Neue Emittermaterialien und Matrixmaterialien für optoelektronische und elektronische Bauelemente, insbesondere organische lichtemittierende Dioden (OLEDs) New emitter materials and matrix materials for opto-electronic and electronic components, in particular organic light-emitting diodes (OLEDs)
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen, wie hierin beschrieben, sowie deren Verwendung als Emitter oder Wirtsmaterial in einem optoelektronischen Bauelement. The present invention relates to compounds as described herein, as well as their use as emitter or host material in an optoelectronic device.
Die Entwicklung von neuartigen funktionellen Verbindungen zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen ist aktuell Gegenstand intensiver Forschung. Ziel ist hierbei die Entwicklung und Untersuchung von Verbindungen, welche bislang noch nicht in elektronischen Vorrichtungen eingesetzt wurden, sowie die Entwicklung von Verbindungen, welche ein verbessertes Eigenschaftsprofil der Vorrichtungen ermöglichen. The development of novel functional compounds for use in electronic devices is currently the subject of intense research. The aim here is the development and investigation of compounds that have not been used in electronic devices so far, as well as the development of compounds that allow an improved property profile of the devices.
Unter dem Begriff optoelektronisches Bauelement werden gemäß der vorliegenden Erfindung unter anderem organische integrierte Schaltungen (OICs), organische Feld-Effekt-Transistoren (OFETs), organische Dünnfilmtransistoren (OTFTs), organische lichtemittierende Transistoren (OLETs), organische Solarzellen (OSCs), organische optische Detektoren, organische Photorezeptoren, organische Field-Quench-Devices (OFQDs), organische lichtemittierende elektrochemische Zellen (OLECs), organische Laserdioden (O-Laser) und organische Elektrolumineszenzvorrichtungen wie organische lichtemittierende Dioden (OLEDs) verstanden. The term optoelectronic component according to the present invention includes organic integrated circuits (OICs), organic field effect transistors (OFETs), organic thin film transistors (OTFTs), organic light emitting transistors (OLETs), organic solar cells (OSCs), organic optical Detectors, organic photoreceptors, organic field quench devices (OFQDs), organic light-emitting electrochemical cells (OLECs), organic laser diodes (O-lasers) and organic electroluminescent devices such as organic light-emitting diodes (OLEDs) understood.
Der Aufbau organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), in denen die hierin beschriebenen Verbindungen bevorzugt als funktionelle Materialien eingesetzt werden können, ist dem Fachmann bekannt und wird unter anderem in den Patentveröffentlichungen US 4539507, US 5151629, EP 0676461 und WO 1998/27136 beschrieben. The structure of organic electroluminescent devices (OLEDs) in which the compounds described herein can preferably be used as functional materials is known to the person skilled in the art and is described inter alia in patent publications US 4539507, US 5151629, EP 0676461 and WO 1998/27136.
Betreffend die Leistungsdaten der OLEDs sind, insbesondere in Hinblick auf eine breite kommerzielle Verwendung, noch weitere Verbesserungen erforderlich. Von besonderer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang die Lebensdauer, die Effizienz und die Betriebsspannung der OLEDs sowie die realisierten Farbwerte. Insbesondere werden in der Industrie dringend langlebige, effiziente blaue Emitter für OLEDs benötigt, die obendrein auch noch kostengünstig herstellbar sind. Regarding the performance of the OLEDs, further improvements are needed, especially with a view to widespread commercial use. Of particular importance in this connection are the service life, the efficiency and the operating voltage of the OLEDs as well as the color values realized. In particular, the industry urgently needs long-lived, efficient blue emitters for OLEDs, which are also inexpensive to produce on top of that.
Aufgrund von Spinrestriktionen im Rekombinationsprozess der Elektronen und Löcher in der Emitterschicht organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen können in fluoreszierenden Emittern nur maximal 25 % der elektrischen Energie in Licht umgewandelt werden. Die Verwendung von organischmetallischen Komplexstrukturen zieht Nutzen aus den ansonsten über nicht-radiative Löschprozesse für die Elektrolumineszenz verlorenen Triplett-Exzitonen. Insbesondere Iridium oder anderen Übergangsmetalle enthaltende phosphoreszente Emitter stellen den Stand der Technik dar. Diese phosphoreszenten Emitter werden in Matrixmaterialien mit hoch liegenden Triplettzuständen hineindotiert, wobei diese Matrixmaterialien häufig Carbazolderivate, zum Beispiel Bis(carbazolyl)biphenyl, weiterhin Ketone (WO 2004/093207), Phosphinoxide, Sulfone (WO
2005/003253), oder Triazinverbindungen wie Triazinyispirobifluoren (WO 2005/053055 und WO 2010/05306) enthalten. Due to spin restrictions in the recombination process of the electrons and holes in the emitter layer of organic electroluminescent devices, only a maximum of 25% of the electrical energy can be converted into light in fluorescent emitters. The use of organometallic complex structures takes advantage of the triplet excitons otherwise lost through non-radiative electroluminescent quenching processes. In particular, phosphorescent emitters containing iridium or other transition metals represent the state of the art. These phosphorescent emitters are doped in matrix materials with high triplet states, these matrix materials frequently containing carbazole derivatives, for example bis (carbazolyl) biphenyl, furthermore ketones (WO 2004/093207), Phosphine oxides, sulfones (WO 2005/003253), or triazine compounds such as Triazinyispirobifluoren (WO 2005/053055 and WO 2010/05306) included.
In Materialien, in denen der Triplett-Zustand energetisch hoch und somit nahe am niedrigsten angeregten Singulett-Zustand gelegen ist, kann es jedoch zum reverse intersystem crossing (RISC) kommen. Dabei werden Triplett-Exzitonen thermisch in den Singulett-Zustand angehoben, wo sie zur Fluoreszenz beitragen können. Dies wird als thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (thermally activated delayed fluorescence, TADF) bezeichnet. So kann theoretisch bis zu 100 % der Energie, die in den energetisch angeregten Zuständen gespeichert ist, in Form von fluoreszenter Elektrolumineszenz abgestrahlt werden. However, in materials where the triplet state is energetically high and thus close to the lowest excited singlet state, reverse intersystem crossing (RISC) may occur. Triplet excitons are thermally elevated to the singlet state, where they can contribute to fluorescence. This is called thermally activated delayed fluorescence (TADF). Thus, theoretically, up to 100% of the energy stored in the energetically excited states can be radiated in the form of fluorescent electroluminescence.
Organische Moleküle, die sich aus Donor- und Akze ptor-Stru k tu re n zusammensetzen, deren höchstes besetztes Molekülorbital (HOMO) und niedrigstes unbesetztes Molekülorbital (LUMO) nur geringfügig überlappen, weisen niedrige Aufspaltungen zwischen dem niedrigsten angeregten Singulett und dem niedrigsten Triplett auf, so dass der TADF Prozess effizient ablaufen kann. Daher stellen solche Moleküle eine effiziente und kostengünstige Alternativen zu metall-organischen phosphoreszenten Emittermaterialien dar. Organic molecules composed of donor and acceptor structures whose highest occupied molecular orbital (HOMO) and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) overlap only slightly show low splits between the lowest excited singlet and the lowest triplet so that the TADF process can run efficiently. Therefore, such molecules are an efficient and inexpensive alternative to metal-organic phosphorescent emitter materials.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die Verbindungen, wie hierin beschrieben, hervorragend zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen, insbesondere als Emitter- oder Matrixmaterialien, geeignet sind. Einige der hierin beschriebenen Verbindungen zeichnen sich durch eine kleine energetische Aufspaltung zwischen dem niedrigsten angeregten Triplett und dem niedrigsten angeregten Singulett aus, weshalb in derartigen Materialien über den Mechanismus der thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz (thermally activated delayed fluorescence, TADF) ein rückwärts verlaufender Übergang vom Triplett- zum Singulettsystem ausgenutzt werden kann, um einen Teil der Tripiettzustände durch thermische Anregung in Singuletts zu überführen. Diese Singulettzustände tragen dann ihrerseits zur strahlenden Rekombination bei, was die interne Quanteneffizienz einer OLED entsprechend über 25 % hinaus erhöht. Des Weiteren werden Materialien vorgeschlagen, bei denen sowohl das niedrigste angeregte Singulett als auch das niedrigste angeregte Triplett bei sehr hohen Energien liegen, wobei aber auch die Aufspaltung zwischen diesen beiden Anregungen relativ groß ist. Diese Materialien eignen sich auf Grund der großen Aufspaltung zwischen Singulett und Triplett zwar nicht als TADF-Emitter, aber sie können als Transportmaterialien und Matrixmaterialien für TADF-Emitter genutzt werden. Insbesondere der hohe Wert der niedrigsten Triplettanregung in einem solchen Matrixmaterial vermeidet, dass ein Triplettzu stand eines eingebetteten TADF-Emitters oder eines eingebetteten phosphoreszenten Emitters auf einen bei höherer Energie liegenden nichtstrahlenden Triplettzustand des Matrixmaterials übergehen kann. In the context of the present invention, it has been found that the compounds as described herein are outstandingly suitable for use in optoelectronic components, in particular as emitter or matrix materials. Some of the compounds described herein are characterized by a small energetic splitting between the lowest excited triplet and the lowest excited singlet, therefore in such materials a thermally activated delayed fluorescence (TADF) mechanism causes a backward transition from the triplet - Can be exploited to singlet system to convert part of the Tripiettzustände by thermal excitation in singlets. These singlet states then contribute to radiative recombination, which increases the internal quantum efficiency of an OLED beyond 25%. Furthermore, materials are proposed in which both the lowest excited singlet and the lowest excited triplet are at very high energies, but also the splitting between these two excitations is relatively large. Although these materials are not suitable as TADF emitters due to the large singlet to triplet splitting, they can be used as transport materials and matrix materials for TADF emitters. In particular, the high value of the lowest triplet excitation in such a matrix material prevents a triplet state of an embedded TADF emitter or embedded phosphorescent emitter from being able to transition to a higher energy non-radiative triplet state of the matrix material.
In einem ersten Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung daher auf eine Verbindung umfassend mindestens eine Donor- und mindestens eine Akzeptor-Gruppe, in der die vertikale Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripietts zurück in den elektronischen Grundzustand sowohl für das
einzelne entsprechende Donor-Moieküi als auch für das einzelne entsprechende Akzeptor-Molekül mindestens 2,2 eV beträgt. In a first aspect, therefore, the present invention is directed to a compound comprising at least one donor and at least one acceptor group in which the vertical transition energy of the lowest excited triplet returns to the electronic ground state for both the individual corresponding donor Moieküi and for the individual corresponding acceptor molecule is at least 2.2 eV.
In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer Verbindung wie hierin beschrieben in einem optoelektronischen Bauelement, beispielsweise einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED), einer organischen integrierten Schaltung (CMC), einem organischen Feld-Effekt-Transistor (O-FET), einem organischen Dünnfilmtransistor (O-TFT), einem organischen lichtemittierenden Transistor (O-LET), einer organischen Solarzelle (O-SC), einem organischen optischen Detektor, einem organischen Photorezeptor, einer organischen Feld-Quench- Vorrichtung (O-FQD), einer lichtemittierenden elektrochemischen Zelle (LEC) oder einer organischen Laserdiode (O-Laser) als Emitter oder Matrixmaterial. In a further aspect, the present invention is directed to the use of a compound as described herein in an optoelectronic device, such as an organic electroluminescent device (OLED), an organic integrated circuit (CMC), an organic field effect transistor (O-FET) , an organic 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 quenching device (O-FQD) , a light-emitting electrochemical cell (LEC) or an organic laser diode (O-laser) as emitter or matrix material.
Schließlich richtet sich die vorliegende Erfindung auch auf ein optoelektronisches Bauelement enthaltend mindestens eine Verbindung wie hierin beschrieben. Finally, the present invention is also directed to an optoelectronic device containing at least one compound as described herein.
„Mindestens ein", wie hierin verwendet, bedeutet 1 oder mehr, d.h. 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr. „Mindestens eine Donor-Gruppe" bedeutet somit beispielsweise mindestens eine Art von Donor- Gruppe, d.h. dass eine Art von Donor-Gruppe oder eine Mischung mehrerer verschiedener Donor- Gruppen gemeint sein kann. "At least one" as used herein means 1 or more, ie 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more. "At least one donor group" thus means, for example, at least one type of donor - group, ie that is, one kind of donor group or a mixture of several different donor groups may be meant.
Die vorliegende Erfindung betrifft metallfreie Verbindungen, die sowohl als Emitter- als auch als Matrixmaterialien in optoelektronischen und elektronischen Bauelementen Anwendung finden können. Dabei umfasst eine Verbindung, wie hierin beschrieben, mindestens eine Donor- und mindestens eine Akzeptor-Gruppe, in denen die Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripletts zurück in den elektronischen Grundzustand sowohl für das entsprechende Donor-Molekül als auch für das entsprechende Akzeptor-Moleküls mindestens 2,2 eV beträgt. The present invention relates to metal-free compounds which can be used both as emitter and as matrix materials in optoelectronic and electronic components. Here, a compound as described herein includes at least one donor and at least one acceptor group in which the transition energy of the lowest excited triplet back to the ground electronic state for both the corresponding donor molecule and the corresponding acceptor molecule is at least 2 , 2 eV.
Dies eröffnet die Möglichkeit, dass auch die Rekombination vom internen Ladungstransferzustand zwischen Donor- und Akzeptor-Gruppe zurück in den elektronischen Grundzustand noch bei einer sehr hohen Übergangsenergie liegt. This opens the possibility that even the recombination of the internal charge transfer state between the donor and acceptor groups back to the electronic ground state is still at a very high transition energy.
Der Begriff„Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripletts" bezeichnet dabei die Energie, die der vertikalen Übergangsenergie des Übergangs aus der niedrigsten relaxierten Triplettkonfiguration Ti zurück in den elektronischen Grundzustand So in einem Molekül entspricht. Eine solche vertikaleThe term "transition energy of the lowest excited triplet" refers to the energy that corresponds to the vertical transition energy of the transition from the lowest relaxed triplet configuration Ti back to the electronic ground state So in a molecule
Übergangsenergie Evert(Ti ► So) vom Minimum der angeregten Potentialfläche in derTransition energy Evert (Ti ► So) from the minimum of the excited potential surface in the
Elektronenkonfiguration Ti kann aus dem Phosphoreszenzspektrum l(E) proportional zu Ι(λ)/Ε2 ermittelt werden. Dieses Phosphoreszenzspektrum l(E) wird durch die möglichen Endzustände im Molekül und die Zustandsdichte der emittierten Photonen bestimmt, so dass zwischen der mittleren Energie der gemessenen Intensität l(E) einerseits und der mittleren Energie der skalierten Intensität l(E)/E3 andererseits unterschieden werden muss. Der Energiemittelwert der skalierten Intensität l(E)/E3 entspricht gerade der vertikalen Übergangsenergie vom Minimum der Potentialfläche Ti des Emitters
zurück auf die Potentialfläche So. Daher erlaubt diese operative Definition der vertikalen Übergangsenergie EVert(Ti ► So) aus einem gemessenen Phosphoreszenzspektrum einen direkten Vergleich mit einer mit theoretischen Methoden berechneten Übergangsenergie Ti ► So vom Minimum der Potentialfläche Ti des Emitters zurück in den elektronischen Grundzustand So, berechnet beispielsweise mit zeitabhängiger Dichtefunktionaltheorie. Im Gegensatz dazu ist der Übergang vom Minimum des elektronischen Grundzustands So in den niedrigsten Triplettzustand Ti durch seine verschwindende Oszillatorstärke in Absorption nicht sichtbar, so dass ein mit zeitabhängiger Dichtefunktionaltheorie berechneter Wert für die Übergangsenergie So ► Ti nicht experimentell überprüft werden kann. Electron configuration Ti can be determined from the phosphorescence spectrum l (E) proportional to Ι (λ) / Ε 2 . This phosphorescence spectrum l (E) is determined by the possible final states in the molecule and the density of states of the emitted photons, so that between the average energy of the measured intensity l (E) on the one hand and the mean energy of the scaled intensity l (E) / E 3 on the other hand must be distinguished. The mean energy value of the scaled intensity I (E) / E 3 corresponds exactly to the vertical transition energy from the minimum of the potential surface Ti of the emitter back to the potential area So. Therefore, this operational definition of the vertical transition energy E allows V ert (Ti ► So) from a measured phosphorescence spectrum for a direct comparison with a calculated theoretical methods transition energy Ti ► So the minimum of the potential surface Ti of the emitter back to the electronic Ground state So, calculated, for example, with time-dependent density functional theory. In contrast, the transition from the minimum of the electronic ground state So to the lowest triplet state Ti is not visible due to its vanishing oscillator strength in absorption, so that a value calculated for the transition energy So ► Ti can not be experimentally verified with time-dependent density functional theory.
Entsprechend obiger Definition kann aus einem Phosphoreszenzspektrum leicht die Übergangsenergie Ti —► So und entsprechend aus einem Fluoreszenzspektrum die Übergangsenergie Si <■ So ermittelt werden, unabhängig von Linienform, Verbreiterung, sowie Sichtbarkeit vibronischer Subbänder. Diese Übergangsenergie ergibt direkt den korrekten Energieabstand zwischen dem Minimum der Ti Potentialfläche und der So Potentialfläche des Moleküls in der gleichen Ti Geometrie, bzw. entsprechend den korrekten Energieabstand zwischen dem Minimum der Si Potentialfläche und der So Potentialfläche in der gleichen Si Geometrie. Diese Definition der Übergangsenergie ist damit anderen möglichen Verfahren zur Ermittlung der Energie des Triplettübergangs Ti -■♦ So oder des Singulettübergangs Si ► So klar überlegen, beispielsweise: According to the above definition, from a phosphorescence spectrum, the transition energy Ti -►So and, correspondingly, from a fluorescence spectrum, the transition energy Si < ■ So can be determined independently of line shape, broadening, and visibility of vibronic subbands. This transition energy directly gives the correct energy gap between the minimum of the Ti potential surface and the So potential surface of the molecule in the same Ti geometry, or corresponding to the correct energy distance between the minimum of the Si potential surface and the So potential surface in the same Si geometry. This definition of the transition energy is therefore another possible method for determining the energy of the triplet transition Ti - ■ ♦ So clearly superior Either the Singulettübergangs Si ►, for example:
• der Ermittlung des vibronischen Subbandes Eoo bei der kürzesten Wellenlänge bzw. höchsten Energie, weil die Sichtbarkeit der Subbänder durch verschieden ausgeprägte Verbreiterungen eingeschränkt sein kann, vgl. Endo et al. , Appl. Phys. Lett. 98, 083302 (2012) • the determination of the vibronic subband Eoo at the shortest wavelength or highest energy, because the visibility of the subbands may be limited by different pronounced broadening, cf. Endo et al. , Appl. Phys. Lett. 98, 083302 (2012)
• Berechnungen des Abstandes der Potentialflächen in der Geometrie des Grundzustands So, vgl. Lee ef al. , Appl. Phys. Lett. 101 , 093306 (2012) • Calculations of the distance of the potential surfaces in the geometry of the ground state So, cf. Lee ef al. , Appl. Phys. Lett. 101, 093306 (2012)
• einer Tangentenkonstruktion des energieabhängigen Emissionsspektrums l(E), um zum Fußpunkt des Spektrums bei hoher Energie zu interpolieren, vgl. Hirata et al. , Nature Materials 124, 330 (2015) • a tangent construction of the energy-dependent emission spectrum l (E), to interpolate to the high energy footpoint, cf. Hirata et al. , Nature Materials 124, 330 (2015)
• einer Tangentenkonstruktion des wellenlängenabhängigen Emissionsspektrums Ι(λ), um zum Fußpunkt des Spektrums bei niedriger Wellenlänge (d.h. hoher Energie) zu interpolieren, vgl. Tanaka et al. , Jpn. J. Appl. Phys. 46, L1 17 (2007). A tangent construction of the wavelength-dependent emission spectrum Ι (λ) to interpolate to the base of the spectrum at low wavelength (i.e., high energy), cf. Tanaka et al. , Jpn. J. Appl. Phys. 46, L1 17 (2007).
In aus geeignet ausgewählten Donor- und Akzeptor-Gruppen aufgebauten Molekülen kann aufgrund einer geringen Aufspaltung zwischen dem niedrigsten angeregten Triplett und dem niedrigsten angeregten Singulett wie vorangehend beschrieben über den Mechanismus der thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz ein rückwärts verlaufender Übergang vom Triplett- zum Singulettsystem ausgenutzt werden, um einen Teil der Triplettzustände durch thermische Anregung in Singuletts zu überführen. Diese Singulettzustände tragen dann ihrerseits zur strahlenden Rekombination bei, wodurch die interne Quanteneffizienz von OLEDs entsprechend über die sonst üblichen 25 % hinaus erhöht wird.
In einer Ausführungsform richtet sich die vorliegende Erfindung darüber hinaus auf Verbindungen, in denen der Diederwinkel zwischen der mindestens einen Donor- und der mindestens einen Akzeptor- Gruppe im elektronischen Grundzustand mindestens 70° beträgt. In molecules constructed from appropriately selected donor and acceptor groups, a backward transition from the triplet to the singlet system can be exploited via the mechanism of thermally activated delayed fluorescence due to a low resolution between the lowest excited triplet and the lowest excited singlet as described above. to convert part of the triplet states into singlets by thermal excitation. These singlet states then in turn contribute to the radiative recombination, whereby the internal quantum efficiency of OLEDs is correspondingly increased beyond the usual 25%. In one embodiment, the present invention is further directed to compounds in which the dihedral angle between the at least one donor and the at least one acceptor group in the electronic ground state is at least 70 °.
Im niedrigsten Ladungstransferzustand zwischen Donor- und Akzeptor-Gruppe hängt die Aufspaltung zwischen Singulett und Triplett entscheidend von diesem Diederwinkel zwischen den beiden Gruppen ab, so dass ein ausreichend großer Diederwinkel eine geringe Aufspaltung bewirkt. Geeignete Verfahren zur Ermittlung dieses Diederwinkels sind einerseits die Bestimmung der Molekülgeometrie in einer kristallinen Phase durch Röntgenbeugung oder andererseits die Berechnung der Geometrie des freien Moleküls mit hinreichend genauen quantenchemischen Methoden, beispielsweise Dichtefunktionaltheorie. In the lowest charge transfer state between the donor and acceptor groups, the singlet to triplet splitting depends crucially on this dihedral angle between the two groups, so that a sufficiently large dihedral angle causes little splitting. Suitable methods for determining this dihedral angle are on the one hand the determination of the molecular geometry in a crystalline phase by X-ray diffraction or on the other hand the calculation of the geometry of the free molecule with sufficiently precise quantum chemical methods, for example density functional theory.
Für die nicht-planaren Donor- und Akzeptor-Gruppen einiger der hierin beschriebenen Verbindungen wird die Referenzebene wie folgt definiert. Die Liganden werden, wie nachfolgend beschrieben, jeweils über ein Stickstoff- oder Phosphoratom an ein Kohlenstoffatom eines anderen Molekülteils gebunden. Dieses Kohlenstoffatom ist Teil einer aromatischen Gruppe des anderen Molekülteils. Für die Definition des Diederwinkels um die Kohlenstoff-Stickstoff- (bzw. Kohlenstoff-Phosphor-) Bindung zum Liganden wird die offensichtliche Ebene der aromatischen Gruppe des Molekülteils herangezogen, das das Kohlenstoffatom der Kohlenstoff-Stickstoff (bzw. Kohlenstoff-Phosphor) Bindung enthält, d.h. möglicherweise anders orientierte, ebene Molekülteile in größerem Abstand zu dieser Bindung werden nicht berücksichtigt. Das Stickstoff- oder Phosphoratom des Liganden dagegen liegt in einem nichtaromatischen und nicht-planaren Hexagon, das durch zwei Phenylgruppen fortgesetzt wird, bei denen jeweils eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung mit dem zentralen Hexagon geteilt wird. Aus den nicht- koplanaren Ebenen der beiden aromatischen Phenylgruppen können zwei Winkelhalbierende Ebenen definiert werden. Die Referenzebene für den Liganden wird als die Winkelhalbierende Ebene definiert, die einen kleineren Winkel mit den aromatischen Gruppen bildet. Für das Beispiel Phenothiazindioxid beträgt der Winkel zwischen den aromatischen Phenylebenen und der wie oben definierten Referenzebene etwa 13 °. For the non-planar donor and acceptor groups of some of the compounds described herein, the reference level is defined as follows. The ligands, as described below, each bound via a nitrogen or phosphorus atom to a carbon atom of another part of the molecule. This carbon atom is part of an aromatic group of the other part of the molecule. The definition of the dihedral angle around the carbon-nitrogen (or carbon-phosphorus) bond to the ligand is based on the apparent level of the aromatic moiety of the moiety containing the carbon atom of the carbon-nitrogen (or carbon-phosphorus) bond, ie possibly differently oriented, planar parts of the molecule at a greater distance from this bond are not taken into account. In contrast, the nitrogen or phosphorus atom of the ligand lies in a non-aromatic and non-planar hexagon, which is continued by two phenyl groups, each sharing a carbon-carbon bond with the central hexagon. From the non-coplanar planes of the two aromatic phenyl groups, two bisecting planes can be defined. The reference plane for the ligand is defined as the bisecting plane that forms a smaller angle with the aromatic groups. For the example of phenothiazine dioxide, the angle between the aromatic phenyl planes and the reference plane defined above is about 13 °.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Verbindungen der Erfindung thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz und sind daher als TADF-Emitter geeignet. In various embodiments of the invention, the compounds of the invention exhibit thermally activated delayed fluorescence and are therefore suitable as TADF emitters.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung darüber hinaus eine Verbindung, in der mindestens eine Donor-Gruppe und/oder Akzeptor-Gruppe eine Verbindung der Formel (I) oder eine Verbindung der Formel (II) ist:
In one embodiment, the present invention furthermore relates to a compound in which at least one donor group and / or acceptor group is a compound of the formula (I) or a compound of the formula (II):
(I) (II) (I) (II)
In den Verbindungen der Formel (I) sind R11-R18 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C20 Alkyl, Aryl und Brom, oder R11 , R 4, R 5 und R 8 sind wie voranstehend definiert und R13 und/oder R16 oder R 2 und/oder R17 bezeichnet/bezeichnen
In the compounds of formula (I), R 11 -R 18 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, C 1 -C 20 alkyl, aryl and bromine, or R 11 , R 4 , R 5 and R 8 are as defined above and R 13 and / or R 16 or R 2 and / or R 17 denote / denote
welches den Anknüpfungspunkt an einen anderen Teil des Moleküls darstellt. Y1 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N-R19, P(0)R19 und P(0)OR19. X1 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus P(0)R19, P(0)OR19, Si(Ci-C2o Alkyl)2, Si(Aryl)z und SO2, wobei R19 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C20 Alkyl und Aryl, oder R 9 bezeichnet
which represents the point of attachment to another part of the molecule. Y 1 is selected from the group consisting of NR 19 , P (0) R 19 and P (0) OR 19 . X 1 is selected from the group consisting of P (O) R 19 , P (O) OR 19 , Si (C 1 -C 20 alkyl) 2 , Si (aryl) z and SO 2, wherein each R 19 is independently selected the group consisting of hydrogen, C1-C20 alkyl and aryl, or R 9 denotes
welches den Anknüpfungspunkt an einen anderen Teil des Moleküls darstellt. which represents the point of attachment to another part of the molecule.
In den Verbindungen der Formel (II) sind R2 ,-R28 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C20 Alkyl, Aryl und Brom, oder R21 , R24, R25 und R28 sind wie voranstehend definiert und R23 und/oder R26 oder R22 und/oder R27 bezeichnet/bezeichnen
In the compounds of formula (II), R 2, -R 28 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, C 1 -C 20 alkyl, aryl and bromine, or R 21 , R 24 , R 25 and R 28 are as above defined and R 23 and / or R 26 or R 22 and / or R 27 designate / denote
welches den Anknüpfungspunkt an einen anderen Teil des Moleküls darstellt. Y2 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus P(0)R29, P(0)OR29, Si(Ci-C2o Alkyl)2, Si(Aryl)2 und SO2. X2 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus P(0)R29, P(0)OR29, Si(Ci-C2o Alkyl)2, Si(Aryl)2 und SO2, wobei R29 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C20 Alkyl und Aryl, oder R29 bezeichnet
which represents the point of attachment to another part of the molecule. Y 2 is selected from the group consisting of P (O) R 29 , P (O) OR 29 , Si (C 1 -C 20 alkyl) 2 , Si (aryl) 2 and SO 2 . X 2 is selected from the group consisting of P (O) R 29 , P (O) OR 29 , Si (C 1 -C 20 alkyl) 2 , Si (aryl) 2 and SO 2 , wherein each R 29 is independently selected the group consisting of hydrogen, C1-C20 alkyl and aryl, or R 29 denotes
welches den Anknüpfungspunkt an einen anderen Teil des Moleküls darstellt. which represents the point of attachment to another part of the molecule.
Ein„C1-C20 Alkyl", wie hierin verwendet, bezeichnet eine lineare oder verzweigte Kohlenstoffgruppe, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome umfasst. Beispielhaft seien, ohne Einschränkung, insbesondere Gruppen verstanden, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, c-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, Isobutyl- und t-Butylgruppen, wobei die vorstehend genannten Gruppen jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können. Wenn sie substituiert sind, werden die
Substituenten vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogenen und Pseudohalogenen (-CN, -N3> -OCN, -NGO, -CNO, -SCN, -NCS, -SeCN). In verschiedenen Ausführungsformen sind die Alkylgruppen unsubstituiert. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Alkylgruppen C1-4 Alkylgruppen. A "C 1 -C 20 alkyl" as used herein refers to a linear or branched carbon group comprising from 1 to 20 carbon atoms. By way of example, it is to be understood, by way of limitation, in particular, that groups selected from the group consisting of methyl, ethyl, Propyl, isopropyl, c-propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl and t-butyl groups, the above groups each being substituted or unsubstituted Substituents preferably selected from the group consisting of halogens and pseudohalogens (-CN, -N 3> -OCN, -NGO, -CNO, -SCN, -NCS, -SeCN). In various embodiments, the alkyl groups are unsubstituted. In various embodiments, the alkyl groups are C1-4 alkyl groups.
Ein„A yl", wie hierin verwendet, bezeichnet entweder eine monozyklische aromatische Gruppe, wie z.B. Phenyl oder eine kondensierte (anneliierte, mehrkernige) aromatische polyzyklische Gruppe, beispielsweise Naphthalinyl oder Phenanthrenyl. Ein kondensierter (annellierter, mehrkerniger) aromatischer Polyzyklus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einfachen (einkernigen) aromatischen Ringen. Beispielhaft seien, ohne Einschränkung, insbesondere Gruppen verstanden, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Fluorenyl, Pyrenyl, Dihydropyrenyi, Chrysenyl, Perylenyl, Fluoranthenyl, Benzanthracenyl, Benzphenanthrenyl, Tetracenyl, Pentacenyl und Benzpyrenyl, wobei die vorstehend genannten Gruppen jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können. Wenn sie substituiert sind, werden die Substituenten vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogenen und Pseudohalogenen (-CN, -N3, -OCN, -NGO, -CNO, -SCN, -NCS, -SeCN). In verschiedenen Ausführungsformen sind die Arylgruppen unsubstituiert. Besonders bevorzugt ist Phenyl. An "A yl" as used herein refers to either a monocyclic aromatic group such as phenyl or a fused (annealed, polynuclear) aromatic polycyclic group, for example, naphthalenyl or phenanthrenyl By way of example, without limitation, in particular groups understood which are selected from the group consisting of phenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, fluorenyl, pyrenyl, Dihydropyrenyi, chrysenyl, perylenyl , Fluoranthenyl, benzanthracenyl, benzphenanthrenyl, tetracenyl, pentacenyl and benzpyrenyl, wherein the above groups may each be substituted or unsubstituted, and when substituted, the substituents are preferably selected from the group consisting of halogens and pseudohalogens (-CN, -N 3, -OCN, -NGO, -CNO, -SCN, -NCS, -SeCN). In various embodiments, the aryl groups are unsubstituted. Particularly preferred is phenyl.
In einer Ausführungsform ist/sind in der Verbindung, wie hierin beschrieben, R19 und/oder R29 jeweils unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Methyl und Phenyl, oder R19 und/oder R29 bezeichnet/bezeichnen
In one embodiment, in the compound as described herein, R 19 and / or R 29 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, methyl and phenyl, or R 19 and / or R 29 denote / denote
welches den Anknüpfungspunkt an einen anderen Teil des Moleküls darstellt. which represents the point of attachment to another part of the molecule.
In verschiedenen Ausführungsformen ist mindestens eine Donor- und/oder Akzeptor-Gruppe eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin, oder Phenoxazin, wobei mindestens ein weiterer Teil des Moleküls entsprechend den Formeln (I) oder (II) gewählt wird. In various embodiments, at least one donor and / or acceptor group is a compound selected from the group consisting of dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine, or phenoxazine, wherein at least one further portion of the molecule is selected according to formulas (I) or (II) ,
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Verbindung, wie hierin beschrieben, zusätzlich zu der mindestens einen Donor- und der mindestens einen Akzeptor-Gruppe, mindestens eine weitere Donor- oder Akzeptor-Gruppe, in der die Energie des niedrigsten angeregten Tripletts mindestens 2,2 eV beträgt, wie voranstehend definiert. In various embodiments, the compound as described herein, in addition to the at least one donor and at least one acceptor group, comprises at least one other donor or acceptor group in which the energy of the lowest excited triplet is at least 2.2 eV as defined above.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die mindestens eine weitere Donor- oder Akzeptor-Gruppe der wie hierin beschriebenen Verbindung eine Verbindung der Formel (I) oder (II), wie voranstehend definiert.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Verbindung eine Verbindung der Formel (III) oder eine Verbindung der Formel (IV): In various embodiments, the at least one other donor or acceptor group of the compound as described herein is a compound of formula (I) or (II) as defined above. In various embodiments, the compound is a compound of the formula (III) or a compound of the formula (IV):
A-B-A (III) A-B-A (III)
A-B (IV) A-B (IV)
In den Verbindungen der Formel (III) oder (IV) sind die Komponenten A und B jeweils entweder eine Donor- oder eine Akzeptor-Gruppe, wobei mindestens ein A oder B, vorzugsweise alle A, besonders bevorzugt alle A und B, jeweils unabhängig eine Verbindung mit einer vertikalen Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripletts zurück in den elektronischen Grundzustand von mindestens 2,2 eV sind, wie oben definiert. Dabei können beispielsweise alle A eine Donor- und B eine Akzeptor-Gruppe sein oder umgekehrt. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der Diederwinkel zwischen mindestens einer Donor- und mindestens einer Akzeptor-Gruppe, d.h. vorzugsweise zwischen (jedem) A und B mindestens 70°. A und B sind jeweils über kovalente Bindungen aneinander gebunden, wobei die jeweiligen Anknüpfungspunkte die sein können, die oben im Kontext mit den Formeln (I) und (II) beschrieben wurden. A ist vorzugsweise über die Gruppe, die R 9 in Formel (I) entspricht, gebunden und B vorzugsweise über die Gruppe, die R13 und/oder R16 oder R12 und/oder R17 in Formel (I) bzw. R23 und/oder R26 oder R22 und/oder R27 in Formel (II) entspricht. In the compounds of formula (III) or (IV), components A and B are each either a donor or an acceptor group, with at least one A or B, preferably all A, more preferably all A and B, each independently Compound having a vertical transition energy of the lowest excited triplet back to the electronic ground state of at least 2.2 eV, as defined above. In this case, for example, all A can be a donor and B can be an acceptor group or vice versa. In various embodiments, the dihedral angle between at least one donor and at least one acceptor group, ie, preferably between (each) A and B, is at least 70 °. A and B are each bonded to each other via covalent bonds, and the respective attachment points may be those described above in the context of formulas (I) and (II). A is preferably bonded via the group which corresponds to R 9 in formula (I), and B is preferably bonded via the group, R 13 and / or R 16 or R 12 and / or R 17 in formula (I) or R 23 and / or R 26 or R 22 and / or R 27 in formula (II).
In verschiedenen Ausführungsformen ist (i) die Komponente A jeweils unabhängig eine Verbindung der Formel (I), wie voranstehend definiert, die jeweils über R 9 an die Komponente B gebunden ist. In solchen Ausführungsformen kann die Komponente B eine Verbindung mit einer vertikalen Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripletts zurück in den elektronischen Grundzustand von mindestens 2.2 eV sind, wie oben definiert, sein, insbesondere ausgewählt aus Carbazol und Carbazol enthaltenden Verbindungen, Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin und Phenoxazin, noch bevorzugter aus Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin und Phenoxazin. Es ist selbstverstänlich, dass es sich bei A jeweils um die entsprechenden Reste der vorgenannten Verbindungen handelt, d.h. Dihydroacridinyl etc.. Der Einfachheit halber wird hierin aber alternativ auch der Name der Verbindung als solches verwendet, wobei dem Fachmann klar ist, dass jeweils der entsprechende Rest gemeint ist. Wenn B Carbazol oder eine Carbazol enthaltende Verbindung ist, dann ist es bevorzugt, dass das Carbazol eine sterisch anspruchsvolle Seitengruppe aufweist, insbesondere eine solche, die dafür sorgt, dass der Diederwinkel zwischen jedem A und B mindestens 70° beträgt. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der Diederwinkel zwischen mindestens einer Donor- und mindestens einer Akzeptor-Gruppe, d.h. vorzugsweise zwischen (jedem) A und B mindestens 70°. Wie bereits oben erwähnt ist B in diesen Ausführungsformen vorzugsweise über die Gruppe der vorgenannten Reste gebunden, die R13 und/oder R16 oder R12 und/oder R17 in Formel (I) entspricht. In various embodiments, (i) component A is each independently a compound of formula (I) as defined above, each of which is attached to component B via R 9 . In such embodiments, component B may be a compound having a vertical transition energy of the lowest excited triplet back to the electronic ground state of at least 2.2 eV as defined above, especially selected from carbazole and carbazole containing compounds, dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine and phenoxazine , more preferably dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine and phenoxazine. It is understood that A is the respective radicals of the abovementioned compounds, ie dihydroacridinyl, etc. For the sake of simplicity, however, the name of the compound is also used as such, it being understood by the person skilled in the art that the corresponding Rest is meant. When B is carbazole or a carbazole-containing compound, it is preferred that the carbazole has a bulky pendant group, especially one that provides for the dihedral angle between each A and B to be at least 70 °. In various embodiments, the dihedral angle between at least one donor and at least one acceptor group, ie, preferably between (each) A and B, is at least 70 °. As already mentioned above, B in these embodiments is preferably bonded via the group of the abovementioned radicals which corresponds to R 13 and / or R 16 or R 12 and / or R 17 in formula (I).
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Komponente B eine Verbindung der Formel (I), wie voranstehend definiert, oder eine Verbindung der Formel (II), wie voranstehend definiert, die jeweils über (a) R 3 und/oder R16 oder (b) R 2 und/oder R 7 bzw. (c) R23 und/oder R26 oder (d) R22 und/oder R27 an die Komponenten A gebunden ist. Dabei kann jede Komponente A unabhängig ausgewählt sein aus Verbindungen mit einer vertikalen Übergangsenergie des niedrigsten angeregten Tripletts zurück in den
elektronischen Grundzustand von mindestens 2,2 eV, wie oben definiert, insbesondere ausgewählt aus Carbazol und Carbazol enthaltenden Verbindungen, Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin und Phenoxazin, noch bevorzugter aus Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin und Phenoxazin. Wenn A Carbazol oder eine Carbazol enthaltende Verbindung ist, dann ist es bevorzugt, dass das Carbazol eine sterisch anspruchsvolle Seitengruppe aufweist, insbesondere eine solche, die dafür sorgt, dass der Diederwinkel zwischen jedem A und B mindestens 70° beträgt. In bevorzugten Ausführungsformen ist A eine Verbindung der Formel (I), wie voranstehend definiert, die jeweils über R19 an die Komponente B gebunden ist. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der Diederwinkel zwischen mindestens einer Donor- und mindestens einer Akzeptor-Gruppe, d.h. vorzugsweise zwischen (jedem) A und B mindestens 70". Wie bereits oben erwähnt ist A in diesen Ausführungsformen vorzugsweise über die Gruppe der vorgenannten Reste gebunden, die R 9 in Formel (I) entspricht. In various embodiments, component B is a compound of formula (I), as defined above, or a compound of formula (II), as defined above, each of which is above (a) R 3 and / or R 16 or (b) R 2 and / or R 7 or (c) R 23 and / or R 26 or (d) R 22 and / or R 27 is bonded to the components A. In this case, each component A can be selected independently from compounds with a vertical transition energy of the lowest excited triplet back into the electronic ground state of at least 2.2 eV, as defined above, in particular selected from carbazole and carbazole-containing compounds, dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine and phenoxazine, more preferably from dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine and phenoxazine. When A is carbazole or a carbazole-containing compound, it is preferred that the carbazole have a bulky pendant group, especially one which provides that the dihedral angle between each A and B is at least 70 °. In preferred embodiments, A is a compound of formula (I), as defined above, attached to component B via R 19 , respectively. In various embodiments, the dihedral angle between at least one donor and at least one acceptor group, ie preferably between (each) A and B, is at least 70 " . As mentioned above, A in these embodiments is preferably linked via the group of the aforementioned radicals, which R 9 in formula (I) corresponds.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind in den Verbindungen der Formel (III) und (IV) (1 ) alle A gleich und B unterschiedlich von A oder (2) alle A und B gleich. In verschiedenen Ausführungsformen werden alle A und/oder B aus Verbindungen der Formel (I) wie oben definiert ausgewählt. Dabei ist Y1 vorzugsweise NR19 und X1 Si(Ci-C2o Alkyl)2 oder SOa, wobei Alkyl vorzugsweise Methyl ist und/oder R19 vorzugsweise H, Methyl oder Ethyl ist. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist B eine Verbindung der Formel (I), wobei Y1 vorzugsweise NR19 und X1 Si(Ci-C2o Alkyl)?. oder SO2, wobei Alkyl vorzugsweise Methyl ist und/oder R19 vorzugsweise H, Methyl oder Ethyl ist, ist und A oder beide A, die vorzugsweise gleich sind, Dihydroacridin, Dimethylacridin, Phenothiazin oder Phenoxazin sind. In den vorgenannten Ausführungsformen ist B vorzugsweise über (a) R13 und/oder R16 oder (b) R12 und/oder R17 an das N-Atom von A gebunden. In various embodiments of the invention, in the compounds of formula (III) and (IV) (1) all A are equal and B different from A or (2) all A and B are the same. In various embodiments, all A and / or B are selected from compounds of formula (I) as defined above. Y 1 is preferably NR 19 and X 1 is Si (C 1 -C 20 alkyl) 2 or SOa, where alkyl is preferably methyl and / or R 19 is preferably H, methyl or ethyl. In particularly preferred embodiments, B is a compound of formula (I) wherein Y 1 is preferably NR 19 and X 1 Si (C 1 -C 20 alkyl). or SO 2, wherein alkyl is preferably methyl and / or R 19 is preferably H, methyl or ethyl, and A or both A, which are preferably the same, are dihydroacridine, dimethylacridine, phenothiazine or phenoxazine. In the aforementioned embodiments, B is preferably bonded to the N atom of A via (a) R 13 and / or R 16 or (b) R 12 and / or R 17 .
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Verbindung ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen der Formeln (1 4 In various embodiments, the compound is selected from the group of compounds of the formulas (1 4
Trimer aus drei 5,10-Dihydro-10,10-dimethylphenazasilin-Gruppen (1 )
Trimer of three 5,10-dihydro-10,10-dimethylphenazasilin groups (1)
Trimer aus einer zentralen 5-Methyl-5, 10-dihydro-10, 10-dimethylphenazasilin-Gruppe und zwei 5, 10- Trimer of a central 5-methyl-5, 10-dihydro-10, 10-dimethylphenazasilin group and two 5, 10
Dihydro-10,10-dimethylphenazasilin-Gruppen (2) Dihydro-10,10-dimethylphenazasilin groups (2)
Trimer aus einer zentralen 5-Ethyl-5,10-dihydro-10,10-dimethylphenazasilin-Gruppe und zwei 5, 10- Trimer of a central 5-ethyl-5,10-dihydro-10,10-dimethylphenazasiline group and two 5, 10
Dihydro-10,10-dimethylphenazasilin-Gruppen (3) Dihydro-10,10-dimethylphenazasilin groups (3)
Trimer aus einer zentralen 5,10-Dihydro-5,5, 10, 10-tetramethylsilanthren-Gruppe und zwei 5, 10- Dihydro-10,10-dimethyiphenazasilin-Gruppen (4)
Trimer of a central 5,10-dihydro-5,5,10,10-tetramethylsilanthrene group and two 5,10-dihydro-10,10-dimethyiphenazasilin groups (4)
Trimer aus drei Phenothiazin-5,5-dioxid-Gruppen (5) Trimer of three phenothiazine-5,5-dioxide groups (5)
Trimer aus einer zentralen 10-Methylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei Trimer of a central 10-methylphenothiazine-5,5-dioxide group and two
Phenothiazin-5,5-dioxid-Gruppen (6) Phenothiazine-5,5-dioxide groups (6)
Trimer aus einer zentralen 10-Ethylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei Trimer of a central 10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide group and two
Phenothiazin-5,5-dioxid-Gruppen (7)
Phenothiazine-5,5-dioxide groups (7)
Trimer aus einer zentralen 10- ethylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe sowie zwei Trimer of a central 10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide group and two
Phenothiazin-Gruppen (8) Phenothiazine groups (8)
Trimer aus einer zentralen 10-Ethylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei Trimer of a central 10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide group and two
Dimethylacridin-Gruppen (10)
Dimethylacridine groups (10)
Trimer aus einer zentralen Phenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei 5, 10-Dihydro-10, 10- dimethylphenazasilin-Gruppen (1 1 ) Trimer of one central phenothiazine-5,5-dioxide group and two 5,10-dihydro-10, 10-dimethylphenazasilin groups (1 1)
Trimer aus einer zentralen Methylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei 5,10-Dihydro-10,10- dimethylphenazasilin-Gruppen (12) Trimer of a central methylphenothiazine-5,5-dioxide group and two 5,10-dihydro-10,10-dimethylphenazasiline groups (12)
Trimer aus einer zentralen 10-Ethylphenothiazin-5,5-dioxid-Gruppe und zwei 5, 10-Dihydro-10,10- dimethylphenazasilin-Gruppen (13)
Trimer of a central 10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide group and two 5,10-dihydro-10,10-dimethylphenazasiline groups (13)
Trimer aus einer zentralen Thianthren-5,5, 10, 10-tetraoxid-Gruppe und zwei Trimer of a central thianthrene-5,5, 10, 10-tetraoxide group and two
Phenothiazin-5,5-dioxid-Gruppen (14) Phenothiazine-5,5-dioxide groups (14)
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist die Verbindung der Formel A-B oder A-B-A, d.h . der Formel (II I) oder (IV) frei von Carbazol-Gruppen oder von Carbazol abgeleiteten Gruppen mit einer Carbazol-Grundstruktur, d.h. insbesondere substituierten Carbazolen und hierbei insbesondere solchen mit sterisch wenig anspruchsvollen Substituenten. In various embodiments of the invention, the compound of formula A-B or A-B-A, i. of the formula (II I) or (IV) free of carbazole groups or carbazole-derived groups having a carbazole skeleton, i. in particular substituted carbazoles and in particular those having sterically less demanding substituents.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung, sind die Verbindungen der Erfindung nicht: In some embodiments of the invention, the compounds of the invention are not:
(1 ) ein Trimer der Formel (II I) aus einem zentralen Phenothiazin-5,5-dioxid als B, sowie zwei 9,9- Dimethyl-9, 10-dihydroacridin (DMAC) Gruppen als A, wobei die Gruppen jeweils unsubstituiert sind; (1) a trimer of the formula (II I) of a central phenothiazine-5,5-dioxide as B, and two 9,9-dimethyl-9, 10-dihydroacridine (DMAC) groups as A, wherein the groups are each unsubstituted ;
(2) ein Dimer der Formel (IV) aus Phenothiazin-5,5-dioxid als B und einer 9,9-Dimethyl-9, 10- dihydroacridin (DMAC) Gruppe als A, wobei die Gruppen jeweils unsubstituiert sind; (2) a dimer of formula (IV) of phenothiazine-5,5-dioxide as B and a 9,9-dimethyl-9, 10-dihydro-acridine (DMAC) group as A, the groups being each unsubstituted;
(3) ein Trimer der Formel (II I) aus einem zentralen Phenothiazin-5,5-dioxid als B, sowie zwei Carbazol- Gruppen als A, wobei die Gruppen jeweils unsubstituiert sind; (3) a trimer of formula (II I) of a central phenothiazine-5,5-dioxide as B, and two carbazole groups as A, the groups being each unsubstituted;
(4) ein Dimer der Formel (IV) aus Phenothiazin-5,5-dioxid als B und einer Carbazol-Gruppe als A, wobei die Gruppen jeweils unsubstituiert sind; (4) a dimer of formula (IV) of phenothiazine-5,5-dioxide as B and a carbazole group as A wherein the groups are each unsubstituted;
(5) 10, 10 -bis-(4-tert-Butyl-phenyl)-1 OH, 10'H(3,3')-Biphenothiazin (t-BPBP); (5) 10,10-bis (4-tert-butyl-phenyl) -1 OH, 10'H (3,3 ') -biphenothiazine (t-BPBP);
(6) 10-(4-tert-butyl-phenyl)-10H-Phenothiazin; (6) 10- (4-tert-butylphenyl) -10H-phenothiazine;
(7) 3-Bromo-10-(4-tert-butyl-phenyl)-10H-Phenothiazin; (7) 3-bromo-10- (4-tert-butylphenyl) -10H-phenothiazine;
(8) 10-(4-tert-butyl-phenyl)-3-((4,4,5,5-Tetramethyl)-[1 .2.3]dioxyborolan-2-yl)-10-phenothiazin; (8) 10- (4-tert-butylphenyl) -3 - ((4,4,5,5-tetramethyl) - [1. 2,3] dioxyborolan-2-yl) -10-phenothiazine;
(9) 10 -(4-tert-butyl-phenyl)-10'H[10,3';7' 10 'jTerphenothiazin (t-BPTP); (9) 10 - (4-tert-butylphenyl) -10'H [10.3 '; 7'10'] terphenothiazine (t-BPTP);
( 10) 3,7-Dibromo-10-(4-tert-butyl-phenyl)-10H-Phenothiazin; (10) 3,7-Dibromo-10- (4-tert-butyl-phenyl) -10H-phenothiazine;
( 1 1 ) 7,7'-Diphenothiazyi-10.10'-bis-(4-tert-butyl-phenyl)-10H, 10'H[3,3']Biphenothiazin (DP-t-BPBP);(1: 1) 7,7'-Diphenothiazyi-10:10 '-bis- (4-tert-butyl-phenyl) -10 H, 10' H [3,3 '] Biphenothiazin (DP-t-BPBP);
( 12) 7,7'-Dibromo-10, 10'-bis-(4-tert-butyl-phenyl)-10H, 10'H[3,3']Biphenothiazin; (12) 7,7 '-Dibromo-10, 10' -bis- (4-tert-butyl-phenyl) -10H, 10'H [3,3 '] Biphenothiazin;
(13) 1 ,4-Diphenothiazyi-benzen; oder (13) 1,4-diphenothiazinylbenzene; or
(14) 2,9, 10-Diphenothiazyl-anthracen. (14) 2,9,10-diphenothiazyl-anthracene.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Verbindung wie hierin beschrieben in einem optoelektronischen Bauelement, beispielsweise einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED), einer organischen integrierten Schaltung (O-IC), einem organischen Feld-Effekt-Transistor (O-FET), einem organischen Dünnfilmtransistor (O-TFT), einem organischen lichtemittierenden Transistor (O-LET), einer organischen Solarzelle (O-SC), einem
organischen optischen Detektor, einem organischen Photorezeptor, einer organischen Feld-Quench- Vorrichtung (O-FQD), einer lichtemittierenden elektrochemischen Zelle (LEC) oder einer organischen Laserdiode (O-Laser) als Emitter oder Matrixmaterial. The present invention further relates to the use of a compound as described herein in an optoelectronic device, for example an organic electroluminescent device (OLED), an organic integrated circuit (O-IC), an organic field effect transistor (O-FET), an organic Thin film transistor (O-TFT), an organic light emitting transistor (O-LET), an organic solar cell (O-SC), a organic optical detector, organic photoreceptor, organic field quenching device (O-FQD), light emitting electrochemical cell (LEC) or organic laser diode (O-laser) as emitter or matrix material.
Schließlich ist auch ein optoelektronisches Bauelement Gegenstand der vorliegenden Erfindung, das mindestens eine wie hierin beschriebene Verbindung enthält. Finally, an optoelectronic component is the subject of the present invention which contains at least one compound as described herein.
In verschiedenen Ausführungsformen handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um OSCs mit einer photoaktiven organischen Schicht. Diese photoaktive Schicht beinhaltet niedermolekulare Verbindungen, Oligomere, Polymere oder Mischungen hiervon als organische Beschichtungsmaterialien. Auf diesem Dünnschichtbauelement ist eine vorzugsweise opake oder semitransparente Elektrode als Deckkontaktlage aufgebracht. In various embodiments, the optoelectronic device is OSCs having a photoactive organic layer. This photoactive layer includes low molecular weight compounds, oligomers, polymers or mixtures thereof as organic coating materials. On this thin-film component, a preferably opaque or semitransparent electrode is applied as the cover contact layer.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das optoelektronische Bauelement auf einem flexibel ausgeführten Substrat angeordnet. According to a further embodiment of the invention, the optoelectronic component is arranged on a flexibly designed substrate.
Unter einem flexiblen Substrat wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Substrat verstanden, welches eine Verformbarkeit infolge äußerer Krafteinwirkung gewährleistet. Dadurch sind solche flexiblen Substrate auch zur Anordnung auf gekrümmten Oberflächen geeignet. Flexible Substrate schließen beispielsweise Plastik- oder Metallfolien ein, ohne darauf beschränkt zu sein. For the purposes of the present invention, a flexible substrate is understood to be a substrate which ensures deformability as a result of external forces. As a result, such flexible substrates are also suitable for mounting on curved surfaces. Flexible substrates include, but are not limited to, plastic or metal foils.
In verschiedenen Ausführungsformen erfolgt die Beschichtung zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mittels Vakuumprozessierung der erfindungsgemäßen organischen Verbindungen. In verschiedenen Ausführungsformen weisen die verwendeten erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements daher eine niedrige Ve rda m pf u ng ste m pe ratu r , bevorzugt < 300 °C, besonders bevorzugt < 250 °C, aber nicht niedriger als 150 °C, auf. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt die Verdampfungstemperatur aber mindestens 120 °C. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäßen organischen Verbindungen im Hochvakuum sublimierbar sind. In various embodiments, the coating for producing an optoelectronic component by means of vacuum processing of the organic compounds of the invention takes place. In various embodiments, the compounds used according to the invention for the production of the optoelectronic component therefore have a low growth rate, preferably <300 ° C., more preferably <250 ° C., but not lower than 150 ° C. , In various embodiments, however, the evaporation temperature is at least 120 ° C. It is particularly advantageous if the organic compounds according to the invention are sublimable in a high vacuum.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mittels Lösungsmittelprozessierung der hierin beschriebenen Verbindungen erfolgt. Durch die Verfügbarkeit kommerzieller Sprüh robote r ist dieses Auftragsverfahren vorteilhaft einfach auf industrielle Maßstäbe Rolle-zu-Rolle skalierbar. According to a further embodiment of the present invention, it can be provided that the coating for producing an optoelectronic component takes place by means of solvent processing of the compounds described herein. Due to the availability of commercial spray robots, this application method can advantageously be easily scaled to industrial roll-to-roll standards.
In verschiedenen Ausführungsformen handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement im Sinne der vorliegenden Erfindung um eine gattungsgemäße Solarzelle. Ein solches optoelektronisches Bauelement besitzt üblicherweise einen Schichtaufbau, wobei die jeweils unterste und oberste Lage als Elektrode und Gegenelektrode zur elektrischen Kontaktierung ausgebildet sind. In verschiedenen Ausführungsformen wird das optoelektronische Bauelement auf einem Substrat, wie beispielsweise
Glas, Kunststoff (PET, etc.) oder einem Metallband angeordnet. Zwischen der substratnahen Elektrode und der Gegenelektrode ist zumindest eine organische Schicht umfassend zumindest eine organische Verbindung angeordnet. Als organische Verbindung können hierbei organische niedermolekulare Verbindungen, Oligomere, Polymere oder Mischungen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen handelt es sich bei der organischen Schicht um eine photoaktive Schicht. In verschiedenen Ausführungsformen der photoaktiven Schicht kann diese beispielsweise in Form einer Mischschicht aus einem Elektronen-Donor- und einem Elektronen-Akzeptormaterial ausgebildet sein. Angrenzend zu der zumindest einen photoaktiven Schicht können Ladungsträgertransportschichten angeordnet sein. Diese können je nach Ausgestaltung vorzugsweise Elektronen (= negative Ladungen) oder Löcher (= positive Ladungen) von oder zu den jeweiligen Elektroden transportieren. In verschiedenen Ausführungsformen ist das optoelektronische Bauelement als Tandem- oder Mehrfachbauelement ausgestaltet. Dabei werden zumindest zwei optoelektronische Bauelemente als Schichtsystem übereinander abgeschieden. Auf bzw. unter den als Kontakt ausgebildeten Grund- und Decklagen können sich in verschiedenen Ausführungsformen zusätzliche Schichten zur Beschichtung oder Verkapselung des Bauelements oder weitere Bauelemente anschließen. In various embodiments, the optoelectronic component in the sense of the present invention is a generic solar cell. Such an optoelectronic component usually has a layer structure, wherein the respectively lowest and uppermost layer are formed as an electrode and counter electrode for electrical contacting. In various embodiments, the optoelectronic device is mounted on a substrate, such as Glass, plastic (PET, etc.) or a metal band arranged. At least one organic layer comprising at least one organic compound is arranged between the substrate-near electrode and the counterelectrode. Organic compounds which may be used here are organic low molecular weight compounds, oligomers, polymers or mixtures. In various embodiments, the organic layer is a photoactive layer. In various embodiments of the photoactive layer, it may be formed, for example, in the form of a mixed layer of an electron donor and an electron acceptor material. Adjacent to the at least one photoactive layer can be arranged charge carrier transport layers. Depending on their configuration, these may preferably transport electrons (= negative charges) or holes (= positive charges) from or to the respective electrodes. In various embodiments, the optoelectronic component is designed as a tandem or multiple component. In this case, at least two optoelectronic components are deposited as a layer system one above the other. In various embodiments, additional layers for coating or encapsulating the component or other components may be connected to or under the contact and base layers.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die organische Schicht als eine oder mehrere dünne Lagen vakuumprozessierter niedermolekularer Verbindungen oder organischer Polymere ausgebildet. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl auf vakuumprozessierten niedermolekularer Verbindungen und Polymeren basierender, optoelektronischer Bauelemente bekannt (Walzer et al., Chemical Reviews 2007, 107(4), 1233-1271 ; Peumans ei al., J. Appl. Phys. 2003, 93(7), 3693-3722). In one embodiment of the invention, the organic layer is formed as one or more thin layers of vacuum-processed low molecular weight compounds or organic polymers. The prior art discloses a large number of vacuum-processed low molecular weight compounds and polymers based optoelectronic components (Walzer et al., Chemical Reviews 2007, 107 (4), 1233-1271, Peumans et al., J. Appl. Phys , 93 (7), 3693-3722).
Bevorzugt wird die organische Schicht unter Verwendung vakuumprozessierbarer Verbindungen der hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen auf einem Substrat abgeschieden. Nach einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die organische Schicht unter Verwendung von Lösungen nasschemisch auf einem Substrat abgeschieden. Preferably, the organic layer is deposited on a substrate using vacuum processable compounds of the inventive compounds described herein. In an alternative preferred embodiment of the present invention, the organic layer is wet-chemically deposited on a substrate using solutions.
Typische Beispiele für optoelektronische Bauelemente, die erfindungsgemäße Verbindungen wie oben beschrieben enthalten, werden ebenfalls bereitgestellt. In derartigen Ausführungsformen wird die erfindungsgemäße Verbindung in verschiedenen Ausführungsformen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen (1 )-(14), wie oben definiert. Typical examples of optoelectronic devices containing compounds of the invention as described above are also provided. In such embodiments, in various embodiments, the compound of the invention is selected from the group consisting of compounds (1) - (14) as defined above.
In verschiedenen anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement, welches mindestens eine Verbindungen wie hierin beschrieben enthält, um eine organische Leuchtdiode (OLED). In various other embodiments of the present invention, the optoelectronic device containing at least one compound as described herein is an organic light emitting diode (OLED).
Die erfindungsgemäßen OLEDs sind grundsätzlich aus mehreren Schichten aufgebaut, z.B.: The OLEDs according to the invention are basically composed of several layers, for example:
1. Anode 1. anode
2. Lochleiterschicht 2nd hole conductor layer
3. Blockschicht für Elektronen/Exzitonen
4. Lichtemittierende Schicht 3. Blocking layer for electrons / excitons 4. Light-emitting layer
5. Blockschicht für Löcher/Exzitonen 5. Blocking layer for holes / excitons
6. Elektronenleiterschicht 6. Electron conductor layer
7. Kathode 7. cathode
Es sind auch von dem vorstehend genannten Aufbau verschiedene Schichtenfolgen möglich, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise ist es möglich, dass das OLED nicht alle der genannten Schichten aufweist, zum Beispiel ist eine OLED mit den Schichten (1 ) (Anode), (4) (Lichtemittierende Schicht) und (7) (Kathode) ebenfalls geeignet, wobei die Funktionen der Schichten (2) Lochleiterschicht, (3) Blockschicht für Elektronen/Exzitonen, (5) Blockschicht für Löcher/Exzitonen und (6) Elektronenleiterschicht durch die angrenzenden Schichten übernommen werden. OLEDs, die die Schichten (1 ), (2), (4) und (7) bzw. die Schichten (1 ), (4), (5), (6) und (7) aufweisen, sind ebenfalls geeignet. Des Weiteren können die OLEDs zwischen der Anode (1 ) und der Lochleiterschicht (2) eine Blockschicht für Elektronen/Exzitonen aufweisen. It is also possible from the above-mentioned structure different layer sequences, which are known in the art. For example, it is possible that the OLED does not have all of the said layers, for example, an OLED having the layers (1) (anode), (4) (light-emitting layer), and (7) (cathode) is also suitable the layers (2) hole conductor layer, (3) block layer for electrons / excitons, (5) block layer for holes / excitons and (6) electron conductor layer are taken over by the adjacent layers. OLEDs comprising layers (1), (2), (4) and (7) or layers (1), (4), (5), (6) and (7) are also suitable. Furthermore, the OLEDs between the anode (1) and the hole conductor layer (2) may have a block layer for electrons / excitons.
Die Verbindungen, wie hierin beschrieben, können als Emitter- oder Matrixmaterialien in der lichtemittierenden Schicht Verwendung finden. The compounds as described herein may find use as emitter or matrix materials in the light emitting layer.
Die Verbindungen, wie hierin beschrieben, können als alleiniges Emitter- und/oder Matrixmaterial - ohne weitere Zusätze - in der lichtemittierenden Schicht vorliegen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass neben den erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen, wie hierin beschrieben, weitere Verbindungen in der lichtemittierenden Schicht vorliegen. Beispielsweise können ein oder mehrere fluoreszierende Farbstoffe anwesend sein, um die Emissionsfarbe des vorhandenen Emittermoleküls zu verändern. Des Weiteren kann ein Verdünnungsmaterial eingesetzt werden. Dieses Verdünnungsmaterial kann ein Polymer sein, zum Beispiel Poly(N-vinylcarbazol) oder Poiysilan. Das Verdünnungsmaterial kann jedoch ebenfalls ein kleines Molekül sein, zum Beispiel 4,4'-N,N'- Dicarbazolbiphenyl (CBP = CDP) oder tertiäre aromatische Amine. The compounds as described herein may be present as the sole emitter and / or matrix material in the light-emitting layer, without further additives. However, it is also possible that, in addition to the compounds used according to the invention, as described herein, further compounds are present in the light-emitting layer. For example, one or more fluorescent dyes may be present to alter the emission color of the emitter molecule present. Furthermore, a diluent material can be used. This diluent material may be a polymer, for example, poly (N-vinylcarbazole) or polysilane. However, the diluent material may also be a small molecule, for example 4,4'-N, N'-dicarbazolebiphenyl (CBP = CDP) or tertiary aromatic amines.
Die einzelnen der vorstehend genannten Schichten des OLEDs können wiederum aus 2 oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Beispielsweise kann die Löcher-transportierende Schicht aus einer Schicht aufgebaut sein, in die aus der Elektrode Löcher injiziert werden, und einer Schicht, die die Löcher von der Loch injizierenden Schicht weg in die lichtemittierende Schicht transportiert. Die Elektronentransportierende Schicht kann ebenfalls aus mehreren Schichten bestehen, zum Beispiel einer Schicht, worin Elektronen durch die Elektrode injiziert werden, und einer Schicht, die aus der Elektroneninjizierenden Schicht Elektronen erhält und in die lichtemittierende Schicht transportiert. Diese genannten Schichten werden jeweils nach Faktoren wie Energieniveau, Temperaturresistenz und Ladungsträgerbeweglichkeit, sowie Energiedifferenz der genannten Schichten mit den organischen Schichten oder den Metallelektroden ausgewählt. Der Fachmann ist in der Lage, den Aufbau der OLEDs so zu wählen, dass er optimal an die erfindungsgemäß als Emittersubstanzen verwendeten organischen Verbindungen angepasst ist.
Um besonders effiziente OLEDs zu erhalten, sollte das HOMO (höchstes besetztes Molekülorbital) der Loch-transportierenden Schicht mit der Arbeitsfunktion der Anode angeglichen sein und das LUMO (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) der Elektronentransportierenden Schicht sollte mit der Arbeitsfunktion der Kathode angeglichen sein. The individual of the abovementioned layers of the OLED can in turn be composed of 2 or more layers. For example, the hole-transporting layer may be composed of a layer into which holes are injected from the electrode and a layer that transports the holes away from the hole-injecting layer into the light-emitting layer. The electron-transporting layer may also consist of several layers, for example a layer in which electrons are injected through the electrode and a layer which receives electrons from the electron-injecting layer and transports them into the light-emitting layer. These mentioned layers are each selected according to factors such as energy level, temperature resistance and charge carrier mobility, as well as the energy difference of said layers with the organic layers or the metal electrodes. The person skilled in the art is able to choose the structure of the OLEDs in such a way that it is optimally adapted to the organic compounds used according to the invention as emitter substances. To obtain particularly efficient OLEDs, the HOMO (highest occupied molecular orbital) of the hole-transporting layer should be aligned with the work function of the anode and the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) of the electron-transporting layer should be aligned with the work function of the cathode.
Die Anode (1 ) ist eine Elektrode, die positive Ladungsträger bereitstellt. Sie kann zum Beispiel aus Materialien aufgebaut sein, die ein Metall, eine Mischung verschiedener Metalle, eine Metalllegierung, ein Metalloxid oder eine Mischung verschiedener Metalloxide enthält. Alternativ kann die Anode ein leitendes Polymer sein. Geeignete Metalle umfassen die Metalle der Gruppen 1 1 , 4 und 5 des Periodensystems der Elemente sowie die Übergangsmetalle der Gruppen 9 und 10. Wenn die Anode lichtdurchlässig sein soll, werden im Allgemeinen gemischte Metalloxide der Gruppen 12, 13 und 14 des Periodensystems der Elemente eingesetzt, zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO). Es ist ebenfalls möglich, dass die Anode (1 ) ein organisches Material, zum Beispiel Polyanilin enthält, wie beispielsweise in Nature, Vol. 357, Seiten 477 bis 479 (1 1. Juni 1992) beschrieben ist. Zumindest entweder die Anode oder die Kathode sollten mindestens teilweise transparent sein, um das emittierte Licht auskoppeln zu können. Bevorzugt wird als Material für die Anode (1 ) ITO eingesetzt. The anode (1) is an electrode that provides positive charge carriers. For example, it may be constructed of materials including a metal, a mixture of various metals, a metal alloy, a metal oxide, or a mixture of various metal oxides. Alternatively, the anode may be a conductive polymer. Suitable metals include the metals of groups 11, 4 and 5 of the Periodic Table of the Elements and the transition metals of groups 9 and 10. When the anode is to be transparent, mixed metal oxides of groups 12, 13 and 14 of the Periodic Table of the Elements are generally used , for example indium tin oxide (ITO). It is also possible that the anode (1) contains an organic material, for example polyaniline, as described, for example, in Nature, Vol. 357, pages 477 to 479 (June 1, 1992). At least either the anode or the cathode should be at least partially transparent in order to be able to decouple the emitted light. The material used for the anode (1) is preferably ITO.
Geeignete Lochleitermaterialien für die Schicht (2) der erfindungsgemäßen OLEDs sind zum Beispiel in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technologie, 4. Auflage, Vol. 18, Seiten 837 bis 860, 1996 offenbart. Sowohl Löcher transportierende Moleküle als auch Polymere können als Lochtransportmaterial eingesetzt werden. Üblicherweise eingesetzte Löcher transportierende Moleküle sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus tris-[N-(1-Naphthyl)-N- (phenylamino)]triphenylamin (1-NaphDATA), 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (o NPD), N,N'-Diphenyl~N,N'-bis(3-methylphenylH1 ,1'-biphenylH,4'-diamin (TPD), 1 , 1-Bis[(di-4- tolyiamino)phenyl]-cyclohexan (TAPC), N,N'-Bis(4-methylphenyl)-N,N'-Bis(4-ethylphenyl)-[1 , 1 '-(3,3'- dimethyl)biphenyl]-4,4'-diamin (ETPD), Tetrakis-(3-methylphenyl)-N,N,N',N'-2,5-phenylendiamin (PDA), a-Phenyl-4-N,N-diphenylaminostyrol (TPS), p-(Diethylamino)-benzaldehyddiphenylhydrazon (DEH), Triphenylamin (TPA), Bis[4-(N,N-diethylamino)-2-methylphenyl)(4-methyl-phenyl)methan (MPMP), 1- Phenyl-3-[p-(diethylamino)styryl]-5-[p-(diethylamino)phenyl]pyrazolin (PPR oder DEASP), 1 ,2-trans- Bis(9H-carbazol-9-yi)cyclobutan (DCZB), N,N>N',N'-Tetrakis(4-methylphenylH1 ,1LbiphenylH>4'- diamin (TTB), 4,4',4"-tris(N,N-Diphenylamino)triphenylamin (TDTA), Porphyrinverbindungen und Phthalocyaninen wie Kupferphthalocyanine. Üblicherweise eingesetzte Löcher transportierende Polymere sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylcarbazolen, (Phenylmethyl)polysilanen und Polyanilinen. Es ist ebenfalls möglich, Löcher transportierende Polymere durch Dotieren Löcher transportierender Moleküle in Polymere wie Polystyrol und Polycarbonat zu erhalten. Geeignete Löcher transportierende Moleküle sind die bereits vorstehend genannten Moleküle. Suitable hole conductor materials for the layer (2) of the OLEDs according to the invention are disclosed, for example, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Vol. 18, pages 837 to 860, 1996. Both hole transporting molecules and polymers can be used as hole transport material. Commonly used hole transporting molecules are, for example, selected from the group consisting of tris- [N- (1-naphthyl) -N- (phenylamino)] triphenylamine (1-naphDATA), 4,4'-bis [N- (1-naphthyl ) -N-phenyl-amino] biphenyl (o NPD), N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenylH1, 1'-biphenylH, 4'-diamine (TPD), 1, 1-bis [(di-4-tolyamino) phenyl] cyclohexane (TAPC), N, N'-bis (4-methylphenyl) -N, N'-bis (4-ethylphenyl) - [1, 1 '- (3,3 '- dimethyl) biphenyl] -4,4'-diamine (ETPD), tetrakis (3-methylphenyl) -N, N, N', N'-2,5-phenylenediamine (PDA), a-phenyl-4- N, N-diphenylaminostyrene (TPS), p- (diethylamino) -benzaldehyde diphenylhydrazone (DEH), triphenylamine (TPA), bis [4- (N, N-diethylamino) -2-methylphenyl) (4-methylphenyl) methane ( MPMP), 1-phenyl-3- [p- (diethylamino) styryl] -5- [p- (diethylamino) phenyl] pyrazoline (PPR or DEASP), 1,2-trans-bis (9H-carbazol-9-yl ) cyclobutane (DCZB), N, N> N ', N'-tetrakis (4-methylphenylH1, 1 L biphenylH> 4'-diamine (TTB), 4,4', 4 "-tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (TDTA), Porphy and phthalocyanines such as copper phthalocyanines. Usually used hole-transporting polymers are for example selected from the group consisting of polyvinylcarbazoles, (phenylmethyl) polysilanes and polyanilines. It is also possible to obtain hole transporting polymers by doping hole transporting molecules into polymers such as polystyrene and polycarbonate. Suitable hole-transporting molecules are the molecules already mentioned above.
Weiterhin können in verschiedenen Ausführungsformen Carben-Komplexe als Lochleitermaterialien eingesetzt werden, wobei die Bandlücke des mindestens einen Lochleitermaterials im Allgemeinen größer ist als die Bandlücke des eingesetzten Emittermaterials. Dabei ist unter Bandlücke im Sinne der vorliegenden Anmeldung die Triplett-Energie zu verstehen. Geeignete Carben-Komplexe sind z.B.
Carben-Komplexe, wie sie in WO 2005/019373 A2, WO 2006/056418 A2 und WO 2005/1 13704 und in den älteren, nicht vorveröffentlichten Europäischen Anmeldungen EP 061 12228.9 und EP 061 12198.4 beschrieben sind. Furthermore, in various embodiments, carbene complexes can be used as hole conductor materials, wherein the band gap of the at least one hole conductor material is generally greater than the band gap of the emitter material used. In the context of the present application, band gap is to be understood as the triplet energy. Suitable carbene complexes are, for example Carbene complexes, as described in WO 2005/019373 A2, WO 2006/056418 A2 and WO 2005/1 13704 and in the older, not previously published European applications EP 061 12228.9 and EP 061 12198.4.
Die Lichtemittierende Schicht (4) enthält mindestens ein Emittermaterial. Dabei kann es sich grundsätzlich um einen Fluoreszenz- oder Phosphoreszenzemitter handeln, wobei geeignete Emittermaterialien dem Fachmann bekannt sind. Bevorzugt handelt es sich bei dem mindestens einen Emittermaterial um ein Material, das thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz ermöglicht. Dabei handelt es sich bei mindestens einem der in der Licht emittierenden Schicht (4) enthaltenden Emittermaterialien um eine Verbindung, wie hierin beschrieben. Darüber hinaus kann mindestens eine Verbindung, wie hierin beschrieben, zusätzlich als Matrixmaterial eingesetzt werden. Alternativ sind im Stand der Technik üblicherweise gebräuchliche Matrixmaterialien dem Fachmann bekannt. Beispielhafte Matrixmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene (z.B. 2, 2', 7,7'- Tetraphenylspirobifluoren oder Dinaphthylanthracen), insbesondere der Oligoarylene enthaltend annelierte aromatische Gruppen wie z.B. Anthracen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Phenanthren, Tetracen, Coronen, Chrysen, Fluoren, Spirofluoren, Perylen, Phthaloperylen, Naphthaloperylen, Decacyclen, Rubren, der Oligoarylenvinylene (z.B. DPVBi = 4,4'-Bis(2,2-diphenylethenyl)-1 ,r-biphenyl) oder Spiro-DPVBi gemäß EP 676461 ), oder der polypodalen Metallkomplexe, insbesondere Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin, z.B. Alq-< (= Aluminium(lll)tris(8-hydroxychinolin)) oder Bis(2- methyl-8-chinolinolato)-4-(phenylphenolinolato)-aluminium. Generell sind geeignete Matrix-Materialien dem Fachmann z.B. durch Organic Light-Emitting Materials and Devices (Optica! Science and Engineering Series Ed : Z. Li, H. Meng, CRC Press Inc., 2006 publiziert) bekannt. The light-emitting layer (4) contains at least one emitter material. In principle, it may be a fluorescence or phosphorescence emitter, suitable emitter materials being known to the person skilled in the art. Preferably, the at least one emitter material is a material that enables thermally activated delayed fluorescence. At least one of the emitter materials contained in the light-emitting layer (4) is a compound as described herein. In addition, at least one compound as described herein may additionally be used as a matrix material. Alternatively, commonly used matrix materials are known to the person skilled in the art in the prior art. Exemplary matrix materials are selected from the classes of the oligoarylenes (e.g., 2, 2 ', 7,7'-tetraphenylspirobifluorene or dinaphthylanthracene), especially the oligoarylenes containing fused aromatic groups, e.g. Anthracene, benzanthracene, benzphenanthrene, phenanthrene, tetracene, coronene, chrysene, fluorene, spiro-fluorene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, decacyclene, rubrene, oligoarylenevinylenes (eg DPVBi = 4,4'-bis (2,2-diphenylethenyl) -1, r-biphenyl) or spiro-DPVBi according to EP 676461), or the polypodal metal complexes, in particular metal complexes of 8-hydroxyquinoline, for example Alq- <(= aluminum (III) tris (8-hydroxyquinoline)) or bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenylphenolinolato) aluminum. In general, suitable matrix materials are known to those skilled in the art, e.g. by Organic Light-Emitting Materials and Devices (Optica! Science and Engineering Series Ed: Z. Li, H. Meng, CRC Press Inc., 2006).
Die Blockschicht für Löcher/Exzitonen (5) kann üblicherweise in OLEDs eingesetzte Lochblockermaterialien aufweisen wie 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1 , 10-phenanthrolin (Bathocu proin, (BCP)), Bis-(2-methyl-8-chinolinato)-4-phenyl-phenylato)-aluminium(lll) (BAIq), Phenothiazin-S.S- dioxidderivate und 1 ,3,5-tris(N-Phenyl-2-benzylimidazol)-benzol) (TPBI), wobei TPBI und BAIq auch als Elektronen-leitende Materialien geeignet sind. In einer weiteren Ausführungsform können Verbindungen, die aromatische oder heteroaromatische über Carbonyl-Gruppen enthaltende Gruppen verbundene Ringe enthalten, wie sie in WO2006/100298 offenbart sind, als Blockschicht für Löcher/Exzitonen (5) oder als Matrixmaterialien in der Licht emittierenden Schicht (4) eingesetzt werden. The block layer for holes / excitons (5) may typically comprise hole blocker materials used in OLEDs, such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1, 10-phenanthroline (Bathocu proin, (BCP)), bis (2-methyl) 8-quinolinato) -4-phenylphenylatoaluminum (III) (BAIq), phenothiazine SS-dioxide derivatives and 1,3,5-tris (N-phenyl-2-benzylimidazole) benzene (TPBI), wherein TPBI and BAIq are also suitable as electron-conducting materials. In a further embodiment, compounds containing aromatic or heteroaromatic groups containing carbonyl groups via groups as disclosed in WO2006 / 100298 can be used as blocking layer for holes / excitons (5) or as matrix materials in the light-emitting layer (4). be used.
In verschiedenen Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung eine erfindungsgemäße OLED umfassend die Schichten (1 ) Anode, (2) Lochleiterschicht, (3) Blockschicht für Elektronen/Exzitonen (4) Lichtemittierende Schicht, (5) Biockschicht für Löcher/Exzitonen, (6) Elektronenleiterschicht und (7) Kathode, sowie gegebenenfalls weitere Schichten, wobei die Lichtemittierende Schicht (4) mindestens eine Verbindung der Formel (I) enthält. In various embodiments, the present invention relates to an OLED according to the invention comprising the layers (1) anode, (2) hole conductor layer, (3) block layer for electrons / excitons (4) light-emitting layer, (5) hole / exciton clutter layer, (6) electron conductor layer and (7) cathode, and optionally further layers, wherein the light-emitting layer (4) contains at least one compound of the formula (I).
Geeignete Eiektronenieitermateriaiien für die Schicht (6) der erfindungsgemäßen OLEDs umfassen mit oxinoiden Verbindungen chelatisierte Metalle wie Tris(8-chinolinolato)aluminium (Alq >), Bis-(2-methyi- 8-chinolinato)-4-phenylphenylato)-aluminium(lll) (BAIq), Verbindungen auf Phenanthrolinbasis wie 2,9-
Dimethyi-4,7-diphenyi-1 , 10-phenanthrolin (DDPA = BCP) oder 4,7-Diphenyi-1 , 10-phenanthrolin (DPA) und Azolverbindungen wie 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1 ,3,4-oxadiazol (PBD) und 3-(4- Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1 ,2,4-triazol (TAZ) und 2,2',2"-(1 ,3,5-phenylen)tris-[1-phenyl~ 1 H-benzimidazol] (TPBI). Dabei kann die Schicht (5) sowohl zur Erleichterung des Elektronentransports dienen als auch als Pufferschicht oder als Sperrschicht, um ein Quenchen des Exzitons an den Grenzflächen der Schichten des OLEDs zu vermeiden. Vorzugsweise verbessert die Schicht (5) die Beweglichkeit der Elektronen und reduziert ein Quenchen des Exzitons. Bevorzugt geeignete Elektronenleitermaterialien sind TPBI und BAlq. Suitable electron donor materials for layer (6) of the inventive OLEDs include chelated metals such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq), bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenylatoaluminum (III ) (BAIq), phenanthroline-based compounds such as 2.9- Dimethyi-4,7-diphenyi-1,10-phenanthroline (DDPA = BCP) or 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (DPA) and azole compounds such as 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t -butylphenyl) -1, 3,4-oxadiazole (PBD) and 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-t-butylphenyl) -1, 2,4-triazole (TAZ) and 2, 2 ', 2 "- (1, 3,5-phenylene) tris [1-phenyl-1H-benzimidazole] (TPBI) The layer (5) can serve both to facilitate the electron transport and as a buffer layer or as In order to avoid quenching of the exciton at the interfaces of the layers of the OLED, the layer (5) preferably enhances the mobility of the electrons and reduces quenching of the exciton.Preferably suitable electron conductor materials are TPBI and BAlq.
Von den vorstehend als Lochleitermaterialien und Elektronenleitermaterialien genannten Materialien können einige mehrere Funktionen erfüllen. Zum Beispiel sind einige der Elektronen leitenden Materialien gleichzeitig Löcher blockierende Materialien, wenn sie ein tief liegendes HOMO aufweisen. Diese können z. B. in der Blockschicht für Löcher/Exzitonen (5) eingesetzt werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Funktion als Loch/Exzitonenblocker von der Schicht (6) mit übernommen wird, so dass die Schicht (5) entfallen kann. Of the materials mentioned above as hole conductor materials and electron conductor materials, some may fulfill several functions. For example, some of the electron-conducting materials are simultaneously hole-blocking materials if they have a deep HOMO. These can be z. B. in the block layer for holes / excitons (5) are used. However, it is also possible that the function as hole / exciton blocker of the layer (6) is taken over, so that the layer (5) may be omitted.
Die Ladungstransportschichten können auch elektronisch dotiert sein, um die Transporteigenschaften der eingesetzten Materialien zu verbessern, um einerseits die Schichtdicken großzügiger zu gestalten (Vermeidung von Pinholes/Kurzschlüssen) und um andererseits die Betriebsspannung des Bauelements zu minimieren. Beispielsweise können die Lochleitermaterialien mit Elektronenakzeptoren dotiert werden, zum Beispiel können Phthalocyanine bzw. Arylamine wie TPD oder TDTA mit Tetrafluor- tetracyanchinodimethan (F4-TCNQ) dotiert werden. Die Elektronenleitermaterialien können zum Beispiel mit Aikaiimetallen dotiert werden, beispielsweise Alqs mit Lithium. Die elektronische Dotierung ist dem Fachmann bekannt und zum Beispiel in W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1 , 1 July 2003 (p-dotierte organische Schichten); A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo. Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 25, 23 June 2003 und Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89 - 103 offenbart. The charge transport layers can also be electronically doped in order to improve the transport properties of the materials used, on the one hand to make the layer thicknesses more generous (avoidance of pinholes / short circuits) and, on the other hand, to minimize the operating voltage of the component. For example, the hole conductor materials can be doped with electron acceptors, for example phthalocyanines or arylamines such as TPD or TDTA can be doped with tetrafluorotetracyanchinodimethane (F4-TCNQ). The electron conductor materials can be doped with, for example, alkali metals, for example Alqs with lithium. The electronic doping is known to the person skilled in the art and described, for example, in W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, no. 1, 1 July 2003 (p-doped organic layers); Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo. Appl. Phys. Lett., Vol. 82, no. 25, 23 June 2003 and Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89-103.
Die Kathode (7) ist eine Elektrode, die zur Einführung von Elektronen oder negativen Ladungsträgern dient. Geeignete Materialien für die Kathode sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen der Gruppe la, zum Beispiel Li, Cs, Erdalkalimetallen der Gruppe IIa, zum Beispiel Calcium, Barium oder Magnesium, Metallen der Gruppe IIb des Periodensystems der Elemente (alte ILJPAC-Version), umfassend die Lanthaniden und Aktiniden, zum Beispiel Samarium. Des Weiteren können auch Metalle wie Aluminium oder Indium, sowie Kombinationen aller genannten Metalle eingesetzt werden. Weiterhin können Lithium enthaltende organometallische Verbindungen oder LiF zwischen der organischen Schicht und der Kathode aufgebracht werden, um die Betriebsspannung (Operating Voltage) zu vermindern. The cathode (7) is an electrode which serves to introduce electrons or negative charge carriers. Suitable materials for the cathode are selected from the group consisting of alkali metals of group Ia, for example Li, Cs, alkaline earth metals of group IIa, for example calcium, barium or magnesium, metals of group IIb of the Periodic Table of the Elements (old ILJPAC version) comprising the lanthanides and actinides, for example samarium. Furthermore, metals such as aluminum or indium, as well as combinations of all the metals mentioned can be used. Furthermore, lithium-containing organometallic compounds or LiF can be applied between the organic layer and the cathode to reduce the operating voltage.
Die OLED gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich weitere Schichten enthalten, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise kann zwischen der Schicht (2) und der lichtemittierenden Schicht (4) eine Schicht aufgebracht sein, die den Transport der positiven Ladung erleichtert und/oder
die Bänderiücke der Schichten aneinander anpasst. Alternativ kann diese weitere Schicht als Schutzschicht dienen. In analoger Weise können zusätzliche Schichten zwischen der Licht emittierenden Schicht (4) und der Schicht (5) vorhanden sein, um den Transport der negativen Ladung zu erleichtern und/oder die Bänderlücke zwischen den Schichten aneinander anzupassen. Alternativ kann diese Schicht als Schutzschicht dienen. The OLED according to the present invention may additionally contain further layers which are known to the person skilled in the art. For example, a layer can be applied between the layer (2) and the light-emitting layer (4), which facilitates the transport of the positive charge and / or the band gap of the layers adapts to each other. Alternatively, this further layer can serve as a protective layer. In an analogous manner, additional layers may be present between the light-emitting layer (4) and the layer (5) to facilitate the transport of the negative charge and / or to match the band gap between the layers. Alternatively, this layer can serve as a protective layer.
In verschiedenen Ausführungsformen enthält das erfindungsgemäße OLED zusätzlich zu den Schichten (1 ) bis (7) mindestens eine der im Folgenden genannten weiteren Schichten: In various embodiments, in addition to the layers (1) to (7), the OLED according to the invention contains at least one of the further layers mentioned below:
Eine Loch-Injektionsschicht zwischen der Anode (1 ) und der Löcher- transportierenden Schicht (2); eine Elektronen-Injektionsschicht zwischen der Elektronen-transpo liierenden Schicht (6) und der KathodeA hole injection layer between the anode (1) and the hole transporting layer (2); an electron injection layer between the electron-transpo-regulating layer (6) and the cathode
(7). (7).
Dem Fachmann ist bekannt, wie er (zum Beispiel auf Basis von elektrochemischen Untersuchungen) geeignete Materialien auswählen muss. Geeignete Materialien für die einzelnen Schichten sind dem Fachmann bekannt und z.B. in WO 00/70655 offenbart. The person skilled in the art knows how to select suitable materials (for example based on electrochemical investigations). Suitable materials for the individual layers are known to those skilled in the art and e.g. in WO 00/70655.
Des Weiteren ist es möglich, dass einige oder alle der in der erfindungsgemäßen OLED eingesetzten Schichten oberflächenbehandelt sind, um die Effizienz des Ladungsträgertransports zu erhöhen. Die Auswahl der Materialien für jede der genannten Schichten ist bevorzugt dadurch bestimmt, eine OLED mit einer hohen Effizienz und Lebensdauer zu erhalten. Furthermore, it is possible that some or all of the layers used in the OLED according to the invention are surface-treated in order to increase the efficiency of the charge carrier transport. The selection of the materials for each of said layers is preferably determined by obtaining an OLED having a high efficiency and lifetime.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen OLEDs kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen. Im Allgemeinen wird die erfindungsgemäße OLED durch aufeinander folgende Dampfabscheidung (Vapor Deposition) der einzelnen Schichten auf ein geeignetes Substrat hergestellt. Geeignete Substrate sind zum Beispiel Glas, anorganische Halbleiter oder Polymerfilme. Zur Dampfabscheidung können übliche Techniken eingesetzt werden wie thermische Verdampfung, Chemical Vapor Deposition (CVD), Physical Vapor Deposition (PVD) und andere. In einem alternativen Verfahren können die organischen Schichten der OLED aus Lösungen oder Dispersionen in geeigneten Lösungsmitteln aufgetragen werden, wobei dem Fachmann bekannte Beschichtungstechniken angewendet werden. The preparation of the OLEDs according to the invention can be carried out by methods known to the person skilled in the art. In general, the inventive OLED is produced by sequential vapor deposition (vapor deposition) of the individual layers onto a suitable substrate. Suitable substrates are for example glass, inorganic semiconductors or polymer films. For vapor deposition, conventional techniques can be used such as thermal evaporation, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) and others. In an alternative method, the organic layers of the OLED can be applied from solutions or dispersions in suitable solvents using coating techniques known to those skilled in the art.
Im Allgemeinen haben die verschiedenen Schichten folgende Dicken: Anode (1 ) 50 bis 500 nm, bevorzugt 100 bis 200 nm; Löcher-leitende Schicht (2) 5 bis 100 nm, bevorzugt 20 bis 80 nm, Blockschicht für Eiektronen/Exzitonen (3) 2 bis 100 nm, bevorzugt 5 bis 50 nm Lichtemittierende Schicht (4) 1 bis 100 nm, bevorzugt 10 bis 80 nm, Blockschicht für Löcher/Exzitonen (5) 2 bis 100 nm, bevorzugt 5 bis 50 nm, Elektronen-leitende Schicht (6) 5 bis 100 nm, bevorzugt 20 bis 80 nm, Kathode (7) 20 bis 1000 nm, bevorzugt 30 bis 500 nm. Die relative Lage der Rekombinationszone von Löchern und Elektronen in der erfindungsgemäßen OLED in Bezug zur Kathode und somit das Emissionsspektrum des OLED können u. a. durch die relative Dicke jeder Schicht beeinflusst werden. Das bedeutet, die Dicke der Elektronentransportschicht sollte bevorzugt so gewählt werden, dass die Lage der
Rekombinationszone auf die optische Resonatoreigenschaft der Diode und damit auf die Emissionswellenlänge des Emitters abgestimmt ist. Das Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen Schichten in der OLED ist von den eingesetzten Materialien abhängig. Die Schichtdicken von gegebenenfalls eingesetzten zusätzlichen Schichten sind dem Fachmann bekannt. Es ist möglich, dass die Elektronen-leitende Schicht und/oder die Löcher-leitende Schicht größere Dicken als die angegebenen Schichtdicken aufweisen, wenn sie elektrisch dotiert sind. In general, the various layers have the following thicknesses: anode (1) 50 to 500 nm, preferably 100 to 200 nm; Hole-conductive layer (2) 5 to 100 nm, preferably 20 to 80 nm, blocking layer for electrons / excitons (3) 2 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm Light-emitting layer (4) 1 to 100 nm, preferably 10 to 80 nm, block layer for holes / excitons (5) 2 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, electron-conducting layer (6) 5 to 100 nm, preferably 20 to 80 nm, cathode (7) 20 to 1000 nm, preferably 30 up to 500 nm. The relative position of the recombination zone of holes and electrons in the OLED according to the invention in relation to the cathode and thus the emission spectrum of the OLED can be influenced inter alia by the relative thickness of each layer. That is, the thickness of the electron transport layer should preferably be selected so that the location of the Recombination zone is tuned to the optical resonator property of the diode and thus to the emission wavelength of the emitter. The ratio of the layer thicknesses of the individual layers in the OLED depends on the materials used. The layer thicknesses of optionally used additional layers are known to the person skilled in the art. It is possible that the electron-conducting layer and / or the hole-conducting layer have larger thicknesses than the indicated layer thicknesses when they are electrically doped.
Erfindungsgemäß enthält die lichtemittierende Schicht und/oder mindestens eine der weiteren in der erfindungsgemäßen OLED gegebenenfalls vorliegenden Schichten mindestens eine Verbindung, wie hierin beschrieben. Während die mindestens eine Verbindung, wie hierin beschrieben, in der lichtemittierenden Schicht als Emitter- und/oder Matrixmaterial vorliegt, kann die mindestens eine Verbindung, wie hierin beschrieben, in der mindestens einen weiteren Schicht der erfindungsgemäßen OLED jeweils allein oder gemeinsam mit mindestens einem der weiteren für die entsprechenden Schichten geeigneten vorstehend genannten Materialien eingesetzt werden. Es ist ebenfalls möglich, dass die lichtemittierende Schicht neben der Verbindung, wie hierin beschrieben, ein oder mehrere weitere Emitter- und/oder Matrixmaterialien enthält. According to the invention, the light-emitting layer and / or at least one of the further layers optionally present in the OLED according to the invention contains at least one compound as described herein. While the at least one compound as described herein is present in the light emitting layer as emitter and / or matrix material, the at least one compound as described herein may be present in the at least one further layer of the OLED of the invention either alone or together with at least one of further suitable for the corresponding layers above materials are used. It is also possible that the light emitting layer contains, besides the compound as described herein, one or more other emitter and / or matrix materials.
Die Effizienz der erfindungsgemäßen OLEDs kann z.B. durch Optimierung der einzelnen Schichten verbessert werden. Beispielsweise können hoch effiziente Kathoden wie Ca oder Ba, gegebenenfalls in Kombination mit einer Zwischenschicht aus LiF, eingesetzt werden. Geformte Substrate und neue Löcher-transportierende Materialien, die eine Reduktion der Operationsspannung oder eine Erhöhung der Quanteneffizienz bewirken, sind ebenfalls in den erfindungsgemäßen OLEDs einsetzbar. Des Weiteren können zusätzliche Schichten in den OLEDs vorhanden sein, um die Energielevel der verschiedenen Schichten einzustellen und um Elektrdumineszenz zu erleichtern. The efficiency of the OLEDs of the invention may be e.g. be improved by optimizing the individual layers. For example, highly efficient cathodes such as Ca or Ba, optionally in combination with an intermediate layer of LiF, can be used. Shaped substrates and new hole-transporting materials that bring about a reduction in the operating voltage or an increase in quantum efficiency are also usable in the OLEDs according to the invention. Furthermore, additional layers may be present in the OLEDs to adjust the energy levels of the various layers and to facilitate electroluminescence.
Die erfindungsgemäßen OLEDs können in allen Vorrichtungen eingesetzt werden, in denen Elektrolumineszenz nützlich ist. Geeignete Vorrichtungen sind bevorzugt ausgewählt aus stationären und mobilen Bildschirmen und Beleuchtungseinheiten. Stationäre Bildschirme sind z.B. Bildschirme von Computern, Fernsehern, Bildschirme in Druckern, Küchengeräten sowie Reklametafeln, Beleuchtungen und Hinweistafeln. Mobile Bildschirme sind z.B. Bildschirme in Handys, Laptops, Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen. The OLEDs according to the invention can be used in all devices in which electroluminescence is useful. Suitable devices are preferably selected from stationary and mobile screens and lighting units. Stationary screens are e.g. Screens of computers, televisions, screens in printers, kitchen appliances and billboards, lights and signboards. Mobile screens are e.g. Screens in cell phones, laptops, digital cameras, vehicles, and destination displays on buses and trains.
Weiterhin können die Verbindungen, wie hierin beschrieben, in verschiedenen Ausführungsformen in OLEDs mit inverser Struktur eingesetzt werden. Der Aufbau von inversen OLEDs und die üblicherweise darin eingesetzten Materialien sind dem Fachmann bekannt. Furthermore, the compounds as described herein can be used in different embodiments in inverse structure OLEDs. The construction of inverse OLEDs and the materials usually used therein are known to the person skilled in the art.
Alle zitierten Dokumente sind hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen. Weitere Ausführungsformen finden sich in den folgenden Beispielen, ohne dass die Erfindung auf diese beschränkt ist.
Es ist selbstverständlich und beabsichtigt, dass alle Ausführungsformen die hierin im Zusammenhang mit den beschriebenen Verbindungen offenbart sind, in gleichem Maße auf die beschriebenen Verwendungen und Verfahren anwendbar sind und umgekehrt. Derartige Ausführungsformen fallen daher ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
All documents cited are incorporated herein by reference in their entirety. Other embodiments can be found in the following examples, without the invention being limited to these. It is to be understood and intended that all embodiments disclosed herein in connection with the described compounds are equally applicable to the described uses and methods, and vice versa. Such embodiments are therefore also within the scope of the present invention.
BEISPIELE EXAMPLES
I.) Synthesebeispiele I.) Synthesis Examples
Bromierunq von Phenothiazin: Bromination of phenothiazine:
5.0 g (0,025 mol) Phenothiazin wurden in 200 ml Eisessig suspendiert und die Mischung durch 20- minütiges Einleiten von Ar durch eine Kanüle von Sauerstoff befreit. Dann wurden 3.3 ml Br2 (0,063 mol) in 200 ml Eisessig langsam innerhalb einer Stunde zugetropft und die dunkle Mischung 16 h lang gerührt. Nach Zugabe von 6,3 g (0,050 mol) Na2SCb erstarrte die Reaktionsmischung. Durch Zugabe von wenig Wasser entstand eine hochviskose violette Masse, die sich innerhalb von 3 h aufhellte. Nach Zugabe von 4, 1 g (0,062 mol) KOH unter Eiskühlung wurde die Mischung auf 500 ml Eiswasser gegossen. Der grünliche Niederschlag wurde abgesaugt und mit wenig kaltem 2-Propanol gewaschen. Der Niederschlag wurde fünfmal in je 200 ml 2-Propanol heiß digeriert und gelöst. Aus 2-Propanol fielen in der ersten Fraktion Nadeln, in den folgenden feine Blättchen aus. Nach dem Absaugen der Kristalle und Einengen der Mutterlauge wurden 7,54 g (85 %) 3,7-Dibromphenothiazin in Form von grünen Kristallen erhalten. 5.0 g (0.025 mol) of phenothiazine were suspended in 200 ml of glacial acetic acid, and the mixture was deoxygenated by introducing Ar through a cannula for 20 minutes. Then, 3.3 ml of Br 2 (0.063 mol) in 200 ml of glacial acetic acid was slowly added dropwise over one hour and the dark mixture was stirred for 16 hours. Upon addition of 6.3 g (0.050 mol) of Na 2 SCb, the reaction mixture solidified. The addition of a little water resulted in a high-viscosity violet mass, which lightened within 3 h. After adding 4.11 g (0.062 mol) of KOH under ice-cooling, the mixture was poured onto 500 ml of ice-water. The greenish precipitate was filtered off with suction and washed with a little cold 2-propanol. The precipitate was hot digested five times in 200 ml of 2-propanol and dissolved. From 2-propanol, needles fell in the first fraction and fine leaves in the following. After sucking out the crystals and concentrating the mother liquor, there were obtained 7.54 g (85%) of 3,7-dibromophenothiazine in the form of green crystals.
Ή-NMR (500 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 6,58 (d, J = 8, 1 Hz, 2H), 7, 10 - 7, 15 (m, 4H), 8,84 (s, 1 H). 3C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 1 12,7; 1 16,0; 1 18,2; 128, 1 ; 130,3; 140,8. MS (FAB+) m/z (%): 356,9 (100, M+). N-Alkvlierunq von 3,7-Dibromphenothiazin Ή-NMR (500 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 6.58 (d, J = 8, 1 Hz, 2H), 7, 10 - 7, 15 (m, 4H), 8.84 (s , 1 H). 3C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 1 12.7; 1 16.0; 1 18.2; 128, 1; 130.3; 140.8. MS (FAB +) m / z (%): 356.9 (100, M +). N-alkane derivative of 3,7-dibromophenothiazine
10 g (0,028 mol) 3,7-Dibromphenothiazin und 5,24 g (0,033 mol) Ethyliodid wurden in 100 ml DMF gelöst. 3,36 g (0,14 mol) NaH (5,6 g einer 60% Dispersion in Mineralöl) wurden stufenweise zugefügt und die Mischung über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in Eiswasser gegossen und gefiltert. Der erhaltene Feststoff wurde in Ethylacetat gelöst und die Lösung wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels durch Rotationsverdampfen unter reduziertem Druck wurden 9,9 g (92 %) des wachsartigen Materials 3,7-Dibrom-10-ethylphenothiazin erhalten. 10 g (0.028 mol) of 3,7-dibromophenothiazine and 5.24 g (0.033 mol) of ethyl iodide were dissolved in 100 ml of DMF. 3.36 g (0.14 mol) of NaH (5.6 g of a 60% dispersion in mineral oil) was added gradually and the mixture was stirred overnight at room temperature. The reaction mixture was poured into ice-water and filtered. The resulting solid was dissolved in ethyl acetate, and the solution was washed with saturated brine and dried over magnesium sulfate. After removing the solvent by rotary evaporation under reduced pressure, 9.9 g (92%) of the waxy material 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine was obtained.
Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ 1 ,24 (t, J = 6,9 Hz, 3H), 3,85 (q, J = 6,9 Hz, 2H), 6,93 (d, J=8,6 Hz, 2H), 7,32-7,36 (m, 4H). Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ 1, 24 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 3.85 (q, J = 6.9 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 8 , 6Hz, 2H), 7.32-7.36 (m, 4H).
13C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 12,3; 41 ,33; 1 14; 1 17,2; 124,8; 128,9; 130,4; 143,4. 13 C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 12.3; 41, 33; 1 14; 1 17.2; 124.8; 128.9; 130.4; 143.4.
Oxidation von 3,7-Dibrom-10-ethvlphenothiazin zu 3.7-Dibrom-10-ethylphenothiazin-5,5-dioxid 2 g (7,8 mmol) 3,7-Dibrom-10-ethylphenothiazin wurden in 40 ml Dichlormethan gelöst und 5,4 g (31 ,3 mmol) 3-Chlorperbenzoesäure wurden schrittweise zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Der ausgefällte weiße Feststoff wurde mit Dichlormethan gewaschen. Das
Filtrat und die Waschlösung wurden im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene weiße kristalline Feststoff wurde mit Methanol gewaschen, um die verbleibende 3-Chlorperbenzoesäure zu entfernen. Nach dem Trocknen wurden 1 ,25 g (38%) des weißen kristallinen Materials 3,7-Dibrom-10- ethylphenothiazin-5,5-dioxid erhalten. Oxidation of 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine to 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide 2 g (7.8 mmol) of 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine were dissolved in 40 ml of dichloromethane and 5 , 4 g (31.3 mmol) of 3-chloroperbenzoic acid were added gradually. The reaction mixture was stirred at room temperature overnight. The precipitated white solid was washed with dichloromethane. The Filtrate and the wash were concentrated in vacuo to dryness. The obtained white crystalline solid was washed with methanol to remove the remaining 3-chloroperbenzoic acid. After drying, 1.25 g (38%) of the white crystalline material 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide was obtained.
Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ (ppm) 8, 14 (d, J = 2,4 Hz, 2H), 7,64 (dd, J = 9 Hz, J = 2,4 Hz, 2H), 7, 19 (t. = 4.6 Hz. 2H). 4.16 (q. J = 7.1 Hz, 2H), 1 ,47 (t, J = 7,1 Hz, 3H). Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ (ppm) 8, 14 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 7.64 (dd, J = 9 Hz, J = 2.4 Hz, 2H), 7 , 19 (t. = 4.6 Hz. 2H). 4.16 (q.J = 7.1 Hz, 2H), 1.47 (t, J = 7.1 Hz, 3H).
! 3C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 12,41 ; 43,49; 1 14,41 ; 1 17,59; 125,15; 126,28; 136,28; 139, 19. ! 3 C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 12.41; 43.49; 1 14,41; 1 17.59; 125.15; 126.28; 136.28; 139, 19.
MS (ESI) m/z : 356,9 ([M']+1 ). MS (ESI) m / z: 356.9 ([M '] + 1).
Synthese des nichtoxidierten Phenothiazin-Trimers Synthesis of the unoxidized phenothiazine trimer
In einen Zweihalskolben mit 3,7-Dibrom-10-ethylphenothiazin (2,51 g, 6,55 mmol), Phenothiazin (2,87 g, 14,42 mmol), Pd2(dba)-j (0, 18 g, 0, 197 mmol), sowie Natrium-tert-butanolat (0,53 g, 5,5 mmol) wurde eine Lösung von Tri-tert-butylphosphin in o-Xylol [1 M] (0,32 ml) und 40 ml 1 ,4-Dioxan unter Argonatmosphäre eingebracht. Die Mischung wurde bei 95 C 12 Stunden lang gerührt. Nach der Abkühlung wurde das Lösungsmittel entfernt und der verbleibende Feststoff in einem Ultraschall- Wasserbad dispergiert und filtriert. Der erhaltene ausgefällte Stoff wurde mit Methanol und Diethylether gewaschen. Der erhaltene Feststoff wurde über Säulenchromatographie mit Dichlormethan als Eluent gereinigt. Es wurden 2,84 g (69%) gelbliche Kristalle erhalten. In a two-necked flask with 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine (2.51 g, 6.55 mmol), phenothiazine (2.87 g, 14.42 mmol), Pd2 (dba) -j (0.18 g, 0.197 mmol) and sodium tert-butoxide (0.53 g, 5.5 mmol) was added a solution of tri-tert-butylphosphine in o-xylene [1 M] (0.32 ml) and 40 ml of 1 , 4-dioxane introduced under an argon atmosphere. The mixture was stirred at 95 C for 12 hours. After cooling, the solvent was removed and the remaining solid dispersed in an ultrasonic water bath and filtered. The obtained precipitate was washed with methanol and diethyl ether. The resulting solid was purified by column chromatography with dichloromethane as eluent. There were obtained 2.84 g (69%) of yellowish crystals.
Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ 1 ,43 (t, J = 6,9 Hz, 3H), 4,07 (q, J = 6,8 Hz, 2H), 5,76 (s, 2H), 6,26 (d, J = 8,2 Hz, 2H), 6,85 (t, J = 7,4 Hz, 4H), 6,96 (t, J = 7,2 Hz, 4H), 7,05 (d, J = 7,5 Hz, 4H), 7,32 -7,23 (m,Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ 1, 43 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 4.07 (q, J = 6.8 Hz, 2H), 5.76 (s, 2H), 6.26 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.85 (t, J = 7.4 Hz, 4H), 6.96 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 7, 05 (d, J = 7.5 Hz, 4H), 7.32-7.23 (m,
6H). 6H).
13C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 12,4; 54,9; 1 15; 1 17,3; 1 19, 1 ; 122,7; 124,6; 126,6; 127,4; 128,9; 130,0; 133,4; 134,7; 143,6. 13 C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ 12.4; 54.9; 1 15; 1 17.3; 1 19, 1; 122.7; 124.6; 126.6; 127.4; 128.9; 130.0; 133.4; 134.7; 143.6.
MS (ESI) m/z : 622 ([M+]+1 ). MS (ESI) m / z: 622 ([M + ] +1).
Synthese des Phenothiazindioxid-Trimers Synthesis of the phenothiazine dioxide trimer
2g (3,22 mmol) des zuvor beschriebenen Phenothiazin-Trimers gelöst in 50 ml N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und 1 1 , 1 g (64 mmol) 3-Chlorperbenzoesäure wurden schrittweise ins Reaktionsgefäß gegeben. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht bei 90 C gerührt. Der weiße Niederschlag des bei der Reaktion gebildeten Produkts wurde gefiltert und in Methanol und Aceton gewaschen. Nach der Trocknung wurden 1 ,67 g (73%) weißes kristallines Phenothiazindioxid-Trimer erhalten. 2 g (3.22 mmol) of the above-described phenothiazine trimer dissolved in 50 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 1 1, 1 g (64 mmol) of 3-chloroperbenzoic acid were added gradually into the reaction vessel. The reaction mixture was stirred at 90 C overnight. The white precipitate of the product formed in the reaction was filtered and washed in methanol and acetone. After drying, 1.67 g (73%) of white crystalline phenothiazine dioxide trimer was obtained.
1H NMR (300 MHz, CDC ) δ 1 ,71 (t, J = 7 Hz, 3H), 4,46 (q, J = 7 Hz, 2H), 6,62 (d, J = 8,4 Hz, 4H), 7,28- 7,20 (m, 4H), 7,38 (ddd, J = 8,7, 7,3, 1 ,6 Hz, 4H), 7,76-7,62 (m, 4H), 8, 14 (dd, J = 7,9, 1 ,5 Hz, 4H), 8,23 (d, J = 2,4 Hz, 2H).
13C-NMR (75 MHz, d-DMSO): δ 17,7; 49,4; 117,0; 1 19,4; 122,7; 123,4; 123,7; 126,5; 133,0; 133,2; 135,9; 140,6; 140,8. 1 H NMR (300 MHz, CDC) δ 1, 71 (t, J = 7 Hz, 3H), 4.46 (q, J = 7 Hz, 2H), 6.62 (d, J = 8.4 Hz , 4H), 7.28-7.20 (m, 4H), 7.38 (ddd, J = 8.7, 7.3, 1.6Hz, 4H), 7.76-7.62 (m , 4H), 8, 14 (dd, J = 7.9, 1.5 Hz, 4H), 8.23 (d, J = 2.4 Hz, 2H). 13 C-NMR (75 MHz, d-DMSO): δ 17.7; 49.4; 117.0; 1 19.4; 122.7; 123.4; 123.7; 126.5; 133.0; 133.2; 135.9; 140.6; 140.8.
MS (ESI) m/z : 718 ([M+j+1 ). MS (ESI) m / z: 718 ([M + j + 1).
Synthese des partiell oxidierten Trimers Phenothiazin-Phenothiazinalkyldioxid-Phenothiazin Synthesis of the partially oxidized trimer phenothiazine phenothiazine alkyl phenothiazine
3,7-Dibrom-10-ethy!phenothiazin-5,5-dioxid (2 g, 4,8 mmol), Phenothiazin (2, 1 g, 10,5 mmol), Pd2(dba)s (0,132, mg, 0, 144 mmol), sowie Natrium-tert-butanolat (1 ,06 g, 1 1 mmol) wurden zu einer Lösung von Tri-tert-butylphosphin [1 M] (0,24 ml) und 45 ml Dioxan unter Argonatmosphäre zugefügt. Die Mischung wurde bei 95 C 24 Stunden lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde gekühlt und zu Wasser hinzugefügt. Nach einer Ultraschallbehandlung wurde der weiße Niederschlag gefiltert und mit Methanol gewaschen. Dieser Stoff wurde durch Säulenchromatographie in Trichlormethan als Eluent gereinigt. Nach dem Trocknen wurden 1 ,62 g (52 %) eines weißen Pulvers erhalten. 3,7-dibromo-10-ethylphenothiazine-5,5-dioxide (2 g, 4.8 mmol), phenothiazine (2, 1 g, 10.5 mmol), Pd 2 (dba) s (0.132 mg, 0.144 mmol) and sodium tert-butoxide (1.06 g, 11 mmol) were added to a solution of tri-tert-butylphosphine [1 M] (0.24 ml) and 45 ml of dioxane under an argon atmosphere. The mixture was stirred at 95 C for 24 hours. The reaction mixture was cooled and added to water. After sonication, the white precipitate was filtered and washed with methanol. This material was purified by column chromatography in trichloromethane as eluent. After drying, 1.62 g (52%) of a white powder was obtained.
Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ (ppm) 8,01 (d, J = 9,2 Hz, 2H), 7,96 (d, J = 2,6 Hz, 2H), 7,88 (dd, J = 9, 1 , 2,6 Hz, 2H), 7,15 (dd, J = 7,6, 1 ,5 Hz, 4H), 7,03 - 6,99 (m, 4H), 6,93 (td, J = 7,5, 1 ,2 Hz, 4H), 6,31 (dd, J = 8,2, 1 , 1 Hz, 4H), 4,53 (q, J = 6,9 Hz, 2H), 1 ,55 (t, J = 7,0 Hz, 3H). Ή NMR (500 MHz, DMSO) δ (ppm) 8.01 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 7.96 (d, J = 2.6 Hz, 2H), 7.88 (dd, J = 9, 1, 2.6 Hz, 2H), 7.15 (dd, J = 7.6, 1.5 Hz, 4H), 7.03-6.99 (m, 4H), 6.93 (td, J = 7.5, 1, 2 Hz, 4H), 6.31 (dd, J = 8.2, 1, 1 Hz, 4H), 4.53 (q, J = 6.9 Hz, 2H), 1, 55 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
13C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 12,22; 43, 14; 1 16,93; 120,09; 120,68; 123,22; 123,37; 124, 18; 127,04; 127,55; 134,7; 135,75; 139, 13; 143,34. 13 C-NMR (125 MHz, d-DMSO): δ (ppm) 12.22; 43, 14; 1 16.93; 120.09; 120.68; 123.22; 123.37; 124, 18; 127.04; 127.55; 134.7; 135.75; 139, 13; 143.34.
MS (ESI) m/z : 654 ([M+]+1 ). MS (ESI) m / z: 654 ([M + ] +1).
Methvl-2-aminobenzoat Methyl 2-aminobenzoate
In einem Rundkolben wurde 2-(Phenylamino)benzoesäure (20 g, 0, 146 mol) in Methanol gelöst und im Eisbad 10 Minuten lang gerührt. Bei 0°C wurde vorsichtig SOC (42 ml, 0584 mol) zu getropft und 12 Stunden unter Rückfluss (90 °C) gerührt. Danach wurde das Reaktionsgemisch mit destilliertem Wasser gewaschen und das Produkt mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit MgSÜ4 getrocknet und im Rotationsverdampfer eingeengt. Das Produkt wurde durch Säulenchromatographie mit Ethylacetat gereinigt. Die Ausbeute betrug 17.5 g einer teilweise kristallinen Substanz. In a round bottomed flask 2- (phenylamino) benzoic acid (20 g, 0.14 mol) was dissolved in methanol and stirred in an ice bath for 10 minutes. At 0 ° C, SOC (42 mL, 0584 mol) was added dropwise and stirred at reflux (90 ° C) for 12 hours. Thereafter, the reaction mixture was washed with distilled water, and the product was extracted with ethyl acetate. The organic phase was dried with MgSO 4 and concentrated in a rotary evaporator. The product was purified by column chromatography with ethyl acetate. The yield was 17.5 g of a partially crystalline substance.
Ή NMR (300 MHz, CDC ) δ (ppm): 7.79-7.75 (m, 1 H), 7.21-7.14 (m, 1 H), 6.59-6.52 (m, 2H), 5.64 (s, 1 H), 3.78 (s, 3H). Ή NMR (300 MHz, CDC) δ (ppm): 7.79-7.75 (m, 1H), 7.21-7.14 (m, 1H), 6.59-6.52 (m, 2H), 5.64 (s, 1H), 3.78 (s, 3H).
FT-IR (ATR), v (cm 1): 3481 , 3371 , 1691 , 1615, 1578, 1455, 1435, 1294, 1245, 750. Methyl-2-(phenylamino)benzoat FT-IR (ATR), v (cm 1 ): 3481, 3371, 1691, 1615, 1578, 1455, 1435, 1294, 1245, 750. Methyl 2- (phenylamino) benzoate
In einen Zweihalsrundkolben wurden Methyl-2-Aminobenzoat (15 g, 0, 101 mol), Brombenzol (15,6 g, 0, 101 mol), Pd(OAc)2, (0,45, g, 2,02 mmol), K2CO3 (27 g, 0,202 mol), BINAP (1 ,25g 2,02 mmol) und 50 ml Toluol unter Argon gegeben. Das Gemisch wurde bei 70 C über Nacht gerührt. Nach Abkühlung
wurden die anorganischen Reste abfiltriert und die Lösung eingedampft. Das Produkt wurde durch Säulenchromatographie mit Hexan/Ethylacetat (10/1 ) gereinigt und anschließend getrocknet. Die Ausbeute betrug 10,42 g (46 %) eines weißen Pulvers. In a two-necked round bottomed flask were added methyl 2-aminobenzoate (15g, 0.10mol), bromobenzene (15.6g, 0.10mol), Pd (OAc) 2 , (0.45g, 2.02mmol). , K 2 CO 3 (27 g, 0.202 mol), BINAP (1.25 g, 2.02 mmol) and 50 mL toluene under argon. The mixture was stirred at 70 C overnight. After cooling the inorganic residues were filtered off and the solution was evaporated. The product was purified by column chromatography with hexane / ethyl acetate (10/1) and then dried. The yield was 10.42 g (46%) of a white powder.
Ή NMR (500 MHz, CDC ) δ (ppm) 9,5 (s, 1 H), 7,98 (dd, J = 8 Hz, J = 1 ,3 Hz, 1 H), 7,38-7,24 (m, 6H),Ή NMR (500 MHz, CDC) δ (ppm) 9.5 (s, 1H), 7.98 (dd, J = 8 Hz, J = 1, 3 Hz, 1H), 7.38-7, 24 (m, 6H),
7,10 (t, J = 7,3 Hz, 1 H), 6,74 (ddd, J = 8, 1 , 6,9, 1 ,3 Hz, 1 H), 3,91 (s, 3H). 7.10 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 6.74 (ddd, J = 8, 1, 6.9, 1, 3 Hz, 1H), 3.91 (s, 3H) ,
FT-IR (ATR), v (cm 1): 3319, 2949, 1686, 1591 , 1515, 1453, 1258, 747. 2-(2-Anilinophenvl)propan-2-ol FT-IR (ATR), v (cm 1 ): 3319, 2949, 1686, 1591, 1515, 1453, 1258, 747. 2- (2-anilinophenvl) propan-2-ol
In einen ausgeheizten Schlenkkolben wurde Methyl 2-(Phenylamino)benzoat (5,89 g, 0,026 mol) in 100 ml reines THF unter Stickstoff zugegeben und auf 0 °C heruntergekühlt. Weiter wurden 40 ml (0, 12 mol) einer 3M MeMgBr Lösung in Diethylether zugetropft und 15 Stunden unter Rückfluss in Stickstoffatmosphäre gerührt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch mit gesättigter Ammoniumchloridlösung angesetzt, die organische Phase abgetrennt, mit wässriger Kochsalzlösung gewaschen, über MgSCk getrocknet und im Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck eingeengt. Das erhaltene Produkt wurde für die folgenden Syntheseschritte benutzt, ohne zusätzliche Reinigung. Into a heated Schlenk flask was added methyl 2- (phenylamino) benzoate (5.89 g, 0.026 mol) in 100 mL of pure THF under nitrogen and cooled to 0 ° C. Further, 40 ml (0.12 mol) of a 3M MeMgBr solution in diethyl ether was added dropwise and stirred for 15 hours under reflux in a nitrogen atmosphere. Then, the reaction mixture was prepared with saturated ammonium chloride solution, the organic phase separated, washed with aqueous sodium chloride solution, dried over MgSCk and concentrated in a rotary evaporator under reduced pressure. The product obtained was used for the following synthetic steps, without additional purification.
FT-IR (ATR), v (cm 5): 3351 , 2976, 1589, 1513, 1496, 1454, 1311 , 745. FT-IR (ATR), v (cm 5 ): 3351, 2976, 1589, 1513, 1496, 1454, 1311, 745.
9.9-Dimethvl-1 OH-acridin 9.9-Dimeth-1-OH-acridine
Der zuvor erhaltenen öligen Substanz wurden 6 ml konzentrierter Schwefelsäure zugegeben und das Gemisch anschließend eine Stunde unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt. Nach Verdünnung mit Wasser (200 ml) wurde wässriger Ammoniak ( 10% (v/v)) bis zum pH-Wert 7 zugegeben. Dieses Gemisch wurde zu Wasser (50 ml) hinzugeschüttet und mit Ethylacetat (150 ml) extrahiert. Die gereinigte organische Phase wurde mit gesättigtem Natriumcarbonat, Kochsalzlösung und Wasser nachgespült, mit MgSO. getrocknet und im Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck eingeengt. Der verbleibende Rest wurde durch Säulenchromatographie mit Chloroform/Isohexan (1/1 ) gereinigt. Die Ausbeute betrug 3,13 g gelblicher Kristalle. To the previously obtained oily substance was added 6 ml of concentrated sulfuric acid and then the mixture was stirred for one hour under nitrogen at room temperature. After dilution with water (200 ml), aqueous ammonia (10% (v / v)) was added to pH7. This mixture was added to water (50 ml) and extracted with ethyl acetate (150 ml). The purified organic phase was rinsed with saturated sodium carbonate, brine and water, with MgSO 4. dried and concentrated in a rotary evaporator under reduced pressure. The remaining residue was purified by column chromatography with chloroform / isohexane (1/1). The yield was 3.13 g of yellowish crystals.
Ή NMR (500 MHz, CDCb) δ (ppm) 7,38-7,24 (m, 6H), 7, 10 (t, J = 7.3 Hz, 1 H), 6,74 (ddd, J = 8,1 , 6,9, 1 ,3 Hz, 1 H), 1 ,6 (s, 3H). Ή NMR (500 MHz, CDCb) δ (ppm) 7.38-7.24 (m, 6H), 7, 10 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 6.74 (ddd, J = 8, 1, 6.9, 1, 3 Hz, 1 H), 1, 6 (s, 3H).
3,7-Bis(9,9-dimethvlacridin-10-yl)-10-ethvl-phenothiazin 3,7-bis (9,9-dimethvlacridin-10-yl) -10-ethvl-phenothiazine
In einen Zweihalsrundkolben wurden 3,7-Dibromo-10-ethyl-phenothiazin (0,997 g, 2,6 mmol), 9,9- Dimethyl-1 OH-acridin (1 ,09 g, 5.21 mmol), Pd2(dba)3, (0,071 g, 0,078 mmol), Natrium-t-Butoxid (0,575 g) zugegeben. Der Kolben wurde mit Argon gefüllt und eine 1 M Lösung von Tri-t-Butylphosphin in o- Xylol (0, 12 ml) und 20 ml Dioxan zugegeben. Das Gemisch wurde anschließend bei 95 C 24 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlung wurde das Lösungsmittel entfernt und die verbliebene feste Substanz sorgfältig in Wasser im Ultraschallbad dispergiert und abfiltriert. Der erhaltene Niederschlag wurde mit Methanol sowie Diethylether nachgespült. Das so erhaltene feste Produkt wurde anschließend über
Säulenchromatographie mit Dichlormethan gereinigt. Die Ausbeute betrug 0,7 g (42%) gelblicher Kristalle. Into a two-necked round bottom flask were added 3,7-dibromo-10-ethyl-phenothiazine (0.997 g, 2.6 mmol), 9,9-dimethyl-1-OH-acridine (1, 09 g, 5.21 mmol), Pd 2 (dba) 3 , (0.071 g, 0.078 mmol), sodium t-butoxide (0.575 g). The flask was filled with argon and a 1 M solution of tri-t-butylphosphine in o-xylene (0.12 ml) and 20 ml of dioxane was added. The mixture was then stirred at 95 C for 24 hours. After cooling, the solvent was removed and the remaining solid substance was thoroughly dispersed in water in an ultrasonic bath and filtered off. The resulting precipitate was rinsed with methanol and diethyl ether. The solid product thus obtained was then transferred over Column chromatography with dichloromethane. The yield was 0.7 g (42%) of yellowish crystals.
MS (ESI) m/z : 642 ([M+j+1 ). MS (ESI) m / z: 642 ([M + j + 1).
3,7-Bis(9,9-dimethylacridin-10-vl)-10-ethvlphenothiazine 5,5-dioxid 3,7-bis (9,9-dimethylacridine-10-VI) -10-ethylphenothiazine 5,5-dioxide
In einen Zweihalsrundkolben wurden 3,7-Dibromo-10-ethyl-phenothiazin-5,5-dioxid (1 ,36 g, 3,25 mmol), 9,9-Dimethyl-1 OH-acridin (1 ,5 g, 7, 17 mmol), Pd2(dba)3, (0,09 g, 0,097 mmol), sowie Natrium-/-Butoxid (0,72 g, 7,45 mmol) zugegeben. Der Kolben wurde mit Argon gefüllt und anschließend eine 1 M Lösung von Tri-t-Butyiphosphin in o-Xylol (0, 16 ml) und 40 ml Dioxan zugegeben. Das Gemisch wurde anschließend 12 Stunden lang bei 95 °C gerührt. Nach Abkühlung wurde das Lösungsmittel entfernt und die verbliebene feste Substanz sorgfältig in Wasser im Ultraschallbad dispergiert und abfiltriert. Der erhaltene Niederschlag wurde anschließend mit Methanol und Aceton nachgespült. Das rohe Produkt wurde getrocknet und ergab eine Ausbeute von 1 ,44 g (66 %) weißer Kristalle. To a two-necked round bottom flask was added 3,7-dibromo-10-ethyl-phenothiazine-5,5-dioxide (1.36 g, 3.25 mmol), 9,9-dimethyl-1-OH-acridine (1, 5 g, 7 , 17 mmol), Pd 2 (dba) 3 , (0.09 g, 0.097 mmol), and sodium / -butoxide (0.72 g, 7.45 mmol). The flask was filled with argon and then a 1 M solution of tri-t-butyliphosphine in o-xylene (0.16 ml) and 40 ml of dioxane was added. The mixture was then stirred at 95 ° C for 12 hours. After cooling, the solvent was removed and the remaining solid substance was thoroughly dispersed in water in an ultrasonic bath and filtered off. The resulting precipitate was then rinsed with methanol and acetone. The crude product was dried to yield 1.44 g (66%) of white crystals.
Ή NMR (500 MHz, DMF) δ (ppm) 8,25 (d, J = 9,0 Hz, 2H), 8,07 (d, J = 2,4 Hz, 2H), 7,94 (dd, J = 9,0, 2,4 Hz, 2H), 7,58 (d, J = 8,5 Hz, 4H), 7,09 - 7,03 (m, 4H), 6,99 (t, J = 7,5 Hz, 4H), 6,30 (d, J = 7,2 Hz, 4H), 4,74 (q, J = 7,3 Hz, 2H), 0,87 (t, J = 7 Hz, 3H). Ή NMR (500 MHz, DMF) δ (ppm) 8.25 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.07 (d, J = 2.4 Hz, 2H), 7.94 (dd, J = 9.0, 2.4 Hz, 2H), 7.58 (d, J = 8.5 Hz, 4H), 7.09-7.03 (m, 4H), 6.99 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 6.30 (d, J = 7.2 Hz, 4H), 4.74 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 0.87 (t, J = 7 Hz, 3H).
II.) Spektroskopische Untersuchungen II.) Spectroscopic investigations
Als Beispiel für Phosphoreszenzspektren zeigt Abbildung 1 die Phosphoreszenzspektren der drei Substanzen Phenothiazin-5,5-dioxid (PTO, aufgenommen bei einer Temperatur von T=293 K), Phenothiazin (PT, bei T=80 K), sowie 9,9-Dimethyl-9, 10-dihydroacridine (DMAC, bei T=80 K), aufgenommen an dünnen Polystyrolfilmen, die jeweils 2% dieser Materialien enthalten. Verglichen mit Lösungen in wenig polaren Lösungsmitteln sind diese Phosphoreszenzspektren bereits etwas rotverschoben. Die wie hierin definierten vertikalen Übergangsenergien EVert(Ti — >■ So) betragen jeweils 2,25 eV (PTO), 2,21 eV (PT), sowie 2,21 eV (DMAC). Die für PT gezeigte Tangente bei halber Höhe der Flanke bei kurzen Wellenlängen ergibt einen interpolierten Fußpunkt des Spektrums bei 466 nm oder 2,66 eV. As an example of phosphorescence spectra, Figure 1 shows the phosphorescence spectra of the three substances phenothiazine-5,5-dioxide (PTO, taken at a temperature of T = 293 K), phenothiazine (PT, at T = 80 K), and 9,9-dimethyl -9,10-dihydroacridine (DMAC, at T = 80 K), taken on thin polystyrene films, each containing 2% of these materials. Compared with solutions in low-polarity solvents, these phosphorescence spectra are already somewhat red-shifted. Defined herein as vertical transition energies E V ert (Ti -> ■ Sun) amount to 2.25 eV (PTO), 2.21 eV (PT) and 2.21 eV (DMAC). The tangent at half height of the edge at short wavelengths shown for PT gives an interpolated base point of the spectrum at 466 nm or 2.66 eV.
Bei Linienformen ähnlich wie in Abbildung 1 entspricht also die Schwelle von 2,2 eV für die vertikaleFor line shapes similar to Figure 1, the threshold of 2.2 eV corresponds to the vertical
Übergangsenergie Evert(Ti ► So) einem Einsetzen der Phosporeszenz an der oberen energetischenTransition energy Evert (Ti ► So) an onset of phosporescence at the upper energetic
Flanke bei etwa 2,65 eV, oder bei um 0,45 eV höherer Energie. Andere mögliche Definitionen der Phosphoreszenzenergie wie das Maximum der wellenlängenabhängigen Intensität Ι(λ) oder das Maximum der energieabhängigen Intensität l(E) führen zu Energiewerten, die zwischen Evert und der Einsatzkante bei hoher Energie (kurzer Wellenlänge) liegen. Flank at about 2.65 eV, or at about 0.45 eV higher energy. Other possible definitions of the phosphorescence energy, such as the maximum of the wavelength-dependent intensity Ι (λ) or the maximum of the energy-dependent intensity I (E), lead to energy values lying between Evert and the input edge at high energy (short wavelength).
Die Spektren ausgewählter Beispiele aus der wie hierin definierten Substanzklasse sind in den Abbildungen 2 bis 5 dargestellt.
Abbildung 2 zeigt die prompte und die verzögerte Fluoreszenz eines Trimers aus einem zentralen Phenothiazin-5,5-dioxid (PTO), sowie zwei Phenothiazin (PT) Gruppen, abgekürzt als PT-PTO-PT, eingebettet in einer Konzentration von 2% in einem dünnen Film aus Polystyrol. Die Anregung erfolgte dabei über einen kurzen Lichtpuls von 120 ps Dauer, bei einer Wellenlänge von 335 nm. Die prompte Fluoreszenz wurde von einer Verzögerung von 2,25 ns an über eine Zeitdauer von 1 ,7 ns integriert, die verzögerte Fluoreszenz von einer Verzögerung von 1 s an über eine Zeitdauer von 80 ps. The spectra of selected examples from the class of substances as defined herein are shown in Figures 2-5. Figure 2 shows the prompt and delayed fluorescence of a trimer of a central phenothiazine-5,5-dioxide (PTO) and two phenothiazine (PT) groups, abbreviated as PT-PTO-PT, embedded in a concentration of 2% in one thin film of polystyrene. The excitation was carried out over a short light pulse of 120 ps duration, at a wavelength of 335 nm. The prompt fluorescence was integrated by a delay of 2.25 ns over a period of 1.7 ns, the delayed fluorescence from a delay of 1 second on for a period of 80 ps.
Abbildung 3 zeigt die prompte und die verzögerte Fluoreszenz eines Trimers aus einem zentralen Phenothiazin-5,5-dioxid, sowie zwei Dimethylacridin (DMAC) Gruppen, abgekürzt als DMAC-PTO- DMAC, eingebettet in einer Konzentration von 2% in einem dünnen Film aus Polystyrol. Anregungsbedingungen und Zeitfenster wie bei Abbildung 2. Figure 3 shows the prompt and delayed fluorescence of a trimer of a central phenothiazine-5,5-dioxide, as well as two dimethylacridine (DMAC) groups, abbreviated as DMAC-PTO-DMAC, embedded in a concentration of 2% in a thin film polystyrene. Excitation conditions and time window as in Figure 2.
Abbildung 4 zeigt die zeitliche Entwicklung der Fluoreszenzintensität des Trimers PT-PTO-PT, eingebettet in einer Konzentration von 2% in einem dünnen Film aus Polystyrol. Die unterschiedliche zeitliche Dynamik der prompten und der verzögerten Fluoreszenz beweist das Vorliegen von zeitlich verzögerter thermisch aktivierter Fluoreszenz (TADF). Anregungsbedingungen wie bei Abbildung 2. Figure 4 shows the time evolution of the fluorescence intensity of the trimer PT-PTO-PT embedded in a concentration of 2% in a thin film of polystyrene. The different temporal dynamics of the prompt and the delayed fluorescence prove the presence of delayed delayed thermally activated fluorescence (TADF). Excitation conditions as in Figure 2.
Abbildung 5 zeigt die zeitliche Entwicklung der Fluoreszenzintensität des Trimers D AC-PTO-DMAC, eingebettet in einer Konzentration von 2% in einem dünnen Film aus Polystyrol. Die unterschiedliche zeitliche Dynamik der prompten und der verzögerten Fluoreszenz beweist das Vorliegen von zeitlich verzögerter thermisch aktivierter Fluoreszenz (TADF). Anregungsbedingungen wie bei Abbildung 2.
Figure 5 shows the time evolution of the fluorescence intensity of the trimer D AC-PTO-DMAC embedded in a concentration of 2% in a thin film of polystyrene. The different temporal dynamics of the prompt and the delayed fluorescence prove the presence of delayed delayed thermally activated fluorescence (TADF). Excitation conditions as in Figure 2.