EP4683925A1 - Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen - Google Patents

Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen

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EP4683925A1
EP4683925A1 EP24711895.3A EP24711895A EP4683925A1 EP 4683925 A1 EP4683925 A1 EP 4683925A1 EP 24711895 A EP24711895 A EP 24711895A EP 4683925 A1 EP4683925 A1 EP 4683925A1
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EP
European Patent Office
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atoms
formula
radicals
aromatic
occurrence
Prior art date
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Pending
Application number
EP24711895.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp Stoessel
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • Formula (3) Formula (4) where W, Z and X have the meanings given above, the dashed bond marked with * represents the bond to M and the two other dashed bonds represent the linkage of the structure within the formula (1);
  • X is the same or different at each occurrence and is CR or N, with a maximum of two Xs per cycle representing N, or two adjacent Xs in formula (2) together represent CR2, NR, O or S;
  • the compound containing a partial structure of the formula (1) is a compound of the following formula (5) or (6), where the symbols used have the meanings given above and furthermore:
  • Two R M radicals can also form an aliphatic, heteroalipha
  • benzene or a simple heteroaromatic cycle, for example pyridine, pyrimidine, thiophene, etc., or a condensed (fused) aryl or heteroaryl group, for example naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, etc.
  • Aromatics linked to one another by a single bond, such as biphenyl, are not referred to as aryl or heteroaryl groups, but as aromatic ring systems.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system with 5 - 60 aromatic ring atoms, which can also be substituted with the above-mentioned radicals R 1 is understood to mean in particular groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, benzanthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzopyrene, biphenyl, biphenylene, terphenyl, triphenylene, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, dihydropyrene, tetrahydropyrene, cis- or trans-indenofluorene, cis- or trans-indenocarbazole, cis- or trans-indolocarbazole, truxene, isotruxene, spirotruxene, spi
  • Y is the same or different on each occurrence and is NR, or Y, together with the explicitly drawn carbon atom and the adjacent X, forms a group according to the formula (3) given above.
  • Y, together with the explicitly drawn carbon atom and the adjacent X forms a group according to the formula (3) given above.
  • both groups W together represent a group of the following formula (2a), Formula (2a)
  • Particularly preferred partial structures of the formula (1) or the partial structures (7) and (8) are the structures of the following formulas (7a), (7b), (8a) and (8b),
  • particularly preferred compounds are the compounds of the following formulas (9a), (9b), (10a), (10b), (11 a), (11 b), (12a) and (12b),
  • Formula (12b) where the symbols used have the meanings given above and Y in the formulas (10a), (10b), (12a) and (12b) preferably represents NR, O or S, with Y O or NR being particularly preferred.
  • Z in the formulas (9a), (10a), (11a) and (12a) preferably represents a single bond. Very particular preference is given to the compounds of the following formulae (9a-1 ), (10a-1 ), (1 1 a-1 ) and (12a-1 ),
  • the partial structure of formula (1) or the preferred embodiments of this formula listed above and below has no more than four, preferably no more than two, substituents R bonded to C atoms which are different from H or D.
  • the compounds of the formulas (5) or (6) or the preferred embodiments of these formulas listed above and below preferably have no more than four substituents R bonded to C atoms which are different from H or D.
  • R M R, R 1 and R 2 on the compounds according to the invention are described below.
  • the preferences for R M , R, R 1 and R 2 mentioned below occur simultaneously and apply to the structures of the formula (1), the compounds of the formulas (5) and (6), and to all the preferred embodiments listed above.
  • R M is on each occurrence, identically or differently, N(R 1 ) 2, NAr 2, a straight-chain alkyl group having 1 to 6 C atoms or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 6 C atoms, in each of which one or more H atoms can be replaced by D, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 13 aromatic ring atoms, which can be substituted by one or more radicals R 1 ; the two radicals R M can also form a ring system with one another.
  • Particularly preferred groups R M are selected from the group consisting of methyl, isopropyl, tert-butyl, neopentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, which can also be substituted by one or more substituents R 1 , or ortho-, meta- or para-biphenyl, which can also be substituted by one or more substituents R 1 , where the above-mentioned groups can also be partially or completely deuterated. and where two of these groups can also form a ring with each other and with the M to which they are bonded.
  • both groups R M together represent a group of the following formula (13), where the dashed bonds represent the bonds to M and R 1 has the meanings given above, where the two R 1 which are bonded to N are preferably the same or different on each occurrence and represent an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 30 aromatic ring atoms, which can each be substituted by one or more radicals R.
  • Such a group is formed when the two groups R M each represent N(R 1 )2, where an R 1 radical on one N represents an optionally substituted phenyl group and an R 1 radical on the other N represents H and these radicals together form a ring system.
  • the R radical which is bonded to the nitrogen atom preferably represents an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 40 aromatic ring atoms which may be substituted by one or more R 1 radicals, particularly preferably an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms which may be substituted by one or more R 1 radicals, and very particularly preferably an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 13 aromatic ring atoms which may be substituted by one or more R 1 radicals, where Phenyl, ortho-, meta- or para-biphenyl, dibenzofuranyl or carbazolyl, each of which may be substituted by one or more radicals R 1 , are particularly preferred.
  • R is selected on each occurrence, identically or differently, from the group consisting of H, D, F, N(Ar)2, OAr, SAr, CN, OR1 , a straight-chain alkyl group having 1 to 10 C atoms or an alkenyl group having 2 to 10 C atoms or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 10 C atoms, where the alkyl or alkenyl group can each be substituted by one or more radicals R1 , but is preferably unsubstituted, and where one or more non-adjacent CH2 groups can be replaced by O, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 30 aromatic ring atoms, which can be substituted by one or more radicals R1 ; two radicals R can also form an aliphatic, aromatic or heteroaromatic ring system with one another.
  • R is selected on each occurrence, identically or differently, from the group consisting of H, N(Ar)2, a straight-chain alkyl group having 1 to 6 C atoms, in particular having 1, 2, 3 or 4 C atoms, a straight-chain alkenyl group having 2 to 4 C atoms, in particular having 2 C atoms, or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 6 C atoms, where the alkyl or alkenyl group may in each case be substituted by one or more radicals R 1 , but is preferably unsubstituted, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R 1 .
  • R is selected on each occurrence, identically or differently, from the group consisting of H, D or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 13 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R 1 .
  • Ar is the same or different and represents an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 30 aromatic ring atoms, particularly preferably having 6 to 24 aromatic ring atoms and very particularly preferably having 6 to 13 aromatic ring atoms, which may in each case be substituted by one or more radicals R 1 .
  • Suitable aromatic or heteroaromatic ring systems R M , R or Ar are selected from phenyl, biphenyl, in particular ortho-, meta- or para-biphenyl, terphenyl, in particular ortho-, meta-, para- or branched terphenyl, quaterphenyl, in particular ortho-, meta-, para- or branched quaterphenyl, fluorene, which can be linked via the 1-, 2-, 3- or 4-position, spirobifluorene, which can be linked via the 1-, 2-, 3- or 4-position, naphthalene, which can be linked via the 1- or 2-position, indole, benzofuran, benzothiophene, carbazole, which can be linked via the 1-, 2-, 3- or 4-position, dibenzofuran, which can be linked via the 1-, 2-, 3- or 4-position, dibenzothiophene, which can be linked via the 1-, 2-, 3- or 4-position, indenocarbazole, indoloc
  • aromatic or heteroaromatic groups R M or R are preferably selected from the groups of the following formulas R-1 to R- 83,
  • Ar 1 is, identically or differently at each occurrence, a bivalent aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 18 aromatic ring atoms, which may each be substituted by one or more radicals R 1 ;
  • a 1 is, identically or differently on each occurrence, C(R 1 ) 2, NR 1 , 0 or S; or in the formulas R-40, R-41 and R-42, identically or differently on each occurrence, is a single bond, C(R 1 ) 2, NR 1 , 0 or S;
  • groups R-1 to R-83 have several groups A 1 , all combinations from the definition of A 1 are possible. Preferred embodiments are then those in which one group A 1 is NR 1 and the other group A 1 is C(R 1 ) 2 or in which both groups A 1 are NR 1 or in which both groups A 1 are 0. In a particularly preferred embodiment of the invention, in groups R which have several groups A 1 , at least one group A 1 is C(R 1 ) 2 or NR 1 .
  • the substituent R 1 which is bonded to the nitrogen atom preferably represents an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 24 aromatic ring atoms, which may also be substituted by one or more radicals R 2.
  • this substituent R 1 identical or different on each occurrence, represents an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, preferably having 6 to 12 aromatic ring atoms, which has no condensed aryl groups or heteroaryl groups in which two or more aromatic or heteroaromatic 6-ring groups are directly condensed to one another, and which may also be substituted in each case by one or more radicals R 2 .
  • a 1 is C(R 1 ) 2
  • the substituents R 1 which are bonded to this carbon atom are preferably identical or different on each occurrence and represent a linear alkyl group having 1 to 10 C atoms or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 10 C atoms or an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 24 aromatic ring atoms, which may also be substituted by one or more radicals R 2 .
  • R 1 is very particularly preferably a methyl group or a phenyl group.
  • the radicals R 1 can also form a ring system with one another, resulting in a spiro system.
  • At least one radical R is an electron-rich heteroaromatic ring system.
  • the electron-rich heteroaromatic ring system is preferably selected from the groups R-13 to R-42 shown above, where in the groups R-13 to R-16, R-18 to R-20, R-22 to R-24, R-27 to R-29, R-31 to R-33 and R-35 to R-37 at least one group A 1 is NR 1 , where R 1 is preferably an aromatic or heteroaromatic ring system, in particular an aromatic ring system.
  • At least one radical R is an electron-poor heteroaromatic ring system.
  • the electron-poor heteroaromatic ring system is preferably selected from the groups R-47 to R-50, R-57, R-58 and R-76 to R-83 shown above.
  • R 1 is the same or different on each occurrence and is selected from the group consisting of H, D, F, CN, OR 2 , a straight-chain alkyl group having 1 to 10 C atoms or an alkenyl group having 2 to 10 C atoms or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 10 C atoms, where the alkyl or alkenyl group can each be substituted by one or more radicals R 2 and where one or more non-adjacent CH2 groups can be replaced by O, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 30 aromatic ring atoms, which can be substituted in each case by one or more radicals R 2 ; two or more radicals R 1 can form an aliphatic ring system with one another.
  • R 1 is the same or different on each occurrence and is selected from the group consisting of H, a straight-chain alkyl group having 1 to 6 C atoms, in particular having 1, 2, 3 or 4 C atoms, or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 6 C atoms, where the alkyl group can be substituted by one or more radicals R 2 , but is preferably unsubstituted, or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, which can be substituted in each case by one or more radicals R 2 , but is preferably unsubstituted.
  • R 2 is the same or different on each occurrence and is H, F, an alkyl group having 1 to 4 C atoms or an aryl group having 6 to 10 C atoms, which may be substituted by an alkyl group having 1 to 4 C atoms, but is preferably unsubstituted.
  • R groups are groups of the formula -Ar 4 -N(Ar 2 )(Ar 3 ), where Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are the same or different on each occurrence and represent an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 24 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more R 1 radicals.
  • the total number of aromatic ring atoms of Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 is a maximum of 40.
  • Ar 4 and Ar 2 can be connected to one another and/or Ar 2 and Ar 3 can also be connected to one another by a group selected from C(R 1 ) 2, NR 1 , O or S.
  • Ar 4 and Ar 2 are connected to one another or Ar 2 and Ar 3 are connected to one another in a position ortho to the position of the connection to the nitrogen atom.
  • none of the groups Ar 2 , Ar 3 or Ar 4 are connected to one another.
  • Ar 4 is an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, in particular having 6 to 12 aromatic tic ring atoms, each of which may be substituted by one or more radicals R 1 .
  • Ar 4 is particularly preferably selected from the group consisting of ortho-, meta- or para-phenylene or ortho-, meta- or para-biphenyl, each of which may be substituted by one or more radicals R 1 , but is preferably unsubstituted.
  • Ar 4 is very particularly preferably an unsubstituted phenylene group. This applies in particular when Ar 4 is connected to Ar 2 by a single bond.
  • Ar 2 and Ar 3 are the same or different on each occurrence and are an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, which may each be substituted by one or more radicals R 1 .
  • Particularly preferred groups Ar 2 and Ar 3 are the same or different on each occurrence and are selected from the group consisting of benzene, ortho-, meta- or para-biphenyl, ortho-, meta-, para- or branched terphenyl, ortho-, meta-, para- or branched quaterphenyl, 1-, 2-, 3- or 4-fluorenyl, 1-, 2-, 3- or 4-spiro-bifluorenyl, 1- or 2-naphthyl, indole, benzofuran, benzothiophene, 1-, 2-
  • Ar 2 and Ar 3 identical or different on each occurrence, represent an aromatic ring system having 6 to 24 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R 1 , in particular selected from the groups consisting of benzene, biphenyl, in particular ortho-, meta- or para-biphenyl, terphenyl, in particular ortho-, meta-, para- or branched terphenyl, quaterphenyl, in particular ortho-, meta-, para- or branched quaterphenyl, fluorene, in particular 1-, 2-, 3- or 4-fluorene, or spirobifluorene, in particular 1-, 2-, 3- or 4-spirobifluorene.
  • the alkyl groups in compounds according to the invention which are processed by vacuum evaporation preferably have no more than five C atoms, particularly preferably no more than 4 C atoms, very particularly preferably no more than 1 C atom.
  • compounds which consist of are compounds which are substituted with alkyl groups, in particular branched alkyl groups, with up to 10 C atoms or which are substituted with oligoarylene groups, for example ortho-, meta-, para- or branched terphenyl or quaterphenyl groups.
  • the compounds containing a partial structure of formula (1) or compounds of formula (5) or (6) or the preferred embodiments are used as matrix material for a phosphorescent emitter or as matrix material in hyperphosphorescent OLEDs or in a layer that is directly adjacent to a phosphorescent layer, it is further preferred if the compound does not contain any condensed aryl or heteroaryl groups in which more than two six-membered rings are directly condensed to one another.
  • the groups R M , R, Ar, R 1 and R 2 do not contain any condensed aryl or heteroaryl groups in which two or more six-membered rings are directly condensed to one another.
  • An exception to this are phenanthrene, triphenylene, quinazoline and quinoxaline, which may be preferred due to their high triplet energy despite the presence of condensed aromatic six-membered rings.
  • alkyl lithium compounds such as n-BuLi in ethers, such as diethyl ether, di-n-butyl ether or tetrahydrofuran (THF), or sodium hydride or potassium hydride in THF, dimethylacetamide (DMAc) or dimethyl sulfoxide (DMSO).
  • ethers such as diethyl ether, di-n-butyl ether or tetrahydrofuran (THF), or sodium hydride or potassium hydride in THF, dimethylacetamide (DMAc) or dimethyl sulfoxide (DMSO).
  • DMAc dimethylacetamide
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the 6-metalla-diimidazolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]-perimidines (5) according to the invention can be prepared by reacting the 1,10-dihydrodicyclopenta-[a,h]naphthalenes (4) with metal electrophiles of the type (R M )2MCl2 (R M : alkyl, aryl, heteroaryl) in the presence of a base in a dipolar aprotic solvent (Scheme 3), whereby base-solvent combinations as above for the 8-metalla-diindolo[1,2,3- cd:3′,2′,1′-kl]perimidines (2) can be used.
  • 6-Metalla-spirodiimidazolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]perimidines can be prepared analogously to the process described in Scheme 2.
  • the 1,10-dihydrodicyclopenta[a,h]-naphthalenes (4) can be prepared analogously to K. Miyata et al., Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 4649 from the 2,9-dibromo-1,10-dinitronaphthalenes (3).
  • Scheme 3 The compounds (8) according to the invention containing an imidazole and an indole unit bound to M are accessible from the 1-nitro-2-halogen-11H-benzo[a]-carbazoles (6) analogously to the process described above (Scheme 4).
  • formulations of the compounds according to the invention are required. These formulations can be, for example, solutions, dispersions or emulsions. It may be preferable to use mixtures of two or more solvents for this purpose.
  • Suitable and preferred solvents are, for example, toluene, anisole, o-, m- or p-xylene, methyl benzoate, mesitylene, tetralin, veratrole, THF, methyl-THF, THP, chlorobenzene, dioxane, phenoxytoluene, in particular 3-phenoxytoluene, (-)-fenchone, 1,2,3,5-tetramethylbenzene, 1,2,4,5-tetramethylbenzene, 1-methylnaphthalene, 2-methylbenzothiazole, 2-phenoxyethanol, 2-pyrrolidinone, 3-methylanisole, 4-methylanisole, 3,4-dimethylanisole, 3,5-dimethylanisole, acetophenone, ⁇ -terpineol, benzothiazole, butylbenzoate, cumene, cyclohexanol, cyclohexanone, Cyclohexylbenzene, decalin, do
  • a further subject matter of the present invention is therefore a formulation comprising at least one compound according to the invention and at least one further compound.
  • the further compound can be, for example, a further matrix material and/or a phosphorescent emitter and/or a fluorescent emitter and/or an emitter which exhibits TADF (thermally activated delayed fluorescence) and/or a solvent.
  • TADF thermalally activated delayed fluorescence
  • a further subject matter is the use of the compounds according to the invention in an electronic device, in particular in an organic electroluminescent device.
  • An electronic device in the sense of the present invention is a device which contains at least one layer which contains at least one organic compound.
  • the component can also contain inorganic materials or layers which are made entirely of inorganic materials.
  • Yet another subject of the invention is an electronic device, in particular an organic electroluminescent device, comprising one or more compounds according to the invention.
  • the electronic device is preferably selected from the group consisting of organic electroluminescent devices (OLEDs), organic integrated circuits (O-ICs), organic field-effect transistors (O-FETs), organic thin-film transistors (O-TFTs), organic light-emitting transistors (O-LETs), organic solar cells (O-SCs), dye-sensitized organic solar cells (DSSCs), organic optical detectors, organic photoreceptors, organic field quench devices (O-FQDs), light-emitting electrochemical cells (LECs), organic laser diodes (O-lasers) and organic plasmon emitting devices, but preferably organic electro- luminescent devices (OLEDs), particularly preferably phosphorescent OLEDs.
  • OLEDs organic electroluminescent devices
  • O-ICs organic integrated circuits
  • O-FETs organic field-effect transistors
  • OF-TFTs organic thin-film transistors
  • O-LETs organic light-emitting transistors
  • O-SCs organic solar cells
  • the organic electroluminescent device contains a cathode, an anode and at least one emitting layer. In addition to these layers, it can contain further layers, for example one or more hole injection layers, hole transport layers, hole blocking layers, electron transport layers, electron injection layers, exciton blocking layers, electron blocking layers and/or charge generation layers. Interlayers can also be introduced between two emitting layers, which, for example, have an exciton blocking function. It should be noted, however, that not all of these layers necessarily have to be present.
  • the organic electroluminescent device can contain one emitting layer, or it can contain several emitting layers.
  • emitting layers are present, these preferably have a total of several emission maxima between 380 nm and 750 nm, so that overall white emission results, i.e. different emitting compounds that can fluoresce or phosphoresce are used in the emitting layers.
  • Systems with three emitting layers are particularly preferred, with the three layers showing blue, green and orange or red emission.
  • the organic electroluminescent device according to the invention can also be a tandem OLED, in particular for white-emitting OLEDs.
  • the compound according to the invention can be used in different layers, depending on the precise structure.
  • the compound according to the invention can be used in an emitting layer of an organic electroluminescent device as a matrix material for phosphorescent emitters or for emitters that exhibit TADF (thermally activated delayed fluorescence), in particular for phosphorescent emitters.
  • the organic electroluminescent device can contain one emitting layer, or it can contain several emitting layers, where at least one emitting layer has at least one contains a compound according to the invention as a matrix material.
  • the compounds according to the invention are particularly suitable as a matrix material for green, yellow, orange or red phosphorescent emitters.
  • the compound according to the invention can be used as a hole transport material or as an electron blocking material in a hole transport or electron blocking layer of an organic electroluminescent device. This applies in particular when both W together represent a group of the formula (2) and when all Xs represent CR.
  • the compound according to the invention can be used as an electron transport material in an electron transport layer or a hole blocking layer of an organic electroluminescent device. This applies in particular when at least one W stands for N.
  • the compound according to the invention is used as a matrix material for a phosphorescent compound in an emitting layer, it is preferably used in combination with one or more phosphorescent materials (triplet emitters).
  • Phosphorescence in the sense of this invention is understood to mean luminescence from an excited state with a higher spin multiplicity, i.e. a spin state > 1, in particular from an excited triplet state.
  • all luminescent complexes with transition metals or lanthanides, in particular all iridium, platinum and copper complexes are to be regarded as phosphorescent compounds.
  • the mixture of the compound according to the invention and the emitting compound contains between 99 and 1 vol. %, preferably between 98 and 10 vol. %, particularly preferably between 97 and 60 vol. %, in particular between 95 and 80 vol. %, of the compound according to the invention, based on the total mixture of emitter and matrix material. Accordingly, the mixture contains between 1 and 99 vol. %, preferably between 2 and 90 vol. %, particularly preferably between 3 and 40 vol.%, in particular between 5 and 20 vol.% of the emitter based on the total mixture of emitter and matrix material.
  • a further preferred embodiment of the present invention is the use of the compound according to the invention as a matrix material for a phosphorescent emitter in combination with a further matrix material.
  • Suitable matrix materials which can be used in combination with the compounds according to the invention are aromatic ketones, aromatic phosphine oxides or aromatic sulfoxides or sulfones, e.g. according to WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 or WO 2010/006680, triarylamines, carbazole derivatives, e.g. B.
  • CBP N,N-biscarbazolylbiphenyl
  • CBP CBP (N,N-biscarbazolylbiphenyl) or those in WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, EP 1205527, WO 2008/086851 or WO 2013/041176, indolocarbazole derivatives, e.g. according to WO 2007/063754 or WO 2008/056746, indenocarbazole derivatives, e.g. according to WO 2010/136109, WO 2011/000455, WO 2013/041176 or WO 2013/056776, azacarbazole derivatives, e.g. B.
  • diazasilole or tetraazasilole derivatives e.g. according to WO 2010/054729
  • diazaphosphole derivatives e.g. according to WO 2010/054730
  • bridged carbazole derivatives e.g. according to WO 2011/042107, WO 2011/060867, WO 2011/088877 and WO 2012/143080
  • triphenylene derivatives e.g. according to WO 2012/048781
  • dibenzofuran derivatives e.g. B. according to WO 2015/169412, WO 2016/015810, WO 2016/023608, WO 2017/148564 or WO 2017/148565.
  • a further phosphorescent emitter which emits at a shorter wavelength than the actual emitter can be present in the mixture as a co-host or a compound which does not participate or does not participate to a significant extent in the charge transport, as described for example in WO 2010/108579.
  • the compounds according to the invention are generally electron-rich or hole-transporting compounds. This applies in particular when both W together represent a group of formula (2) or when all W represent CR.
  • Preferred co-matrix materials are therefore selected from the group of electron-transporting compounds, which are preferably triazine, pyrimidine, quinazoline and quinoxaline derivatives.
  • Particularly suitable matrix materials which are advantageously combined with the compounds according to the invention in a mixed matrix system can be selected from the compounds of the formulas (eTMM1), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) or (eTMM5), as described below.
  • a further subject of the invention is therefore a mixture containing at least one compound according to the invention and at least one compound of the formulas (eTMM1), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) and/or (eTMM5),
  • R 7 is the same or different on each occurrence and is selected from the group consisting of H, D or an aromatic or heteroaromatic ring system having 6 to 30 ring atoms, which can be substituted by one or more radicals R 8 .
  • the compounds according to the invention and the electronic devices according to the invention, in particular the organic electroluminescent devices, are characterized by one or more of the following surprising advantages over the prior art:
  • the compounds according to the invention can be used in the hole injection layer (HIL), the hole transport layer (HTL), the electron blocking layer (EBL) and/or in the emission layer (EML) as matrix material (host material) M (see Table 5).
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • EBL electron blocking layer
  • EML emission layer
  • all materials are thermally vapor-deposited in a vacuum chamber.
  • the emission layer always consists of at least one or more matrix materials M and a phosphorescent dopant Ir, which is mixed into the matrix material or materials by co-evaporation in a certain volume proportion.
  • a specification such as M1:M2:lr (55%:35%:10%) means that the material M1 is present in the layer in a volume proportion of 55%, M2 in a volume proportion of 35% and Ir in a volume proportion of 10%.
  • the electron transport layer can also consist of a mixture of two materials.
  • the exact structure of the OLEDs can be found in Table 3.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Siliciumverbindungen und Derivate davon, sowie elektronische Vorrichtungen, insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, enthaltend diese Verbindungen.

Description

Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft Siliciumverbindungen und Derivate dieser Verbindungen, sowie elektronische Vorrichtungen, insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, enthaltend diese Verbin- dungen.
In organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs) werden als emittierende Materialien häufig phosphoreszierende metallorganische Komplexe eingesetzt. Generell gibt es bei OLEDs, insbesondere auch bei OLEDs, die Triplettemission (Phosphoreszenz) zeigen, immer noch Ver- besserungsbedarf, beispielsweise im Hinblick auf Effizienz, Betriebs- spannung und Lebensdauer. Die Eigenschaften phosphoreszierender OLEDs werden nicht nur von den eingesetzten Triplettemittern bestimmt. Hier sind insbesondere auch die anderen verwendeten Materialien, wie Matrixmaterialien oder Ladungstransportmatenalien, von besonderer Bedeutung. Verbesserungen dieser Materialien können somit auch zu Verbesserungen der OLED-Eigenschaften führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verbin- dungen, welche sich für den Einsatz in einer OLED eignen, insbesondere als Matrixmaterial für phosphoreszierende Emitter, als Lochtransport- matenal oder als Elektronenblockiermaterial, und dort zu guten Eigen- schaften führen.
Überraschend wurde gefunden, dass bestimmte, unten näher beschrie- bene Verbindungen diese Aufgabe lösen und sich gut für die Verwendung in OLEDs eignen. Dabei weisen die OLEDs insbesondere eine lange Lebensdauer, eine hohe Effizienz und eine geringe Betriebsspannung auf. Diese Verbindungen sowie elektronische Vorrichtungen, insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, welche diese Verbindungen enthalten, sind daher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Verbindung ent- haltend eine Teilstruktur gemäß der folgenden Formel (1 ),
wobei für die verwendeten Symbole gilt:
M ist Si, Ge, Sn, Ti, Zr oder Hf;
W ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, wobei pro Cyclus maximal ein Wfür N steht; oder die beiden W zusammen bilden eine Gruppe der folgenden Formel (2),
Formel (2) wobei eine der beiden gestrichelten Bindungen die Bindung an N und die andere der beiden gestrichelten Bindungen die Bindung an Z dar- stellt;
Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfachbindung,
BR, CR2, C=O, SiR2, GeR2, NR, P(=O)R, 0, S oder SO2;
Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden NR, 0 oder S; oder Y bildet zusammen mit dem explizit eingezeichneten Kohlenstoffatom und dem benachbarten X eine Gruppe gemäß der folgenden Formel (3) oder (4),
Formel (3) Formel (4) wobei W, Z und X die oben genannten Bedeutungen aufweisen, die mit * markierte gestrichelte Bindung die Bindung an M darstellt und die beiden weiteren gestrichelten Bindungen die Verknüpfung der Struktur innerhalb der Formel (1) darstellen; X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, wobei maximal zwei X pro Cyclus für N stehen, oder zwei benachbarte X in Formel (2) stehen zusammen für CR2, NR, O oder S; R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, Cl, Br, I, N(Ar)2, N(R1)2, OAr, SAr, CN, NO2, OR1, SR1, COOR1, C(=O)N(R1)2, Si(R1)3, B(OR1)2, C(=O)R1, P(=O)(R1)2, S(=O)R1, S(=O)2R1, OSO2R1, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen oder eine ver- zweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R1)2, C=O, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaro- matisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem der mehreren Resten R1 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste R auch miteinander ein aliphatisches, hetero- aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden; Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R1 substi- tuiert sein kann; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, Cl, Br, I, N(R2)2, CN, NO2, OR2, SR2, Si(R2)3, B(OR2)2, C(=O)R2, P(=O)(R2)2, S(=O)R2, S(=O)2R2, OSO2R2, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C- Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R2)2, C=O, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome in der Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe durch D, F, Cl, Br, I oder CN ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ring- atomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann; dabei können zwei oder mehrere Reste R1 miteinander ein aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system bilden; R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CN oder ein aliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer organischer Rest, insbesondere ein Kohlenwasserstoffrest, mit 1 bis 20 C- Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Verbindung enthaltend eine Teilstruktur der Formel (1) für eine Verbindung der folgenden Formel (5) oder (6), wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: RM ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden F, CN, OR1, OAr, N(R1)2, NAr2, Si(R1)3, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C- Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl- oder Alkoxygruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R1 )2, C=O, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ring- atomen, das mit einem der mehreren Resten R1 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste RM auch miteinander ein aliphatisches, heteroaliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system bilden, wobei die Verknüpfung der beiden Resten RM durch eine Einfachbindung oder durch eine Gruppe gewählt aus C(R1)2, O, S, NR1 oder BR erfolgen kann; weiterhin können ein oder mehrere RM mit einem oder mehreren R zu einem Ringsystem verknüpft sein.
Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 C-Atome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 40 C-Atome und mindestens ein Heteroatom, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Dabei wird unter einer Aryl- gruppe bzw. Heteroarylgruppe entweder ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, bei- spielsweise Pyridin, Pyrimidin, Thiophen, etc., oder eine kondensierte (anellierte) Aryl- oder Heteroarylgruppe, beispielsweise Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Chinolin, Isochinolin, etc., verstanden. Mitein- ander durch Einfachbindung verknüpfte Aromaten, wie zum Beispiel Biphenyl, werden dagegen nicht als Aryl- oder Heteroarylgruppe, sondern als aromatisches Ringsystem bezeichnet.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome, bevorzugt 6 bis 40 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaroma- tisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 60 C-Atome, bevorzugt 2 bis 40 C-Atome und mindestens ein Heteroatom im Ring- system, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Hetero- atomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, 0 und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine nicht-aromatische Einheit, wie z. B. ein C-, N- oder O-Atom, verbunden sein können. Ebenso sollen hierunter Systeme verstanden werden, in denen zwei oder mehr Aryl- bzw. Heteroarylgruppen direkt miteinander verknüpft sind, wie z. B. Biphenyl, Terphenyl, Bipyridin oder Phenylpyridin. So sollen beispielsweise auch Systeme wie Fluoren, 9,9‘-Spirobifluoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden, und ebenso Systeme, in denen zwei oder mehrere Arylgruppen beispielsweise durch eine kurze Alkylgruppe verbunden sind. Bevorzugte aromatische bzw. heteroaromatische Ringsysteme sind einfache Aryl- bzw. Heteroaryl- gruppen sowie Gruppen, in denen zwei oder mehr Aryl- bzw. Heteroaryl- gruppen direkt miteinander verknüpft sind, beispielsweise Biphenyl oder Bipyridin, sowie Fluoren oder Spirobifluoren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Alkylgruppe sowohl lineare, wie auch verzweigte und/oder cyclische Alkylgruppen, wobei cyclische Alkylgruppen monocyclisch, bicyclisch, tricyclisch oder oligocyclisch sein können. Analoges gilt für Alkenyl- und Alkinylgruppen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest bzw. einer Alkylgruppe bzw. einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe, die 1 bis 40 C-Atome enthalten kann, und in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i- Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, neo-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, neo-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cyclo- heptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl oder Octinyl ver- standen. Unter einer Alkoxygruppe OR1 mit 1 bis 40 C-Atomen werden bevorzugt Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy, n-Pentoxy, s-Pentoxy, 2-Methyl- butoxy, n-Hexoxy, Cyclohexyloxy, n-Heptoxy, Cycloheptyloxy, n-Octyloxy, Cyclooctyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Pentafluorethoxy und 2,2,2-Trifluorethoxy verstanden. Unter einer Thioalkylgruppe SR1 mit 1 bis 40 C-Atomen werden insbesondere Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, i-Propylthio, n- Butylthio, i-Butylthio, s-Butylthio, t-Butylthio, n-Pentylthio, s-Pentylthio, n- Hexylthio, Cyclohexylthio, n-Heptylthio, Cycloheptylthio, n-Octylthio, Cyclo- octylthio, 2-Ethylhexylthio, Trifluormethylthio, Pentafluorethylthio, 2,2,2- Trifluorethylthio, Ethenylthio, Propenylthio, Butenylthio, Pentenylthio, Cyclopentenylthio, Hexenylthio, Cyclohexenylthio, Heptenylthio, Cyclo- heptenylthio, Octenylthio, Cyclooctenylthio, Ethinylthio, Propinylthio, Butinylthio, Pentinylthio, Hexinylthio, Heptinylthio oder Octinylthio ver- standen. Allgemein können Alkyl-, Alkenyl-, Alkiny I-, Alkoxy- oder Thio- alkylgruppen gemäß der vorliegenden Erfindung geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2- Gruppen durch die oben genannten Gruppen ersetzt sein können; weiterhin können auch ein oder mehrere H-Atome durch D, F, CI, Br, I, CN oder NO2, bevorzugt durch D, F oder CN ersetzt sein.
Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 - 60 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit den oben genannten Resten R1 substituiert sein kann, werden insbesondere Gruppen verstan- den, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Benz- anthracen, Phenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Naphtha- cen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Triphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetrahydro- pyren, cis- oder trans-lndenofluoren, cis- oder trans-lndenocarbazol, cis- oder trans-lndolocarbazol, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothio- phen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carba- zol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chino- lin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimi- dazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benz- oxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2- Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Hexaazatriphenylen, Benzo- pyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinazolin, Chinoxalin, 1 ,5-Diaza- anthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1 ,6-Diazapyren, 1 ,8-Diaza- pyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9, 10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzo- carbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3- Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,3,4-Oxadiazol, 1 ,2,3- Thiadiazol, 1 ,2,4-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5- Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,4,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4- Tetrazin, 1 ,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Gruppen, die abgeleitet sind von Kombination dieser Systeme.
Unter der Formulierung, dass zwei oder mehr Reste miteinander einen Ring bilden können, soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung unter anderem verstanden werden, dass die beiden Reste miteinander durch eine chemische Bindung unter formaler Abspaltung von zwei Wasserstoff- atomen verknüpft sind. Dies wird durch das folgende Schema verdeutlicht:
Ringbildung der Reste R
H,C. ,CH, C H2
Analog ist die Bildung eines ankondensierten aromatischen Ringes möglich, wenn zwei Substituenten R, die jeweils für Alkenylgruppen stehen, miteinander durch eine chemische Bindung unter formaler Abspaltung von zwei Wasserstoffatomen verknüpft sind.
Weiterhin soll unter der oben genannten Formulierung auch verstanden werden, dass für den Fall, dass einer der beiden Reste Wasserstoff dar- stellt, der zweite Rest unter Bildung eines Rings an die Position, an die das Wasserstoffatom gebunden war, bindet. Dies soll durch das folgende Schema verdeutlicht werden:
Ringbildung der Reste R Für die erfindungsgemäßen Verbindungen gilt, dass diese auch teilweise oder vollständig deuteriert sein können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht Y gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für NR, oder Y bildet zusammen mit dem explizit eingezeichneten Kohlenstoffatom und dem benachbarten X eine Gruppe gemäß der oben aufgeführten Formel (3). Ganz besonders bevor- zugt bildet Y zusammen mit dem explizit eingezeichneten Kohlenstoffatom und dem benachbarten X eine Gruppe gemäß der oben aufgeführten Formel (3).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht maximal ein X pro Cyclus für N. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, in denen in den beiden kondensierten Sechsringen alle X für CR stehen, wobei X für C steht, wenn dieses zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom und Y für eine Gruppe der Formel (3) oder (4) steht. Besonders bevorzugt stehen in der Teilstruktur der Formel (1 ) bzw. in den Verbindungen der Formeln (5) und (6) alle X für CR, wobei X für C steht, wenn dieses zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom und Y für eine Gruppe der Formel (3) oder (4) steht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Teilstruktur der Formel (1 ) sind somit die Strukturen gemäß den folgenden Formeln (7) und (8),
Formel (7) Formel (8) wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen auf- weisen und Y in Formel (8) für NR, 0 oder S steht, wobei Y = NR bevor- zugt ist. Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formeln (5) und (6) sind entsprechend die Verbindungen der folgenden Formeln (9), (10), (11 ) und (12),
Formel (10)
Formel (11) Formel (12) wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen auf- weisen und Y in Formel (10) und (12) für NR, 0 oder S steht, wobei Y = 0 oder NR bevorzugt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht Z gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Einfachbindung, CR2, BR oder 0, besonders bevorzugt für eine Einfachbindung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen beide Gruppen W zusammen für eine Gruppe der folgenden Formel (2a), Formel (2a)
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, in der Z für eine Einfach- bindung steht und in demselben Cyclus eine der beiden Gruppen Wfür CR und die andere Gruppe Wfür N steht.
Besonders bevorzugte Teilstrukturen der Formel (1 ) bzw. der Teil- strukturen (7) und (8) sind die Strukturen der folgenden Formeln (7a), (7b), (8a) und (8b),
Formel (8a) Formel (8b) wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen auf- weisen und Y in den Formeln (8a) und (8b) bevorzugt für NR, 0 oder S steht, wobei Y = O oder NR besonders bevorzugt ist. Dabei steht Z in den Formeln (7a) und (8a) bevorzugt für eine Einfachbindung.
Entsprechend sind besonders bevorzugte Verbindungen die Verbin- dungen der folgenden Formeln (9a), (9b), (10a), (10b), (11 a), (11 b), (12a) und (12b),
R R
Formel (9a) Formel (9b)
R
Formel (10a) Formel (10b)
Formel (11a)
Formel (12b) wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen auf- weisen und Y in den Formeln (1 Oa), (1 Ob), (12a) und (12b) bevorzugt für NR, 0 oder S steht, wobei Y = 0 oder NR besonders bevorzugt ist. Dabei steht Z in den Formeln (9a), (10a), (11 a) und (12a) bevorzugt für eine Einfachbindung. Ganz besonders bevorzugt sind die Verbindungen der folgenden Formeln (9a-1 ), (10a-1 ), (1 1 a-1 ) und (12a-1 ),
Formel (9a-1 ) Formel (10a-1 )
Formel (11 a-1 ) Formel (12a-1) wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen auf- weisen und Y in den Formeln (1 Oa-1 ) und (12a-1 ) bevorzugt für NR, 0 oder S steht, wobei Y = 0 oder NR besonders bevorzugt ist. Dabei steht Z bevorzugt für eine Einfachbindung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht M in der Teilstruktur der Formel (1 ), in den Verbindungen der Formeln (5) und (6), sowie in den oben und nachfolgend aufgeführten bevorzugten Aus- führungsformen für Si oder Ge, besonders bevorzugt für Si.
Bevorzugt weist die Teilstruktur der Formel (1 ) bzw. die oben und nach- folgend aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen dieser Formel nicht mehr als vier, bevorzugt nicht mehr als zwei an C-Atome gebundene Sub- stituenten R auf, die von H oder D verschieden sind.
Bevorzugt weisen die Verbindungen der Formeln (5) bzw. (6) bzw. die oben und nachfolgend aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen dieser Formeln nicht mehr als vier an C-Atome gebundene Substituenten R auf, die von H oder D verschieden sind. Besonders bevorzugt weisen die Verbindungen nicht mehr als zwei an C-Atome gebundene Substi- tuenten R auf, die von H oder D verschieden sind.
Im Folgenden werden bevorzugte Substituenten RM R, R1 und R2 an den erfindungsgemäßen Verbindungen beschrieben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treten die nachfolgend genannten Bevorzugungen für RM, R, R1 und R2 gleichzeitig auf und gelten für die Strukturen der Formel (1 ), die Verbindungen der Formeln (5) und (6), sowie für alle oben aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist RM bei jedem Auf- treten gleich oder verschieden N(R1)2, NAr2, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 6 C-Atomen, in der jeweils auch ein oder mehrere H-Atome durch D ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 13 aromatischen Ringatomen, welches durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann; dabei können auch die beiden Reste RM miteinander ein Ringsystem bilden. Besonders bevor- zugte Gruppen RM sind gewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl, iso-Propyl, tert-Butyl, neo-Pentyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, welches auch durch ein oder mehrere Substituenten R1 substituiert sein kann, oder ortho-, meta- oder para-Biphenyl, welches auch durch einen oder mehrere Substituenten R1 substituiert sein kann, wobei die vor- stehend genannten Gruppen auch teilweise oder vollständig deuteriert sein können und wobei zwei dieser Gruppen auch miteinander und mit dem M, an das sie binden, einen Ring bilden können. Wenn Gruppen RM miteinander einen Ring bilden, dann ist dieser Ring bevorzugt ein Metalla- cyclopentyl, Metallacyclohexyl oder Metallafluoren, wobei „Metalla“ für Si, Ge, Sn, Ti, Zr oder Hf steht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen beide Gruppen RM zusammen für eine Gruppe der folgenden Formel (13), wobei die gestrichelten Bindungen die Bindungen an M darstellen und R1 die oben genannten Bedeutungen aufweist, wobei die beiden R1, die an N gebunden sind, bevorzugt gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 30 aromatischen Ringatomen stehen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R substituiert sein kann. Eine solche Gruppe wird gebildet, wenn die beiden Gruppen RM jeweils für N(R1)2 stehen, wobei ein Rest R1 an einem N für eine optional substituierte Phenylgruppe und ein Rest R1 an dem anderen N für H steht und diese Reste miteinander ein Ringsystem bilden. Wenn Y für NR steht, steht der Rest R, der an das Stickstoffatom gebun- den ist, bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, besonders bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 aroma- tischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, und ganz besonders bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 13 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann, wobei Phenyl, ortho-, meta- oder para-Biphenyl, Dibenzofuranyl oder Carbazolyl, welche jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein können, besonders bevorzugt sind. Bevorzugte aromatische und hetero- aromatische Reste R, die für Y = NR an das Stickstoffatom gebunden sind, entsprechen den nachfolgend aufgeführten bevorzugten aroma- tischen und heteroaromatischen Resten R.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R bei jedem Auf- treten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, N(Ar)2, OAr, SAr, CN, OR1, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer Alkenylgruppe mit 2 bis 10 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, wobei die Alkyl- bzw. Alkenylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, bevorzugt jedoch unsubstituiert ist, und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch O ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste R auch mitein- ander ein aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system bilden. Besonders bevorzugt ist R bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, N(Ar)2, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, insbesondere mit 1 , 2, 3 oder 4 C-Atomen, einer geradkettigen Alkenylgruppe mit 2 bis 4 C- Atomen, insbesondere mit 2 C-Atomen, oder einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 6 C-Atomen, wobei die Alkyl- bzw. Alkenylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, bevorzugt aber unsubstituiert ist, oder einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 6 bis 24 aromatischen Ring- atomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. Ganz besonders bevorzugt ist R bei jedem Auftreten gleich oder verschie- den ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D oder einem aroma- tischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 6 bis 13 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht Ar gleich oder verschieden für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 30 aromatischen Ringatomen, besonders bevorzugt mit 6 bis 24 aromatischen Ringatomen und ganz besonders bevorzugt mit 6 bis 13 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann.
Wenn RM oder R für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system steht, ist dieses bevorzugt mit nicht-aromatischen Resten R1 sub- stituiert, wobei für R = Triazin, Pyrimidin, Chinazolin, Chinoxalin oder Carbazol auch aromatische oder heteroaromatische Reste R1 an dieser Heteroarylgruppe bevorzugt sein können. Diese Bevorzugung gilt analog auch für die Substituenten an Ar.
Geeignete aromatische bzw. heteroaromatische Ringsysteme RM, R bzw. Ar sind ausgewählt aus Phenyl, Biphenyl, insbesondere ortho-, meta- oder para-Biphenyl, Terphenyl, insbesondere ortho-, meta-, para- oder ver- zweigtem Terphenyl, Quaterphenyl, insbesondere ortho-, meta-, para- oder verzweigtem Quaterphenyl, Fluoren, welches über die 1 -, 2-, 3- oder 4-Position verknüpft sein kann, Spirobifluoren, welches über die 1 -, 2-, 3- oder 4-Position verknüpft sein kann, Naphthalin, welches über die 1 - oder 2-Position verknüpft sein kann, Indol, Benzofuran, Benzothiophen, Carba- zol, welches über die 1-, 2-, 3- oder 4-Position verknüpft sein kann, Di- benzofuran, welches über die 1 -, 2-, 3- oder 4-Position verknüpft sein kann, Dibenzothiophen, welches über die 1 -, 2-, 3- oder 4-Position ver- knüpft sein kann, Indenocarbazol, Indolocarbazol, Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin, Triazin, Chinolin, Chinazolin, Chinoxalin, Benzimidazol, Phenanthren, Triphenylen oder einer Kombination aus zwei oder drei dieser Gruppen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 sub- stituiert sein können.
Dabei sind die aromatischen bzw. heteroaromatischen Gruppen RM bzw. R bevorzugt gewählt aus den Gruppen der folgenden Formeln R-1 bis R- 83,
R-34
R-45 R-46 R-50
R-51 R-52 R-53 R’54
R-57 R-58
R-67 R-68
wobei R1 die oben genannten Bedeutungen aufweist, die gestrichelte Bindung die Bindung der Gruppe darstellt und weiterhin gilt:
Ar1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein bivalentes aroma- tisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 18 aroma- tischen Ringatomen, welches jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann; A1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden C(R1)2, NR1, 0 oder S; oder ist in den Formeln R-40, R-41 und R-42 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, C(R1)2, NR1, 0 oder S; n ist 0 oder 1 , wobei n = 0 bedeutet, dass an dieser Position keine Gruppe A1 gebunden ist und an den entsprechenden Kohlenstoff- atomen statt dessen Reste R1 gebunden sind; m ist 0 oder 1 ; mit der Maßgabe, dass m = 1 ist für die Strukturen (R-12), (R-17), (R-21 ), (R-25), (R-26), (R-30), (R-34), (R-38) und (R-39), wenn diese Gruppen an ein Stickstoffatom gebunden sind.
Wenn die oben genannten Gruppen R-1 bis R-83 mehrere Gruppen A1 aufweisen, so kommen hierfür alle Kombinationen aus der Definition von A1 in Frage. Bevorzugte Ausführungsformen sind dann solche, in denen eine Gruppe A1 für NR1 und die andere Gruppe A1 für C(R1)2 steht oder in denen beide Gruppen A1 für NR1 stehen oder in denen beide Gruppen A1 für 0 stehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin- dung steht in Gruppen R, die mehrere Gruppen A1 aufweisen, mindestens eine Gruppe A1 für C(R1)2 oder für NR1.
Wenn A1 für NR1 steht, steht der Substituent R1, der an das Stickstoffatom gebunden ist, bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 24 aromatischen Ringatomen, welches auch durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform steht dieser Substituent R1 gleich oder ver- schieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaroma- tisches Ringsystem mit 6 bis 24 aromatischen Ringatomen, bevorzugt mit 6 bis 12 aromatischen Ringatomen, welches keine kondensierten Aryl- gruppen oder Heteroarylgruppen, in denen zwei oder mehr aromatische bzw. heteroaromatische 6-Ring-Gruppen direkt aneinander ankondensiert sind, aufweist, und welches jeweils auch durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann. Besonders bevorzugt sind Phenyl, Biphenyl, Terphenyl und Quaterphenyl mit Verknüpfungsmustern, wie vorne für R-1 bis R-11 aufgeführt, wobei diese Strukturen durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein können, bevorzugt aber unsubstituiert sind. Wenn A1 für C(R1)2 steht, stehen die Substituenten R1, die an dieses Kohlenstoffatom gebunden sind, bevorzugt gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder für eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 24 aromatischen Ringatomen, welches auch durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann. Ganz besonders bevorzugt steht R1 für eine Methylgruppe oder für eine Phenylgruppe. Dabei können die Reste R1 auch miteinander ein Ringsystem bilden, was zu einem Spirosystem führt.
In einer Ausführungsform der Erfindung steht mindestens ein Rest R für ein elektronenreiches heteroaromatisches Ringsystem. Dabei ist das elektronenreiche heteroaromatische Ringsystem bevorzugt gewählt aus den oben abgebildeten Gruppen R-13 bis R-42, wobei in den Gruppen R-13 bis R-16, R-18 bis R-20, R-22 bis R-24, R-27 bis R-29, R-31 bis R-33 und R-35 bis R-37 mindestens eine Gruppe A1 für NR1 steht, wobei R1 bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem steht, inbesondere für ein aromatisches Ringsystem. Besonders bevorzugt ist die Gruppe R-15 mit m = 0 und A1 = NR1.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung steht mindestens ein Rest R für ein elektronenarmes heteroaromatisches Ringsystem. Dabei ist das elektronenarme heteroaromatische Ringsystem bevorzugt gewählt aus den oben abgebildeten Gruppen R-47 bis R-50, R-57, R-58 und R-76 bis R-83.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe be- stehend aus H, D, F, CN, OR2, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer Alkenylgruppe mit 2 bis 10 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, wobei die Alkyl- bzw. Alkenylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch O ersetzt sein können, oder einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 6 bis 30 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann; dabei können zwei oder mehrere Reste R1 miteinander ein aliphatisches Ringsystem bilden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, insbesondere mit 1 , 2, 3 oder 4 C-Atomen, oder einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 6 C-Atomen, wobei die Alkylgruppe mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, bevorzugt aber unsubstituiert ist, oder einem aromatischen oder hetero- aromatischen Ringsystem mit 6 bis 24 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, bevor- zugt aber unsubstituiert ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R2 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten H, F, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C- Atomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen, welche mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen substituiert sein kann, bevorzugt aber unsubstituiert ist.
Weitere geeignete Gruppen R sind Gruppen der Formel -Ar4-N(Ar2)(Ar3), wobei Ar2, Ar3 und Ar4 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 24 aroma- tischen Ringatomen stehen, welches jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. Dabei beträgt die Gesamtzahl der aromatischen Ringatome von Ar2, Ar3 und Ar4 maximal 40.
Dabei können Ar4 und Ar2 miteinander und/oder Ar2 und Ar3 miteinander auch durch eine Gruppe, ausgewählt aus C(R1)2, NR1, O oder S, verbun- den sein. Bevorzugt erfolgt die Verknüpfung von Ar4 und Ar2 miteinander bzw. von Ar2 und Ar3 miteinander jeweils ortho zur Position der Ver- knüpfung mit dem Stickstoffatom. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind keine der Gruppen Ar2, Ar3 bzw. Ar4 miteinander verbun- den.
Bevorzugt ist Ar4 ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 aromatischen Ringatomen, insbesondere mit 6 bis 12 aroma- tischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 sub- stituiert sein kann. Besonders bevorzugt ist Ar4 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ortho-, meta- oder para-Phenylen oder ortho-, meta- oder para-Biphenyl, welche jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein können, bevorzugt aber unsubstituiert sind. Ganz besonders bevorzugt ist Ar4 eine unsubstituierte Phenylengruppe. Dies gilt insbesondere, wenn Ar4 mit Ar2 durch eine Einfachbindung verbunden ist.
Bevorzugt sind Ar2 und Ar3 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. Besonders bevorzugte Gruppen Ar2 bzw. Ar3 sind gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Benzol, ortho-, meta- oder para-Biphenyl, ortho-, meta-, para- oder verzweigtem Terphenyl, ortho-, meta-, para- oder ver- zweigtem Quaterphenyl, 1 -, 2-, 3- oder 4-Fluorenyl, 1 -, 2-, 3- oder 4-Spiro- bifluorenyl, 1 - oder 2-Naphthyl, Indol, Benzofuran, Benzothiophen, 1 -, 2-
3- oder 4-Carbazol, 1 -, 2-, 3- oder 4-Dibenzofuran, 1 -, 2-, 3- oder 4-Di- benzothiophen, Indenocarbazol, Indolocarbazol, 2-, 3- oder 4-Pyridin, 2-,
4- oder 5-Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin, Triazin, Phenanthren, Triphenylen oder Kombinationen aus zwei, drei oder vier dieser Gruppen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein können. Besonders bevorzugt stehen Ar2 und Ar3 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 aroma- tischen Ringatomen, welches durch einen oder mehrere Reste R1 substi- tuiert sein kann, insbesondere ausgewählt aus den Gruppen bestehend aus Benzol, Biphenyl, insbesondere ortho-, meta- oder para-Biphenyl, Terphenyl, insbesondere ortho-, meta-, para- oder verzweigtem Ter- phenyl, Quaterphenyl, insbesondere ortho-, meta-, para- oder verzweig- tem Quaterphenyl, Fluoren, insbesondere 1 -, 2-, 3- oder 4-Fluoren, oder Spirobifluoren, insbesondere 1 -, 2-, 3- oder 4-Spirobifluoren.
Dabei haben die Alkylgruppen in erfindungsgemäßen Verbindungen, die durch Vakuumverdampfung verarbeitet werden, bevorzugt nicht mehr als fünf C-Atome, besonders bevorzugt nicht mehr als 4 C-Atome, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 1 C-Atom. Für Verbindungen, die aus Lösung verarbeitet werden, eignen sich auch Verbindungen, die mit Alkyl- gruppen, insbesondere verzweigten Alkylgruppen, mit bis zu 10 C-Atomen substituiert sind oder die mit Oligoarylengruppen, beispielsweise ortho-, meta-, para- oder verzweigten Terphenyl- oder Quaterphenylgruppen, substituiert sind.
Wenn die Verbindungen enthaltend eine Teilstruktur der Formel (1 ) bzw. Verbindungen der Formel (5) oder (6) bzw. die bevorzugten Ausführungs- formen als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter oder als Matrixmaterial in hyperphosphoreszenten OLEDs oder in einer Schicht, die direkt an eine phosphoreszierende Schicht angrenzt, verwendet werden, ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Verbindung keine konden- sierten Aryl- bzw. Heteroarylgruppen enthält, in denen mehr als zwei Sechsringe direkt aneinander ankondensiert sind. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Gruppen RM, R, Ar, R1 und R2 keine kondensierten Aryl- bzw. Heteroarylgruppen enthalten, in denen zwei oder mehr Sechs- ringe direkt aneinander ankondensiert sind. Eine Ausnahme hiervon bilden Phenanthren, Triphenylen, Chinazolin und Chinoxalin, die aufgrund ihrer hohen Triplettenergie trotz der Anwesenheit kondensierter aromatischer Sechsringe bevorzugt sein können.
Die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen können beliebig innerhalb der in Anspruch 1 definierten Einschränkungen miteinander kombiniert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treten die oben genannten Bevorzugungen gleichzeitig auf.
Beispiele für geeignete Verbindungen gemäß den oben aufgeführten Aus- führungsformen sind die in der folgenden Tabelle aufgeführten Verbin- dungen.
- k£-
Die erfindungsgemäßen 8-Metalla-diindolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]perimidine (2) können durch Umsetzung der 13,14-Dihydrocarbazolo-[1,2-a]carbazol (1) mit Metall-Elektrophilen des Typs (RM)2MCl2 (M = Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf; RM = Alkyl, Aryl, Heteroaryl) in Gegenwart einer Base in einem dipolar- aprotischen Lösungsmittel dargestellt werden (Schema 1). Besonders geeignete Kombinationen von Base und Lösungsmittel sind Alkyl-Lithium- Verbindungen, wie n-BuLi in Ethern, wie Diethylether, Di-n-Butylether oder Tetrahydrofuran (THF), bzw. Natriumhydrid oder Kaliumhydrid in THF, Dimethylacetamid (DMAc) oder Dimethylsulfoxid (DMSO). Schema 1: Werden Metall-Elektrophile der Formel MCl4 im stöchiometrischen Ver- hältnis 1:2 zu (1) eingesetzt, werden die entsprechenden 8-Metalla-spiro- diindolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]perimidine (3) erhalten (Schema 2). Werden zwei unterschiedliche 13,14-Dihydrocarbazolo-[1,2-a]carbazole (1) einge- setzt, werden u.a. auch die unsymmetrischen 8-Metalla-spiro-diindolo- [1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]perimidine (3) erhalten, wobei die Synthese statistisch oder sequenziell erfolgen kann. Schema 2: Die erfindungsgemäßen 6-Metalla-diimidazolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]- perimidine (5) können durch Umsetzung der 1,10-Dihydrodicyclopenta- [a,h]naphthalene (4) mit Metall-Elektrophilen des Typs (RM)2MCl2 (RM: Alkyl, Aryl, Heteroaryl) in Gegenwart einer Base in einem dipolar- aprotischen Lösungsmittel dargestellt werden (Schema 3), wobei Base- Lösungsmittel-Kombinationen wie oben bei den 8-Metalla-diindolo[1,2,3- cd:3′,2′,1′-kl]perimidine (2) eingesetzt werden können.6-Metalla-spiro- diimidazolo[1,2,3-cd:3′,2′,1′-kl]perimidine können analog zu dem in Schema 2 beschriebenen Verfahren dargestellt werden. Die 1,10- Dihydrodicyclopenta[a,h]-naphthaline (4) sind analog K. Miyata et al., Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 4649 aus den 2,9-Dibrom-1,10-dinitro- naphthalinen (3) darstellbar. Schema 3: Die erfindungsgemäßen Verbindungen (8) enthaltend eine an M gebun- dene Imidazol- und eine Indol-Einheit sind aus den 1-Nitro-2-halogen-11H- benzo[a]-carbazolen (6) analog zum oben beschriebenen Verfahren zu- gänglich (Schema 4). Schema 4:
Für die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Verbindungen aus flüssiger Phase, beispielsweise durch Spin-Coating oder durch Druckverfahren, sind Formulierungen der erfindungsgemäßen Verbindungen erforderlich. Diese Formulierungen können beispielsweise Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen sein. Es kann bevorzugt sein, hierfür Mischungen aus zwei oder mehr Lösemitteln zu verwenden. Geeignete und bevorzugte Lösemittel sind beispielsweise Toluol, Anisol, o-, m- oder p-Xylol, Methyl- benzoat, Mesitylen, Tetralin, Veratrol, THF, Methyl-THF, THP, Chlor- benzol, Dioxan, Phenoxytoluol, insbesondere 3-Phenoxytoluol, (-)- Fenchon, 1,2,3,5-Tetramethylbenzol, 1,2,4,5-Tetramethylbenzol, 1-Methyl- naphthalin, 2-Methylbenzothiazol, 2-Phenoxyethanol, 2-Pyrrolidinon, 3- Methylanisol, 4-Methylanisol, 3,4-Dimethylanisol, 3,5-Dimethylanisol, Acetophenon, ^-Terpineol, Benzothiazol, Butylbenzoat, Cumol, Cyclo- hexanol, Cyclohexanon, Cyclohexylbenzol, Decalin, Dodecylbenzol, Ethyl- benzoat, Indan, NMP, p-Cymol, Phenetol, 1,4-Diisopropylbenzol, Di- benzylether, Diethylenglycolbutylmethylether, Triethylenglycolbutylmethyl- ether, Diethylenglycoldibutylether, Triethylenglycoldimethylether, Di- ethylenglycolmonobutylether, Tripropylenglycoldimethylether, Tetra- ethylenglycoldimethylether, 2-Isopropylnaphthalin, Pentylbenzol, Hexyl- benzol, Heptylbenzol, Octylbenzol, 1,1-Bis(3,4-dimethylphenyl)ethan, 2- Methylbiphenyl, 3-Methylbiphenyl, 1-Methylnaphthalin, 1-Ethylnaphthalin, Ethyloctanoat, Sebacinsäure-diethylester, Octyloctanoat, Heptylbenzol, Menthyl-isovalerat, Cyclohexylhexanoat oder Mischungen dieser Löse- mittel.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine For- mulierung, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung und mindestens eine weitere Verbindung. Die weitere Verbindung kann beispielsweise ein weiteres Matrixmaterial und/oder ein phosphoreszieren- der Emitter und/oder ein fluoreszierender Emitter und/oder ein Emitter, der TADF (thermally activated delayed fluorescence) zeigt, und/oder ein Lösemittel sein.
Ein weiterer Gegenstand ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Ver- bindungen in einer elektronischen Vorrichtung, insbesondere in einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung.
Eine elektronische Vorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, welche mindestens eine Schicht enthält, die mindestens eine organische Verbindung enthält. Das Bauteil kann dabei auch anorga- nische Materialien enthalten oder auch Schichten, welche vollständig aus anorganischen Materialien aufgebaut sind.
Nochmals ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, insbesondere eine organische Elektrolumineszenzvor- richtung, enthaltend eine oder mehrere erfindungsgemäße Verbindungen.
Die elektronische Vorrichtung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Feld-Effekt- Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen Solar- zellen (O-SCs), farbstoffsensibilisierten organischen Solarzellen (DSSCs), organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, orga- nischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierenden elektro- chemischen Zellen (LECs), organischen Laserdioden (O-Laser) und „organic plasmon emitting devices“, bevorzugt aber organischen Elektro- lumineszenzvorrichtungen (OLEDs), besonders bevorzugt phosphores- zierenden OLEDs.
Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung enthält Kathode, Anode und mindestens eine emittierende Schicht. Außer diesen Schichten kann sie noch weitere Schichten enthalten, beispielsweise jeweils eine oder mehrere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Lochblockier- schichten, Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Exzitonenblockierschichten, Elektronenblockierschichten und/oder Ladungserzeugungsschichten (Charge-Generation Layers). Ebenso können zwischen zwei emittierende Schichten Interlayer eingebracht sein, welche beispielsweise eine exzitonenblockierende Funktion aufweisen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss. Dabei kann die organische Elektrolumi- neszenzvorrichtung eine emittierende Schicht enthalten, oder sie kann mehrere emittierende Schichten enthalten. Wenn mehrere Emissions- schichten vorhanden sind, weisen diese bevorzugt insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können. Insbesondere bevorzugt sind Systeme mit drei emittierenden Schichten, wobei die drei Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen. Es kann sich bei der erfindungsge- mäßen organischen Elektrolumineszenzvorrichtung auch um eine Tandem-OLED handeln, insbesondere für weiß emittierende OLEDs. Die erfindungsgemäße Verbindung kann dabei in unterschiedlichen Schichten eingesetzt werden, je nach genauer Struktur.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Verbindung in einer emittierenden Schicht einer organischen Elektro- lumineszenzvorrichtung als Matrixmaterial für phosphoreszierende Emitter oder für Emitter, die TADF (thermally activated delayed fluorescence) zeigen, eingesetzt werden, insbesondere für phosphoreszierende Emitter. Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung kann dabei eine emittieren- de Schicht enthalten, oder sie kann mehrere emittierende Schichten ent- halten, wobei mindestens eine emittierende Schicht mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung als Matrixmaterial enthält. Dabei eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen insbesondere als Matrix- material für grün, gelb, orange oder rot phosphoreszierende Emitter.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungs- gemäße Verbindung als Lochtransportmaterial oder als Elektronen- blockiermaterial in einer Lochtransport- bzw. Elektronenblockierschicht einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn beide W zusammen für eine Gruppe der Formel (2) stehen und wenn alle X für CR stehen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungs- gemäße Verbindung als Elektronentransportmaterial in einer Elektronen- transportschicht oder einer Lochblockierschicht einer organischen Elektro- lumineszenzvorrichtung eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn mindestens ein W für N steht.
Wenn die erfindungsgemäße Verbindung als Matrixmaterial für eine phos- phoreszierende Verbindung in einer emittierenden Schicht eingesetzt wird, wird sie bevorzugt in Kombination mit einem oder mehreren phosphores- zierenden Materialien (Triplettemitter) eingesetzt. Unter Phosphoreszenz im Sinne dieser Erfindung wird die Lumineszenz aus einem angeregten Zustand mit höherer Spinmultiplizität verstanden, also einem Spinzustand > 1 , insbesondere aus einem angeregten Triplettzustand. Im Sinne dieser Anmeldung sollen alle lumineszierenden Komplexe mit Übergangs- metallen oder Lanthaniden, insbesondere alle Iridium-, Platin- und Kupfer- komplexe als phosphoreszierende Verbindungen angesehen werden.
Die Mischung aus der erfindungsgemäßen Verbindung und der emittieren- den Verbindung enthält zwischen 99 und 1 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 98 und 10 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 97 und 60 Vol.-%, insbesondere zwischen 95 und 80 Vol.-% der erfindungsgemäßen Verbindung bezogen auf die Gesamtmischung aus Emitter und Matrix- material. Entsprechend enthält die Mischung zwischen 1 und 99 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 90 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 3 und 40 Vol.-%, insbesondere zwischen 5 und 20 Vol.-% des Emitters bezogen auf die Gesamtmischung aus Emitter und Matrixmaterial.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Verbindung als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter in Kombination mit einem weiteren Matrixmaterial. Geeignete Matrixmaterialien, welche in Kombination mit den erfindungsgemäßen Verbindungen eingesetzt werden können, sind aromatische Ketone, aromatische Phosphinoxide oder aromatische Sulfoxide oder Sulfone, z. B. gemäß WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 oder WO 2010/006680, Triarylamine, Carbazolderivate, z. B. CBP (N,N-Biscarbazolylbiphenyl) oder die in WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381 , EP 1205527, WO 2008/086851 oder WO 2013/041176, Indolocarbazolderivate, z. B. gemäß WO 2007/063754 oder WO 2008/056746, Indenocarbazolderivate, z. B. gemäß WO 2010/136109, WO 2011 /000455, WO 2013/041176 oder WO 2013/056776, Azacarbazolderivate, z. B. gemäß EP 1617710, EP 1617711 , EP 1731584, JP 2005/347160, bipolare Matrixmaterialien, z. B. gemäß WO 2007/137725, Silane, z. B. gemäß WO 2005/111172, Aza- borole oder Boronester, z. B. gemäß WO 2006/117052, Triazinderivate, z. B. gemäß WO 2007/063754, WO 2008/056746, WO 2010/015306, WO 2011/057706, WO 2011/060859 oder WO 2011/060877, Pyrimidin- derivate, Zinkkomplexe, z. B. gemäß EP 652273 oder WO 2009/062578, Diazasilol- bzw. Tetraazasilol-Derivate, z. B. gemäß WO 2010/054729, Diazaphosphol-Derivate, z. B. gemäß WO 2010/054730, verbrückte Carbazol-Derivate, z. B. gemäß WO 2011/042107, WO 2011/060867, WO 2011/088877 und WO 2012/143080, Triphenylenderivate, z. B. gemäß WO 2012/048781 , oder Dibenzofuranderivate, z. B. gemäß WO 2015/169412, WO 2016/015810, WO 2016/023608, WO 2017/148564 oder WO 2017/148565. Ebenso kann ein weiterer phosphoreszierender Emitter, welcher kürzerwellig als der eigentliche Emitter emittiert, als Co- Host in der Mischung vorhanden sein oder eine Verbindung, die nicht oder nicht in wesentlichem Umfang am Ladungstransport teilnimmt, wie bei- spielsweise in WO 2010/108579 beschrieben. Bei den erfindungsgemäßen Verbindungen handelt es sich im Allge- meinen um elektronenreiche bzw. lochtransportierende Verbindungen. Dies gilt insbesondere dann, wenn beide W zusammen für eine Gruppe der Formel (2) stehen oder wenn alle W für CR stehen. Bevorzugte Co- Matrixmaterialien sind daher gewählt aus der Gruppe der elektronentrans- portierenden Verbindungen, wobei es sich bevorzugt um Triazin- Pyrimidin-, Chinazolin- und Chinoxalinderivate handelt.
Besonders geeignete Matrixmaterialien, die vorteilhaft mit den erfindungs- gemäßen Verbindungen in einem Mixed-Matrix-System kombiniert werden, können aus den Verbindungen der Formeln (eTMM1 ), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) oder (eTMM5) ausgewählt werden, wie nachfolgend beschrieben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine Mischung enthaltend mindestens eine erfindungsgemäß Verbindung und mindestens eine Verbindung der Formeln (eTMM1 ), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) und/oder (eTMM5),
Formel (eTMM1 ),
Formel (eTMM2), Formel (eTMM3),
Formel (eTMM4),
Formel (eTMM5), wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
L2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfachbindung oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 24 Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann;
R# ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden D, F, CN oder ein aromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann;
Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR7, wobei ausgeschlossen ist, dass zwei nebeneinanderliegende Y gleichzeitig N bedeuten;
V2 ist 0 oder S; R6 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CN, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann und wobei eine oder mehrere nicht benach- barte CH2-Gruppen durch Si(R7)2, C=O, NR7, O, S oder CONR7 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R7 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste R6 auch miteinander ein aromatisches, heteroaromatisches, aliphatisches oder heteroaliphatisches Ringsystem bilden;
Ar5 steht bei jedem Auftreten gleich oder verschieden für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann;
R7 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CI, Br, I, N(R8)2, CN, NO2, OR8, SR8, Si(R8)3, B(OR8)2, C(=O)R8, P(=O)(R8)2, S(=O)R8, S(=O)2R8, OSO2R8, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C- Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R8)2, C=O, NR8, O, S oder CONR8 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann; dabei können zwei oder mehrere Reste R7 miteinander ein aroma- tisches, heteroaromatisches, aliphatisches oder heteroaliphatisches Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F oder ein aliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer organischer Rest, insbesondere ein Kohlenwasserstoffrest, mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können; b1 ist 0, 1 , 2, 3 oder 4; b2 ist 0, 1 , 2 oder 3.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine organische elektronische Vorrichtung, insbesondere eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung umfassend Anode, Kathode und mindestens eine organische Schicht, enthaltend mindestens eine lichtemittierende Schicht, wobei mindestens eine lichtemittierende Schicht die oben genannte Mischung aus min- destens einer erfindungsgemäßen Verbindung und und mindestens einer Verbindung der Formeln (eTMM1 ), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) und/oder (eTMM5) enthält.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (eTMM1 ) sind die Verbindungen der Formeln (eTMMIa), (eTMMI b), (eTMMIc), (eTMMId) und (eTMMIe),
wobei die Symbole und Indizes für diese Formeln die folgende Bedeutung haben:
W, W1 bedeuten bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, S, C(RW)2 oder N-Ar5;
Rw ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, oder CN ersetzt sein können, oder ein aroma- tisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ringatomen, das mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus D, F, CN, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder einer ver- zweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen ersetzt sein können, wobei ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe am aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem durch D, F, oder CN ersetzt sein können; dabei können die beiden Reste Rw, die an dasselbe Kohlenstoffatom binden, auch miteinander ein Ringsystem bilden;
A ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR7 oder N, wobei maximal zwei Gruppen A pro Cyclus für N stehen und wobei A für C steht, wenn an diese Position L2 gebunden ist; a3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1, 2, 3 oder 4; b3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1, 2 oder 3; Ring B ist abgeleitet von einer Arylgruppe mit 6 bis 20 Ringatomen, die mit einem oder mehreren Substituenten R# substituiert sein kann; Ring C bedeutet oder ; L3 ist ein aromatisches Ringsystem mit 6 bis 40 Ringatomen oder ein heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein können; und wobei L2, X, Ar5, R7 und R# die zuvor angegebenen Bedeutungen haben. Bevorzugte Verbindungen der Formel (eTMM3) sind die Verbindungen der Formel (8a), Formel (eTMM3a) wobei die Symbole und Indizes für diese Formel (eTMM3a) die folgende Bedeutung haben: W1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, C(RW)2 oder N-Ar5; #X ist CR oder NAr5, bevorzugt NAr5; RW ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, oder CN ersetzt sein können, oder ein aroma- tisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ringatomen, das mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus D, F, CN, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder einer ver- zweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen ersetzt sein können, wobei ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe am aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem durch D, F, oder CN ersetzt sein können; a3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1, 2, 3 oder 4; Ring B ist abgeleitet von einer Arylgruppe mit 6 bis 20 Ringatomen, die mit einem oder mehreren Substituenten R## substituiert sein kann; Ring C bedeutet oder ; wobei L2, Ar5 und R# die zuvor angegebenen Bedeutungen haben. In Verbindungen der Formel (eTMM1a) ist W bevorzugt O oder N-Ar5. In Verbindungen der Formel (eTMM1a) ist A bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR7, wobei A für C steht, wenn an diese Position L2 gebunden ist. In Verbindungen der Formeln (eTMM1d) oder (eTMM3a) ist W1 bevorzugt O, C(RW)2 oder N-Ar5, besonders bevorzugt N-Ar5. In Verbindungen der Formel (eTMM1e) ist L3 bevorzugt ein heteroaroma- tisches Ringsystem mit 9 bis 30 Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), die erfindungs- gemäß mit vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen kombiniert werden können, wie zuvor beschrieben, ist R7 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, CN, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substi- tuiert sein kann, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system mit 5 bis 60 Ringatomen, bevorzugt mit 5 bis 40 Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), die erfindungsgemäß mit vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen kombiniert werden können, wie zuvor beschrieben, ist R7 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D oder einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 6 bis 30 Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann. Die Herstellung der Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5) sind generell bekannt und einige der Verbindungen sind kommerziell erhältlich. Geeignete Verbindungen der Formel (eTMM1) sind beispielsweise aus folgenden Publikationen bekannt: WO2007/077810A1, WO2008/056746A1, WO2010/136109A1, WO2011/057706A2, WO2011/160757A1, WO2012/023947A1, WO2012/048781A1, WO2013/077352A1, WO2013147205A1, WO2013/083216A1, WO2014/094963A1, WO2014/007564A1, WO2014/015931A1, WO2015/090504A2, WO2015/105251A1, WO2015/169412A1, WO2016/015810A1, WO2016/013875A1, WO2016/010402A1, WO2016/033167A1, WO2017/178311A1, WO2017/076485A1, WO2017/186760A1, WO2018/004096A1, WO2018/016742A1, WO2018/123783A1, WO2018/159964A1, WO2018/174678A1, WO2018/174679A1, WO2018/174681A1, WO2018/174682A1, WO2019/177407A1, WO2019/245164A1, WO2019/240473A1, WO2019/017730A1, WO2019/017731A1, WO2019/017734A1, WO2019/145316A1, WO2019/121458A1, WO2020/130381A1, WO2020/130509A1, WO2020/169241A1, WO2020/141949A1, WO2021/066623A1, WO2021/101220A1, WO2021/037401A1, WO2021/180614A1, WO2021/239772A1, WO2022/015084A1, WO2022/025714A1, WO2022/055169A1, EP3575296A1, EP3591728A1, US2014/0361254A1, US2014/0361268A1, KR20210036304A, KR20210036857A, KR2021147993A, JP2011/160367A2 und JP2017/107992A2. Geeignete Verbindungen der Formel (eTMM2) sind beispielsweise aus folgenden Publikationen bekannt: WO2015/182872A1, WO2015/105316A1, WO2017/109637A1, WO2018/060307A1, WO2018/151479A2, WO2018/088665A2, WO2018/060218A1, WO2018/234932A1, WO2019/058200A1, WO2019/017730A1, WO2019/017731A1, WO2019/066282A1, WO2019/059577A1, WO2020/141949A1, WO2020/067657A1, WO2022063744A1, WO2022/090108A1, WO2022/207678A1, KR2019035308A, KR2021147993A, CN110437241A, US2016/072078A1. Geeignete Verbindungen der Formel (eTMM3) sind beispielsweise aus folgenden Publikationen bekannt: WO2017/160089A1, WO2019/017730A1, WO2019/017731A1, WO2020/032424A1. Geeignete Verbindungen der Formel (eTMM5) sind beispielsweise aus folgenden Publikationen bekannt: WO2015/093878A1, WO2016/033167A1, WO2017/183859A1, WO2017/188655A1, WO2018/159964A1. Für eine Kombination mit den erfindungsgemäßen Verbindungen, wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben, sind insbesondere Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e) und/oder (eTMM2) geeignet, wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben oder entsprechende Verbindungen der nachfolgenden Tabellen, die unter diese Formeln fallen. Dabei sind die Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d) und/oder (eTMM1e) besonders bevorzugt. Weitere Beispiele für geeignete Hostmaterialien der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), die erfindungsgemäß mit vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen kombiniert werden können, wie zuvor beschrieben, sind die nachstehend genannten Strukturen in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2. Tabelle 1:
Besonders geeignete Verbindungen der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMM1e) und/oder (eTMM2), die erfindungsgemäß mit vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Ver- bindungen kombiniert werden können, wie zuvor beschrieben, und in der erfindungsgemäßen elektrolumineszierenden Vorrichtung oder der Mischung verwendet werden, sind die Verbindungen E1 bis E40 der Tabelle 2. Tabelle 2:
Die vorstehend genannten erfindungsgemäßen Hostmaterialien sowie deren bevorzugt beschriebene Ausführungsformen können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung beliebig mit den zuvor genannten Matrixmaterialien/Hostmaterialien, den Matrixmaterialien/Hostmaterialien der Formeln (eTMM1), (eTMM1a), (eTMM1b), (eTMM1c), (eTMM1d), (eTMMI e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), sowie deren bevorzugt beschriebenen Ausführungsformen der Tabelle 1 oder den Verbindungen E1 bis E40 der Tabelle 2 kombiniert werden.
Handelt es sich bei dem Matrixmaterial um eine deuterierte Verbindung, so ist es möglich, dass das Matrixmaterial eine Mischung an deuterierten Verbindungen gleicher chemischer Grundstruktur ist, die sich lediglich durch den Deuterierungsgrad unterscheiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Matrixmaterials ist dieses ein Gemisch aus deuterierten erfindungsgemäßen Verbindungen bzw. der Formel (eTMM1 ), (eTMMI a), (eTMMI b), (eTMMI c), (eTMMI d), (eTMMI e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), wie zuvor beschrieben, wobei der Deuterierungsgrad dieser Verbindungen mindestens 50% bis 90% beträgt, bevorzugt 70% bis 100 % beträgt. Entsprechende Deuterierungsmethoden sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in KR2016041014, WO2017/122988, KR202005282, KR101978651 und WO2018/110887 oder in Bulletin of the Chemical Society of Japan, 2021 , 94(2), 600-605 oder Asian Journal of Organic Chemistry, 2017, 6(8), 1063-1071 beschrieben.
Ein geeignetes Verfahren zur Deuterierung einer Verbindung durch Aus- tausch eines oder mehrerer H-Atome gegen D-Atome ist eine Behandlung der zu deuterierenden Verbindung in Gegenwart eines Platinkatalysators oder Palladiumkatalysators und einer Deuteriumquelle. Der Begriff "Deuteriumquelle" bedeutet jede Verbindung, die ein oder mehrere D- Atome enthält und diese unter geeigneten Bedingungen freisetzen kann.
Der Platinkatalysator ist vorzugsweise trockenes Platin auf Kohle, vorzugsweise 5% trockenes Platin auf Kohle. Der Palladiumkatalysator ist vorzugsweise trockenes Palladium auf Kohle, vorzugsweise 5% trockenes Palladium auf Kohle. Eine geeignete Deuteriumquelle ist D2O, Benzol-d6, Chloroform-d, Acetonitril-d3, Aceton-d6, Essigsäure-d4, Methanol-d4 oder Toluol-d8. Eine bevorzugte Deuteriumquelle ist D2O oder eine Kombi- nation aus D2O und einem vollständig deuterierten organischen Lösungs- mittel. Eine besonders bevorzugte Deuteriumquelle ist die Kombination aus D2O mit einem vollständig deuterierten organischen Lösungsmittel, wobei das vollständig deuterierte Lösungsmittel hier nicht eingeschränkt ist. Besonders geeignete vollständig deuterierte Lösungsmittel sind Benzol-d6 und Toluol-d8. Eine besonders bevorzugte Deuteriumquelle ist eine Kombination von D2O und Toluol-d8. Die Reaktion wird vorzugsweise unter Erhitzen durchgeführt, stärker bevorzugt unter Erhitzen auf Temperaturen zwischen 100 °C und 200 °C. Weiterhin wird die Reaktion vorzugsweise unter Druck durchgeführt.
Die Konzentration der Summe aller erfindungsgemäßen Hostmaterialien, wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben, in der erfindungs- gemäßen Mischung oder in der lichtemittierenden Schicht der erfindungs- gemäßen Vorrichtung liegt üblicherweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 Gew.-% bis 85 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 20 Gew.-% bis 85 Gew.-%, noch mehr bevor- zugt im Bereich von 30 Gew.-% bis 80 Gew.-%, ganz besonders bevor- zugt im Bereich von 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% und am meisten bevorzugt im Bereich von 30 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung oder bezogen auf die gesamte Zusammensetzung der licht- emittierenden Schicht.
Die Konzentration der Summe aller Hostmaterialien der Formeln (eTMM1 ), (eTMMI a), (eTMMI b), (eTMMI c), (eTMMI d), (eTMMI e), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben, in der erfindungsgemäßen Mischung oder in der lichtemittierenden Schicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt üblicherweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 Gew.-% bis 85 Gew.-%, mehr bevorzugt im Bereich von 20 Gew.-% bis 85 Gew.-%, noch mehr bevorzugt im Bereich von 30 Gew.- % bis 80 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% und am meisten bevorzugt im Bereich von 30 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung oder bezogen auf die gesamte Zusammensetzung der lichtemittierenden Schicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Mischung, die neben den vorstehend genannten erfindungsgemäßen Hostmaterialien und des Hostmaterials mindestens einer der Formeln (eTMM1 ), (eTMMIa), (eTMMI b), (eTMMIc), (eTMMId), (eTMMIe), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM3a), (eTMM4) oder (eTMM5), wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben, mindestens noch einen phosphoreszierenden Emitter enthält.
Als phosphoreszierende Verbindungen (= Triplettemitter) eignen sich ins- besondere Verbindungen, die bei geeigneter Anregung Licht, vorzugs- weise im sichtbaren Bereich, emittieren und außerdem mindestens ein Atom der Ordnungszahl größer 20, bevorzugt größer 38 und kleiner 84, besonders bevorzugt größer 56 und kleiner 80 enthalten, insbesondere ein Metall mit dieser Ordnungszahl. Bevorzugt werden als Phosphores- zenzemitter Verbindungen, die Kupfer, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold oder Europium enthalten, verwendet, insbesondere Verbindungen, die Iridium oder Platin enthalten.
Beispiele der oben beschriebenen Emitter können den Anmeldungen WO 00/70655, WO 2001/41512, WO 2002/02714, WO 2002/15645, EP 1191613, EP 1191612, EP 1191614, WO 2005/033244, WO 2005/019373, US 2005/0258742, WO 2009/146770, WO 2010/015307, WO 2010/031485, WO 2010/054731 , WO 2010/054728, WO 2010/086089, WO 2010/099852, WO 2010/102709, WO 2011/032626, WO 2011/066898, WO 2011/157339, WO 2012/007086, WO 2014/008982, WO 2014/023377, WO 2014/094961 , WO 2014/094960, WO 2015/036074, WO 2015/104045, WO 2015/117718, WO 2016/015815, WO 2016/124304, WO 2017/032439, WO 2018/011186 und WO 2018/041769, WO 2019/020538, WO 2018/178001 , WO 2019/115423 und WO 2019/158453 entnommen werden. Generell eignen sich alle phosphoreszierenden Komplexe, wie sie gemäß dem Stand der Technik für phosphoreszierende OLEDs verwendet werden und wie sie dem Fach- mann auf dem Gebiet der organischen Elektrolumineszenz bekannt sind, und der Fachmann kann ohne erfinderisches Zutun weitere phosphores- zierende Komplexe verwenden.
Beispiele für phosphoreszierende Dotanden sind nachfolgend aufgeführt.
In den weiteren Schichten der erfindungsgemäßen organischen Elektro- lumineszenzvorrichtung können alle Materialien verwendet werden, wie sie üblicherweise gemäß dem Stand der Technik eingesetzt werden. Der Fachmann kann daher ohne erfinderisches Zutun alle für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen bekannten Materialien in Kombination mit den erfindungsgemäßen Verbindungen einsetzen.
Insbesondere geeignet zur Verwendung in Schichten mit lochtranspor- tierender Funktion jeglicher OLEDs, nicht nur OLEDs gemäß den Defini- tionen der vorliegenden Anmeldung, sind die folgenden Verbindungen (HT-1 ) bis (HT-20):
Unter dem Begriff „Schichten mit lochtransportierender Funktion“ werden dabei insbesondere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Elektronenblockierschichten und auch emittierende Schichten verstanden, insbesondere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten und Elektronenblockierschichten.
Die Verbindungen (HT-1 ) bis (HT-20) sind allgemein zur Verwendung in lochtransportierenden Schichten geeignet. Ihre Verwendung ist nicht beschränkt auf bestimmte OLEDs, wie die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen OLEDs.
Die Verbindungen (HT-1 ) bis (HT-20) können nach den Vorschriften her- gestellt werden, die in den in der obenstehenden Tabelle genannten Offenlegungsschriften offenbart sind. Die weitere Lehre betreffend Ver- wendung und Herstellung der Verbindungen, die in den in der oben- stehenden Tabelle aufgeführten Offenlegungsschriften offenbart ist, ist hiermit explizit einbezogen und ist bevorzugt mit der oben genannten Lehre zur Verwendung der oben genannten Verbindungen als lochtrans- portierende Materialien zu kombinieren. Die Verbindungen (HT-1) bis (HT-20) zeigen hervorragende Eigenschaften bei der Verwendung in OLEDs, insbesondere hervorragende Lebensdauer und Effizienz. Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Anfangsdruck kleiner 10-5 mbar, bevorzugt kleiner 10-6 mbar aufgedampft. Es ist aber auch möglich, dass der Anfangsdruck noch geringer ist, beispielsweise kleiner 10-7 mbar. Bevorzugt ist ebenfalls eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10-5 mbar und 1 bar aufgebracht. Ein Spezialfall dieses Verfahrens ist das OVJP (Organic Vapour Jet Printing) Verfahren, bei dem die Materialien direkt durch eine Düse aufgebracht und so strukturiert werden. Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck, Offsetdruck, LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck), Ink-Jet Druck (Tintenstrahldruck) oder Nozzle Printing, hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen nötig, welche beispielsweise durch geeignete Substitution erhalten werden. Weiterhin sind Hybridverfahren möglich, bei denen beispielsweise eine oder mehrere Schichten aus Lösung aufgebracht werden und eine oder mehrere weitere Schichten aufgedampft werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann generell bekannt und können von ihm ohne erfinderisches Zutun auf elektronische Vorrichtungen, insbeson- dere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen enthaltend die erfin- dungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (1 ) angewandt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen und die erfindungsgemäßen elek- tronischen Vorrichtungen, insbesondere die organischen Elektrolumines- zenzvorrichtungen zeichnen sich durch einen oder mehrere der folgenden überraschenden Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus:
1 . OLEDs enthaltend die erfindungsgemäßen Verbindungen als Matrix- material für phosphoreszierende Emitter führen zu langen Lebens- dauern.
2. OLEDs enthaltend die erfindungsgemäßen Verbindungen führen zu hohen Effizienzen. Dies gilt insbesondere, wenn die Verbindungen als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter eingesetzt werden.
3. OLEDs enthaltend die erfindungsgemäßen Verbindungen führen zu geringen Betriebsspannungen. Dies gilt insbesondere, wenn die Verbindungen als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter eingesetzt werden.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen. Der Fachmann kann aus den Schilderungen die Erfindung im gesamten offenbarten Bereich ausführen und ohne erfinderisches Zutun weitere erfindungsgemäße elektronische Vorrichtungen herstellen.
Beispiele:
Die nachfolgenden Synthesen werden, sofern nicht anders angegeben, unter einer Schutzgasatmosphäre in getrockneten Lösungsmitteln durch- geführt. Die Lösungsmittel und Reagenzien können z. B. von Sigma- ALDRICH bzw. ABCR bezogen werden. Die jeweiligen Angaben in eckigen Klammern bzw. die zu einzelnen Verbindungen angegebenen Nummern beziehen sich auf die CAS-Nummern der literaturbekannten Verbindungen. Bei Verbindungen, die mehrere enantiomere, diastereomere oder tautomere Formen aufweisen können, wird eine Form stellvertretend gezeigt.
A) Synthese von Synthonen S:
Beispiel S1:
Eine gut gerührte Lösung von 38.4 g (100 mmol) 6-Bromo-13,14-dihydro- carbazolo[1 ,2-a]carbazol [2271382-95-5], 21.8 g (110 mmol) Biphenyl-2- boronsäure [914675-52-8], 42.4 g (200 mmol) Trikaliumphosphat [7778- 53-2], 1.16 g (1 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)-palladium(0) [14221 - 01-3], 300 ml Toluol, 100 ml Dioxan und 300 ml Wasser wird 16 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten trennt man die organische Phase ab, wäscht diese dreimal mit je 300 ml Wasser, einmal mit 300 ml gesättigter Kochsalzlösung und trocknet über Magnesiumsulfat. Man filtriert vom Trockenmittel ab, engt das Filtrat zur Trockene ein und chromatographiert (Torrent Säulenautomat der Fa. A. Semrau) den Rückstand. Ausbeute: 34.5 g (75 mmol) 75 %; Reinheit: ca. 98 % ig n. 1H-NMR.
Analog können folgende Verbindungen unter Anpassung der Stöchio- metrie der Edukte dargestellt werden, wobei bei Einsatz von Chloriden anstelle von Tetrakis(triphenylphosphin)-palladium(0) 224 mg (1 mmol) Palladiumacetat und 821 mg (2 mmol) S-Phos [657408-07-6] verwendet wird.
Beispiel S100:
Durchführung analog zur Synthese von 3c in T. Taisei et al., Chem. Lett., 2019, 48, 1160. Ansatz: 38.4 g (100 mmol) 6-Bromo-13,14-dihydro- carbazolo[1 ,2-a]carbazol [2271382-95-5] und 26.7 g (110 mmol) 3-Phenyl- 9H-carbazol [103012-26-6], Die Reinigung des Rohprodukts erfolgt chromatographisch. Ausbeute: 17.0 g (31 mmol), 31 %; Reinheit: ca. 98 % ig n. 1H-NMR.
Analog können folgende Verbindungen unter Anpassung der Stöchio- metrie der Edukte dargestellt werden.
B) Synthese der erfindungsgemäßen Beispiele:
Beispiel B1 :
Eine gut gerührte Suspension von 30.6 g (100 mmol) 13,14-Dihydro- carbazolo[1 ,2-a]carbazol [1444018-85-2] in 1000 ml Diethylether wird bei Raumtemperatur unter Rühren mit 80 ml (200 mmol) n-Buthyllitium, 2.5 molar in n-Hexan versetzt. Nach vollendeter Zugabe und Abklingen der exothermen Reaktion wird 1 h nachgerührt und dann tropfenweise mit einem Gemisch von 8.5 g (50 mmol) Siliziumtetrachlorid [10026-04-7] und 100 ml Diethylether versetzt. Nach vollendeter Zugabe und Abklingen der exothermen Reaktion wird 5 h unter Rückfluss nachgerührt, dann wird der Diethylether im Vakuum entfernt, der Rückstand wird in ca. 300 ml Dichlormethan (DCM) aufgenommen und an Aluminiumoxid, basisch, Aktivitätsstufe 1 chromatographiert. Die weitere Reinigung des Roh- produkts erfolgt jeweils durch Chromatographie und/oder wiederholte Heißextraktionskristallisation (übliche organische Lösungsmittel bzw. deren Kombinationen, bevorzugt Acetonitril-DCM, 1 :3 bis 3:1 vv), sowie fraktionierte Sublimation bzw. Tempern im Hochvakuum. Ausbeute:
22.2 g (70 mmol), 70 %; Reinheit: ca. 99.9 % ig n. HPLC.
Analog können folgende Verbindungen unter Anpassung der Stöchio- metrie der Edukte erhalten werden.
Beispiel: Herstellung der OLEDs
Die Herstellung von erfindungsgemäßen OLEDs sowie OLEDs nach dem Stand der Technik erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 2004/058911 , das auf die hier beschriebenen Gegebenheiten (Schichtdickenvariation, verwendete Materialien) angepasst wird. In den folgenden Beispielen werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs vorgestellt. Gereinigte Glasplättchen (Reinigung in Miele Laborspül- maschine, Reiniger Merck Extran), die mit strukturiertem ITO (Indium Zinn Oxid) der Dicke 50 nm beschichtet sind, werden 25 Minuten mit UV-Ozon vorbehandelt (UV-Ozon Generator PR-100, Firma UVP). Diese beschich- teten Glasplättchen bilden die Substrate, auf welche die OLEDs aufge- bracht werden. a) Blaue Fluoreszenz-OLED- Bauteile - BF
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in der Lochinjektions- schicht (HIL), Lochtransportschicht (HTL) und/oder in der Elektronen- blockierschicht (EBL) verwendet werden. Alle Materialien werden in einer Vakuumkammer thermisch aufgedampft. Dabei besteht die Emissions- schicht (EML) immer aus mindestens einem Matrixmaterial (Hostmaterial, Wirtsmaterial) SMB (s. Tabelle 1 ) und einem emittierenden Dotierstoff (Dotand, Emitter) D, der dem Matrixmaterial bzw. den Matrixmaterialien durch Co-Verdampfung in einem bestimmten Volumenanteil beigemischt wird. Eine Angabe wie SMB:D (97:3%) bedeutet hierbei, dass das Material SMB in einem Volumenanteil von 97% und der Dotand D in einem Volumenanteil von 3% in der Schicht vorliegt. Analog kann auch die Elektronentransportschicht aus einer Mischung zweier Materialien bestehen (s. Tabelle 1 ). Die zur Herstellung der OLEDs verwendeten Materialien sind in Tabelle 5 gezeigt.
Die OLEDs werden standardmäßig charakterisiert. Hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Strom effizienz (gemessen in cd/A), die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) und die externe Quanteneffizienz (EQE, gemessen in Prozent) in Abhängigkeit der Leuchtdichte, berechnet aus Strom-Spannungs-Leuchtdichte-Kennlinien (IUL-Kennlinien) unter Annahme einer lambertschen Abstrahlcharakteristik bestimmt. Die Angabe der EQE in (%) und der Spannung in (V) erfolgt bei einer Leuchtdichte von 1000 cd/m2.
Die OLEDs haben folgenden Schichtaufbau:
Substrat Lochinjektionsschicht (HIL) aus HTM1 dotiert mit 5 % NDP-9 (kommerziell erhältlich von der Fa. Novaled), 20 nm Lochtransportschicht (HTL), s. Tabelle 1 Elektronenblockierschicht (EBL), s. Tabelle 1 Emissionsschicht (EML), s. Tabelle 1 Elektronentransportschicht (ETL), s. Tabelle 1 Elektroneninjektionsschicht (EIL) aus ETM2, 1 nm Kathode aus Aluminium, 100 nm.
Tabelle 1 : Aufbau blaue Fluoreszenz-OLED-Bauteile
Tabelle 2: Ergebnisse Blaue Fluoreszenz-OLED- Bauteile b) Phosphoreszenz-OLED-Bauteile
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in der Lochinjektions- schicht (HIL), der Lochtransportschicht (HTL), der Elektronenblockier- schicht (EBL) und/oder in der Emissionsschicht (EML) als Matrixmaterial (Hostmaterial, Wirtsmaterial) M (s. Tabelle 5) verwendet werden. Hierfür werden alle Materialien in einer Vakuumkammer thermisch aufgedampft. Dabei besteht die Emissionsschicht immer aus mindestens einem bzw. mehreren Matrixmaterialien M und einem phosphoreszierenden Dotierstoff Ir, der dem Matrixmaterial bzw. den Matrixmaterialien durch Co-Ver- dampfung in einem bestimmten Volumenanteil beigemischt wird. Eine Angabe wie M1 :M2:lr (55%:35%:10%) bedeutet hierbei, dass das Material M1 in einem Volumenanteil von 55%, M2 in einem Volumenanteil von 35% und Ir in einem Volumenanteil von 10% in der Schicht vorliegt. Analog kann auch die Elektronentransportschicht aus einer Mischung zweier Materialien bestehen. Der genaue Aufbau der OLEDs ist Tabelle 3 zu entnehmen. Die zur Herstellung der OLEDs verwendeten Materialien sind in Tabelle 5 gezeigt.
Die OLEDs werden standardmäßig charakterisiert. Hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Strom effizienz (gemessen in cd/A), die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) und die externe Quanteneffizienz (EQE, gemessen in Prozent) in Abhängigkeit der Leuchtdichte, berechnet aus Strom-Spannungs-Leuchtdichte-Kennlinien (IUL-Kennlinien) unter Annahme einer lambertschen Abstrahlcharakteristik bestimmt. Die Angabe der EQE in (%) und der Spannung in (V) erfolgt bei einer Leuchtdichte von 1000 cd/m2.
Die OLEDs haben folgenden Schichtaufbau:
Substrat
Lochinjektionsschicht (HIL) aus HTM1 dotiert mit 5 % NDP-9 (kommerziell erhältlich von der Fa. Novaled), 20 nm Lochtransportschicht (HTL), s. Tabelle 3 Elektronenblockierschicht (EBL), s. Tabelle 3 Emissionsschicht (EML), s. Tabelle 3 Lochblockerschicht (HBL), s. Tabelle 3 Elektronentransportschicht (ETL), aus ETMTETM2 (50%:50%), 30 nm Elektroneninjektionsschicht (EIL) aus ETM2, 1 nm Kathode aus Aluminium, 100 nm.
Tabelle 3: Aufbau Phosphoreszenz-OLED-Bauteile
Tabelle 4: Ergebnisse Phosphoreszenz-OLED-Bauteile
Tabelle 5: Strukturformeln der verwendeten Materialien

Claims

Patentansprüche
1 . Verbindung enthaltend eine Teilstruktur gemäß Formel (1 ),
X
II
X
Formel (1) wobei für die verwendeten Symbole gilt:
M ist Si, Ge, Sn, Ti, Zr oder Hf;
W ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, wobei pro Cyclus maximal ein Wfür N steht; oder die beiden W zusammen bilden eine Gruppe der Formel (2),
Formel (2) wobei eine der beiden gestrichelten Bindungen die Bindung an N und die andere gestrichelte Bindung die Bindung an Z darstellt;
Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfach- bindung, BR, CR2, C=O, SiR2, GeR2, NR, P(=O)R, 0, S oder SO2;
Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden NR, 0 oder S; oder Y bildet zusammen mit dem explizit eingezeichneten Kohlenstoffatom und dem benachbarten X eine Gruppe gemäß Formel (3) oder (4), Formel (3) Formel (4) wobei W, Z und X die oben genannten Bedeutungen aufweisen, die mit * markierte gestrichelte Bindung die Bindung an M darstellt und die beiden weiteren gestrichelten Bindungen die Verknüpfung der Struktur innerhalb der Formel (1 ) darstellen;
X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, wobei maximal zwei X pro Cyclus für N stehen, oder zwei benachbarte X in Formel (2) zusammen stehen für CR2, NR, 0 oder S;
R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CI, Br, I, N(Ar)2, N(R1)2, OAr, SAr, CN, NO2, OR1, SR1, COOR1, C(=O)N(R1)2, Si(R1)3, B(OR1)2, C(=O)R1, P(=O)(R1)2, S(=O)R1, S(=O)2R1, OSO2R1, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C- Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R1 )2, C=O, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem der mehreren Resten R1 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste R auch mitein- ander ein aliphatisches, heteroaliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden;
Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R1 substi- tuiert sein kann; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CI, Br, I, N(R2)2, CN, NO2, OR2, SR2, Si(R2)3, B(OR2)2, C(=O)R2, P(=O)(R2)2, S(=O)R2, S(=O)2R2, OSO2R2, eine geradkettige Alkyl- gruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinyl- gruppe mit 2 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substi- tuiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2- Gruppen durch Si(R2)2, C=O, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome in der Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe durch D, F, CI, Br, I oder CN ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann; dabei können zwei oder mehrere Reste R1 miteinander ein alipha- tisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CN oder ein aliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer organischer Rest, insbesondere ein Kohlenwasserstoffrest, mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können.
2. Verbindung nach Anspruch 1 , ausgewählt aus den Verbindungen der Formel (5) oder Formel (6),
Formel (5) Formel (6) wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: RM ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden F, CN, OR1, OAr, N(R1)2, NAr2, Si(R1)3, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl- oder Alkoxygruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R1)2, C=O, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem der mehreren Resten R1 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste RM auch miteinander ein aliphatisches, heteroaliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden, wobei die Ver- knüpfung der beiden Resten RM entweder durch eine Einfach- bindung oder durch eine Gruppe gewählt aus C(R1)2, O, S, NR1 oder BR erfolgen kann; weiterhin können ein oder mehrere RM mit einem oder mehreren R zu einem Ringsystem verknüpft sein.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Y gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für NR steht oder dass Y zusammen mit dem explizit eingezeichneten Kohlenstoffatom und dem benachbarten X eine Gruppe gemäß Formel (3) bildet.
4. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstruktur der Formel (1) ausge- wählt ist aus den Strukturen gemäß den Formeln (7) und (8), wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen und Y in Formel (8) für NR, O oder S steht.
5. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln (9), (10), (11) und (12), wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 und 2 genannten Bedeutungen aufweisen und Y in den Formeln (10) und (12) für NR, O oder S steht.
6. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Z gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Einfachbindung, CR2, BR oder O steht.
7. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gruppen W zusammen für eine Gruppe der Formel (2a) stehen, oder dass Z für eine Einfachbindung steht und in demselben Cyclus eine der beiden Gruppen W für CR und die andere der beiden Gruppen W für N steht.
8. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstruktur der Formel (1) ausge- wählt ist aus den Strukturen der Formeln (7a), (7b), (8a) und (8b),
wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen, Y in den Formeln (8a) und (8b) für NR, 0 oder S steht und Z in den Formeln (7a) und (8a) bevorzugt für eine Einfachbindung steht.
9. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, ausge- wählt aus den Verbindungen der Formeln (9a), (9b), (10a), (10b), (11a), (11b), (12a) und (12b),
Formel (9b)
Formel (10b)
Formel (11b)
Formel (11a)
Formel (12a) Formel (12b) wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 und 2 genannten Bedeutungen aufweisen, Y in den Formeln (10a), (10b), (12a) und (12b) für NR, 0 oder S steht und Z in den Formeln (9a), (10a), (11a) und (12a) bevorzugt für eine Einfachbindung steht.
10. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, ausge- wählt aus den Verbindungen der Formeln (9a-1 ), (1 Oa-1 ), (11 a-1 ) und (12a-1 ),
Formel (9a-1) Formel (10a-1)
Formel (11 a-1 ) Formel (12a-1) wobei die Symbole die in Anspruch 1 und 2 genannten Bedeutungen aufweisen, Y in den Formeln (1 Oa-1 ) und (12a-1 ) für NR, 0 oder S steht und Z bevorzugt für eine Einfachbindung steht.
11. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass M für Si oder Ge steht, bevorzugt für Si.
12. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung nicht mehr als vier an C-Atome gebundene Substituenten R aufweist, die von H oder D verschieden sind.
13. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass RM bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen oder einer ver- zweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 6 C-Atomen, wobei in der Alkylgruppe jeweils auch ein oder mehrere H-Atome durch D ersetzt sein können, oder einem aromatischen oder heteroaroma- tischen Ringsystem mit 6 bis 13 aromatischen Ringatomen, welches durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann; dabei können auch die beiden Reste RM miteinander ein Ringsystem bilden; oder die beiden Gruppen RM stehen zusammen für eine Gruppe der Formel (13),
Formel (13) wobei die gestrichelten Bindungen die Bindungen an M darstellen und R1 die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweist.
14. Formulierung, enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 und mindestens eine weitere Verbindung, wobei die weitere Verbindung ein weiteres Matrixmaterial und/oder ein phosphoreszierender Emitter und/oder ein fluoreszieren- der Emitter und/oder ein Emitter, der thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz zeigt, und/oder ein Lösemittel ist.
15. Verwendung einer Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 in einer elektronischen Vorrichtung.
16. Elektronische Vorrichtung, enthaltend ein oder mehrere Verbindungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13.
17. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei es sich um eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung handelt, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 in einer emittierenden Schicht als Matrixmaterial für phosphoreszierende Emitter oder für Emitter, die TADF (thermally activated delayed fluorescence) zeigen, eingesetzt wird, oder als Lochtransportmaterial oder als Elektronenblockiermaterial in einer Lochtransport- bzw. Elektronenblockierschicht oder als Elektronen- transportmaterial in einer Elektronentransportschicht oder einer Lochblockierschicht eingesetzt wird.
18. Mischung enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 und mindestens eine Verbindung gemäß Formel (eTMM1 ), (eTMM2), (eTMM3), (eTMM4) oder (eTMM5),
Formel (eTMM1 ),
Formel (eTMM2),
Formel (eTMM4),
wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
L2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfach- bindung oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system mit 5 bis 24 Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann;
R# ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden D, F, CN oder ein aromatisches Ringsystem mit 6 bis 24 Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann;
Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR7, wobei ausgeschlossen ist, dass zwei nebeneinanderliegende Y gleich- zeitig N bedeuten;
V2 ist 0 oder S;
R6 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CN, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R7)2, C=O, NR7, O, S oder CONR7 ersetzt sein können, oder ein aroma- tisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 Ring- atomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R7 sub- stituiert sein kann; dabei können zwei Reste R6 auch miteinander ein aromatisches, heteroaromatisches, aliphatisches oder hetero- aliphatisches Ringsystem bilden; Ar5 steht bei jedem Auftreten gleich oder verschieden für ein aroma- tisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 Ring- atomen, welches mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann;
R7 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, CI, Br, I, N(R8)2, CN, NO2, OR8, SR8, Si(R8)3, B(OR8)2, C(=O)R8, P(=O)(R8)2, S(=O)R8, S(=O)2R8, OSO2R8, eine geradkettige Alkyl- gruppe mit 1 bis 20 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkinyl- gruppe mit 2 bis 20 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substi- tuiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2- Gruppen durch Si(R8)2, C=O, NR8, O, S oder CONR8 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ring- system mit 5 bis 40 Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann; dabei können zwei oder mehrere Reste R7 miteinander ein aromatisches, heteroaroma- tisches, aliphatisches oder heteroaliphatisches Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F oder ein aliphatischer, aromatischer oder heteroaromatischer organischer Rest, insbesondere ein Kohlenwasserstoffrest, mit 1 bis 20 C- Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können; b1 ist 0, 1 , 2, 3 oder 4; b2 ist 0, 1 , 2 oder 3.
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