WO2005040302A1 - Neue materialien für die elektrolumineszenz und deren verwendung - Google Patents

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WO2005040302A1
WO2005040302A1 PCT/EP2004/011888 EP2004011888W WO2005040302A1 WO 2005040302 A1 WO2005040302 A1 WO 2005040302A1 EP 2004011888 W EP2004011888 W EP 2004011888W WO 2005040302 A1 WO2005040302 A1 WO 2005040302A1
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René SCHEURICH
Arne BÜSING
Aurelie Falcou
Anja Gerhard
Philipp STÖSSEL
Horst Vestweber
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    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention describes new materials and material mixtures for use in organic electronic components and their use in displays based thereon.
  • PLEDs LEDs
  • Phosphine oxides, sulfones and sulfoxides achieved excellent results in terms of both the efficiency and the life of the devices.
  • the triplet emitter can also be covalently bound to the polymer. Both methods have the advantage that the compounds can be processed from solution and that no expensive and complex vapor deposition process is required as for devices based on low molecular weight compounds.
  • WO 04/070772 describes blends and copolymers of triplet emitters with certain carbazole-containing conjugated polymers, which result in efficient emission and reduced operating voltage. A further improvement was achieved by introducing certain bridged carbazole units, as described in the unpublished application DE 10328627.6.
  • WO 03/099901 there is a coincidental disclosure of a copolymer according to the invention from a polymer backbone which contains ester groups (or also carbonyl, sulfone, sulfoxide or phosphine oxide groups) and polymerized iridium and platinum complexes.
  • ester groups or also carbonyl, sulfone, sulfoxide or phosphine oxide groups
  • polymerized iridium and platinum complexes are therefore excluded from the invention.
  • the invention relates to organic semiconductors containing (A) at least one polymer,
  • M represents a group represented by formula (b), formula (c) or formula (d).
  • R 17 and R 18 each independently represent N, B, P, C (R 17 ) or Si (R 18 ); in formula (c) the radicals R 17 and R 18 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a Alkylamino group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylamino group, an arylalkyl group, an arylalkoxy group, an arylalkylthio group, an arylalkylamino group, an acyl group, an acyloxy group, an amide group, an imine group, a substituted silyloxy group, a substituted siyogyl group, a substituted siyogyl group, a substituted siyogyl group, a substituted siyogyl group, a substituted siyi group, a a substituted one
  • Acyl group an acyloxy group, an amide group, an imine group, a substituted siiyi group, a substituted silyloxy group, a substituted silylthio group, a substituted silylamino group, a monovalent heterocyclic group, an arylalkenyl group, an arylethinyl group or a cyano group);
  • Preferred structural units L X, as described above, are therefore selected from the formulas (1) to (5),
  • Formula (1) Formula (2) Formula (3) Formula (4) Formula (5) where the symbols used have the following meaning: X is the same or different at each occurrence O, S, Se or NR 4 , with the proviso that X for formulas (4) and (5) must not be S or Se; Y is the same or different at each occurrence P, As, Sb or Bi; Z is the same or different at each occurrence S, Se or Te; R 1 to R 6 have the same meaning as described above.
  • the organic semiconductors according to the invention are preferably in the form of amorphous compounds or amorphous mixtures.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system in the sense of this invention is to be understood as a system which does not necessarily contain only aromatic or heteroaromatic groups, but also in which several aromatic or heteroaromatic groups by a short, non-aromatic unit ( ⁇ 10% of that of H different atoms, preferably ⁇ 5% of the atoms different from H), such as.
  • B. an sp 3 hybridized C, N or O atom may be interrupted.
  • systems such as 9,9'-spirobifluorene, 9,9-diarylfluorene, triarylamine, etc. should also be understood as aromatic ring systems in the sense of this application.
  • Organic semiconductors for the purposes of this application are low-molecular, oligomeric, dendritic or polymeric, organic or organometallic compounds which have semiconducting properties as a solid or as a layer, ie. H. where the energy gap between the conduction and valence band is between 1.0 and 3.5 eV. Either a pure component or a
  • electronically inert connections such as. As polystyrene, can be used together with semiconducting compounds.
  • the organic semiconductor is in the form of a mixture. In a further preferred embodiment of the invention, the organic semiconductor is present as a copolymer.
  • a triplet emitter in the sense of the invention is to be understood as a compound which emits light from the triplet state, that is to say shows phosphorescence instead of fluorescence in electroluminescence, preferably an organometallic triplet emitter.
  • this compound can be low molecular weight, oligomeric, dendritic or polymeric.
  • all emitting compounds which contain the elements Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt are referred to as triplet emitters.
  • One embodiment of the invention is mixtures containing BLEND1
  • TRIP1 triplet emitters
  • the triplet emitter (TRIP1) is non-covalently mixed with the polymer POLY1.
  • Position take place ie these units can be installed in one or more positions at R 1 to R 3 or optionally via R 4 , R 5 and / or R 6 in formulas (1) to (5). Depending on the linkage, these structural units are then built into the main or side chain of the polymer.
  • the triplet emitter TRIP2 can be installed in the main and / or in the side chain of the polymer POLY2.
  • Another aspect of this invention are mixtures containing BLEND3
  • (B) 1-99% by weight of at least one compound VERB1 which. contains at least one structural unit L X, or at least one structural unit of the formula (1) to (5) and is able to form glass-like layers at room temperature, preferably with a glass transition temperature greater than 70 ° C .; and also
  • TRIP1 triplet emitters
  • Another aspect of this invention are mixtures containing BLEND4
  • Another object of the invention are polymers containing POLY4
  • the proportion of triplet emitters in BLEND1 to BLEND4 and POLY4 can also be significantly lower than stated above. A smaller proportion of the triplet emitters may be preferred in particular for generating white emission, as described in the unpublished application DE 10343606.5.
  • the polymers POLY1 to POLY4 can be conjugated, partially conjugated, cross-conjugated or non-conjugated.
  • Conjugated polymers in the sense of this invention are polymers which in the
  • Main chain mainly contain sp 2 -hybridized (or also sp-hybridized) carbon atoms, which can also be replaced by corresponding heteroatoms and whose units are in conjugation with one another. In the simplest case, this means alternating double and single bonds in the main chain. Mainly means that naturally occurring (without further action) defects that lead to interruptions in conjugation do not invalidate the term "conjugated polymer". Furthermore, in this application text is also referred to as conjugated if there are arylamine units, arylphosphine units and / or certain heterocycles (ie conjugation via N, O, S or P atoms) and / or organometallic complexes, for example, in the main chain
  • partially conjugated polymers are polymers which either contain longer conjugated sections in the main chain, which are interrupted by non-conjugated sections, or which contain longer conjugated sections in the side chains of a polymer which is non-conjugated in the main chain.
  • Cross-conjugated polymers in the sense of this invention are polymers in which two conjugated sections do not conjugate with one another, but each of these sections is conjugated with a third unit. This is the case, for example, if two conjugated sections directly over a keto group, one. Sulfoxide group, a sulfone group or a phosphine oxide group are linked, but also, for example, when two conjugated sections are linked geminally via a substituted or unsubstituted alkene group, or when two conjugated sections are linked via, for example, a meta-phenylene group.
  • polymers POLYI to POLY4 can contain various other structural elements. These can be, for example, structural units that can form the polymer backbone or structural units that influence the charge injection or charge transport properties. Such units are described in detail, for example, in WO 03/020790 and in the unpublished application DE 10337346.2. The statements made there are part of the present application via quotation.
  • a suitable class of compound for cross-conjugated polymers POLY1 or POLY4 are aromatic polyketones and aromatic polysulfones, which can each be substituted for better solubility.
  • An overview of these classes of compounds is given by PA Staniland in "Comprehensive Polymer Science", Ed. G. Allen, Volume 5, Chapter 29, 483-497 and F. Parodi, ibid., Chapter 33, 561-DD? ⁇ . I ucno ⁇ r ⁇ .ur ⁇ i ⁇ i and ICIIIS I i; ruiypi ⁇ o ⁇ i ⁇ iu ⁇ IM ri ⁇ yc.
  • any class of compound can in principle be considered, provided that the polymers, when processed as a blend, have sufficient solubility0 in a solvent or a solvent mixture in which the other blend components are soluble, so that all components can be processed together from solution.
  • polycarboxylic acid derivatives in the broadest sense, such as main chain polyester, side chain polyester , Poly (gly
  • polymers which have bonded directly to the carbonyl group at least one aromatic group, particularly preferably two aromatic groups.
  • main chains - 5 polyester would be z.
  • side chain polyesters would e.g. B. poly (acrylates), in particular poly (phenyl acrylates), poly (cyanoacrylates), poly (vinyl esters) or poly (vinyl acetates).
  • substituted or unsubstituted poly preferably aromatic polyvinyl ketones, or also substituted or unsubstituted poly (vinyl benzophenones) or other polystyrene analog ketones, like
  • Polystyrene such as poly-nitriles or poly-isonitriles, are also suitable.
  • the polymers POLY1, POLY2 and POLY3 can be homopolymers, i.e. H. they then contain only a single monomer structure, but are generally copolymers.
  • the polymer POLY4 is always a copolymer.
  • the copolymers can have statistical, alternating or block-like structures or alternately have several of these structures.
  • the polymers can also be linear or dendritic. By using several different structural elements, properties such. B. solubility, solid phase morphology, etc., can be set.
  • the polymers POLY1 to POLY4 are produced by polymerizing one or more monomers. Especially for the synthesis of conjugated or cross-conjugated polymers, some types have proven themselves that lead to CC linkages (SUZUKI coupling, YAMAMOTO coupling, STILLE coupling) or to CN linkages (HARTWIG-BUCHWALD coupling). How the polymerization can be carried out using these methods and how the polymers can be separated from the reaction medium and purified is described, for example, in WO 03/048225 and WO 04/022626. These methods can also be used to carry out the synthesis of partially conjugated or non-conjugated polymers by using appropriate monomers which are not conjugated throughout.
  • polycondensation which, for. B. lead to ester or amide linkages, or cationic, anionic or radical polymerizations, for example the reaction of alkenes takes place and leads to polyethylene derivatives in the broadest sense, which contain the chromophores bound in the side chains.
  • X represents O, S or NR 4 ;
  • Y stands for P or As
  • Z stands for S or Se
  • R 1 to R 6 are as defined above, wherein at each structural unit according to formulas (1) to (5) at least one of the substituents R 1 to R 3 is an aromatic or heteroaromatic ring system with 1 to 40 C atoms, which is substituted with one or several substituents R 4 may be substituted or unsubstituted.
  • X represents O or NR 4 ; X very particularly preferably represents O;
  • R 1 to R 6 are as defined above, where on each structural unit according to formulas (1) to (5) all substituents R 1 to R 3 are aromatic or. represent heteroaromatic ring system with 1 to 40 C atoms, which can be substituted with one or more substituents R 4 or unsubstituted.
  • the substituents R 1 to R 3 very particularly preferably contain aromatic or heteroaromatic ring systems in which at least one is biphenyl-like
  • Structure is bound directly to the units according to formulas (1) to (5), structures such as fluorenes or spirobifluorenes also being counted as such structures.
  • Preferred structural units according to formulas (1) to (5) have been found to be those whose radicals R 1 to R 3 are not planar. This is particularly the case if at least one of the substituents R 1 to R 3 contains an sp 3 -hybridized carbon atom (or correspondingly also silicon, germanium, nitrogen, etc.), which is thereby approximately tetrahedral (or in the case of nitrogen pyramidal) Has geometry. Preferred structural units are therefore units of the formula (1) to formula (5) in which at least one of the substituents R 1 to R 3 contains at least one sp 3 -hybridized carbon atom.
  • this sp 3 -hybridized carbon atom is a secondary, tertiary or is a quaternary carbon atom, particularly preferred is a tertiary or quaternary carbon atom, very particularly preferred is a quaternary carbon atom.
  • a secondary, tertiary or quaternary carbon atom is understood to mean a carbon atom with two, three or four substituents other than hydrogen.
  • Structural units of the formula (1) to formula (5) are particularly preferred which contain in at least one of the radicals R 1 to R 3 a 9,9'-spirobifluorene derivative, a 9,9-disubstituted fluorene derivative, a 6,6- and / or Contain 12,12-di- or tetrasubstituted indenofluorene derivative, a triptycene derivative (preferably linked via position 9 and / or 10) or a tetraarylmethane derivative.
  • Structural units of the formulas (1) to (5) which contain a 9,9'-spirobifluorene derivative in at least one of the radicals R 1 to R 3 are very particularly preferred.
  • Examples of particularly preferred repeating units MONO1 or compounds VERB1 which contain structural units according to the formulas (1) to (5) are substituted or unsubstituted structures according to the formulas (6) to (148) shown, the dashed single bonds being a possible link in the Mean polymer (MONO1) or linkages for molecular extension (VERB1); Ph stands for a substituted or unsubstituted phenyl group and alkyl for a straight-chain, branched or cyclic alkyl chain, which can be substituted or unsubstituted and in which one or more H atoms can be replaced by fluorine.
  • MONO1 Mean polymer
  • VERB1 linkages for molecular extension
  • Substituents R 4 can be present, or they can also be bound to different positions.
  • the repeating units MONO1 are covalent components of POLY1 and POLY4. It has been shown that a share in the range of 5 - 100 mol% of this
  • Repeat units (based on all repeat units in the polymer) achieved good results here.
  • a proportion of 5-100 mol% repeating units MONO1 is preferred for POLY1.
  • a proportion of 10-80 mol% of repeating units MONO1 is particularly preferred, a proportion of 10-50 mol% of repeating units MONO1 is very particularly preferred.
  • Compounds VERB1 are part of the mixture of BLEND2 and BLEND3. It has been shown that a proportion in the range of 5-99% by weight of these compounds in the mixture achieves good results here. A proportion of 5-99% by weight of compounds VERB1 is therefore preferred for BLEND2 and BLEND3. A proportion of 10-80% by weight of VERB1 is particularly preferred, a proportion of 10-50% by weight of VERB1 is very particularly preferred.
  • Results are achieved regardless of whether these units are covalently attached to the polymer or mixed.
  • mixture BLEND7 which is formed by mixing compounds VERB1 and / or triplet emitters TRIP1 in POLY4.
  • the triplet emitters TRIP1 and TRIP3 can be low molecular weight, oligomeric, dendritic or polymeric compounds. Since some of these are processed as a component of the mixture (BLEND1, BLEND3 or BLEND4), they must be sufficiently soluble in suitable solvents (e.g. toluene, xylene, anisole, THF, methylanisole, methylnaphthalene or mixtures of these solvents) in order to be processed is possible from solution. As a low molecular weight, oligomeric, dendritic or polymeric compounds. Since some of these are processed as a component of the mixture (BLEND1, BLEND3 or BLEND4), they must be sufficiently soluble in suitable solvents (e.g. toluene, xylene, anisole, THF, methylanisole, methylnaphthalene or mixtures of these solvents) in order to be processed is possible from solution. As a low molecular weight
  • Structural units come into question here different complexes, which for example . are described in the application documents WO 02/068435, WO 02/081488, EP 1239526 and WO 04/026886.
  • the halogenated complexes described in WO 02/068435 are also suitable as starting compounds for TRIPS, since the halogen functionality is easy
  • Dendrimer structures for TRIPl or TRIP3 complexes are suitable, as described for example in WO 99/21935, WO 01/059030 and WO 02/066552.
  • the triplet emitter TRIP2 is covalently built into the polymer chain of POLY2 (BLEND2).
  • BLEND2 polymer chain of POLY2
  • functional polymerizable groups must be present on TRIP2. Examples of corresponding brominated complexes which can be used as monomers in polymerization reactions, for example according to Suzuki or according to Yamamoto, are described in WO 02/068435 and in the unpublished application
  • the blend BLEND1 according to the invention is obtained by the polymer
  • a triplet emitter TRIP1 can be added to POLY1.
  • the blend BLEND2 according to the invention is obtained by the polymer
  • the blend BLEND3 according to the invention is obtained by the polymer
  • the blend BLEND4 according to the invention is obtained by the polymer
  • POLY3 units TRIP3 can be added. It can also be preferred to mix further conjugated, partially conjugated, cross-conjugated or non-conjugated polymers, oligomers, dendrimers or other low molecular weight compounds into BLEND1 to BLEND7.
  • additional components can prove useful for some applications: For example, the addition of an electronically active substance can be used to regulate the hole or electron injection, the hole or electron transport or the charge balance in the corresponding blend.
  • the additional component can also facilitate singlet-triplet transfer.
  • the addition of electronically inert compounds can also be helpful, for example to determine the viscosity of a solution or the morphology of the formed
  • BLEND1 to BLEND7 are represented as follows:
  • the individual components of the blend are combined in a suitable mixing ratio and dissolved in a suitable solvent.
  • suitable solvents are, for example, toluene, anisole, xylenes, methylanisole, methylnaphthalene, chlorobenzene, cyclic ethers (e.g. dioxane, THF, methyldioxane), amides (e.g. NMP, DMF) or mixtures of these solvents.
  • the components of the blend can also be dissolved individually. The solution to the blend is obtained in this
  • the organic semiconductors according to the invention that is to say the mixtures BLEND1 to BLEND7 and polymers POLY4 according to the invention, have the following surprising advantages over the prior art mentioned above: •
  • the solubility in organic solvents is generally better than the solubility of the polymers and mixtures according to the prior art.
  • the better solubility offers an advantage, for example, over bridged carbazole units, which are cited as the closest prior art, since there the maximum carbazole content is often determined by the poor solubility, but in some cases a higher carbazole content for the further improvement of the device properties would be desirable.
  • mixtures and polymers according to the invention have a higher oxygen stability than mixtures and polymers according to the prior art. This simplifies the production of these compounds and mixtures and also their processing, which represents a considerable practical advantage.
  • BLEND7 or the polymers POLY4 can be used in PLEDs, in particular as electroluminescent materials (emitting materials).
  • a general procedure is generally used for the construction of PLEDs, which must be adapted accordingly for the individual case. Such a method has been described in detail, for example, in WO 04/037887.
  • the invention therefore also relates to the use of an organic semiconductor according to the invention, that is to say a mixture BLEND1 to BLEND7 according to the invention or a polymer POLY4 according to the invention, in a PLED as electroluminescent material.
  • the invention thus also relates to a PLED with one or more layers, at least one of these layers having one or more organic semiconductors according to the invention, that is to say one or more mixtures BLEND1 to BLEND7 according to the invention or polymers POLY4 according to the invention.
  • organic semiconductors according to the invention ie mixtures BLEND1 to BLEND7 or polymers POLY4 according to the invention, in relation to PLEDs and the corresponding displays.
  • polymers or blends according to the invention for other uses in other electronic devices (devices), for. B. for organic solar cells (O-SCs), non-linear optics or organic laser diodes (O-lasers), to name just a few applications.
  • O-SCs organic solar cells
  • O-lasers organic laser diodes
  • 4,4'-D-bromobenzophenone was obtained from Fluka in a purity of 98% and purified by further recrystallization from ethanol to a purity of 99.7% (according to HPLC).
  • Example 6 blend components V1 and V2 (VERB1 according to formula (1))
  • Example 7 Structural units TRIP1 for use in blends
  • the compounds TRIP1 used here as examples are derivatives of tris (phenylpyridyl) iridium (III). The synthesis of these compounds has already been described in WO 02/081488 and WO 04/026886. For an overview, the iridium complexes used here are shown again below:
  • Example 8 Other blend components
  • Example 12 Non-conjugated polymers (POLY1) P6 and P7
  • Polystyrene P6 with melt index 7.5 was obtained commercially from ⁇ ldrich.
  • Poly (vinylbenzophenone) P7 was synthesized according to Helv. Chim. Acta 1999, 82, 338-346.
  • Example 13 Preparation of the blends The mixtures were prepared by dissolving the blend components in the desired ratio and in the desired concentration in Toiuol. The dissolving process was carried out in an inert atmosphere at 60 ° C. The solution was processed directly without isolating the mixture (further precipitation of the solids).
  • Example 14 Production of polymeric light-emitting diodes (PLEDs) How PLEDs can be represented is described in detail, for example, in WO 04/037887 and the literature cited therein. It has been shown that the polymers and blends according to the invention form more homogeneous films than the polymers and blends according to the prior art. Without wishing to be bound by any particular theory, we suspect that this is due to the better solubility of these compounds.
  • Example 15 Overview of the Polymers Synthesized and Used Table 1 gives an overview of the composition of some of the polymers synthesized and used in the devices.
  • Example 16 Device Examples Table 2 gives an overview of various blends made of polymers and triplet emitters, possibly with other components. Table 2: Some device results with blends according to the invention a The proportion of the polymer or the other blend components relates to the total composition of all components except the triplet emitter. The proportion of the triplet emitter is based on the matrix, ie the polymer or the mixture of the polymer with the other constituents. 0 CIE coordinates: Chromaticity coordinates of the Commission Internationale de TEclairage from 1931. d The specified lifespan relates to the so-called LT50 value, ie the time that passes until the corresponding PLED has only 50% of the initial brightness; the values were determined with an initial sensitivity of 100 cd / m 2 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft organische Halbleiter, die Struktureinheiten L=X enthalten und außerdem Struktureinheiten, die aus dem Triplett-Zustand Licht emittieren. Die erfindungsgemäßen Materialien sind beser löslich und leichter .synthetisch zugänglich und sind daher für den Einsatz in organischen Leuchtdioden besser geeignet als Vergleichsmaterialien gemäß Stand der Technik.

Description

Beschreibung
Neue Materialien für die Elektrolumineszenz und deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung beschreibt neue Materialien und Materialmischungen für die Verwendung in organischen elektronischen Bauteilen und deren Verwendung in darauf basierenden Displays.
Seit ca. 12 Jahren läuft eine breit angelegte Forschung zur Kommerzialisierung von Anzeige- und Beleuchtungselementen auf Basis polymerer (organischer)
Leuchtdioden (PLEDs). Ausgelöst wurde diese Entwicklung durch die Grundlagenentwicklungen, welche in WO 90/13148 offenbart sind. Seit kurzem ist auch ein erstes Produkt in Form einer kleineren Anzeige (in einem Rasierapparat der Fa. PHILIPS N.V.) auf dem Markt erhältlich. Allerdings sind immer noch deutliche Verbesserungen nötig, um diese Displays zu einer echten Konkurrenz zu den derzeit marktbeherrschenden Flüssigkristallanzeigen (LCD) zu machen bzw. diese zu überflügeln.
Eine Entwicklung, die sich seit einigen Jahren vor allem auf dem Gebiet der „Small molecule'-Displays abzeichnet, ist der Einsatz von Materialien, die aus dem Triplett-
Zustand Licht emittieren können und somit Phosphoreszenz statt Fluoreszenz zeigen (M. A. Baldo et al., Appl. Phys. Leu. 1999, 75, 4-6). Aus theoretischen Überlegungen ist unter Verwendung solcher Triplett-Emitter eine bis zu vierfache Energie- und Leistungseffizienz möglich. Ob sich diese Entwicklung allerdings durchsetzen wird, hängt stark davon ab, ob entsprechende Device-Kompositionen gefunden werden können, die diese Vorteile auch in OLEDs umsetzen können. Als wesentliche Bedingungen für die praktische Anwendbarkeit sind hier insbesondere ein effizienter Energieübertrag auf den Triplett-Emitter (und damit verbunden effiziente Lichtemission), eine hohe operative Lebensdauer und eine niedrige Einsatz- und Betriebsspannung zu nennen. Um dies zu erreichen, sind außer den
Eigenschaften des Triplett-Emitters auch die Eigenschaften des Matrixmaterials von herausragender Bedeutung. Während hierfür lange Zeit vor allem Carbazolverbindungen in Betracht gezogen wurden und erste gute Ergebnisse zeigten, wurden vor kurzem mit neuen Matrixmaterialien, basierend auf Keto- und Iminverbindungen (nicht offen gelegte Anmeldung DE 10317556.3) oder auf
Phosphinoxiden, Sulfonen und Sulfoxiden (nicht offen gelegte Anmeldung DE 10330761.3), hervorragende Ergebnisse sowohl in Bezug auf die Effizienz, wie auch auf die Lebensdauer der Devices erzielt. In letzter Zeit gibt es zunehmend Bemühungen, sich die oben genannten Vorteile aufdampfbarer Triplett-Emitter auch für Polymeranwendungen zu Nutze zu machen. So werden so genannte Hybrid-Device-Strukturen erwogen, die die Vorteile der "Small-molecule"-OLEDs mit denen der Polymer-OLEDs (= PLEDs) verbinden und durch Mischen des Triplett-Emitters in das Polymer entstehen. Andererseits kann der Triplett-Emitter auch kovalent an das Polymer gebunden werden. Beide Methoden haben den Vorteil, dass die Verbindungen aus Lösung verarbeitet werden können und dass kein teurer und aufwändiger Aufdampfprozess wie für Devices auf Basis niedermolekularer Verbindungen erforderlich ist. Das Aufbringen aus Lösung (z. B. mit Hilfe hochauflösender Druckverfahren) wird langfristig deutliche Vorteile gegenüber dem heute gängigen Vakuum-Verdampfungsprozess aufweisen, v. a. hinsichtlich Skalierbarkeit, Strukturierbarkeit, Beschichtungseffizienz und Ökonomie. Auch hier ist ein geeignetes Matrixmaterial notwendig, das einen effizienten Energietransfer auf den Triplett-Emitter ermöglicht und das in Verbindung mit uicäci n yuiσ Leuei iaucauci n
Figure imgf000003_0001
nicQi iyθπ BeiXieuoSpai ii iuπgeπ auivveiöi.
In WO 04/070772 sind Blends und Copolymere von Triplett-Emittern mit bestimmten Carbazol-haltigen konjugierten Polymeren beschrieben, die in effizienter Emission und reduzierter Betriebsspannung resultieren. Eine weitere Verbesserung wurde durch die Einführung bestimmter überbrückter Carbazol-Einheiten erreicht, wie in der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10328627.6 beschrieben.
Trotz der in den o. g. Publikationen und Anmeldeschriften zitierten Fortschritte gibt es jedoch immer noch erhebliches Verbessungspotenzial für entsprechende Materialien auf dem Gebiet der aus Lösung verarbeitbaren Triplett-Emitter. U. a. auf folgenden Feldern ist weiterhin ein deutlicher Verbesserungsbedarf zu sehen: (1 ) Die Effizienz der Elektrolumineszenzelemente muss gegenüber dem Stand der Technik weiter deutlich erhöht werden, um sie auf das Niveau der durch Aufdampfen erhaltenen Devices zu bringen. (2) Die Lebensdauer der Elektrolumineszenzelemente ist gegenüber dem Stand der Technik deutlich zu erhöhen.
(3) Die Löslichkeit der Polymere und Blends mit den oben beschriebenen überbrückten Carbazol-Einheiten, die den nächstliegenden Stand der Technik darstellen, ist noch nicht immer zufriedenstellend. So ist es beispielsweise nicht möglich, einen hohen Anteil der dort beschriebenen überbrückten Carbazol- Einheiten einzupolymerisieren, da dies zu unlöslichen Polymeren führt. Für die Anwendung sind jedoch lösliche Polymere nötig.
(4) Die oben beschriebenen Carbazol-Einheiten zeigen zwar in der Anwendung schon recht gute Ergebnisse. Ein weiterer Nachteil dieser Einheiten, außer der eingeschränkten Löslichkeit, ist jedoch der teilweise sehr aufwändige chemische Zugang zu diesen Verbindungen. Hier wäre es wünschenswert, Verbindungen und Monomere zur Verfügung zu haben, deren Device-Eigenschaften vergleichbar oder besser sind, die aber leichter synthetisch zugänglich sind.
(5) Die Polymere und Mischungen gemäß dem Stand der Technik zeigen eine hohe Sauerstoffempfindlichkeit. So lassen sie sich nur unter sorgfältigem Ausschluss von Sauerstoff verarbeiten. Hier wären weniger empfindliche Substanzen deutlich von Vorteil.
Es ist also offensichtlich, dass hier weiterhin großer Verbesserungsbedarf besteht.
Überraschend wurde gefunden, dass Polymere und Mischungen, die bestimmte Struktureinheiten enthalten, in Kombination mit Triplett-Emittern hier deutliche Verbesserungen im Vergleich zu Mischungen oder Polymeren gemäß dem Stand der Technik ergeben. Diese Polymere und Mischungen sind durch Standardreaktionen leicht chemisch zugänglich oder teilweise sogar kommerziell erhältlich und führen im Allgemeinen zu gut löslichen Polymeren. Außerdem zeigen sie eine geringere Sauerstoffempfindlichkeit, was ihre Herstellung und Verarbeitung deutlich erleichtert. Sie sind daher Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
In WO 03/099901 gibt es eine zufällige Offenbarung eines an sich erfindungsgemäßen Copolymers aus einem Polymergrundgerüst, das Estergruppen (oder auch Carbonyl-, Sulfon-, Sulfoxid- oder Phosphinoxidgruppen) enthält, und einpolymerisierten Iridium- und Platin-Komplexen. Die Kombination solcher Polymergrundgerüste mit Triplett-Emittern sind demzufolge von der Erfindung ausgenommen.
In US 03/022908 und US 03/224208 gibt es eine zufällige Offenbarungen eines an sich erfindungsgemäßen Blends aus einem Polymer, das kovalent gebundene , Triplett-Emitter enthält, und einem Ladungstransportpolymer, wobei zwei der aufgezeigten Ladungstransportpolymere (auf Basis von Triarylaminen) zusätzlich
Keto- bzw. Sulfongruppen tragen. Besondere Vorteile dieser Kombination sind nicht aufgeführt. Diese Blends sind von der Erfindung ausgenommen.
Gegenstand der Erfindung sind organische Halbleiter, enthaltend (A) mindestens ein Polymer,
(B) mindestens eine Struktureinheit L=X, wobei für die verwendeten Symbole gilt: L ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden (R1)(R2)C, (R1)P> (R1)As, (R1)Sb, (R1)Bi, (R1)(R2)(R3)P, (R1)(R2)(R3)As, (R1)(R2)(R3)Sb, (R1)(R2)(R3)Bi, (R1)(R2)S, (R1)(R2)Se, (R1)(R2)Te, (R1)(R2)S(=O), (R1)(R2)Se(=O) oder (R1)(R2)Te(=O); X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, Se oder N-R4, mit der Maßgabe, dass X nicht S oder Se ist, wenn L für S, Se oder Te steht;
5 R1, R2, R3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, CN, N(R4)2, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, die mit R5 substituiert oder auch unsubstituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C ≡C-, Si(R6)2, Ge(R6)2,0 Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, -O-, -S-, -NR6- oder -CONR6- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen, das durch einen oder mehrere Reste R5 substituiert sein kann, wobei zwei oder mehrereJ uuu üι.ucι ιιcl i
Figure imgf000005_0001
αuOi l u ikdi lαi iuσi σιι i i i rv_ ι ι<_ι- üuci polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden können; dabei dürfen nicht alle Substituenten R1 bis R3 an einer Struktureinheit H oder F sein; die Gruppen R1 bis R3 können weiterhin gegebenenfalls Bindungen zum Polymer aufweisen;0 R4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl- oder Alkoxykette mit 1 bis 22 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch -R6C=CR6-, -C≡€-, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2l -NR6-, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-O- ersetzt sein können, wobei auch ein oder mehrere H-Atome5 durch Fluor ersetzt sein können, eine Aryl-, Heteroaryl- oder Aryloxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, welche auch durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder OH oder N(R5)2; R5 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden R4 oder CN, B(R6)2 oder Si(R6)3-0 R6 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen; und (C) mindestens einen Triplett-Emitter; mit der Maßgabe, dass Mischungen aus zwei Polymeren ausgenommen sind, in5 denen das eine Polymer kovalent gebundene Triplett-Emitter enthält und das andere ein Copolymer aus Tetraphenyldiaminobiphenyl-Einheiten und Diphenylsulfonether- bzw. Diphenylketonether-Einheiten ist; und weiterhin mit der Maßgabe, dass Polymere, die einerseits kovalent gebundene Triplett-Emitter und andererseits Einheiten gemäß Formel (a) enthalten, von der Erfindung ausgenommen sind: Formel (a)
Figure imgf000006_0001
worin Ar1 und Ar2 jeweils unabhängig eine tetravalente aromatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine tetravalente heterocyclische Gruppe bedeuten; eine der Einheiten X1 und X2 bedeutet C(=O) oder C(R1)(R2) und die andere bedeutet O, S, C(=O), S(=O), SO2, Si(R3)(R4), N(R5), B(R6), P(R7) oder P(=O)(R8); wobei in der Formel (a) die Reste R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und R8 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine
Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten,
M bedeutet eine Gruppe, die durch Formel (b), Formel (c) oder Formel (d) dargestellt wird.
-Y1-Y2- Formel (b) worin Y1 und Y2 jeweils unabhängig O, S, C(=O), S(=O), SO2, C(R9)(R10), Si(R11)(R12), N(R13), B(R14), P(R15) oder P(=O)(R16) bedeuten, wobei in der Formel (b) die Reste R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 und R16 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine
Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten, wobei Y1 und Y2 nicht identisch sind, wenn Y1 nicht C(R9)(R10) oder Si(R11)(R12) ist.j
-γ3=γ4. Formel (c) worin Y3 und Y4 jeweils unabhängig N, B, P, C(R17) oder Si(R18) bedeuten; in der Formel (c) die Reste R17 und R18 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte
Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe bedeuten; -Y5- Formel (d) worin Y5 O, S, C(=O), S(=O), SO2, C(R19)(R20), Si(R21)(R22), N(R23), B(R24), P(R25) oder P(=O)(R26) bedeutet; wobei in de Formel (d) die Reste R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25 und R26 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine -
Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten;
Z-i bedeutet -CR36=CR37- oder -C^C-; R36 und R37 bedeuten jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe oder eine Cyanogruppe; d bedeutet 0 oder 1.
Das oben und im Folgenden verwendete Symbol , ,=" steht für eine Doppelbindung im Sinne der Lewis-Schreibweise.
Bevorzugte Struktureinheiten L=X, wie sie oben beschrieben sind, sind also ausgewählt aus den Formeln (1 ) bis (5),
Figure imgf000007_0001
Formel (1) Formel (2) Formel (3) Formel (4) Formel (5) wobei die verwendeten Symbole folgende Bedeutung haben: X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, Se oder N-R4, mit der Maßgabe, dass X für Formel (4) und (5) nicht S oder Se sein darf; Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden P, As, Sb oder Bi; Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden S, Se oder Te; R1 bis R6 haben dieselbe Bedeutung, wie oben beschrieben.
Die erfindungsgemäßen organischen Halbleiter liegen vorzugsweise als amorphe Verbindungen bzw. amorphe Mischungen vor.
Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur aromatische bzw. heteroaromatische Gruppen enthält, sondern in dem auch mehrere aromatische oder heteroaromatische Gruppen durch eine kurze, nicht aromatische Einheit (< 10 % der von H verschiedenen Atome, bevorzugt < 5 % der von H verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiertes C-, N- oder O-Atom, unterbrochen sein können. So sollen also beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-SpirobifIuoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Anmeldung verstanden werden.
Organische Halbleiter im Sinne dieser Anmeldung sind niedermolekulare, oligomere, dendritische oder polymere, organische oder metallorganische Verbindungen, die als Feststoff bzw. als Schicht halbleitende Eigenschaften aufweisen, d. h. bei denen die Energielücke zwischen Leitungs- und Valenzband zwischen 1.0 und 3.5 eV liegt. Als organischer Halbleiter wird hier entweder eine Reinkomponente oder eine
Mischung von zwei oder mehreren Komponenten, von denen mindestens eine halbleitende Eigenschaften aufweisen muss, bezeichnet. Bei der Verwendung von Mischungen ist es jedoch nicht notwendig, dass jede der Komponenten halbleitende Eigenschaften aufweist. So können beispielsweise auch elektronisch inerte Verbindungen, wie z. B. Polystyrol, zusammen mit halbleitenden Verbindungen verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der organische Halbleiter als eine Mischung vor. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform' der Erfindung liegt der organische Halbleiter als ein Copolymer vor.
Unter einem Triplett-Emitter im Sinne der Erfindung soll eine Verbindung verstanden werden, die aus dem Triplett-Zustand Licht emittiert, also in der Elektrolumineszenz Phosphoreszenz statt Fluoreszenz zeigt, bevorzugt ein metallorganischer Triplett- Emitter. Diese Verbindung kann prinzipiell niedermolekular, oligomer, dendritisch oder polymer sein. Ohne an eine spezielle Theorie gebunden sein zu wollen, werden im Sinne dieser Anmeldung alle emittierenden Verbindungen, die die Elemente Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt enthalten, als Triplett-Emitter bezeichnet. Bei den erfindungsgemäßen organischen Halbleitern gibt es verschiedene Ausführungsformen, bei denen die Einheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) und/oder der Triplett-Emitter entweder eingemischt oder kovalent an das Polymer gebunden sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung sind Mischungen BLEND1 , enthaltend
(A) 5 - 99.9 Gew.% mindestens eines Polymers POLY1 ; POLY1 enthält 1 - 100 mol%, bevorzugt 5 - 80 mol%, besonders bevorzugt 10 - 50 mol% einer oder mehrerer Wiederholeinheiten MONO1 , wobei MONO1 mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. eine Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5), enthält, und außerdem
(B) 0.1 - 95 Gew.%, bevorzugt 0.5 - 80 Gew.%, besonders bevorzugt 1 - 50 Gew.%, insbesondere 2 - 25 Gew.% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP1 ).
Auch wenn dies aus der Beschreibung hervorgeht, sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Wiederholeinheit MONO1 , die Struktureinheiten L=X, bzw. . die Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) enthält, auch mehr als eine solche Einheit enthalten kann.
In der Ausführungsform BLEND1 ist der Triplett-Emitter (TRIP1 ) nicht-kovalent zu dem Polymer POLY1 gemischt. Die Wiederholeinheiten MONO1 , enthaltend Strukturelemente L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5), sind kovalent an das Polymer gebunden. Dabei kann die Bindung prinzipiell an jeder beliebigen
Position stattfinden, d. h. diese Einheiten können über eine oder mehrere Positionen an R1 bis R3 bzw. gegebenenfalls über R4, R5 und/oder R6 in Formel (1 ) bis (5) eingebaut werden. Je nach Verknüpfung sind diese Struktureinheiten dann in die Haupt- oder Seitenkette des Polymers eingebaut.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sind Mischungen BLEND2, enthaltend (A) 0.5 - 99 Gew.% mindestens eines Polymers POLY2; POLY2 enthält 0.5 - 100 mol% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP2) kovalent gebunden, und außerdem (B) 1 - 99.5 Gew.% mindestens einer Verbindung VERB1 , die mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5) enthält und die in der Lage ist, bei Raumtemperatur glasartige Schichten zu bilden, bevorzugt mit einer Glasübergangstemperatur größer 70 °C. Auch wenn das aus der Beschreibung für BLEND2 hervorgeht, sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Verbindung VERB1 , die Struktureinheiten L=X, bzw. Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) enthält, auch mehr als eine dieser Einheiten enthalten kann.
Der Triplett-Emitter TRIP2 kann dabei in die Haupt- und/oder in die Seitenkette des Polymers POLY2 eingebaut werden.
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung sind Mischungen BLEND3, enthaltend
(A) 0.5 - 98.9 Gew.% mindestens eines Polymers POLY3;
(B) 1 - 99 Gew.% mindestens einer Verbindung VERB1 , die. mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit der Formel (1 ) bis (5) enthält und in der Lage ist, bei Raumtemperatur glasartige Schichten zu bilden, bevorzugt mit einer Glasübergangstemperatur größer 70 °C; und außerdem
(C) 0.1 - 95 Gew.%, bevorzugt 0.5 - 80 Gew.%, besonders bevorzugt 1 - 50 Gew.%, insbesondere 2 - 25 Gew.% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP1 ).
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung sind Mischungen BLEND4, enthaltend
(A) 0.5 - 99 Gew.% mindestens eines Polymers POLY3; und außerdem
(B) 1 - 99.5 Gew.% einer Verbindung TRIP3; TRIP3 enthält mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. Einheiten der Formel (1 ) bis (5) kovalent an einen oder mehrere Triplett-Emitter gebunden enthält, wobei mindestens eine Gruppe X frei, d. h. nicht an ein Metallatom koordiniert, vorliegt; dies schließt nicht aus, dass weitere Struktureinheiten L=X, bzw. Struktureinheiten der Formel (1 ) bis (5) vorhanden sein können, deren Atom X an ein Metallatom koordiniert ist (beispielsweise Acetylacetonat-Liganden, etc.).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Polymere POLY4, enthaltend
(A) 1 - 99.9 mol%, bevorzugt 5 - 80 mol%, besonders bevorzugt 10 - 50 mol% einer oder mehrerer Wiederholeinheiten MONO1 mit mindestens einer Struktureinheit L=X, wobei die Symbole L, X, R1, R2, R3, R4, R5 und R6 dieselbe Bedeutung besitzen, wie oben beschrieben; und
(B) 0.1 - 95 mol%, bevorzugt 0.5 - 50 mol%, besonders bevorzugt 1 - 25 mol% eines oder mehrerer Triplett-Emitter TRIP2. Der Anteil der Triplett-Emitter in BLEND1 bis BLEND4 und POLY4 kann auch deutlich geringer sein als oben angegeben. Ein geringerer Anteil der Triplett-Emitter kann insbesondere zur Erzeugung weißer Emission bevorzugt sein, wie in der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10343606.5 beschrieben.
Die Polymere POLY1 bis POLY4 können konjugiert, teilkonjugiert, gekreuztkonjugiert oder nicht-konjugiert sein.
Konjugierte Polymere im Sinne dieser Erfindung sind Polymere, die in der
Hauptkette hauptsächlich sp2-hybridisierte (bzw. auch sp-hybridisierte) Kohlenstoffatome enthalten, die auch durch entsprechende Heteroatome ersetzt sein können und deren Einheiten miteinander in Konjugation stehen. Dies bedeutet im einfachsten Fall abwechselndes Vorliegen von Doppel- und Einfachbindungen in der Hauptkette. Hauptsächlich meint, dass natürlich (ohne weiteres Zutun) auftretende Defekte, die zu Konjugationsunterbrechungen führen, den Begriff "konjugiertes Polymer" nicht entwerten. Des Weiteren wird in diesem Anmeldetext ebenfalls als konjugiert bezeichnet, wenn sich in der Hauptkette Arylamineinheiten, Arylphosphineinheiten und/oder bestimmte Heterocyclen (d. h. Konjugation über N-, O-, S- oder P-Atome) und/oder metallorganische Komplexe, wie beispielsweise
Einheiten gemäß TRIP2 (Konjugation über das Metallatom), befinden. Teilkonjugierte Polymere im Sinne dieser Erfindung sind Polymere, die entweder in der Hauptkette längere konjugierte Abschnitte enthalten, die durch nicht-konjugierte Abschnitte unterbrochen werden, oder die in den Seitenketten eines in der Hauptkette nicht-konjugierten Polymers längere konjugierte Abschnitte enthalten.
Gekreuzt-konjugierte Polymere im Sinne dieser Erfindung sind Polymere, in denen zwei konjugierte Abschnitte nicht miteinander in Konjugation treten, jeder einzelne dieser Abschnitte aber mit einer dritten Einheit konjugiert ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn zwei konjugierte Abschnitte direkt über eine Ketogruppe, eine . Sulfoxidgruppe, eine Sulfongruppe oder eine Phosphinoxidgruppe verknüpft sind, aber beispielsweise auch bei geminaler Verknüpfung zweier konjugierter Abschnitte über eine substituierte oder unsubstituierte Alkengruppe oder bei Verknüpfung zweier konjugierter Abschnitte über beispielsweise eine meta-Phenylengruppe. Hingegen würden Einheiten, wie beispielsweise einfache Alkylenketten, (Thio)Etherbrücken, Ester-, Amid- oder Imidverknüpfungen eindeutig als nicht- konjugierte Segmente definiert. Bevorzugt sind die Polymere konjugiert, teilkonjugiert oder gekreuzt-konjugiert. Die Polymere-POLYI bis POLY4 können außer den Einheiten MONO1 (in POLY1 und POLY4) und dem Triplett-Emitter TRIP2 (in POLY2 und POLY4) verschiedene weitere Strukturelemente enthalten. Diese können beispielsweise Struktureinheiten sein, die das Polymergrundgerüst bilden können, oder Struktureinheiten, die die 5 Ladungsinjektions- bzw. Ladungstransporteigenschaften beeinflussen. Solche Einheiten sind beispielsweise in WO 03/020790 und in der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10337346.2 ausführlich beschrieben. Die dort gemachten Ausführungen sind via Zitat Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. 0 Eine geeignete Verbindungsklasse für gekreuzt-konjugierte Polymere POLY1 bzw. POLY4 sind aromatische Polyketone und aromatische Polysulfone, die jeweils zur besseren Löslichkeit substituiert sein können. Einen Überblick über diese Verbindungsklassen geben P. A. Staniland in „Comprehensive Polymer Science", Ed. G. Allen, Volume 5, Kapitel 29, 483-497 und F. Parodi, ibid., Kapitel 33, 561-D D ? ι . i ucnoυ r\.urπi αi un ICIIIS I i ; ruiypi ιυoμπiπθΛiuσ IM ri αyc.
Wenn es sich bei den Polymeren POLY1 bis POLY4 um nicht-konjugierte Polymere handelt, kommen hierfür prinzipiell beliebige Verbindungsklassen in Frage, sofern die Polymere, wenn sie als Blend verarbeitet werden, eine ausreichende Löslichkeit0 in einem Lösemittel oder einem Lösemittelgemisch aufweisen, in dem auch die anderen Blendbestandteile löslich sind, so dass alle Komponenten gemeinsam aus Lösung verarbeitet werden können. Beispiele für nicht-konjugierte Polymere POLY1 bzw. POLY4, die Einheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) kovalent gebunden enthalten, sind5 Polycarbonsäurederivate im weitesten Sinne, wie zum Beispiel Hauptketten- Polyester, Seiten ketten-Polyester, Poly(glycolsäuren), Poly(milchsäuren), Poly(ε-caprolactone), Polyacrylate, Poly(hydroxybenzoesäuren), Poly(alkylenterephthalate), Polycarbonsäureanhydride, Polyamide, Poly(ε-caprolactame), Polypeptide, Polyaramide, Polybenzamide, Polyimide, 0 Poly(amid-imide), Poly(esterimide), Poly(etherimide), etc., aber auch Polymere, wie beispielsweise Polycarbonate, Poly(ester-co-carbonate), Poly(isocyanurate), Polyurethane oder Polyesterpolyurethane. Bevorzugt sind hier Polymere, die direkt an die Carbonylgruppe mindestens eine aromatische Gruppe, besonders bevorzugt zwei aromatische Gruppen, gebunden haben. Als Beispiele für Hauptketten- 5 Polyester wären hier z. B. Poly(terephthalate) zu nennen. Als Beispiele für Seitenketten-Polyester wären z. B. Poly(acrylate), insbesondere Poly(phenylacrylate), Poly(cyanoacrylate), Poly(vinylester) oder Poly(vinylacetate) zu nennen. Weitere nicht-konjugierte Polymere, die Einheiten L=X kovalent gebunden enthalten, sind beispielsweise Seitenketten-Polyphosphinoxide, Polyetherketone (PEK), Polyethersulfone, Polysulfonamide, Polysulfonimide, etc. Weiterhin kommen beispielsweise substituierte oder unsubstituierte Poly(vinylketone) in Frage, bevorzugt aromatische Polyvinylketone, oder auch substituierte oder unsubstituierte Poly(vinylbenzophenone) oder andere Polystyrol-analoge Ketone, wie
Poly(4-benzoyl-α-methylstyrol). Auch Polycarbazene, wie Poly-Nitrile oder Poly- Isonitrile, kommen in Frage.
Als Beispiele für nicht-konjugierte Polymere POLY3, die weder Einheiten L=X noch Triplett-Emitter kovalent gebunden enthalten, kommen beispielsweise Polymere in
Frage, die sich im weitesten Sinne von Polyethylen bzw. Polystyrol ableiten, aber auch elektronisch aktive, nicht-konjugierte Polymere, wie beispielsweise PVK (Polyvinylcarbazol) oder Derivate davon.
Die Polymere POLY1 , POLY2 und POLY3 können Homopolymere sein, d. h. sie enthalten dann nur eine einzelne Monomerstruktur, sind aber im Allgemeinen Copolymere. Das Polymer POLY4 ist immer ein Copolymer. Die Copolymere können statistische, alternierende oder auch blockartige Strukturen aufweisen oder auch mehrere dieser Strukturen abwechselnd besitzen. Ebenso können die Polymere linear oder dendritisch aufgebaut sein. Durch das Verwenden mehrerer verschiedener Strukturelemente können Eigenschaften, wie z. B. Löslichkeit, Festphasenmorphologie, etc., eingestellt werden.
Die Polymere POLY1 bis POLY4 werden durch Polymerisation von einem oder mehreren Monomeren hergestellt. Insbesondere für die Synthese konjugierter oder gekreuzt-konjugierter Polymere haben sich hier einige Typen bewährt, die zu C-C-Verknüpfungen (SUZUKI-Kupplung, YAMAMOTO-Kupplung, STILLE-Kupplung) oder zu C-N-Verknüpfungen (HARTWIG-BUCHWALD-Kupplung) führen. Wie die Polymerisation nach diesen Methoden durchgeführt werden kann und wie die Polymere vom Reaktionsmedium abgetrennt und gereinigt werden können, ist beispielsweise in WO 03/048225 und WO 04/022626 beschrieben. Nach diesen Methoden kann auch die Synthese teilkonjugierter oder nicht- konjugierter Polymere durchgeführt werden, indem entsprechende Monomere verwendet werden, die nicht durchgängig konjugiert sind. Für teilkonjugierte oder nicht-konjugierte Polymere kommen aber auch andere Synthesemethoden in Frage, wie sie allgemein aus der Polymerchemie geläufig sind, wie beispielsweise Polykondensationen, die z. B. zu Ester- oder Amidverknüpfungen führen, oder kationische, anionische oder radikalische Polymerisationen, die beispielsweise über die Reaktion von Alkenen ablaufen und zu Polyethylen-Derivaten im weitesten Sinne führen, die die Chromophore in den Seitenketten gebunden enthalten.
Für bevorzugte Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5) gilt Folgendes: X steht für O, S oder N-R4;
Y steht für P oder As; Z steht für S oder Se;
R1 bis R6 sind wie oben definiert, wobei an jeder Struktureinheit gemäß Formel (1) bis (5) mindestens einer der Substituenten R1 bis R3 ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen darstellt, das mit einem oder mehreren Substituenten R4 substituiert oder unsubstituiert sein kann.
Für besonders bevorzugte Strukturen gemäß Formel (1) bis (5) gilt Folgendes: X steht für O oder N-R4; ganz besonders bevorzugt steht X für O;
Y steht für P; Z steht für S;
R1 bis R6 sind wie oben definiert, wobei an jeder Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5) alle Substituenten R1 bis R3 ein aromatisches oder . heteroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen darstellen, die mit einem oder mehreren Substituenten R4 substituiert oder unsubstituiert sein können.
Ganz besonders bevorzugt enthalten die Substituenten R1 bis R3 aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme, bei denen mindestens eine Biphenyl-artige
Struktur direkt an die Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) gebunden ist, wobei als solche Strukturen auch beispielsweise Fluorene oder Spirobifluorene zählen sollen.
Als bevorzugte Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) haben sich solche erwiesen, deren Reste R1 bis R3 nicht planar aufgebaut sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn mindestens einer der Substituenten R1 bis R3 ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom (oder entsprechend auch Silicium, Germanium, Stickstoff, etc.) enthält, das dadurch näherungsweise tetraedrische (oder im Fall von Stickstoff pyramidale) Geometrie aufweist. Bevorzugte Struktureinheiten sind daher Einheiten gemäß Formel (1 ) bis Formel (5), in denen mindestens einer der Substituenten R1 bis R3 mindestens ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom enthält.
Um eine deutlichere Abweichung von der Planarität zu erreichen, ist es bevorzugt, wenn dieses sp3-hybridisierte Kohlenstoffatom ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Kohlenstoffatom ist, besonders bevorzugt ist ein tertiäres oder quartäres Kohlenstoffatom, ganz besonders bevorzugt ist ein quartäres Kohlenstoffatom. Unter einem sekundären, tertiären oder quartären Kohlenstoffatom wird ein Kohlenstoffatom mit zwei, drei bzw. vier Substituenten ungleich Wasserstoff verstanden.
Besonders bevorzugt sind Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis Formel (5), die in mindestens einem der Reste R1 bis R3 ein 9,9'-Spirobifluorenderivat, ein 9,9-disubstituiertes Fluorenderivat, ein 6,6- und/oder 12,12-di- oder tetrasubstituiertes Indenofluorenderivat, ein Triptycenderivat (bevorzugt verknüpft über die Position 9 und/oder 10) oder ein Tetraarylmethanderivat enthalten. Ganz besonders bevorzugt sind Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5), die in mindestens einem der Reste R1 bis R3 ein 9,9'-Spirobifluorenderivat enthalten.
Polymere enthaltend 9,9'-Spirobifluorenderivate und gleichzeitig Struktureinheiten gemäß einer oder mehreren der Formel (1) bis (5) sind neu und daher ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Beispiele für besonders bevorzugte Wiederholeinheiten MONO1 bzw. Verbindungen VERB1 , die Struktureinheiten gemäß den Formeln (1 ) bis (5) enthalten, sind substituierte oder unsubstituierte Strukturen gemäß den abgebildeten Formeln (6) bis (148), wobei die gestrichelten Einfachbindungen eine mögliche Verknüpfung im Polymer (MONO1) oder Verknüpfungen zur Molekülverlängerung (VERB1 ) bedeuten; Ph steht für eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe und Alkyl für eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylkette, die substituiert oder unsubstituiert sein kann und in der ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können. Diese Strukturelemente gemäß den Formeln (6) bis (148) sind auch bevorzugt Bestandteil der Verbindungen TRIP3, die eine Kombination aus Triplett- Emitter und Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) darstellen. Potenzielle Substituenten R4 sind wegen der besseren Übersichtlichkeit in der Regel nicht abgebildet:
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(20) (21)
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(50)
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(51) (52)
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(88) (89)
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(90) (91) (92)
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(107) (108)
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(111) (112)
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(132) (133)
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Formel (140) Formel (141) Formel (142) Formel (143)
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Formel (144) Formel (145)
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Formel (148)
Auch wenn dies aus der Beschreibung hervorgeht, sei hier nochmals explizit darauf verwiesen, dass die Struktureinheiten gemäß den Formeln (6) bis (148) auch unsymmetrisch substituiert sein können, d. h. dass an einer Einheit unterschiedliche
Substituenten R4 vorhanden sein können, bzw. diese auch an unterschiedliche Positionen gebunden sein können.
Die Wiederholeinheiten MONO1 sind kovalenter-Bestandteil von POLY1 und POLY4. Es hat sich gezeigt, dass ein Anteil im Bereich von 5 - 100 mol% dieser
Wiederholeinheiten (bezogen auf alle Wiederholeinheiten im Polymer) hier gute Ergebnisse erzielt. Bevorzugt ist für POLY1 ein Anteil von 5 - 100 mol% Wiederholeinheiten MONO1. Besonders bevorzugt ist ein Anteil von 10 - 80 mol% Wiederholeinheiten MONO1 , ganz besonders bevorzugt ist ein Anteil von 10 - 50 mol% Wiederholeinheiten MONO1.
Verbindungen VERB1 sind Mischungs-Bestandteil von BLEND2 und BLEND3. Es hat sich gezeigt, dass ein Anteil im Bereich von 5 - 99 Gew.% dieser Verbindungen in der Mischung hier gute Ergebnisse erzielt. Bevorzugt ist für BLEND2 und BLEND3 also ein Anteil von 5 - 99 Gew.% Verbindungen VERB1. Besonders bevorzugt ist ein Anteil von 10 - 80 Gew.% VERB1 , ganz besonders bevorzugt ist ein Anteil von 10 - 50 Gew.% VERB 1. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Mischung BLEND5, die durch Einmischen von Verbindungen VERB1 in BLEND1 entsteht, so dass hier Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) sowohl kovalent an das Polymer gebunden als auch eingemischt vorliegen. Hier hat sich gezeigt, dass ein Gesamtanteil von 5 - 99 mol% Struktureinheiten gemäß diesen Formeln gute
Ergebnisse erzielt, unabhängig davon, ob diese Einheiten kovalent an das Polymer gebunden sind oder eingemischt sind. Bevorzugt ist hier also ein Gesamtanteil von 5 - 99 mol% Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formeln (1 ) bis (5). Besonders bevorzugt ist ein Gesamtanteil von 10 - 80 mol% Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formeln (1 ) bis (5), ganz besonders bevorzugt ist ein
Gesamtanteil von 10 - 50 mol% Struktureinheiten gemäß Formeln (1 ) bis (5).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Mischung BLEND6, die durch Einmischen von Verbindungen VERB1 in BLEND4 entsteht, so dass hier Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1) bis (5) sowohl kovalent an den Triplett-Emitter gebunden wie auch eingemischt vorliegen. Auch hier hat sich gezeigt, dass ein Gesamtanteil von 5 - 99 moI% dieser Struktureinheiten gute Ergebnisse erzielt, unabhängig davon, ob diese Einheiten kovalent an den Triplett- Emitter gebunden sind oder eingemischt sind. Bevorzugt ist hier also ein Gesamtanteil von 5 - 99 mol% Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß
Formeln (1 ) bis (5). Besonders bevorzugt ist ein Gesamtanteil von 10 - 80 mol% Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formeln (1) bis (5), ganz besonders bevorzugt ist ein Gesamtanteil von 10 - 50 mol% Struktureinheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formeln (1) bis (5).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Mischung BLEND7, die durch Einmischen von Verbindungen VERB1 und/oder Triplett-Emittern TRIP1 in POLY4 entsteht.
Die in BLEND1, und BLEND3 eingemischten Triplett-Emitter TRIP1 , bzw. die in
POLY2 (= BLEND2) einpolymerisierten Triplett-Emitter TRIP2, bzw. die in BLEND4 eingemischten Triplett-Emitter TRIP3 können aus beliebigen organischen, metallorganischen bzw. anorganischen Substanzklassen ausgewählt werden, die bei Raumtemperatur aus dem Triplett-Zustand Licht emittieren können, also Phosphoreszenz statt Fluoreszenz zeigen: Dies sind zunächst vor allem
Verbindungen, welche Schweratome, d. h. Atome aus dem Periodensystem der Elemente mit einer Ordnungszahl von mehr als 36, enthalten. Besonders geeignet sind hierfür Verbindungen, welche d- und f-Übergangsmetalle enthalten, die die o. g. Bedingung erfüllen. Ganz besonders bevorzugt sind hier entsprechende Struktureinheiten, welche Elemente der Gruppe 8 bis 10 (d. h. Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt) enthalten. Besonders bevorzugt sind Triplett-Emitter auf Basis tris-ortho-metallierter Metallkomplexe.
Die Triplett-Emitter TRIP1 bzw. TRIP3 können niedermolekulare, oligomere, dendritische oder polymere Verbindungen sein. Da diese teilweise als Mischungsbestandteil (BLEND1 , BLEND3 bzw. BLEND4) verarbeitet werden, muss eine ausreichende Löslichkeit in geeigneten Lösungsmitteln (z. B. Toluol, Xylol, Anisol, THF, Methylanisol, Methylnaphthalin oder Mischungen dieser Lösemittel) gegeben sein, damit die Verarbeitung aus Lösung möglich ist. Als niedermolekulare
Struktureinheiten kommen hier verschiedene Komplexe in Frage, welche beispielsweise. in den Anmeldeschriften WO 02/068435, WO 02/081488, EP 1239526 und WO 04/026886 beschrieben sind. Insbesondere die in WO 02/068435 beschriebenen halogenierten Komplexe eignen sich auch als Ausgangsverbindung für TRIPS, da die Halogenfunktionalität eine leichte
Derivatisierung der Komplexe mit Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5) erlaubt. Als Dendrimer-Strukturen kommen fürTRIPl bzw. TRIP3 Komplexe in Frage, wie beispielsweise in WO 99/21935, WO 01/059030 und WO 02/066552 beschrieben.
Der Triplett-Emitter TRIP2 wird kovalent in die Polymerkette von POLY2 (BLEND2) eingebaut. Um den Einbau von TRIP2 in POLY2 zu ermöglichen, müssen an TRIP2 funktioneile polymerisierbare Gruppen vorhanden sein. Beispiele für entsprechende bromierte Komplexe, die als Monomere in Polymerisationsreaktionen, beispielsweise gemäß Suzuki oder gemäß Yamamoto, eingesetzt werden können, werden in WO 02/068435 und in der nicht offen gelegten Anmeldung
DE 10350606.3 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Mischung BLEND1 wird erhalten, indem dem Polymer
POLY1 ein Triplett-Emitter TRIP1 zugemischt werden. Die erfindungsgemäße Mischung BLEND2 wird erhalten, indem dem Polymer
POLY2 Verbindung VERB1 , enthaltend Struktureinheiten L=X, bzw.
Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5), zugemischt wird.
Die erfindungsgemäße Mischung BLEND3 wird erhalten, indem dem Polymer
POLY3 Verbindung VERB 1 , enthaltend Struktureinheiten L=X, bzw. Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5), sowie ein Triplett-Emitter TRIP1 zugemischt werden.
Die erfindungsgemäße Mischung BLEND4 wird erhalten, indem dem Polymer
POLY3 Einheiten TRIP3 zugemischt werden. Es kann außerdem bevorzugt sein, in BLEND1 bis BLEND7 noch weitere konjugierte, teilkonjugierte, gekreuzt-konjugierte oder nicht-konjugierte Polymere, Oligomere, Dendrimere oder weitere niedermolekulare Verbindungen einzumischen. Die Zugabe weiterer Komponenten kann sich für manche Anwendungen als sinnvoll erweisen: So kann beispielsweise durch Zugabe einer elektronisch aktiven Substanz die Loch- bzw. Elektroneninjektion, der Loch- bzw. Elektronentransport oder das Ladungsgleichgewicht im entsprechenden Blend reguliert werden. Die Zusatzkomponente kann auch den Singulett-Triplett-Transfer erleichtern. Jedoch auch die Zugabe elektronisch inerter Verbindungen kann hilfreich sein, um beispielsweise die Viskosität einer Lösung oder die Morphologie des gebildeten
Films zu kontrollieren. Die so erhaltenen Blends sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Die Darstellung von BLEND1 bis BLEND7 erfolgt folgendermaßen: Die Einzeibestandteile des Blends werden in einem geeigneten Mischungsverhältnis zusammengegeben und in einem geeigneten Lösemittel gelöst. Geeignete Lösemittel sind beispielsweise Toluol, Anisol, Xylole, Methylanisol, Methylnaphthalin, Chlorbenzol, cyclische Ether (z. B. Dioxan, THF, Methyldioxan), Amide (z. B. NMP, DMF) oder Mischungen dieser Lösemittel. Alternativ können die Bestandteile des Blends auch einzeln gelöst werden. Die Lösung des Blends erhält man in diesem
Fall durch Zusammenfügen der Einzellösungen im geeigneten Mischungsverhältnis. Dabei findet der Lösevorgang bevorzugt in einer inerten Atmosphäre und gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur statt. Der Blend wird üblicherweise nicht als Feststoff (durch nochmaliges Ausfällen) isoliert, sondern direkt aus Lösung weiter verarbeitet; jedoch sind auch Blends, die noch einmal ausgefällt wurden,
Gegenstand der Erfindung.
Ein geeignetes Verhältnis der einzelnen Komponenten ist beispielsweise eine Mischung, die insgesamt 1 - 99.5 mol%, bevorzugt 5 - 99 mol%, besonders bevorzugt 10 - 80 mol%, insbesondere 10 - 50 mol% Einheiten L=X, bzw. Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) (MONOl in POLY1 bzw. VERB1) enthält und 0.1 - 95 mol%, bevorzugt 0.5 - 80 mol%, besonders bevorzugt 1 - 50 mol%, insbesondere 2 - 25 mol% TRIP1 , TRIP2 und TRIP3 enthält, wobei sich die Angaben auf die gesamt vorhandenen Einheiten (Blendbestandteile bzw. Wiederholeinheiten im Polymer) beziehen. Dies ist unabhängig davon, ob die Komponenten kovalent an ein Polymer gebunden sind oder eingemischt sind.
Die erfindungsgemäßen organischen Halbleiter, also die erfindungsgemäßen Mischungen BLEND1 bis BLEND7 und Polymere POLY4, weisen gegenüber dem o. g. Stand der Technik u. a. folgende überraschenden Vorteile auf: • Die Löslichkeit in organischen Lösemitteln ist im Allgemeinen besser als die Löslichkeit der Polymere und Mischungen gemäß Stand der Technik. Die bessere Löslichkeit bietet einen Vorteil beispielsweise gegenüber überbrückten Carbazol-Einheiten, die als nächstliegender Stand der Technik angeführt werden, da dort häufig der maximale Carbazolanteil durch die schlechte Löslichkeit festgelegt wird, jedoch in manchen Fällen ein höherer Carbazolanteil für die weitere Verbesserung der Device-Eigenschaften wünschenswert wäre.
• Die chemische Zugänglichkeit der Einheiten gemäß Formel (1 ) bis (5), sowohl als Blendbestandteil wie auch als Monomer, ist unproblematisch. Teilweise sind diese Blendbestandteile und Monomere auch kommerziell erhältlich. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber beispielsweise den überbrückten Carbazol- Einheiten (DE 10328627.6), deren Synthese und Aufreinigung deutlich aufwändiger ist.
• Die erfindungsgemäßen Mischungen und Polymere zeigen eine höhere Sauerstoffstabiiität ais Mischungen und Poiymere gemäß Stand der Technik. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung dieser Verbindungen und Mischungen und auch deren Verarbeitung, was einen erheblichen praktischen Vorteil darstellt.
• Die Effizienz der Lichtemission des Triplett-Emitters ist in den erfindungsgemäßen organischen Halbleitern besser im Vergleich zu Polymeren und Mischungen gemäß dem Stand der Technik.
• Die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist besser als in Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik.
Die erfindungsgemäßen organischen Halbleiter, also die Mischungen BLEND1 bis
BLEND7 bzw. die Polymere POLY4, können in PLEDs verwendet werden, insbesondere als Elektrolumineszenzmaterialien (emittierende Materialien). Für den Bau von PLEDs wird in der Regel ein allgemeines Verfahren verwendet, das entsprechend für den Einzelfall anzupassen ist. Ein solches Verfahren wurde beispielsweise in WO 04/037887 ausführlich beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen organischen Halbleiters, also einer erfindungsgemäßen Mischung BLEND1 bis BLEND7 bzw. eines erfindungsgemäßen Polymers POLY4, in einer PLED als Elektrolumineszenzmaterial.
Gegenstand der Erfindung ist somit ebenfalls eine PLED mit einer oder mehreren Schichten, wobei mindestens eine dieser Schichten einen oder mehrere erfindungsgemäße organische Halbleiter, also eine oder mehrere erfindungsgemäße Mischungen BLEND1 bis BLEND7 bzw. erfindungsgemäße Polymere POLY4, enthält.
Im vorliegenden Anmeldetext und in den folgenden Beispielen wird auf die
Verwendung erfindungsgemäßer organischer Halbleiter, also Mischungen BLEND1 bis BLEND7 bzw. erfindungsgemäßer Polymere POLY4, in Bezug auf PLEDs und die entsprechenden Displays abgezielt. Trotz dieser Beschränkung der Beschreibung ist es für den Fachmann ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, die erfindungsgemäßen Polymere oder Blends auch für weitere Verwendungen in anderen elektronischen Devices (Vorrichtungen) zu benutzen, z. B. für organische Solarzellen (O-SCs), nicht-lineare Optik oder auch organische Laserdioden (O- Laser), um nur einige Anwendungen zu nennen. Auch diese sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen.
Beispiele Beispiel 1 : Synthese der Co-Monomere für die Polymere
Die Synthese der Co-Monomere, die für konjugierte Polymere verwendet wurden, ist in WO 02/077060 und der darin zitierten Literatur, sowie in der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10337346.2 ausführlich beschrieben. Die im Folgenden verwendeten Monomere M1 bis M5 und M8 seien hier der Übersichtlichkeit halber nochmals abgebildet:
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M3 M4
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M8
Beispiel 2: 4,4'-Dibrombenzophenon (Monomer M6 gemäß Formel (1))
4,4'-Dιbrombenzophenon wurde von Fluka in einer Reinheit von 98 % erhalten und durch weitere Umkristallisation aus Ethanol bis zu einer Reinheit von 99.7 % (gemäß HPLC) aufgereinigt.
Beispiel 3: Synthese von Bis(4-bromphenyl)-phenylphosphanoxid (Monomer M7 gemäß Formel (3)) a) Synthese von Bis(4-bromphenyl)-phenylphosphan
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In einem trockenen 1000 mL Vierhalskolben mit Innenthermometer, Rührkern, Argon-Überlagerung und 2 Tropftrichtern wurden 33.9 g (144 mmol) Dibrombenzol in 300 mL trockenem THF gelöst und auf -70 °C gekühlt. Innerhalb 30 min. wurden 90 mL (144 mmol) π-Butyllithium (1.6 M in Hexan) zugetropft und 1 h bei dieser Temperatur nachgerührt. Dann wurden bei dieser Temperatur 12.9 g (9.75 ml, 72 mmol) Dichlorphenylphosphan in 60 mL trockenem THF zugetropft. Über Nacht ließ man auf Raumtemperatur kommen. Es wurden 20 mL Methanol zugegeben, und der Ansatz wurde zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde in Dichlormethan aufgenommen, filtriert und das Lösemittel im Vakuum entfernt. Die Verbindung wurde ohne weitere Aufreinigung für die folgende Umsetzung eingesetzt.
b) Synthese von Bis(4-bromphenyl)-phenylphosphanoxid (Monomer M7)
Figure imgf000030_0001
In einem 500 mL Vierhalskolben mit Innenthermometer, mechanischem Rührer, Rückflusskühler und Tropftrichter wurden 10.05 g (24 mmol) Bis(4-bromphenyl)- phenylphosphan in 200 mL Ethylacetat gelöst und auf 5 °C Innentemperatur abgekühlt. Dazu wurde innerhalb 30 min. eine Lösung von 2.25 mL (26.4 mmol) H2O2 (35 %ig) in 17.5 mL Wasser getropft und weitere 12 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurden 25 mL gesättigte Natriumsulfit-Lösung zugegeben, die organische Phase abgetrennt, zweimal mit gesättigter Natriumsulfit-Lösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Die Aufreinigung erfolgte zunächst durch Säulenchromatographie auf Silica mit einem Lösemittelgemisch von anfangs HexamEthylacetat 2:1 zu Hexan: Ethylacetat 1 :1. Weitere Reinigung erfolgte durch Umkristallisation aus Heptan/Toluol. Es wurden 6.5 g Produkt in einer Reinheit von 99.7 % (gemäß HPLC) erhalten. 1H-NMR (500 MHz, CDCI3): [ppm] 7.46 - 7.66 (m). 3 P-NMR
(CDCI3): [ppmj 28.40.
Beispiel 4: Synthese von 2,7-Dibrom-9-keto-10-(2-ethylhexyI)-10-methoxy- dihydrophenanthren (Monomer M9 gemäß Formel (1)) a) Synthese von 2,7-Dibrom-9-keto-10-(2-ethylhexyl)-10-hydroxy- dihydrophenanthren
Figure imgf000031_0001
In einem 500 mL-Vierhalskolben mit Rückflusskühler, mechanischem Rührer, Innenthermometer, Argonüberlagerung und Tropftrichter wurden 4.6 g (185 mmol) Magnesium vorgelegt. Die Apparatur wurde ausgeheizt, es wurde ein Körnchen lod zugegeben, dann wurden 37.6 mL (185 mmol) Ethylhexylbromid in 175 mL absolutem THF zugetropft. Es wurde unter Rückfluss erhitzt, bis alles Magnesium verbraucht war. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Grignardlösung in einen Tropftrichter überführt. In einem 1000 mL-Vierhalskolben mit mechanischem Rührer, Innenthermometer, Rückflusskühler, Tropftrichter und Argonüberlagerung wurden 45 g (123 mmol) Dibromphenanthrenchinon bei 0 °C in 300 mL THF suspendiert. Hierzu wurde die Grignardlösung so zugetropft,, dass die Innentemperatur 25 °C nicht überstieg. Anschließend wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Zum Ansatz wurden 200 mL gesättigte NH4CI-Lsg. zugegeben. Es wurde Ethylacetat zugegeben, zweimal mit gesättigter NaCI-Lsg. extrahiert, über Na2SO getrocknet und das Lösemittel entfernt. Der Rückstand wurde in 250 mL Hexan aufgekocht, von grünem Feststoff abfiltriert und auskristallisiert. Die Ausbeute betrug 39.3 g (67 % d. Th.). 1H-NMR (CDCI3): [ppm] = 8.03 (m, 1 H), 7.91 (m, 1 H), 7.78 (m, 2H), 7.62 (m, 1 H), 7.52 (m, 1 H), 3.91 (s, mit D2O austauschbar, 1 H), 1.72 (m, 2H), 1.33 (m, 1 H), 1.10 (m, 8H), 0.81 (m, 3H), 0.65 (m, 3H).
b) Synthese von 2,7-Dibrom-9-keto-10-(2-ethylhexyl)-10-methoxy- dihydrophenanthren (Monomer M9)
Figure imgf000031_0002
In einem ausgeheizten 500 mL-Vierhalskolben mit mechanischem Rührer, Kühler, Thermometer und Tropftrichter wurden 3.3 g (81.5 mmol) NaH (60 %ige Dispersion in Mineralöl) in 30 mL DMSO vorgelegt. Hierzu wurden 21.6 g (54.3 mmol) 2,7-Dibrom-9-keto-10-(2-ethylhexyl)-10-hydroxy-dihydrophenanthren in 60 mL DMSO langsam zugetropft, und es wurde 30 min. bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurden unter Eiskühlung 5.1 mL (81.5 mmol) Methyliodid über 1 h zugetropft. Es wurde 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt, dann wurde auf 5 °C abgekühlt, 90 mL halbkonz. NH4OH zugetropft, 100 mL MeOH zugetropft, 30 min im Eisbad gerührt, abgesaugt, mit MeOH gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 60 °C getrocknet. Das Rohprodukt wurde aus Methanol mehrfach umkristallisiert. Die Gesamtausbeute betrug 17.3 g (65 % d. Th.) bei einer Reinheit von > 99.8 %. 1H-NMR (CDCI3): [ppm] = 8.16 (d, 4JHH = 2.3 Hz, 1H), 7.78 (m, 4H), 7.56 (dd, 3JHH = 8.7 Hz, 4JHH = 2.3 Hz, 2H), 3.17 (s, 3H), 1.71 (m, 2H), 1.26 (m, 1 H), 1.06 (m, 8H), 0.77 (m, 3H), 0.59 (m, 3H).
Beispiel 5: Synthese von 2,7-Dibrom-9-keto-10,10-bis(4-tert-butylphenyl)- dϊhydrophenanthren (Monomer MIO gemäß Forme! (1))
p-TosOH, Toiuol
Figure imgf000032_0002
Figure imgf000032_0001
In einem 250 mL-Rundkolben mit Magnetrührer und Wasserabscheider mit Kühler, wurden 200 mg para-Toluolsulfonsäure und 10 g (15.8 mmol) 2,7-Dibrom-9,10- bis(4-tert-butylphenyl)-9,10-dihydroxy-dihydrophenanthren in 80 mL Toiuol suspendiert und 3 h am Wasserabscheider gekocht. Der Niederschlag wurde abgesaugt, mit Methanol gewaschen, zweimal aus Toiuol umkristallisiert und unter Vakuum getrocknet. Die Ausbeute betrug 6.3 g (65 % d. Th.) bei einer Reinheit von > 99.9 %. 1H-NMR (CDCI3): [ppm] = 8.06 (d, 4JHH = 2.0 Hz, 1 H), 7.80 (d, 3JHH = 8.7 Hz, 1 H), 7.73 (d, 3JHH = 8.7 Hz, 1 H), 7.68 (dd, 3JHH = 8.4 Hz, 4JHH = 2.0 Hz, 1 H), 7.55 (dd, 3JHH = 8.3 Hz, JHH = 2.0 Hz, 1 H), 7.26 (m, 4H), 6.91 (d, 4JH = 2.0 Hz, 1 H),
6.83 (m, 4H), 1.26 (s, 18H).
Beispiel 6: Blendbestandteile V1 und V2 (VERB1 gemäß Formel (1))
Als Blendbestandteil V1 wurde beispielhaft das folgende Keton verwendet, dessen Synthese bereits in DE 10317556.3 beschrieben ist:
Figure imgf000033_0001
V1
Als Blendbestandteil V2 wurde beispielhaft das folgende Phosphinoxid verwendet, dessen Synthese in DE 10330761.3 beschrieben ist:
V2
Beispiel 7: Struktureinheiten TRIP1 zur Verwendung in Blends
Bei den hier beispielhaft verwendeten Verbindungen TRIP1 handelt es sich um Derivate von tris-(Phenylpyridyl)iridium(lll). Die Synthese dieser Verbindungen ist bereits in WO 02/081488 und WO 04/026886 beschrieben. Zur Übersicht sind die hier verwendeten Iridium-Komplexe im Folgenden nochmals abgebildet:
Figure imgf000033_0003
Ir1 Ir2
Beispiel 8: Weitere Blendbestandteile
Als weitere Blendbestandteile wurden das Spiro-Triarylaminderivat Amin1 und das Spiro-Oxadiazolderivat Ox1 verwendet, deren Strukturen im Folgenden aufgezeigt sind:
Figure imgf000034_0001
Amini
Figure imgf000034_0002
Beispiel 9: Synthese konjugierter Polymere POLY3
Die Synthese konjugierter Polymere POLY3, die keine Einheiten gemäß Forme! (1) bis (5) und keine Verbindungen TRIP2 enthalten, ist bereits beispielsweise in den
Anmeldeschriften WO 02/077060, WO 03/020790 und WO 04/070772 beschrieben.
Beispiel 10: Synthese von Polymer P1
Die Synthese erfolgte gemäß dem in WO 03/048224 beschriebenen Verfahren. Es wurden eingesetzt: 1.6013 g (2 mmol) Monomer M1 , 0.8118 g (1.2 mmol) Monomer
M2, 0.3035 g (0.4 mmol) Monomer M5, 0.1744 g (0.4 mmol) Monomer M7 und 2.03 g (2.2 Äquivalente) Kaliumphosphat Hydrat in 19 mL Dioxan, 6 mL Toiuol und 12 mL H2O. Als Katalysator wurden verwendet: 0.45 mg Pd(OAc)2 und 3.65 mg P(o-tolyl)3. Nach Aufarbeitung wurden 1.57 g Polymer erhalten, das ein Molekulargewicht Mn 58000 g/mol und Mw 185000 g/mol aufwies (GPC in THF mit
Polystyrol-Standard).
Beispiel 11 : Synthese von Polymer P2
Die Synthese erfolgte gemäß dem in WO 03/048224 beschriebenen Verfahren. Es wurden eingesetzt: 1.2889 g (2 mmol) Monomer M3, 0.7951 g (1.2 mmol) Monomer
M4, 0.3035 g (0.4 mmol) Monomer M5, 0.1360 g (0.4 mmol) Monomer M6 und 2.03 g (2.2 Äquivalente) Kaliumphosphat Hydrat in 19 mL Dioxan, 6 mL Toiuol und 12 mL H2O. Als Katalysator wurden verwendet: 0.45 mg Pd(OAc)2 und 3.65 mg - .P(o-tolyl)3. Nach Aufarbeitung wurden 1.72 g Polymer erhalten, das ein Molekulargewicht Mn 87000 g/mol und Mw 219000 g/mol aufwies (GPC in THF mit
Polystyrol-Standard). Beispiel 12: Nicht-konjugierte Polymere (POLY1) P6 und P7 Polystryrol P6 mit dem Schmelzindex 7.5 wurde kommerziell von Äldrich bezogen. Die Synthese von Poly(vinylbenzophenon) P7 erfolgte gemäß Helv. Chim. Acta 1999, 82, 338-346.
Beispiel 13: Herstellung der Blends Die Herstellung der Mischungen erfolgte durch Lösen der Blendbestandteile im gewünschten Verhältnis und in der gewünschten Konzentration in Toiuol. Dabei wurde der Lösevorgaήg in einer inerten Atmosphäre bei 60 °C durchgeführt. Die Lösung wurde ohne Isolierung der Mischung (nochmaliges Ausfällen der Feststoffanteile) direkt verarbeitet.
Beispiel 14: Herstellung der polymeren Leuchtdioden (PLEDs) Wie PLEDs dargestellt werden können, ist beispielsweise in WO 04/037887 und der darin zitierten Literatur ausführlich beschrieben. Dabei hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Polymere und Blends homogenere Filme bilden als die Polymere und Blends gemäß Stand der Technik. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, vermuten wir, dass dies durch die bessere Löslichkeit dieser Verbindungen begründet ist.
Beispiel 15: Übersicht über die synthetisierten und verwendeten Polymere Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die Zusammensetzung einiger der synthetisierten und in den Devices verwendeten Polymere.
Figure imgf000035_0001
Tabelle 1 : Übersicht über die Zusammensetzung einiger Polymere
Beispiel 16: Device-Beispiele Tabelle 2 gibt eine Übersicht über verschiedene Blends aus Polymeren und Triplettemittern, gegebenenfalls mit weiteren Komponenten.
Figure imgf000036_0001
Tabelle 2: Einige Deviceergebnisse mit erfindungsgemäßen Blends a Der Anteil des Polymers bzw. der weiteren Blendbestandteile bezieht sich auf die Gesamtzusammensetzung aller Bestandteile außer dem Triplettemitter. Der Anteil des Triplettemitters ist bezogen auf die Matrix, d. h. das Polymer bzw. die Mischung des Polymers mit den anderen Bestandteilen. 0 CIE-Koordinaten: Chromatizitäts-Koordinaten der Commission Internationale de TEclairage von 1931. d Die angegebene Lebensdauer bezieht sich auf den so genannten LT50-Wert, d. h. die Zeit, die verstreicht, bis die entsprechende PLED nur noch 50 % der Anfangshelligkeit aufweist; die Werte wurden bestimmt mit einer Anfangsheliigkeit von 100 cd/m2.

Claims

Patentansprüche:
1. Organische Halbleiter, enthaltend (A) mindestens ein Polymer, (B) mindestens eine Struktureinheit L=X, wobei für die verwendeten Symbole gilt: L ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden (R1)(R2)C, (R1)P, (R1)As, (R1)Sb, (R1)Bi, (R1)(R2)(R3)P, (R1)(R2)(R3)As, (R1)(R2)(R3)Sb, (R1)(R2)(R3)Bi, (R1)(R2)S, (R1)(R2)Se, (R1)(R2)Te, (R1)(R2)S(=O), (R1)(R2)Se(=O) oder (R1)(R2)Te(=O); X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, Se oder N-R4, mit der Maßgabe, dass X nicht S oder Se ist, wenn L für S, Se oder Te steht; R1, R2, R3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, CN, N(R4)2, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, die mit R5 substituiert oder auch unsubstituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C ≡C-, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR6, -O-, -S-, -NR6- oder -CONR6- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder hetoroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen, das durch einen oder mehrere Reste R5 substituiert sein kann, wobei zwei oder mehrere Substituenten R1, R2 und/oder R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden können; dabei dürfen nicht alle Substituenten R1 bis R3 an einer Struktureinheit H oder F sein; die Gruppen R1 bis R3 können weiterhin gegebenenfalls Bindungen zu dem Polymer aufweisen; R4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl- oder Alkoxykette mit 1 bis 22 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch -R6C=CR6-, -C≡C-, Si(R6)2, Ge(R6)2, Sn(R6)2, -NR6-, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-O- ersetzt sein können, wobei auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können, eine Aryl-, Heteroaryl- oder Aryloxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, welche auch durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder OH oder N(R5)2; R5 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden R4 oder CN, B(R6)2 oder Si(R6)3. R6 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen; und
(C) mindestens einen Triplett-Emitter; mit der Maßgabe, dass Mischungen aus zwei Polymeren ausgenommen sind, in denen das eine Polymer kovalent gebundene Triplett-Emitter enthält und das andere ein Copolymer aus TPD-Einheiten und Diphenylsulfonether- bzw.
Diphenylketonether-Einheiten ist; und weiterhin mit der Maßgabe, dass Polymere, die einerseits kovalent gebundene Triplett-Emitter und andererseits Einheiten gemäß Formel (a) enthalten, von der Erfindung ausgenommen sind:
Formel (a)
Figure imgf000038_0001
worin Ar1 und Ar2 jeweils unabhängig eine tetravalente aromatische
Kohlenwasserstoffgruppe oder eine tetravalente heterocyclische Gruppe bedeuten; eine der Einheiten X1 und X2 bedeutet C(=O) oder C(R1)(R2) und die andere bedeutet O, S, C(=O), S(=O), SO2, Si(R3)(R4), N(R5), B(R6), P(R7) oder P(=O)(R8); wobei in der Formel (a) die Reste R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und R8 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe,- eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine
Arylalkylaminogruppe, eine Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte. Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten,
M bedeutet eine Gruppe, die durch Formel (b), Formel (c) oder Formel (d) dargestellt wird. -Y1-Y2- Formel (b) worin Y1 und Y2 jeweils unabhängig O, S, C(=O), S(=O), SO2, C(R9)(R10), Si(R11)(R12), N(R13), B(R14), P(R15) oder P(=O)(R16) bedeuten, wobei in der Formel (b) die Reste R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 und R16 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine
Arylalkylaminogruppe, eine Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten, wobei Y1 und Y2 nicht identisch sind, wenn Y1 nicht C(R9)(R10) oder Si(R11)(R12) ist.]
_γ3=γ4- Formel (c) worin Y3 und Y4 jeweils unabhängig N, B, P, C(R17) oder Si(R18) bedeuten; in der Formel (c) die Reste R17 und R18 jeweils unabhängig ein
Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe bedeuten; -Y5- . Formel (d) worin Y5 O, S, C(=O), S(=O), SO2, C(R19)(R20), Si(R21)(R22), N(R23), B(R24), P(R25) oder P(=O)(R26) bedeutet; wobei in de Formel (d) die Reste R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25 und R26 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Alkylaminogruppe, eine
Arylgruppe, eine Aryloxygruppe, eine Arylthiogruppe, eine Arylaminogruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Arylalkoxygruppe, eine Arylalkylthiogruppe, eine Arylalkylaminogruppe, eine Acylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Amidgruppe, eine Imingruppe, eine substituierte Siiyigruppe, eine substituierte Silyloxygruppe, eine substituierte Silylthiogruppe, eine substituierte
Silylaminogruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe, eine Arylalkenylgruppe, eine Arylethinylgruppe oder eine Cyanogruppe) bedeuten; Zt bedeutet -CR36=CR37- oder -CfC-; R36 und R37 bedeuten jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine monovalente heterocyclische Gruppe oder eine Cyanogruppe; d bedeutet 0 oder 1.
Organische Halbleiter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Struktureinheiten L=X ausgewählt sind aus den Formeln (1 ) bis (5),
Figure imgf000040_0001
Formel (1 ) Formel
(2) Formel (3) Formel (4) Formel (5) wobei die verwendeten Symbole folgende Bedeutung haben: X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, Se oder N-R4, mit der Maßgabe, dass X für Formel (4) und (5) nicht S oder Se sein darf; Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden P, As, Sb oder Bi; Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden S, Se oder Te; R1 bis R6 haben dieselbe Bedeutung, wie unter Anspruch 1 beschrieben.
3. Organische Halbleiter gemäß Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens 0.5 Gew.% mindestens eines Polymeren, mindestens 1 Gew.% mindestens einer Struktureinheit L=X, bzw. einer Struktureinheit gemäß den Formeln (1) bis (5) und mindestens 0.1 Gew.% mindestens eines Triplett-Emitters enthalten.
4. Mischungen (BLEND1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend (A) 5 - 99.9 Gew.% mindestens eines Polymers (POLY1), das 1 - 100 mol% einer oder mehrerer Wiederholeinheiten (MONO1), enthaltend mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit gemäß Formel (1) bis (5), enthält, und (B) 0.1 - 95 Gew.% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP1 ).
5. Mischungen (BLEND2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend (A) 0.5 - 99 Gew.% mindestens eines Polymers (POLY2), das 0.5 - 99.5 mol% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP2) kovalent gebunden enthält, und (B) 1 - 99.5 Gew.% mindestens einer Verbindung (VERB1 ), die mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5) enthält und in der Lage ist, bei Raumtemperatur glasartige Schichten zu bilden.
6. Mischungen (BLEND3) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend (A) 0.5 - 98.9 Gew.% eines beliebigen Polymers (POLY3), und (B) 1 - 99 Gew.% mindestens einer Verbindung (VERB1 ), die mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit gemäß Formel (1) bis (5) enthält und in der Lage ist, bei Raumtemperatur glasartige Schichten zu bilden, und (C) 0.1 - 95 Gew.% eines oder mehrerer Triplett-Emitter (TRIP1).
7. Mischungen (BLEND4) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend (A) 0.5 - 99 Gew.% mindestens eines beliebigen Polymers (POLY3); und (B) 1 - 99.5 Gew.% einer Verbindung (TRIP3), die mindestens eine Struktureinheit L=X, bzw. mindestens eine Struktureinheit der Formel (1) bis (5) kovalent an einen oder mehrere Triplett-Emitter gebunden enthält, wobei die Bindung zwischen dem Triplett-Emitter und der Struktureinheit L=X an beliebigen Positionen der beiden Einheiten erfolgen kann mit der Einschränkung, dass in (TRIP3) mindestens eine Gruppe X frei und nicht an ein Metallatom koordiniert vorliegen muss.
8. Polymere POLY4, enthaltend (A) 1 - 99.9 mol% einer oder mehrerer Wiederholeinheiten MONO1 mit mindestens einer Struktureinheit L=X, wobei für Symbole L, X, R1, R2, R3, R4, R5 und R6 dieselbe Bedeutung besitzen, wie unter Anspruch 1 beschrieben; (B) 0.1 - 95 mol% eines oder mehrerer Triplett-Emitter TRIP2.
9. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere (POLY1 bis POLY4) konjugiert, teilkonjugiert, gekreuzt-konjugiert oder nicht-konjugiert sind.
10. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere POLY1 bis POLY4 weitere Strukturelemente enthalten.
11. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Symbole der Formeln (1 ) bis (5) Folgendes gilt: X steht für O, S oder N-R4; Y steht für P oder As; Z steht für S oder Se; R1 - R6 sind gemäß Anspruch 1 und 2 definiert, wobei an jeder Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5) mindestens einer der Substituenten R1 bis R3 ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen darstellt, das mit einem oder mehreren Substituenten R4 substituiert oder unsubstituiert sein kann.
12. Organische Halbleiter gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Symbole der Formeln (1 ) bis (5) Folgendes gilt: X steht für O oder N-R4; Y steht für P; Z steht für S; R1 - R6 sind gemäß Anspruch 1 und 2 definiert, wobei an jeder Struktureinheit gemäß Formel (1 ) bis (5) alle Substituenten R1 bis R3 ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 1 bis 40 C-Atomen darstellen, die mit einem oder mehreren Substituenten R4 substituiert oder unsubstituiert sein können.
13. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, ddaadduurrcchh ggeekkeennnnzzeeiicchhnneett,, c dass mindestens einer der Reste R1 bis R3 ein 9,9'-Spirobifluoren enthält.
14. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederholeinheiten (MONO1 ), die Strukturelemente L=X, bzw. Strukturelemente gemäß Formel (1 ) bis (5) enthalten, aus den Formeln (6) bis (148) ausgewählt werden, die substituiert oder unsubstituiert sein können.
15. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere ausgewählt sind aus den Klassen der aromatischen Polyketone, aromatische Polyphosphinoxide oder aromatischen Polysulfone, die jeweils zur besseren Löslichkeit noch substituiert sein können, der Polycarbonsäurederivate, Hauptketten-Polyester, Seiten ketten-Polyester, Poly(glycolsäuren), Poly(milchsäuren), Poly(ε- caprolactone), Polyacrylate, Poly(hydroxybenzoesäuren), Poly(alkylenterephthalate), Polycarbonsäureanhydride, Polyamide, Poly(ε- caprolactame), Polypeptide, Polyaramide, Polybenzamide, Polyimide, Poly(amid-imide), Poly(esterimide), Poly(etherimide), Polycarbonate, Poly(ester-co-carbonate), Poly(isocyanurate), Polyurethane, Polyesterpolyurethane, Poly(terephthalate), Poly(acryiate), Poly(phenylacrylate), Poly(cyanoacrylate), Poly(vinylester), Poly(vinylacetate), Seitenketten-Polyphosphinoxide, Poiyetherketone (PEK), Polyethersulfone, Polysulfonamide, Polysulfonimide, Poly(vinylketone), aromatische Polyvinylketone, substituierte oder unsubstituierte Poly(vinylbenzophenone), Polystyrol-analoge Ketone, Polycarbazene, Poly-Nitrüe, Poly-Isonitrile, Polystyrol, PVK (Polyvinylcarbazol) oder Derivate davon.
16. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (VERB1), die Strukturelemente L=X, bzw. Strukturelemente gemäß Formeln (1 ) bis (5) enthält, aus den Formeln (6) bis (148) ausgewählt werden, die substituiert oder unsubstituiert sein können.
17. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (TRIP3) Strukturelemente enthält, die aus den Formeln (6) bis (148) ausgewählt werden, die substituiert oder unsubstituiert sein können.
18. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Triplett-Emitter Atome aus dem Periodensystem der Elemente mit einer Ordnungszahl von mehr als 36 enthalten.
19. Organische Halbleiter gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Triplett-Emitter d- oder f-Übergangsmetalle enthalten.
20. Organische Halbleiter gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Triplett-Emitter Metalle der Gruppe 8 bis 10 enthalten.
21. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass den organischen Halbleitern noch weitere Moleküle zugemischt werden, die niedermolekular, oligomer, dendritisch oder polymer sein können.
22. Organische Halbleiter gemäß Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung zusätzlich Verbindungen, die Struktureinheiten L=X, bzw. Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5) enthalten, zugemischt werden.
23. Organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) bis (5) 10 - 50 mo!% beträgt.
24. Polymere enthaltend eine oder mehrere Struktureinheiten gemäß Formel (1) bis (5) und 9,9'-Spirobifluoreneinheiten.
25. Verwendung eines organischen Halbleiters gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 in organischen Leuchtdioden (PLED), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen Laserdioden (O-Laser) oder in der nichtlinearen Optik.
26. Elektronisches Bauteil, welches eine oder mehrere aktive Schichten umfasst, wobei mindestens eine dieser aktiven Schichten einen oder mehrere organische Halbleiter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 enthält.
27. Elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine organische Leuchtdiode, eine organische Solarzelle oder eine organische Laserdiode handelt.
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