz besonders bevorzugt sind Dreischichtsysteme, wobei die drei Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen (für den prinzipiellen Aufbau siehe z.B. WO 05/011013). Weiß emittierende Vorrichtungen eignen sich z.B. als Hintergrundbeleuchtung von LCD- Displays oder für generelle Beleuchtungsanwendungen. Außer diesen Schichten kann die organische Elektrolumineszenzvor- richtung noch weitere Schichten enthalten, beispielsweise jeweils eine oder mehrere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Lochblockierschichten, Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Excitonenblockierschichten und/oder Ladungserzeugungsschichten
(Charge-Generation Layers, IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J. Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer). Ebenso können zwischen zwei emittierende Schichten Interlayer einge- bracht sein, welche beispielsweise eine Excitonen-blockierende Funktion aufweisen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss. Diese Schichten können ebenfalls unter Verwendung der erfindungsgemäßen Formulierungen, wie oben definiert, erhalten werden. Möglich ist auch, dass mehrere OLEDs übereinander angeordnet werden, wodurch eine weitere Effizienzsteigerung hinsichtlich der Lichtausbeute erreicht werden kann. Zur Verbesserung der Lichtauskopplung kann die letzte organische Schicht auf der
Lichtaustrittseite bei OLEDs beispielsweise auch als Nanoschaum ausgeführt sein, wodurch der Anteil der Totalreflexion verringert wird.
Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, wobei eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum- Sublimationsanlagen bei einem Druck kleiner 10"5 mbar, vorzugsweise kleiner 106 mbar, besonders bevorzugt kleiner 107 mbar aufgedampft.
Ferner kann vorgesehen sind, dass eine oder mehrere Schichten einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer
Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10"5 mbar und 1 bar aufgebracht. Ferner kann vorgesehen sind, dass eine oder mehrere Schichten einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung aus Lösung, wie z.B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z.B. Siebdruck, Flexodruck oder Offsetdruck, besonders bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck) oder Ink-Jet Druck
(Tintenstrahldruck), hergestellt werden.
Die Vorrichtung enthält gewöhnlich eine Kathode und eine Anode
(Elektroden). Die Elektroden (Kathode, Anode) werden im Sinne der vorliegenden Erfindung so gewählt, dass ihre Bandenergien möglichst gut mit denen der angrenzenden, organischen Schichten übereinstimmen, um eine möglichst effiziente Elektronen- bzw. Lochinjektion zu gewährleisten.
Als Kathode sind Metallkomplexe, Metalle mit geringer Austrittsarbeit, Metalllegierungen oder mehrlagige Strukturen aus verschiedenen Metallen bevorzugt, wie beispielsweise Erdalkalimetalle, Alkalimetalle,
Hauptgruppenmetalle oder Lanthanoide (z.B. Ca, Ba, Mg, AI, In, Mg, Yb, Sm, etc.). Bei mehrlagigen Strukturen können auch zusätzlich zu den genannten Metallen weitere Metalle verwendet werden, die eine relativ hohe Austrittsarbeit aufweisen, wie z.B. Ag, wobei dann in der Regel Kombinationen der Metalle, wie beispielsweise Ca/Ag oder Ba/Ag
verwendet werden. Es kann auch bevorzugt sein, zwischen einer
metallischen Kathode und dem organischen Halbleiter eine dünne
Zwischenschicht eines Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante einzubringen. Hierfür kommen beispielsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallfluoride, aber auch die entsprechenden Oxide in Frage (z.B. LiF, U2O, BaF2, MgO, NaF, etc.). Die Schichtdicke dieser Schicht liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 nm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 8 nm und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 5 nm.
Als Anode sind Materialien mit hoher Austrittsarbeit bevorzugt. Vorzugsweise weist die Anode ein Potential größer 4,5 eV vs. Vakuum auf. Hierfür sind einerseits Metalle mit hohem Redoxpotential geeignet, wie beispielsweise Ag, Pt oder Au. Es können andererseits auch Metall/Metalloxid- Elektroden (z.B. AI/Ni/NiOx, Al/PtOx) bevorzugt sein. Für einige
Anwendungen muss mindestens eine der Elektroden transparent sein, um entweder die Bestrahlung des organischen Materials (O-SC) oder die Auskopplung von Licht (OLED/PLED, O-LASER) zu ermöglichen. Ein bevorzugter Aufbau verwendet eine transparente Anode. Bevorzugte Anodenmaterialien sind hier leitfähige, gemischte Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink Oxid (IZO).
Bevorzugt sind weiterhin leitfähige, dotierte organische Materialien, insbesondere leitfähige dotierte Polymere, wie z.B. Poly(ethylendioxy- thiophen) (PEDOT) und Polyanilin (PANI) oder Derivate dieser Polymere. Bevorzugt ist weiterhin, wenn auf die Anode ein p-dotiertes
Lochtransportmaterial als Lochinjektionsschicht aufgebracht wird, wobei sich als p-Dotanden Metalloxide, beispielsweise M0O3 oder WO3, oder (per)fluorierte elektronenarme Aromaten eignen. Weitere geeignete p- Dotanden sind HAT-CN (Hexacyano-hexaazatriphenylen) oder die
Verbindung NPD9 von Novaled. Eine solche Schicht vereinfacht die
Lochinjektion in Materialien mit einem tiefen HOMO, also einem
betragsmäßig großen HOMO.
In den weiteren Schichten können generell alle Materialien verwendet werden, wie sie gemäß dem Stand der Technik für die Schichten verwendet werden, und der Fachmann kann ohne erfinderisches Zutun jedes dieser Materialien in einer elektronischen Vorrichtung mit den erfindungsgemäßen Materialien kombinieren.
Die Vorrichtung wird in an sich bekannter Weise je nach Anwendung entsprechend strukturiert, kontaktiert und schließlich hermetisch versiegelt, da sich die Lebensdauer derartiger Vorrichtungen bei Anwesenheit von Wasser und/oder Luft drastisch verkürzt. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polysacchariden und/oder Polypeptiden zur Herstellung von
elektronischen Vorrichtungen. Die erfindungsgemäßen Formulierungen, die hieraus erhältlichen
elektronischen Vorrichtungen, insbesondere organische Elektro- lumineszenzvorrichtungen, zeichnen sich durch einen oder mehrere der folgenden überraschenden Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus: 1. Die erfindungsgemäßen Formulierungen lassen sich auf bereits
aufgebrachte Funktionsschichten aufbringen, ohne dass die
Eigenschaften dieser bereits vor dem Aufbringen der Formulierung vorhandenen Funktionsschichten beeinträchtigt werden. Hierbei wird: eine gleichmäßige Beschichtung erhalten, obwohl das in der
Formulierung enthaltene Lösungsmittel vielfach eine sehr hohe
Oberflächenspannung aufweist.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen lassen sich auch auf
Funktionsschichten aufbringen, die selbst durch Auftragen von
Formulierungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, ohne dass eine Beeinträchtigung dieser Funktionsschichten eintritt. Hierdurch können im Prinzip alle Funktionsschichten einer
elektronischen Vorrichtung durch die Auftragung von
erfindungsgemäßen Formulierungen erhalten werden.
Die mit den erfindungsgemäßen Formulierungen erhältlichen elektronischen Vorrichtungen zeigen eine sehr hohe Stabilität und eine sehr hohe Lebensdauer im Vergleich zu elektronischen
Vorrichtungen, die mit konventionellen Methoden erhalten wurden. Hierzu ist festzuhalten, dass die zuvor genannten
Sublimationsmethoden bei relativ hohen Temperaturen durchgeführt werden, so dass eine, wenn auch geringe Zersetzung der funktionellen Materialien eintritt. Die Verwendung von hohen Anteilen an Tensiden kann zu einer Verringerung der Leistungsfähigkeit der funktionellen Materialien führen. Der Einsatz von orthogonalen Lösungsmitteln schränkt die Auswahl an funktionellen Materialien ein, so dass optimale elektronische Vorrichtungen auf diesem Weg relativ schwer erhalten werden können. Ferner können vernetzende
Gruppen eine nachteilige Wirkung auf die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit der hieraus erhältlichen elektronischen
Vorrichtungen haben.
4. Die erfindungsgemäßen Formulierungen lassen sich kostengünstig herstellen und verarbeiten, da Wasser und/oder unbedenkliche Alkohole als Lösungs- und/oder Dispergiermittel eingesetzt werden können. Eine aufwendige Aufarbeitung großer Mengen an
umweltgefährdenden organischen Lösungsmitteln ist zur Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht notwendig.
5. Die erfindungsgemäßen Formulierungen können mit konventionellen Methoden verarbeitet werden, so dass auch hierdurch Kostenvorteile erzielt werden können.
6. Die in den erfindungsgemäßen Formulierungen eingesetzten
organisch funktionellen Materialien unterliegen keinen besonderen Begrenzungen, so dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfassend eingesetzt werden kann.
Diese oben genannten Vorteile gehen nicht mit einer Verschlechterung der weiteren elektronischen Eigenschaften einher.
Es sei darauf hingewiesen, dass Variationen der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen unter den Umfang dieser Erfindung fallen. Jedes in der vorliegenden Erfindung offenbarte Merkmal kann, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird, durch alternative Merkmale, die demselben, einem äquivalenten oder einem ähnlichen Zweck dienen, ausgetauscht werden. Somit ist jedes in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Merkmal, sofern nichts anderes gesagt wurde, als Beispiel einer generischen Reihe oder als äquivalentes oder ähnliches Merkmal zu betrachten.
Alle Merkmale der vorliegenden Erfindung können in jeder Art miteinander kombiniert werden, es sei denn dass sich bestimmte Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Dies gilt insbesondere für bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung. Gleichermaßen können Merkmale nicht wesentlicher Kombinationen separat verwendet werden (und nicht in Kombination). Es sei ferner darauf hingewiesen, dass viele der Merkmale, und insbesondere die der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung selbst erfinderisch und nicht lediglich als Teil der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu betrachten sind. Für diese Merkmale kann ein unabhängiger Schutz zusätzlich oder alternativ zu jeder gegenwärtig beanspruchten Erfindung begehrt werden.
Die mit der vorliegenden Erfindung offengelegte Lehre zum technischen Handeln kann abstrahiert und mit anderen Beispielen kombiniert werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne dadurch jedoch beschränkt zu werden.
Der Fachmann kann aus den Schilderungen ohne erfinderisches Zutun weitere erfindungsgemäße elektronische Vorrichtungen herstellen und somit die Erfindung im gesamten beanspruchten Bereich ausführen. Beispiele
Beispiel 1 Für die disperse Phase der niedermolekularen Hybridpartikel wurden jeweils insgesamt 50 mg Material, bestehend aus einem Gemisch aus Host- und Guestmolekülen, in 3 g Toluol aufgenommen.
Lösung 1 enthält 40 mg eines Matrixmaterials M1 und 10 mg eines Emitters E1 in 3 ml Toluol.
Lösung 2 enthält 20 mg eines Matrixmaterials M2, 20 mg eines
Matrixmaterials M3 und 10 mg eines Emitters E2 in 3 ml Toluol. Die Strukturformeln der verwendeten Matrixmaterialien und Emitter sind im Folgenden dargestellt:
M1 M2
M3
Beide Systeme wurden unter Rühren bei 60°C innerhalb von 1 Stunde vollständig gelöst. Die kontinuierliche Phase bestand für beide
Materialsysteme aus einer frischen Lösung von 7,5 mg SDS in 8 g MilliQ- Wasser.
Der weiterführende Herstellungsprozess war identisch für alle
Dispersionen. Die disperse Phase und die Tensidlösung wurden vereint und das Gemisch verschlossen für mindestens 1 Stunde bei 1200 U/min bei Raumtemperatur voremulgiert. Aus der Präemulsion wurde direkt anschließend mittels Homogenisierung an einer Ultraschallspitze eine Miniemulsion hergestellt (Branson Sonifier W450, 1/ -Zoll-Spitze, 70% Amplitude, 180 s Schallzeit, dabei immer 10 s Puls und 10 s Pause). Das Probengefäß wurde während des Schallens im Eisbad gekühlt. Danach wurde die Miniemulsion bei 65°C und 700 U/min offen im Ölbad gerührt, um organische Lösungsmittel zu verdampfen. Nach 12 bis 15 Stunden waren noch etwa 5 ml rein wässrige Dispersion übrig und das Probenvolumen wurde je nach Bedarf weiter eingeengt, so dass ein bestimmter
Feststoffgehalt (normalerweise 1 bis 3 %) erhalten wurde. Zur Entfernung überschüssigen Tensids wurde die abgekühlte fertige Dispersion bei Bedarf in einem Dialyseschlauch (Visking tubes, MWCO 14000 g/mol, Carl Roth) in 2 L MilliQ-Wasser dialysiert. Dabei war die Dialysedauer abhängig von der Art und Menge des Tensids und es wurden Dispersionen mit verschiedenen Dialysegraden für die OLED-Fertigung verwendet. Eine vollständige Dialyse eines Standardansatzes dauerte etwa 12 Stunden.
Beschichtung von Nanopartikel mit Polysaccharide.
5
Beispiel 2
Die Nanopartikel wurden mit Polysaccharid beschichtet, indem sie für 12 Stunden in einer wässrigen 0,02 bis 0,1%-Lösung von Xyloglucan (aus Tamarindenharz, Molmasse ca. 50 KDa) gerührt wurden. Ein Überschuss an ^ Q Polysaccharid wurde durch Zentrifugieren und Dekantieren entfernt.
Beispiel 3
Die Nanopartikel wurden mit Polysaccharid beschichtet, indem sie für 12 Stunden in einer wässrigen 0,02 bis 0,1%-Lösung von Gaiactomannan (aus g Guarharz, Molmasse ca. 25 KDa) gerührt wurden. Ein Überschuss an Polysaccharid wurde durch Zentrifugieren und Dekantieren entfernt.
Beispiel 4
Auftragung von Polysaccharid-beschichteten Nanopartikeln auf Glassubstrate (für Beispiel 2 und 3).
Die erhaltene Dispersion wurde auf ein HIL-beschichtetes Glassubstrat durch Spincoating aufgetragen, wobei eine Emissionsschicht mit einer Schichtdicke von 80 bis 140 nm erhalten wurde. Die Schicht wurde bei 150°C für 60 Minuten getrocknet und anschließend für 60 Minuten bei 180°C gesintert. Es wurde eine Schicht mit einer Oberflächenenergie von 16 mN/ erhalten (Die Kontaktwinkel der Schicht betrugen 81.6 (L), 83.2 ( ))- 0

Claims

Patentansprüche
Formulierung enthaltend mindestens ein Lösungsmittel und
Nanopartikel umfassend mindestens ein grenzflächenaktives Polymer und mindestens ein organisch funktionelles Material, welches zur Herstellung von Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist.
Formulierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das organisch funktionelle Material, welches zur Herstellung von
Funktionsschichten elektronischer Vorrichtungen einsetzbar ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus fluoreszierenden Emittern, phosphoreszierenden Emittern, Host Materialien, Matrix- Materialien, Excitonenblockiermaterialien, Elektroneiitransport- materialien, Elektroneninjektionsmaterialien, Lochleitermaterialien, Lochinjektionsmaterialien, n-Dotanden, Wide-Band-Gap-Materialien, Elektronenblockiermaterialien, Lochblockiermaterialien und
Farbmitteln.
Formulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer eine Löslichkeit in Wasser bei 25°C von mindestens 1 g/l aufweist.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw im Bereich von 5000 bis 1000000 g/mol, vorzugsweise im Bereich von 10000 bis 500000 g/mol und besonders bevorzugt im Bereich von 15000 bis 100000 g/mol aufweist. Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer eine Oberflächenspannung im Bereich von 40 bis 60 mN/m aufweist.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer im Wesentlichen keine Carboxyl-Gruppen aufweist.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer ein Polysaccharid und/oder ein Polypeptid ist.
Formulierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysaccharid verzweigt ist.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Polymer ein Speicherpolysaccharid, vorzugsweise ein auf Glucose, Mannose, Fructose, Galactose und/oder Xylose basierendes Polysaccharid ist, welches bevorzugt ausgewählt ist aus Xyloglucanen und/oder Galactomannanen.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von organisch funktionellem Material zu grenzflächenaktivem Polymer im Bereich von 1 :1 bis 50:1 , vorzugsweise im Bereich von 4:1 bis 12:1 und besonders bevorzugt im Bereich von 6:1 bis 8:1 liegt.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein polares Lösungsmittel ist, wobei das Lösungsmittel vorzugsweise einen ET(30)-Wert von mindestens 180, vorzugsweise von mindestens 200 kJ/mol aufweist, gemessen bei 25°C gemäß C. Reichardt, Angew. Chem., 91 , 119 (1979).
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Wasser und/oder einen Alkohol mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen umfasst.
Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel mindestens 80 Gew.-% Wasser und/oder einen Alkohol mit höchstens 6
Kohlenstoff atomen umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, umfassend das Aufbringen einer Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 auf ein Substrat und/oder auf eine auf ein Substrat mittelbar oder unmittelbar aufgetragene Schicht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierung durch Flutbesch ichtung, Tauchbeschichtung,
Sprühbeschichtung, Spincoating, Siebdruck, Hochdruck, Tiefdruck, Rotationsdruck, Walzenbeschichtung, Flexodruck, Offsetdruck oder Nozzle-Printing, vorzugsweise Ink-Jet-Druck auf ein Substrat oder eine der auf das Substrat aufgetragenen Schichten aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Trocknung der auf das Substrat aufgebrachten Schicht, welche Nanopartikel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 aufweist, ein Sinterschritt durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrfach wiederholt wird, wobei verschiedene oder gleiche Funktionsschichten gebildet werden.
Elektronische Vorrichtung erhältlich nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17.
Elektronische Vorrichtung mit mindestens einer Schicht umfassend mindestens ein organisch funktionelles Material und mindestens ein grenzflächenaktives Polymer vorzugsweise ausgewählt aus
Polysacchariden und/oder Polypeptiden.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Vorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektrolumineszenz- vorrichtungen, organischen integrierten Schaltungen, organischen Feld-Effekt-Transistoren, organischen Dünnfilmtransistoren, organischen lichtemittierenden Transistoren, organischen Solarzellen, organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen Feld-Quench-Devices, lichtemittierenden
elektrochemischen Zellen oder organischen Laserdioden.
Verwendung von Polysacchariden und/oder Polypeptiden zur
Herstellung von elektronischen Vorrichtungen.
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