WO2005104263A1 - Elektrolumineszierende polymere enthaltend planare arylamin-einheiten, deren darstellung und verwendung - Google Patents

Elektrolumineszierende polymere enthaltend planare arylamin-einheiten, deren darstellung und verwendung Download PDF

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WO2005104263A1
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Amir Parham
Susanne Heun
Aurelie Falcou
Arne BÜSING
Junyou Pan
Heinrich Becker
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Definitions

  • WO 99/54385 describes polyfluorenes, the efficiency and threshold voltage of which can be improved by polymerizing derivatives of triphenylamine, tetraphenyl-p-diaminobenzene or tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl into the main chain of the corresponding polymers.
  • WO 01/49769 describes polymers which contain triarylamino groups in which at least one aryl group represents a heteroaryl group. Particular advantages of these polymers are not described.
  • WO 04/037887 describes triarylamine units which contain condensed aryl substituents, such as, for example, ⁇ aphthyl units. These are particularly suitable for passive matrix applications.
  • WO 04/106409 describes tris and tetrakis triarylamines as hole conductors and emitters in conjugated polymers.
  • triarylphosphine derivatives instead of triarylamine derivatives, triarylphosphine derivatives are proposed as hole conductors in conjugated polymers.
  • Polymers which contain certain planar bis (triarylamine) units have very good properties which exceed the prior art. This relates in particular to the service life, but also to the current-voltage curves and the efficiency of the polymers. These polymers and their use in PLEDs are therefore the subject of the present invention.
  • Tetraphenyl-p-diaminobenzene the central unit (phenylene) of which is also planar, is unsuitable for this, since in combination with some monomers it leads to strong color shifts.
  • alternating hole injection polymers consisting of divinylarylene units and aromatic diamines which have a polycondensed, cyclic group, such as fluorene or
  • Dihydrophenanthrene are bridged.
  • these polymers are obviously not suitable for high-quality OLED applications, since in OLEDs very poor lifetimes of the order of 200 hours can be achieved with a very low current density (and thus very low brightness) of only 1 mA / cm 2 .
  • the invention relates to conjugated or partially conjugated polymers containing at least 0.1 mol%, preferably at least 1 mol%, particularly preferably at least 5 mol%, very particularly preferably at least 7 mol% of units of the formula (1),
  • A is the same or different N, P or As with each occurrence;
  • X is the same or different with each occurrence a bivalent planar conjugated system with 6 to 40 C atoms, which contains at least 2 arylene groups and which can be substituted with R 1 ;
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Ar 5 is the same or different each time an aromatic or heteroaromatic ring system with 2 to 40 C atoms, which can be substituted with one or more radicals R 1 , with the proviso that that none of the groups Ar 1 to Ar 5 represents a fused ring system if this group does not have a direct bond to the polymer chain;
  • Each occurrence R 1 is the same or different H, F, Cl, Br, I, CN, NO 2 , OH, N (R 1 ) 2 , Si (R 2 ) 3 , B (R 2 ) 2 , a straight-chain, branched or cyclic alkyl, al
  • Ar 2 ⁇ , Ar 2 2, Ar 2 are each an arylene group which can carry a substituent;
  • Ar 2 5 is an arylene group or a divalent polycondensed
  • Ar 23 and Ar 26 are each an alkyl group, an aralkyl group or an aryl group which may have a substituent; IT ⁇ is 0, 1, 2 or 3; ni is a natural number.
  • the polymers according to the invention are preferably conjugated.
  • the units of the formula (1) can be bound in the main chain or in the side chain of the polymer, preferably in the main chain.
  • the units of formula (1) are attached to the main chain of the polymer, two of them are
  • Groups Ar 1 to Ar 5 are divalent groups attached to the polymer chain, while the others are monovalent groups.
  • one of the groups Ar 1 to Ar 5 is a divalent group attached to the polymer chain while the others are monovalent groups.
  • Substituents R 1 and R 2 can be present, or they can also be bound at different positions.
  • bivalent planar conjugated system in the sense of this invention, as described by the symbol X, a bivalent conjugated system is intended
  • Contain groups can also contain, for example, aliphatic bridges that bridge the arylene groups and thus the planarity of the system cause.
  • the system can also be substituted, and the substituents themselves can in turn form one or more ring systems.
  • Rigid planar conjugated systems are preferred which cannot deviate from the planarity by rotation by a single bond. Examples of planar conjugated systems are fluorene (dihedral angles in the diamine
  • trans-indofluorene (dihedral angle in the diamine 0.5 °), dihydrophenanthrene (dihedral angle in the diamine 20.2 °) and tolane (dihedral angle in the diamine 0.7 °), the tolane not being a rigid system.
  • dihedral angle in biphenyl as used in the prior art is 42 °; Biphenyl is therefore not a planar system.
  • An arylene group in the sense of this application is a simple or - fused bivalent aromatic or heteroaromatic group, such as. Phenylene, naphthylene, etc., understood, whereas, for example, a biphenyl system or a fluorene system should not be understood as a simple arylene group, since here two phenylene units are connected via a single bond (and in fluorene via an additional non-conjugated bridge) are.
  • the aromatic groups contain at least 6 carbon atoms and the heteroaromatic groups contain at least 2 carbon atoms.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system in the sense of this invention is to be understood as meaning a system which does not necessarily only contain aromatic or heteroaromatic groups, but also in which several aromatic or heteroaromatic groups by a short non-aromatic unit ( ⁇ 10% of the atoms different from H, preferably ⁇ 5% of the atoms different from H), such as sp 3 -hybridized C, O, N, etc., can 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 invention.
  • the aromatic ring systems contain at least 6 carbon atoms and the heteroaromatic ring systems contain at least 2 carbon atoms.
  • radicals methyl, ethyl, n-propyl, i- are particularly preferably under a C to C 40 alkyl group in which individual H atoms or CH 2 groups can be substituted by the above-mentioned groups.
  • a Ci to C o-alkoxy group particularly preferably means methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy, t-butoxy or 2-methylbutoxy.
  • Radicals R which can be substituted and which can be linked via any positions on the aromatic or heteroaromatic are understood in particular groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzopyrene, Biphenyl, biphenylene, terphenyl, terphenylene, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene,
  • 4,5,9,10-tetraazaperylene pyrazine, phenazine, phenoxazine, phenothiazine, fluorubin, naphthyridine, azacarbazole, benzocarboline, phenanthroline, 1, 2,3-triazole, 1, 2,4-triazole, benzotriazole, 1, 2, 3-oxadiazole, 1, 2,4-oxadiazole, 1, 2,5-oxadiazole, 1, 3,4-oxadiazole, 1, 2,3-thiadiazole, 1, 2,4-thiadiazole, 1, 2,5- Thiadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 1, 3,5-triazine, 1, 2,4-triazine, 1, 2,3-triazine, tetrazole, 1, 2,4,5-tetrazine, 1, 2, 3,4-tetrazine,
  • conjugated polymers are polymers which contain mainly sp 2 -hybridized (or optionally also sp-hybridized) carbon atoms in the main chain, which can also be replaced by corresponding heteroatoms. In the simplest case, this means alternating double and single bonds in the main chain. Mainly means that naturally (involuntarily) occurring defects that lead to interruptions in conjugation do not invalidate the term "conjugated polymer". Furthermore, in this application text is also referred to as conjugate if in the
  • Main chain for example arylamine, arylphosphine or arylarsine units, such as units according to formula (1), and / or certain heterocycles (ie conjugation via N, O, P or S atoms) and / or organometallic complexes (ie conjugation over the metal atom).
  • units like for example simple alkyl bridges, (thio) ether, ester, amide or imide linkages clearly defined as non-conjugated segments.
  • a partially conjugated polymer is to be understood as a polymer in which longer conjugated sections in the main chain are interrupted by non-conjugated sections, or in which longer conjugated sections in the side chains of a polymer which is not conjugated in the main chain.
  • the units of the formula (1) can be incorporated into the conjugated polymer via any positions of the aromatic units Ar 1 to Ar 5 . Installation in the side chain is preferably carried out via group Ar 1 and installation in the
  • the linkage is such that an even number of C atoms (or corresponding heteroatoms, that is N, O and / or S) between the linkage with the polymer and the nitrogen or phosphorus or arsenic atom A lies.
  • the number of carbon atoms (or corresponding heteroatoms) is particularly preferably a multiple of four.
  • the polymers according to the invention preferably contain further structural elements and can therefore be referred to as copolymers.
  • copolymers Here is especially the relatively extensive listings in
  • Group 1 Units that represent the polymer backbone:
  • Units of this group are those which contain aromatic, carbocyclic structures with 6 to 40 C atoms, which can be substituted or unsubstituted.
  • Fluorene derivatives e.g. EP 0842208, WO 99/54385, WO 00/22027, WO 00/22026, WO 00/46321 come into consideration here.
  • spirobifluorene derivatives eg EP 0707020, EP 0894107, WO 03/020790 are also an option. Also
  • WO 02/077060 Polymers which contain a combination of the first two monomer units mentioned (WO 02/077060) have already been proposed.
  • WO 05/014689 describes dihydrophenanthrene derivatives. Ice or trans-indenofluorene derivatives (for example GB 0226010.7, WO 04/113412) are also suitable, but also, for example, dihydropyrene or tetrahydropyrene derivatives and other aromatic structures not explicitly listed.
  • Group 2 Units that change the morphology or the emission color: Structural elements are also possible which can influence the morphology but also the emission color of the resulting polymers.
  • Group 3 Units which increase the hole injection and / or transport properties of the polymers: These are generally aromatic amines or electron-rich heterocycles, such as, for example, substituted or unsubstituted triarylamines, benzidines, N, N, N ', N'-tetraaryl para phenylenediamines, triarylphosphines, phenothiazines, phenoxazines, dihydrophenazines, thianthrenes, dibenzo-p-dioxins, phenoxathiines,
  • aromatic amines or electron-rich heterocycles such as, for example, substituted or unsubstituted triarylamines, benzidines, N, N, N ', N'-tetraaryl para phenylenediamines, triarylphosphines, phenothiazines, phenoxazines, dihydrophenazines, thianthrenes, dibenz
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • Group 5 Units which have combinations of individual units from Group 3 and Group 4: It may also be preferred if the polymers according to the invention contain units in which structures which show the hole mobility and which the
  • Group 6 units which emit light from the triplet state or which improve the transfer from singlet to triplet state.
  • Structural units from group 6 are units which can also emit light from the triplet state with high efficiency at room temperature, that is
  • Ir, Pd, Pt contain, in particular iridium and / or platinum. These metal complexes can be bound in the main chain and / or in the side chain of the polymer. For the use of such structural elements, it is preferred to use additional structural elements which support the transition from singlet to triplet
  • carbazole units preferably bridged carbazole dimer units, are suitable for this, as described in WO 04/070772 and WO 04/113468, but also, for example, keto units, as described in the unpublished application DE 10349033.7.
  • Polymers according to the invention which, in addition to structural units of the formula (1), additionally contain one or more units selected from groups 1 to 6 are preferred. It can also be advantageous if more than one structural unit from one of groups 1 to 6 is present at the same time.
  • polymers which, in addition to units of the formula (1), also contain units from group 1, very particularly preferably at least 50 mol% of these units.
  • the units from group 1 are preferably selected from spirobifluorene, fluorene, dihydrophenanthrene, cis-indofluorene and / or trans-indofluorene, which may be substituted or unsubstituted.
  • a proportion of 1-50 mol% of units according to formula (1) is preferred.
  • a fraction of 5-30 mol% of units according to formula (1) is particularly preferred, a fraction of 7-15 mol% is very particularly preferred.
  • This proportion has proven particularly suitable for electroluminescent polymers.
  • a significantly higher proportion of units according to formula (1) may be suitable, for example up to 100 mol% of units according to formula (1).
  • Polymers according to the invention are preferred in which A, for each occurrence, the same or different, represents N or P, particularly preferably N.
  • o, p are the same or different at each occurrence 0 or 1, with the proviso that o and p must not be 0 at the same time, whereby in the case that one of the indices
  • polymers according to the invention in which the symbols Ar 1 to Ar 5 , in each occurrence, identically or differently, represent an aromatic or heteroaromatic ring system having 4 to 30 C atoms, which can be substituted by R 1 , preferably an aromatic or heteroaromatic ring system with 6 to 25 C atoms, which can be substituted with R 1 .
  • the index n furthermore preferably stands for 0 or 1, particularly preferably for O.
  • symmetrical units according to formula (1) This preference is due to the easier synthetic accessibility of the monomers. It is therefore preferred that all A in a unit of the formula (1) are the same and that the units are constructed symmetrically with respect to Ar 1 to Ar 5 . If several units X occur, they should preferably be chosen the same.
  • Examples of units according to formula (1) are structures according to the examples (1) to (30) shown, the dashed bonds signifying a link in the polymer. Possible substituents are for better clarity in the
  • Example 22 Example 23 Example 24 Example 25 Example 26 Example 27
  • the polymers according to the invention are either homopolymers composed of units of the formula (1) or copolymers.
  • copolymers according to the invention can potentially have one or more further structures from groups 1 to 6 listed above.
  • the copolymers according to the invention can have statistical, alternating or block-like structures or alternatively have several of these structures. How copolymers with block-like structures can be obtained is described in detail in WO 05/014688, for example. This is part of the present application via quotation. It should also be emphasized at this point that the polymer does not have to be linear, but can also be branched or can also have dendritic structures.
  • the polymers according to the invention preferably have 10 to 10,000, particularly preferably 20 to 5000, very particularly preferably 50 to 2000 repeating units.
  • the polymers according to the invention are generally prepared by polymerizing one or more types of monomer, of which at least one monomer in the polymer leads to units of the formula (1).
  • Monomers which lead to structural units of the formula (1) in polymers according to the invention are corresponding triarylamine derivatives (or the corresponding phosphorus and arsenic derivatives) which are appropriately substituted at suitable positions and have suitable functionalities which allow this monomer unit to be in to incorporate the polymer.
  • the invention further provides bifunctional monomeric compounds of the formula (4) and formula (5),
  • Z is the same or different at each occurrence a functional group that copolymerizes under the conditions of the CC or CN linkages, preferably Cl, Br, I, O-tosylate, O-triflate, O-SO 2 R 1 , B ( OR 1 ) 2 or Sn (R 1 ) 3 , particularly preferably Br, I, B (OR 1 ) 2 or Sn (R 1 ) 3 ; r is 0 or.
  • the C-C linkages are preferably selected from the groups of the SUZUKI clutch, the YAMAMOTO clutch and the STILLE clutch;
  • CN linkage is preferably a coupling according to HARTWIG-BUCHWALD.
  • HARTWIG-BUCHWALD bifunctional monomeric compounds of the formula (4) and formula (5) as described for structural units of the formula (1) above.
  • the invention further relates to solutions and formulations of one or more polymers or blends according to the invention in one or more
  • the polymers and blends according to the invention can be used in PLEDs. How PLEDs can be produced is described in detail as a general method in WO 04/037887, which must be adapted accordingly for the individual case. As described above, the polymers according to the invention are particularly suitable as electroluminescent materials in PLEDs or displays produced in this way.
  • electroluminescent materials are materials which can be used as an active layer in a PLED.
  • Active layer means that the layer is capable of emitting light when an electric field is applied (light-emitting layer) and / or that it improves the injection and / or the transport of positive and / or negative charges (charge injection or charge transport layer).
  • Use as a “buffer layer” between an emission layer and a hole injection layer is also possible.
  • the invention therefore also relates to the use of a polymer or blend according to the invention in a PLED, in particular as an emitting material.
  • the invention further relates to a PLED with one or more active layers, at least one of these active layers containing one or more polymers or blends according to the invention.
  • the active layer can be, for example, a light-emitting layer and / or a transport layer and / or a charge injection layer.
  • the polymers according to the invention have a comparison to the poly-spirobifluorenes described in WO 03/020790, the polyfluorenes described in WO 02/077060 and the poly-dihydrophenanthrenes described in WO 05/014689, which contain no units of the formula (1) and which are the closest here State of the art, the following surprising
  • O-TFTs Thin film transistors
  • O-SCs organic solar cells
  • O-FQD organic field quench devices
  • O-lasers organic laser diodes
  • O-FETs Field-effect transistors
  • O-ICs organic integrated circuits
  • O-TFTs organic thin-film transistors
  • O-SCs organic solar cells
  • O-FQDs organic field quench devices
  • O-laser organic laser diodes
  • N, N'-Diphenyl-N, N'-bis (4-fert-butylphenyl) -9,9-dioctylfluoren-2,7-diamine A degassed solution from 26 g (47.4 mmol) of 2,7-dibromo 9,9-dioctylfluorene (synthesized according to M. Ranger, M. Ledere, Chem. Commun. 1997, 1597) and 20.2 g (91 mmol) of 4-ferf-butylphenyl-phenyl-amine (synthesized according to J. Org. Chem.
  • N, N'-bis (4-bromophenyl) -N, N'-bis (4-fe / t-butylphenyl) -9.9-dioctylfluorene-2,7-diamine (EM1) 36.6 g (43.7 mmol) N, N'-diphenyl-N, N , -bis- (4-fe / -butylphenyl) -9,9-dioctylfluoren-2,7-diamine were placed in 500 mL THF. A solution of 15.15 g (84.4 mmol) of NBS, dissolved in, was then added dropwise at 0 ° C. in the absence of light
  • Example 2 Synthesis of N, N'-bis (4-bromophenyl) -N, N'-bis (4-fe / f-butylphenyl) -9,10-dibutyl-9,10-dimethoxy-9,10-dihydrophenanthrene -2,7-diamine (monomer EM2 according to the invention)
  • the polymers were synthesized by SUZUKI coupling according to WO 03/048225.
  • the composition of the synthesized polymers P1 to P5 is summarized in Table 1.
  • the comparative polymers V1 to V5 were synthesized, which instead of the monomers EM1 and EM2 according to the invention
  • Monomer M4 included.
  • the composition of the comparative polymers is also listed in Table 1.
  • Example 6 Production of the PLEDs The polymers were examined for use in PLEDs.
  • the PLEDs were each two-layer systems, i.e. H. ITO substrate // // // polymer PEDOT // cathode.
  • PEDOT is a polythiophene derivative (Baytron P, from H.C. Stark, Goslar). Ba / Ag (Aldrich) was used as the cathode in all cases. How PLEDs can be represented is described in detail in WO 04/037887 and the literature cited therein.
  • Comparative polymers which are not always identical, have been given values for the blue-emitting polymers which have been corrected for life and which relate to an initial brightness of 400 cd / m 2 and a y-color coordinate of 0.2 in order to obtain better comparability.
  • the polymers according to the invention which contain planar triarylamine units according to formula (1) according to the invention are significantly better in electroluminescence than polymers which contain triarylamine units according to the prior art, in particular in terms of their service life.
  • An improvement of up to a factor of more than 6 (polymer P2 or V2) is observed in the service life. This effect is not so pronounced for all polymers, but a significant increase in the service life can be observed for all polymers according to the invention.
  • Table 1 Device results with polymers according to the invention and comparative polymers a ClE coordinates: color coordinates of the Commision Internationale de l'Eclairage 1931. b Lifespan: time until the brightness drops to 50% of the initial brightness.
  • the corrected lifespan refers to an energy density of 6.6 W / m 2 , i.e. a brightness of 400 cd / m 2 with a y-CIE color coordinate 0.2.
  • the corrected lifespan can be calculated from the actually measured lifespan, from the initial brightness and from the color coordinates.
  • the current density-voltage curves for the polymer P2 and the comparative polymer V2 are shown in FIG. 1. As can be seen, the curve for the polymer P2 which contains triarylamine units according to the invention is significantly steeper than for the comparative polymer V2 which contains triarylamine units according to the prior art. It can thus be seen that the triarylamine units according to the invention are better hole conductors.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Polymere, die bestimmte Triarylamin-Einheiten gemäß Formel (I) enthalten. Die erfindungsgemäßen Materialien zeigen höhere Lebensdauer als Materialien gemäß Stand der Technik und eignen sich daher besser zur Verwendung in polymeren organischen Leuchtdioden.

Description

Beschreibung
ELEKTROLLUMINESZIERENDE POLYMERE ENTHALTEND PLANARE ARYLAMIN-EINHEITEN, DEREN DARSTELLUNG UND VERWENDUNG Seit ca. 13 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 ein erstes, wenn auch einfaches Produkt (eine kleine Anzeige in einem Rasierapparat der Fa. PHILIPS NN.) auf derp Markt erhältlich. Allerdings sind immer noch deutliche Verbesserungen der verwendeten Materialien nötig, um diese Displays zu einer echten Konkurrenz zu den derzeit marktbeherrschenden Flüssigkristallanzeigen (LCD) zu machen.
Dabei ist es für die Erzeugung aller drei Emissionsfarben nötig, bestimmte
Comonomere in die entsprechenden Polymere einzupolymerisieren (vgl. z. B. WO 00/46321 , WO 03/020790 und WO 02/077060). So ist dann in der Regel, ausgehend von einem blau emittierenden Grundpolymer ("backbone"), die Erzeugung der beiden anderen Primärfarben Rot und Grün möglich.
Des Weiteren wurde berichtet, dass das Einfügen bestimmter Arylamino- Gruppierungen eine Verbesserung der Eigenschaften ergibt:
• WO 99/54385 beschreibt Polyfluorene, deren Effizienz und Einsatzspannung verbessert werden kann, indem Derivate von Triphenylamin, Tetraphenyl-p- diaminobenzol oder Tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl in die Hauptkette der entsprechenden Polymere mit einpolymerisiert werden.
• WO 01/49769 beschreibt Polymere, welche Triarylamino-Gruppen enthalten, bei welchen mindestens eine Arylgruppe eine Heteroarylgruppe darstellt. Besondere Vorteile dieser Polymere werden nicht beschrieben. • In WO 04/037887 werden Triarylamin-Einheiten beschrieben, die kondensierte Aryl-Substituenten, wie beispielsweise Νaphthyl-Einheiten, enthalten. Diese eignen sich besonders gut für Passiv-Matrix-Anwendungen.
• In WO 04/106409 werden Tris- und Tetrakis-Triarylamine als Lochleiter und Emitter in konjugierten Polymeren beschrieben. • In WO 05/017065 werden statt Triarylamin-Derivaten Triarylphosphin-Derivate als Lochleiter in konjugierten Polymeren vorgeschlagen. Die Polymere gemäß dem Stand der Technik zeigen zum Teil schon gute Eigenschaften in der Anwendung in PLEDs. Trotz der bereits erzielten Fortschritte entsprechen sie allerdings noch nicht den Anforderungen, die an sie für hochwertige Anwendungen gestellt werden. Insbesondere ist die Lebensdauer der grün und vor allem der blau emittierenden Polymere für viele Anwendungen noch nicht ausreichend.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass konjugierte oder teiikonjugierte
Polymere, die bestimmte planare Bis(triarylamin)-Einheiten enthalten, sehr gute und den Stand der Technik übertreffende Eigenschaften aufweisen. Dies bezieht sich insbesondere auf die Lebensdauer, aber auch auf die Strom-Spannungskurven und die Effizienz der Polymere. Diese Polymere und deren Verwendung in PLEDs sind daher Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Tetraphenyl-p-diaminobenzol, dessen zentrale Einheit (Phenylen) auch planar aufgebaut ist, ist hierfür ungeeignet, da es in Kombination mit einigen Monomeren zu starken Farbverschiebungen führt.
In US 6066712 werden alternierende Lochinjektionspolymere beschrieben, bestehend aus Divinylarylen-Einheiten und aromatischen Diaminen, die über eine polykondensierte, cyclische Gruppe, wie beispielsweise Fluoren oder
Dihydrophenanthren, verbrückt sind. Diese Polymere eignen sich jedoch offensichtlich nicht für hochwertige OLED-Anwendungen, da hiermit in OLEDs sehr schlechte Lebensdauern in der Größenordnung von 200 h bei einer sehr geringen Stromdichte (und somit sehr geringer Helligkeit) von nur 1 mA/cm2 erreicht werden.
Gegenstand der Erfindung sind konjugierte oder teilkonjugierte Polymere, enthaltend mindestens 0.1 mol%, bevorzugt mindestens 1 mol%, besonders bevorzugt mindestens 5 mol%, ganz besonders bevorzugt mindestens 7 mol% Einheiten gemäß Formel (1 ),
Figure imgf000003_0001
Formel (1) wobei die verwendeten Symbole und Indizes folgende Bedeutung besitzen: A ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N, P oder As; X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein bivalentes planares konjugiertes System mit 6 bis 40 C-Atomen, das mindestens 2 Arylengruppen enthält und das mit R1 substituiert sein kann; Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, Ar5 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 2 bis 40 C-Atomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, mit der Maßgabe, dass keine der Gruppen Ar1 bis Ar5 ein kondensiertes Ringsystem darstellt, wenn diese Gruppe nicht eine direkte Bindung zur Polymerkette aufweist; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, CN, NO2, OH, N(R1)2, Si(R2)3, B(R2)2, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch -CR2=CR2-, -C≡C-, -NR2-, -O-, -S-, -CO-O- oder -O-CO-O- ersetzt sein können, wobei^auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können, eine Aryl-, Heteroaryl-, Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, bei der auch ein oder mehrere C-Atome durch O, S oder N ersetzt sein können und welche auch durch einen oder mehrere nicht-aromatische Reste R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei oder mehrere der Reste R1 miteinander ein aliphatisches oder aromatisches, mono- oder polycyclisches Ringsystem bilden; R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen; n ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1 oder 2; die Verknüpfung der Einheiten gemäß Formel (1 ) mit dem Polymer erfolgt über eine oder zwei der Einheiten Ar1 bis Ar5; ausgenommen Polymere gemäß Formel (2),
Figure imgf000004_0001
Formel (2) worin gilt: Ar2ι, Ar22, Ar2 sind jeweils eine Arylengruppe, die einen Substituenten tragen kann; Ar25 ist eine Arylengruppe oder eine bivalente polykondensierte
Ringgruppe, die einen Substituenten tragen kann; Ar23 und Ar26 sind jeweils eine Alkylgruppe, eine Aralkylgruppe oder eine Arylgruppe, die einen Substituenten tragen kann; ITΠ ist 0, 1 , 2 oder 3; ni ist eine natürliche Zahl. Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Polymere konjugiert.
Die Einheiten gemäß Formel (1) können in die Hauptkette oder in die Seitenkette des Polymers gebunden sein, bevorzugt in die Hauptkette. Wenn die Einheiten gemäß Formel (1 ) in die Hauptkette des Polymers gebunden sind, sind zwei der
Gruppen Ar1 bis Ar5 bivalente Gruppen mit Anknüpfung an die Polymerkette, während die anderen monovalente Gruppen sind. Wenn die Einheiten gemäß Formel (1) in die Seitenkette des Polymers gebunden sind, ist eine der Gruppen Ar1 bis Ar5 eine bivalente Gruppe mit Anknüpfung an die Polymerkette, während die anderen monovalente Gruppen sind.
Auch wenn dies aus der Beschreibung hervorgeht, sei hier nochmals explizit darauf verwiesen, dass die Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) unsymmetrisch substituiert sein können, d. h. dass in einer Einheit unterschiedliche Atome A, unterschiedliche Gruppen X und/oder unterschiedliche Gruppen Ar1 bis Ar5 bzw. unterschiedliche
Substituenten R1 und R2 vorhanden sein können, bzw. diese auch an unterschiedlichen Positionen gebunden sein können.
Unter einem „bivalenten planaren konjugierten System" im Sinne dieser Erfindung, wie es durch das Symbol X beschrieben wird, soll ein bivalentes konjugiertes
System verstanden werden, das mindestens zwei Arylengruppen enthält, die miteinander und mit den Atomen A in Konjugation stehen und deren Diederwinkel kleiner als 35° ist, bevorzugt kleiner als 30°, besonders bevorzugt kleiner als 25°. Da der gemessene bzw. berechnete Diederwinkel immer von der Bestimmungsmethode abhängt, soll im Sinne dieser Erfindung der Diederwinkel durch quantenchemische
Rechnung erfolgen. Dafür wird die Geometrie mittels „Bemy"-Optimierung (H. B. Schlegel et al., J. Comp. Chem. 1996, 17, 49) mit der semiempirischen Methode AM1 (z. B. M. J. S. Dewar et al., J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3902) in internen Koordinaten ermittelt. Die Berechnung der Energien und Orbitale erfolgt dann durch Dichtefunktionaltheorie mit dem Hybrid-Funktionalen B3PW91 (J. P. Perdew, Phys.
Rev. B 1996, 54, 16533) und dem „Split-Valence" Basissatz 6-31 G(d) (J. A. Pople et al., J. Phys. Chem. 1971 , 54, 724), wobei alle Rechnungen mit dem Gaussian 98 Programmpaket (J. A. Pople, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2001) durchgeführt werden. Dabei muss das planare konjugierte System nicht zwangsläufig nur konjugierte
Gruppen enthalten, sondern kann auch beispielsweise aliphatische Brücken enthalten, die die Arylengruppen überbrücken und damit die Planarität des Systems herbeiführen. Ebenso kann das System substituiert sein, wobei auch die Substituenten selbst wiederum ein oder mehrere Ringsysteme ausbilden können. Bevorzugt sind steife planare konjugierte Systeme, die nicht durch Rotation um eine Einfachbindung von der Planarität abweichen können. Beispiele für planare konjugierte Systeme sind Fluoren (Diederwinkel im Diamin
0.1 °), trans-lndenofluoren (Diederwinkel im Diamin 0.5°), Dihydrophenanthren (Diederwinkel im Diamin 20.2°) und Tolan (Diederwinkel im Diamin 0.7°), wobei das Tolan kein steifes System darstellt. Im Gegensatz dazu ist der Diederwinkel im Biphenyl, wie es gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, 42°; Biphenyl stellt somit kein planares System dar.
Unter einer Arylengruppe im Sinne dieser Anmeldung wird eine einfache oder - kondensierte bivalente aromatische oder heteroaromatische Gruppe, wie z^B. Phenylen, Naphthylen, etc., verstanden, wohingegen beispielsweise ein Biphenyl- System oder ein Fluoren-System nicht als eine einfache Arylengruppe verstanden werden soll, da hier zwei Phenyleneinheiten über eine Einfachbindung (und im Fluoren noch über eine zusätzliche nicht-konjugierte Brücke) verbunden sind. Dabei enthalten die aromatischen Gruppen mindestens 6 C-Atome und die heteroaromatischen Gruppen mindestens 2 C-Atome.
Unter einem aromatischen bzw. 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 bzw. heteroaromatische Gruppen durch eine kurze nicht- aromatische Einheit (< 10 % der von H verschiedenen Atome, bevorzugt < 5 % der von H verschiedenen Atome), wie beispielsweise sp3-hybridisierter C, O, N, etc., unterbrochen sein können. So sollen also beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-Spirobifluoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden. Dabei enthalten die aromatischen Ringsysteme mindestens 6 C-Atome und die heteroaromatischen Ringsysteme mindestens 2 C-Atome.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer C bis C40-Alkylgruppe, in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, besonders bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer C-i- bis C o-Alkoxygruppe werden besonders bevorzugt Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy oder 2-Methylbutoxy verstanden. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 2 bis 40 C-Atomen, welches noch jeweils mit den oben genannten
Resten R substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Naphthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren,
Dihydropyren, Tetrahydropyren, eis- oder trans-lndenofluoren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol,
Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1 ,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1 ,6-Diazapyren, 1 ,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren,
4,5,9, 10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4- Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,3,4- Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,4-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5-Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,4,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin,
1 ,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
Konjugierte Polymere im Sinne dieser Erfindung sind Polymere, die in der Hauptkette hauptsächlich sp2-hybridisierte (bzw. gegebenenfalls auch sp- hybridisierte) Kohlenstoffatome, die auch durch entsprechende Heteroatome ersetzt sein können, enthalten. Dies bedeutet im einfachsten Fall abwechselndes Vorliegen von Doppel- und Einfachbindungen in der Hauptkette. Hauptsächlich meint, dass natürlich (unwillkürlich) 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 beispielsweise Arylamin-, Arylphosphin- oder Arylarsineinheiten, wie zum Beispiel Einheiten gemäß Formel (1 ), und/oder bestimmte Heterocyclen (d. h. Konjugation über N-, O-, P- oder S-Atome) und/oder metallorganische Komplexe (d. h. Konjugation über das Metallatom) befinden. Hingegen würden Einheiten wie beispielsweise einfache Alkylbrücken, (Thio)Ether-, Ester-, Amid- oder Imidverknüpfungen eindeutig als nicht-konjugierte Segmente definiert. Unter einem teilkonjugierten Polymer soll ein Polymer verstanden werden, in dem längere konjugierte Abschnitte in der Hauptkette durch nicht-konjugierte Abschnitte unterbrochen sind, bzw. das längere konjugierte Abschnitte in den Seitenketten eines in der Hauptkette nicht-konjugierten Polymers enthält.
Der Einbau der Einheiten gemäß Formel (1 ) in das konjugierte Polymer kann über beliebige Positionen der aromatischen Einheiten Ar1 bis Ar5 erfolgen. Bevorzugt erfolgt der Einbau in die Seitenkette über die Gruppe Ar1 und der Einbau in die
Hauptkette über die Gruppen Ar1 und Ar3. Bevorzugt ist dabei, wenn die Verknüpfung so erfolgt, dass eine gerade Anzahl C-Atome (bzw. entsprechender Heteroatome, also N, O und/oder S) zwischen der Verknüpfung mit dem Polymer und dem Stickstoff- bzw. Phosphor- bzw. Arsenatom A liegt. Besonders bevorzugt ist die Anzahl der C-Atome (bzw. entsprechender Heteroatome) ein Vielfaches von vier.
Die erfindungsgemäßen Polymere enthalten neben Einheiten gemäß Formel (1 ) bevorzugt noch weitere Strukturelemente und sind somit als Copolymere zu bezeichnen. Hier sei vor allem auch auf die relativ umfangreichen Auflistungen in
WO 02/077060, in WO 05/014689 und die darin aufgeführten Zitate verwiesen. Diese weiteren Struktureinheiten können beispielsweise aus den im Folgenden beschriebenen Klassen stammen:
Gruppe 1 : Einheiten, welche das Polymer-Grundgerüst darstellen:
Einheiten dieser Gruppe sind solche, die aromatische, carbocyclische Strukturen mit 6 bis 40 C-Atomen beinhalten, die substituiert oder unsubstituiert sein können. Hier kommen Fluoren-Derivate (z. B. EP 0842208, WO 99/54385, WO 00/22027, WO 00/22026, WO 00/46321 ) in Betracht. Des Weiteren sind auch Spirobifluoren- Derivate (z. B. EP 0707020, EP 0894107, WO 03/020790) eine Möglichkeit. Auch
Polymere, die eine Kombination der beiden erstgenannten Monomer-Einheiten enthalten (WO 02/077060), wurden bereits vorgeschlagen. In WO 05/014689 sind Dihydrophenanthren-Derivate beschrieben. Weiterhin kommen eis- oder trans- Indenofluoren-Derivate (z. B. GB 0226010.7, WO 04/113412) in Frage, aber zum Beispiel auch Dihydropyren- oder Tetrahydropyren-Derivate und weitere nicht explizit aufgeführte aromatische Strukturen.
Gruppe 2: Einheiten, welche die Morphologie bzw. die Emissionsfarbe verändern: Es sind auch Strukturelemente möglich, die die Morphologie, aber auch die Emissionsfarbe der resultierenden Polymere beeinflussen können. Bevorzugt sind dabei substituierte oder unsubstituierte aromatische Strukturen mit 6 bis 40 C-Atomen oder auch Tolan-, Stilben- oder Bisstyrylarylenderivate, wie z. B. 1 ,4-Phenylen-, 1 ,4-Naphthylen-, 1 ,4- oder 9,10-Anthrylen-, 1 ,6- oder 2,7- oder
4,9-Pyrenylen-, 3,9- oder 3,10-Perylenylen-, 2,7- oder 3,6-Phenanthrenylen-, 4,4'-Biphenylylen-, 4,4"-Terphenylylen-, 4,4'-Bi-1 ,T-naphthylylen-, 4,4'-Stilbenylen- oder 4,4"-Bisstyrylarylenderivate.
Gruppe 3: Einheiten, welche die Lochinjektions- und/oder -transporteigensehaften der Polymere erhöhen: Dies sind im Allgemeinen aromatische Amine oder elektronenreiche Heterocyclen, wie beispielsweise substituierte oder unsubstituierte Triarylamine, Benzidine, N,N,N',N'-Tetraaryl-para-phenylendiamine, Triarylphosphine, Phenothiazine, Phenoxazine, Dihydrophenazine, Thianthrene, Dibenzo-p-dioxine, Phenoxathiine,
Carbazole, Azulene, Thiophene, Pyrrole, Furane und weitere O-, S- oder N-haltige Heterocyclen mit hoch liegendem HOMO (HOMO = höchstes besetztes Molekülorbital). Da jedoch die Einheiten gemäß Formel (1 ) bereits lochleitende Eigenschaften besitzen, können die erfindungsgemäßen Polymere auch ohne die zusätzliche Verwendung weiterer Lochtransporteinheiten eine ausreichende
Lochleitfähigkeit aufweisen.
Gruppe 4: Einheiten, welche die Elektroneninjektions- und/oder -transporteigensehaften der Polymere erhöhen: Dies sind im Allgemeinen elektronenarme Aromaten oder Heterocyclen, wie beispielsweise substituierte oder unsubstituierte Pyridine, Pyrimidine, Pyridazine, Pyrazine, Oxadiazole, Chinoline, Chinoxaline, Benzothiadiazole oder Phenazine, aber auch Verbindungen wie Triarylborane und weitere O-, S- oder N-haltige Heterocyclen mit niedrig liegendem LUMO (LUMO = niedrigstes unbesetztes Molekülorbital).
Gruppe 5: Einheiten, die Kombinationen von Einzeleinheiten der Gruppe 3 und Gruppe 4 aufweisen: Es kann auch bevorzugt sein, wenn in den erfindungsgemäßen Polymeren Einheiten enthalten sind, in denen Strukturen, welche die Lochmobilität und welche die
Elektronenmobilität erhöhen, direkt aneinander gebunden sind. Einige dieser Einheiten verschieben die Emissionsfarbe ins Grüne, Gelbe oder Rote; ihre Verwendung eignet sich also beispielsweise für die Erzeugung anderer Emissionsfarben aus ursprünglich blau emittierenden Polymeren. Gruppe 6: Einheiten, die aus dem Triplett-Zustand Licht emittieren, bzw. welche den Transfer vom Singulett- zum Triplett-Zustand verbessern Struktureinheiten aus Gruppe 6 sind solche, welche auch bei Raumtemperatur mit hoher Effizienz aus dem Triplettzustand Licht emittieren können, also
Elektrophosphoreszenz statt Elektrofluoreszenz zeigen. Hierfür eignen sich zunächst Verbindungen, welche Schweratome mit einer Ordnungszahl von mehr als 36 enthalten. Besonders geeignet sind Verbindungen, welche d- oder f-Übergangsmetalle beeinhalten, die diese Bedingung erfüllen. Ganz besonders bevorzugt sind Struktureinheiten, welche Elemente der Gruppe 8 bis 10 (Ru, Os, Rh,
Ir, Pd, Pt) enthalten, insbesondere Iridium und/oder Platin. Diese Metallkomplexe können in die Hauptkette und/oder in die Seitenkette des Polymers gebunden werden. Für den Einsatz solcher Strukturelemente ist es bevorzugt, unterstützend weitere Strukturelemente einzusetzen, welche den Übergang vom Singulett- zum Triplett-
Zustand und damit die Elektrophosphoreszenzeigenschaften verbessern. Hierfür kommen beispielsweise Carbazoleinheiten, bevorzugt überbrückte Carbazoldimereinheiten, in Frage, wie in WO 04/070772 und WO 04/113468 beschrieben, aber beispielsweise auch Keto-Einheiten, wie in der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10349033.7 beschrieben.
Bevorzugt sind erfindungsgemäße Polymere, die neben Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) zusätzlich noch eine oder mehrere Einheiten ausgewählt aus den Gruppen 1 bis 6 enthalten. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, wenn gleichzeitig mehr als eine Struktureinheit aus einer der Gruppen 1 bis 6 vorliegt.
Besonders bevorzugt sind Polymere, die neben Einheiten gemäß Formel (1) noch Einheiten aus der Gruppe 1 enthalten, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 mol% dieser Einheiten. Die Einheiten aus der Gruppe 1 sind bevorzugt ausgewählt aus Spirobifluoren, Fluoren, Dihydrophenanthren, cis-lndenofluoren und/oder trans-lndenofluoren, die substituiert oder unsubstituiert sein können.
Bevorzugt ist ein Anteil von 1 - 50 mol% Einheiten gemäß Formel (1 ). Besonders bevorzugt ist ein Anteil von 5 - 30 mol% Einheiten gemäß Formel (1 ), ganz besonders bevorzugt ein Anteil von 7 - 15 mol%. Dieser Anteil hat sich insbesondere für elektrolumineszierende Polymere als besonders geeignet erwiesen. Für andere Anwendungen, wie beispielsweise für Ladungstransportpolymere in verschiedenen Anwendungen, kann ein deutlich höherer Anteil Einheiten gemäß Formel (1 ) geeignet sein, beispielsweise bis zu 100 mol% Einheiten gemäß Formel (1 ). Bevorzugt sind erfindungsgemäße Polymere, bei denen A, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, für N oder P steht, besonders bevorzugt für N.
Bevorzugt sind weiterhin erfindungsgemäße Polymere, bei denen für das Symbol X, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten, für eine Einheit gemäß Formel (3) steht,
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Formel (3) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden -C(R1)2-, -C(R1)2-C(R )2-, -N(R1)-, -O-, -S-, -P(R1)-, -P(=O)(R1)-, -O-C(R1)2- oder -O-C(=O)-, bevorzugt -C(R1)2- oder -C(R1)2-C(R1)2-; m ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , bevorzugt 0, wobei im Fall, dass der Index m = 0 ist, der Rest Y entfällt und keiner chemischen Bindung entspricht; o, p sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , mit der Maßgabe, dass o und p nicht gleichzeitig 0 sein dürfen, wobei im Fall, dass einer der Indizes o oder p = 0 ist, der Rest Y entfällt und keiner chemischen Bindung entspricht; q ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1 ; dabei stellt die gestrichelte Bindung in Formel (3) die Verknüpfung dieser Formel mit dem Atom A in Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) dar.
Weiterhin bevorzugt sind erfindungsgemäße Polymere, bei denen die Symbole Ar1 bis Ar5, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 4 bis 30 C-Atomen steht, das mit R1 substituiert sein kann, bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 6 bis 25 C-Atomen, das mit R1 substituiert sein kann.
Weiterhin bevorzugt steht der Index n bevorzugt für 0 oder 1 , besonders bevorzugt für O. Weiterhin bevorzugt sind symmetrische Einheiten gemäß Formel (1). Diese Bevorzugung ist durch die leichtere synthetische Zugänglichkeit der Monomere zu begründen. Bevorzugt gilt also, dass in einer Einheit gemäß Formel (1) alle A gleich sind und dass die Einheiten bezüglich Ar1 bis Ar5 symmetrisch aufgebaut sind. Wenn mehrere Einheiten X auftreten, so sind auch diese bevorzugt gleich zu wählen.
Beispiele für Einheiten gemäß Formel (1 ) sind Strukturen gemäß den abgebildeten Beispielen (1 ) bis (30), wobei die gestrichelten Bindungen eine Verknüpfung im Polymer bedeuten. Mögliche Substituenten sind für die bessere Übersichtlichkeit im
Allgemeinen nicht aufgeführt, können aber aus synthetischen Gründen, für die Löslichkeit, für die Effizienz oder die Stabilität der Systeme durchaus bevorzugt sein.
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Beispiel 10 Beispiel 11 Beispiel 12
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Beispiel 13 Beispiel 14 Beispiel 15
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Beispiel 16 Beispiel 17 Beispiel 18
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Beispiel 19 Beispiel 20 Beispiel 21
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Beispiel 22 Beispiel 23 Beispiel 24
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Beispiel 25 Beispiel 26 Beispiel 27
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Beispiel 28 Beispiel 29 Beispiel 30
Die erfindungsgemäßen Polymere sind entweder Homopolymere aus Einheiten gemäß Formel (1) oder Copolymere. Erfindungsgemäße Copolymere können dabei neben einer oder mehreren Strukturen gemäß Formel (1 ) potenziell eine oder mehrere weitere Strukturen aus den oben aufgeführten Gruppen 1 bis 6 besitzen. Die erfindungsgemäßen Copolymere können statistische, alternierende oder blockartige Strukturen aufweisen oder auch mehrere dieser Strukturen abwechselnd besitzen. Wie Copolymere mit blockartigen Strukturen erhalten werden können, ist beispielsweise ausführlich in WO 05/014688 beschrieben. Diese ist via Zitat Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. Ebenso sei an dieser Stelle hervorgehoben, dass das Polymer nicht linear aufgebaut sein muss, sondern auch verzweigt sein kann, bzw. auch dendritische Strukturen aufweisen kann.
Die erfindungsgemäßen Polymere weisen bevorzugt 10 bis 10000, besonders bevorzugt 20 bis 5000, ganz besonders bevorzugt 50 bis 2000 Wiederholeinheiten auf.
Die erfindungsgemäßen Polymere werden in der Regel durch Polymerisation von einer oder mehreren Monomersorten hergestellt, von denen mindestens ein Monomer im Polymer zu Einheiten gemäß Formel (1 ) führt. Entsprechende
Polymerisationsreaktionen gibt es prinzipiell viele. Es haben sich hier jedoch einige Typen besonders bewährt, die zu C-C- bzw. zu C-N-Verknüpfungen führen:
(A) Polymerisation gemäß SUZUKI;
(B) Polymerisation gemäß YAMAMOTO; (C) Polymerisation gemäß STILLE;
(D) Polymerisation gemäß HARTWIG-BUCHWALD. Wie die Polymerisation nach diesen Methoden durchgeführt werden kann und wie die Polymere vom Reaktionsmedium abgetrennt und aufgereinigt werden können, ist beispielsweise im Detail in WO 03/048225 oder WO 04/022626 beschrieben.
Zur Synthese der Polymere werden die entsprechenden Monomere benötigt. Für die
Synthese von Einheiten aus Gruppe 1 bis 6 sei auf WO 05/014689 und die darin zitierte Literatur verwiesen.
Monomere, die in erfindungsgemäßen Polymeren zu Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) führen, sind entsprechende Triarylaminderivate (bzw. die entsprechenden Phosphor- und Arsen-Derivate), die an geeigneten Positionen geeignet substituiert sind und geeignete Funktionalitäten aufweisen, die es erlauben, diese Monomereinheit in das Polymer einzubauen.
Diese Monomere sind neu und daher ebenfalls Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind bifunktionelle monomere Verbindungen gemäß Formel (4) und Formel (5),
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Formel (4) Formel (5) wobei A, X, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, Ar5, R1, R2 und n dieselbe Bedeutung haben, wie unter Formel (1) beschrieben, und weiterhin gilt:
Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine funktionelle Gruppe, die unter Bedingungen der C-C- bzw. der C-N-Verknüpfungen copolymerisiert, bevorzugt Cl, Br, I, O-Tosylat, O-Triflat, O-SO2R1, B(OR1)2 oder Sn(R1)3, besonders bevorzugt Br, I, B(OR1)2 oder Sn(R1)3; r ist 0 oder .
Die C-C-Verknüpfungen sind bevorzugt ausgewählt aus den Gruppen der SUZUKI- Kupplung, der YAMAMOTO-Kupplung und der STILLE-Kupplung; die
C-N-Verknüpfung ist bevorzugt eine Kupplung gemäß HARTWIG-BUCHWALD. Dabei gilt für bifunktionelle monomere Verbindungen gemäß Formel (4) und Formel (5) dieselbe Bevorzugung, wie für Struktureinheiten gemäß Formel (1 ) oben beschrieben.
Es kann außerdem bevorzugt sein, das erfindungsgemäße Polymer nicht als
Reinsubstanz, sondern als Mischung (Blend) zusammen mit weiteren beliebigen polymeren, oligomeren, dendritischen oder niedermolekularen Substanzen zu verwenden. Diese können beispielsweise die elektronischen Eigenschaften verbessern oder selber emittieren. Aber auch elektronisch inerte Blendbestandteile können sinnvoll sein, um beispielsweise die Viskosität einer Lösung oder die
Morphologie des gebildeten Films zu kontrollieren. Solche Blends sind daher auch Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Lösungen und Formulierungen aus einem oder mehreren erfindungsgemäßen Polymeren oder Blends in einem oder mehreren
Lösungsmitteln. Wie Polymerlösungen hergestellt werden können, ist beispielsweise in WO 02/072714, WO 03/019694 und der darin zitierten Literatur beschrieben. Diese Lösungen können verwendet werden, um dünne Polymerschichten herzustellen, zum Beispiel durch Flächenbeschichtungsverfahren (z. B. Spin- coating) oder durch Druckverfahren (z. B. InkJet Printing).
Die erfindungsgemäßen Polymere und Blends können in PLEDs verwendet werden. Wie PLEDs hergestellt werden können, wird als allgemeines Verfahren ausführlich in WO 04/037887 beschrieben, das entsprechend für den Einzelfall anzupassen ist. Wie oben beschrieben, eignen sich die erfindungsgemäßen Polymere ganz besonders als Elektrolumineszenzmaterialien in derart hergestellten PLEDs oder Displays.
Als Elektrolumineszenzmaterialien im Sinne der Erfindung gelten Materialien, die als aktive Schicht in einer PLED Verwendung finden können. Aktive Schicht bedeutet, dass die Schicht befähigt ist, bei Anlegen eines elektrischen Feldes Licht abzustrahlen (lichtemittierende Schicht) und/oder dass sie die Injektion und/oder den Transport von positiven und/oder negativen Ladungen verbessert (Ladungsinjektions- oder Ladungstransportschicht). Auch eine Verwendung als „Pufferschicht" zwischen einer Emissionsschicht und einer Lochinjektionsschicht ist möglich. Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Polymers oder Blends in einer PLED, insbesondere als emittierendes Material.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine PLED mit einer oder mehreren aktiven Schichten, wobei mindestens eine dieser aktiven Schichten ein oder mehrere erfindungsgemäße Polymere oder Blends enthält. Die aktive Schicht kann beispielsweise eine lichtemittierende Schicht und/oder eine Transportschicht und/oder eine Ladungsinjektionsschicht sein.
Die erfindungsgemäßen Polymere weisen gegenüber den in WO 03/020790 beschriebenen Poly-Spirobifluorenen, den in WO 02/077060 beschriebenen Polyfluorenen und den in WO 05/014689 beschriebenen Poly- Dihydrophenanthrenen, die keine Einheiten gemäß Formel (1) enthalten und die hier als nächstliegender Stand der Technik genannt werden, folgende überraschenden
Vorteile auf:
(1) Die Lebensdauer ist höher als bei vergleichbaren Polymeren, die bei ansonsten gleicher Zusammensetzung keine Einheiten gemäß Formel (1) enthalten, sondern statt dessen Bis(triarylamin)derivate, deren zentrale aromatische Einheit nicht planar aufgebaut ist. Eine Verbesserung der Lebensdauer ist für die Anwendung von enormer Bedeutung, da insbesondere bei blau und grün emittierenden Polymeren die unzureichende Lebensdauer bislang noch das größte Hindernis für eine Anwendung ist.
(2) Die erfindungsgemäßen Polymere weisen, bei ansonsten gleicher Zusammensetzung, vergleichbare oder höhere Leuchteffizienzen in der Anwendung auf. Dies ist von enormer Bedeutung, da somit entweder gleiche Helligkeit bei geringerem Energieverbrauch erzielt werden kann, was vor allem bei mobilen Anwendungen (Displays für Handys, Pager, PDA, etc.), die auf Batterien und Akkus angewiesen sind, sehr wichtig ist. Umgekehrt erhält man bei gleichem Energieverbrauch höhere Helligkeiten, was beispielsweise für Beleuchtungsanwendungen interessant sein kann.
(3) Die Strom-Spannungs-Kurven sind steiler, wenn Triarylamin-Einheiten mit planarer (und bevorzugt steifer) überbrückender Einheit verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Triarylamin-Einheiten sind also bessere Lochleiter als Triarylamin-Einheiten gemäß dem Stand der Technik.
Im vorliegenden Anmeldetext und auch in den im Weiteren folgenden Beispielen wird auf die Verwendung erfindungsgemäßer Polymere in Bezug auf PLEDs und entsprechende Displays abgezielt. Trotz dieser Beschränkung der Beschreibung ist es für den Fachmann ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, die erfindungsgemäßen Polymere als Halbleiter (oder bei geeigneter Dotierung auch Leiter) auch für weitere Verwendungen in anderen elektronischen Devices (Vorrichtungen) zu benutzen, z. B. in organischen Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen
Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen Solarzellen (O-SCs), organische Feld- Quench-Devices (O-FQD) oder auch organischen Laserdioden (O-Laser), um nur einige Anwendungen zu nennen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Polymere in den entsprechenden Vorrichtungen ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ebenso Gegenstand der Erfindung sind also organische
Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organische integrierte Schaltungen (O-ICs), organische Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organische Solarzellen (O-SCs), organische Feld-Quench-Devices (O-FQDs) und organische Laserdioden (O-Laser), enthaltend mindestens ein erfindungsgemäßes Polymer.
Weiterhin ist es für den Fachmann ein Leichtes, die oben gemachten Beschreibungen für konjugierte oder teilkonjugierte Polymere ohne weiteres erfinderisches Zutun auf konjugierte oder teilkonjugierte Dendrimere oder Oligomere zu übertragen. Solche Dendrimere und Oligomere sind also auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Beispiele:
Beispiel 1 : Synthese von N,N'-Bis(4-bromphenyl)-N,N'-bis(4-te/f-butylphenyl)-
9,9-dioctyifluoren-2,7-diamin (erfindungsgemäßes Monomer EM1)
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a) N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-fert-butylphenyl)-9,9-dioctylfluoren-2,7-diamin Eine entgaste Lösung aus 26 g (47.4 mmol) 2,7-Dibrom-9,9-dioctylfluoren (synthetisiert gemäß M. Ranger, M. Ledere, Chem. Commun. 1997, 1597) und 20.2 g (91 mmol) 4-ferf-Butylphenyl-phenyl-amin (synthetisiert gemäß J. Org. Chem.
2003, 68, 452) in 150 mL Toluol wurde 1 h mit N2 gesättigt. Danach wurde die Lösung zuerst mit 174 mg (0.86 mmol) P^Bu)^ dann mit 96 mg (0.42 mmol) Pd(OAc)2 versetzt; anschließend wurden 5.4 g (56 mmol) NaO*Bu im festen Zustand zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 5 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurden vorsichtig 0.8 g NaCN und 40 mL Wasser zugesetzt. Die organische Phase wurde mit 4 x 50 mL H2O gewaschen, über MgSO getrocknet und die Lösungsmittel in Vakuum entfernt. Nach chromatographischer Reinigung über Kieselgel erhielt man ein gelbes Öl. Die Ausbeute - bei einer Reinheit von 99.3 % nach HPLC - betrug 33 g (85 % d. Th.). 1H-NMR (CDCI3, 500 MHz): 0.65 (m, 4H), 0.83 (t, J = 7.03 Hz, 6H), 0.99-1.28 (m, 20H),1.31 (s, 18H), 1.71-1.79 (m, 4H), 6.90-7.11 (m, 12H), 7.21-7.31 (m, 10H), 7.40- 7.51 (m, 2H).
b) N,N'-Bis(4-bromphenyl)-N,N'-bis(4-fe/t-butylphenyl)-9,9-dioctylfluoren-2,7-diamin (EM1) 36.6 g (43.7 mmol) N,N'-Diphenyl-N,N,-bis-(4-fe/ -butylphenyl)-9,9-dioctylfluoren-2,7- diamin wurden in 500 mL THF vorgelegt. Anschließend tropfte man unter Lichtausschluss bei 0 °C eine Lösung aus 15.15 g (84.4 mmol) NBS, gelöst in
300 mL THF zu, ließ auf Raumtemperatur kommen und rührte weitere 4 h. Anschließend wurde die Mischung mit 500 mL Wasser versetzt und mit CH2CI2 extrahiert. Die organische Phase wurde über MgSO4 getrocknet und die Lösungsmittel in Vakuum entfernt. Das Produkt wurde mit Hexan heiß ausgerührt und abgesaugt. Man erhielt 35 g (68 % d. Th.) eines weißen Feststoffs, welcher nach mehrmaliger Umkristallisation aus Ethylacetat eine HPLC-Reinheit von 99.9 % aufwies.
1H-NMR (CDCI3, 500 MHz): 0.66 (m, 4H), 0.85 (t, J = 7.03 Hz, 6H), 0.99-1.28 (m,
20H),1.33 (s, 18H), 1.73-1.79 (m, 4H), 6.85-7.10 (m, 12H), 7.21-7.35 (m, 8H), 7.40- 7.51 (m, 2H).
Beispiel 2: Synthese von N,N'-Bis(4-bromphenyl)-N,N'-bis(4-fe/f-butylphenyl)-9,10- dibutyl-9,10-dimethoxy-9,10-dihydrophenanthren-2,7-diamin (erfindungsgemäßes Monomer EM2)
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a) N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-tert-butylphenyl)-9,10-dibutyl-9,10-dimethoxy-9,10- dihydrophenanthren-2,7-diamin Die Synthese erfolgte in Analogie zu Beispiel 1a), wobei als Edukt 24.2 g (47.4 mmol) 2,7-Dibrom-9,10-dibutyl-9,10-dimethoxy-9,10-dihydrophenanthren (synthetisiert gemäß WO 05/014689) eingesetzt wurden. Nach chromatographischer Reinigung über Kieselgel erhielt man ein gelbes Öl. Die Ausbeute - bei einer Reinheit von 99.0 % nach HPLC - betrug 30 g (81 % d. Th.).
1H-NMR (CDCI3, 500 MHz): 0.53 (m, 2H), 0.81 (t, J = 7.03 Hz, 6H), 0.94-1.19 (m, 6H), 1.25 (s, 18H), 1.62 (m, 2H), 2.05 (t, J = 7.03 Hz, 2H), 3.31 (s, 6H), 6.61-7.5 (m, 24H).
b) N,N'-Bis(4-bromphenyl)-N,N'-bis(4-fe/f-butylphenyl)-9,10-dibutyl-9,10-dimethoxy- 9,10-dihydrophenanthren-2,7-diamin (EM2) Die Synthese erfolgte in Analogie zu Beispiel 1b), wobei als Edukt 34.9 g (43.7 mmol) N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-tert-butylphenyl)-9,10-dibutyl-9,10-dimethoxy-9,10- dihydrophenanthren-2,7-diamin eingesetzt wurden. Man erhielt 24 g (70 % d. Th.) eines weißen Feststoffs, welcher nach mehrmaliger Umkristallisation aus Ethylacetat eine HPLC-Reinheit von 99.9 % aufwies.
1H-NMR (CDCI3, 500 MHz): 0.53 (m, 2H), 0.81 (t, J = 7.03 Hz, 6H), 0.94-1.19 (m, 6H), 1.25 (s, 18H), 1.62 (m, 2H), 2.05 (t, J = 7.03 Hz, 2H), 3.31 (s, 6H), 6.85-7.05 (m, 10H), 7.11-7.20 (m, 2H), 7.25-7.33 (m, 8H), 7.42-7.48 (m, 2H).
Beispiel 3: Synthese von N,N'-Bis(4-bromphenyl)-N,N'-bis(4-fe^--butylphenyl)-2,,7, bis(terf-butyl)-9,9'-spirobifluoren-2,7-diamin (erfindungsgemäßes Monomer EM3)
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a) N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-_et -butylphenyl)-2',7'-bis(fetf-butyl)-9,9,-spirobifluoren- 2,7-diamin Die Synthese erfolgte in Analogie zu Beispiel 1a), wobei als Edukt 31.0 g (54 mmol) 2,7-Dibromo-2',7'-bis(terf-butyl)-9,9,-spirobifluoren eingesetzt wurden. Nach chromatographischer Reinigung über Kieselgel erhielt man ein gelbes Öl. Die Ausbeute - bei einer Reinheit von 99.2 % nach HPLC - betrug 50 g (99 % d. Th.).
1H-NMR (Aceton-dβ, 500 MHz): 1.28 (s, 36H), 6.39 (s, 2H), 6.81-6.89 (m, 12H), 6.98 (dd, J = 2 Hz, J = 8.3 Hz, 2H), 7.05-7.20 (m, 12H), 7.34 (dd, J = 1.7 Hz, J = 8.0 Hz, 2H), 7.06 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.79 (d, J = 8.3 Hz, 2H). b) N,N'-Bis(4-bromphenyi)-N,N'-bis(4--et -butylphenyl)-2,,7,-bis(-erf-butyl)-9,9,- spirobifluoren-2,7-diamin (EM3) Die Synthese erfolgte in Analogie zu Beispiel 1b), wobei als Edukt 52 g (60.8 mmol) N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-fe/ -butylphenyl)-2,,7,-bis(-et -butyl)-9,9'-spirobifluoren-2,7- diamin eingesetzt wurden. Man erhielt 68 g (97.5 % d. Th.) eines weißen Feststoffs, welcher nach mehrmaliger Umkristallisation aus Ethylacetat eine HPLC-Reinheit von 99.8 % aufwies.
1H-NMR (CDCI3, 500 MHz): 1.25 (s, 36H), 6.49 (s, 2H), 6.65-7.15 (m, 20H), 7.32 (dd, J = 1.6 Hz, J = 8.0 Hz, 2H), 7.56 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.66 (s, J = 8.0 Hz, 2H).
Beispiel 4: Synthese weiterer Comonomere
Die Strukturen der weiteren Monomere (M) für erfindungsgemäße Polymere und Vergleichspolymere sind im Folgenden abgebildet. Die Synthese der Monomere M1 bis M6 ist in WO 03/020790, in WO 05/014689 und der darin zitierten Literatur beschrieben.
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Beispiel 5: Synthese der Polymere
Die Polymere wurden durch SUZUKI-Kupplung gemäß WO 03/048225 synthetisiert. Die Zusammensetzung der synthetisierten Polymere P1 bis P5 ist in Tabelle 1 zusämmengefasst. Außerdem wurden die Vergleichspolymere V1 bis V5 synthetisiert, die statt der erfindungsgemäßen Monomere EM1 und EM2 das
Monomer M4 enthalten. Die Zusammensetzung der Vergleichspolymere ist ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 6: Herstellung der PLEDs Die Polymere wurden für einen Einsatz in PLEDs untersucht. Die PLEDs waren jeweils Zweischichtsysteme, d. h. Substrat//ITO//PEDOT//Polymer//Kathode. PEDOT ist ein Polythiophen-Derivat (Baytron P, von H. C. Stark, Goslar). Als Kathode wurde in allen Fällen Ba/Ag (Aldrich) verwendet. Wie PLEDs dargestellt werden können, ist in WO 04/037887 und der darin zitierten Literatur ausführlich beschrieben.
Beispiel 7 bis 11: Device-Beispiele
Die Ergebnisse, die bei Verwendung der Polymere P1 bis P5 in PLEDs erhalten wurden, sind in Tabelle 1 zusämmengefasst. Ebenso aufgeführt sind die Elektrolumineszenz-Ergebnisse, die unter Verwendung der Vergleichspolymere V1 bis V5 erhalten wurden. Da die Emissionsfarben der erfindungsgemäßen und
Vergleichspolymere nicht immer identisch sind, wurden für die blau emittierenden Polymere für die Lebensdauer korrigierte Werte angegebenen, die sich auf eine Anfangshelligkeit von 400 cd/m2 und eine y-Farbkoordinate von 0.2 beziehen, um eine bessere Vergleichbarkeit zu erhalten.
Wie man deutlich sieht, sind die erfindungsgemäßen Polymere, die erfindungsgemäße planare Triarylamin-Einheiten gemäß Formel (1) enthalten, in der Elektrolumineszenz deutlich besser als Polymere, die Triarylamin-Einheiten gemäß dem Stand der Technik enthalten, insbesondere in der Lebensdauer. So wird in der Lebensdauer eine Verbesserung bis zu einem Faktor von mehr als 6 (Polymer P2 bzw. V2) beobachtet. Dieser Effekt ist nicht bei allen Polymeren so stark ausgeprägt, aber bei allen erfindungsgemäßen Polymeren ist eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer zu beobachten.
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Tabelle 1: Device-Ergebnisse mit erfindungsgemäßen Polymeren und Vergleichpolymeren a ClE-Koordinaten: Farbkoordinaten der Commision Internationale de l'Eclairage 1931. b Lebensdauer: Zeit bis zum Abfall der Helligkeit auf 50 % der Anfangshelligkeit. Die korrigierte Lebensdauer bezieht sich auf eine Energiedichte von 6.6 W/m2, also auf eine Helligkeit von 400 cd/m2 bei einer y-CIE-Farbkoordinate 0.2. Die korrigierte Lebensdauer lässt sich aus der tatsächlich gemessenen Lebensdauer, aus der Anfangshelligkeit und aus den Farbkoordinaten berechnen.
Beispiel 12: Vergleich der Strom-Spannungs-Kurven
Die Stromdichte-Spannungs-Kurven für das Polymer P2 und das Vergleichspolymer V2 sind in Figur 1 gezeigt. Wie man sieht, ist die Kurve für das Polymer P2, das erfindungsgemäße Triarylamin-Einheiten enthält, deutlich steiler als für das Vergleichspolymer V2, das Triarylamin-Einheiten gemäß dem Stand der Technik enthält. Man sieht also, dass die erfindungsgemäßen Triarylamin-Einheiten bessere Lochleiter sind.

Claims

Patentansprüche
1. Konjugierte oder teilkonjugierte Polymere, enthaltend mindestens 0.1 mol% Einheiten gemäß Formel (1 ),
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Formel (1 ) wobei die verwendeten Symbole und Indizes folgende Bedeutung besitzen: A ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N, P oder As; X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein bivalentes planares konjugiertes System mit 6 bis 40 C-Atomen, das mindestens zwei Arylengruppen enthält und das mit R1 substituiert sein kann; Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, Ar5 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 2 bis 40 C-Atomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, mit der Maßgabe, dass keine der Gruppen Ar1 bis Ar5 ein kondensiertes Ringsystem darstellt, wenn diese Gruppe nicht eine direkte Bindung zur Polymerkette aufweist; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, CN, NO2, OH, N(R1)2, Si(R2)3, B(R2)2, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch -CR2=CR2-, -C≡C-, -NR2-, -O-, -S-, -CO-O- oder -O-CO-O- ersetzt sein können, wobei auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können, eine Aryl-, Heteroaryl-, Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, bei der auch ein oder mehrere C-Atome durch O, S oder N ersetzt sein können und welche auch durch einen oder mehrere nicht-aromatische Reste R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei oder mehrere der Reste R1 miteinander ein aliphatisches oder aromatisches, mono- oder polycyclisches Ringsystem bilden; R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen; n ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1 oder 2; die Verknüpfung der Einheiten gemäß Formel (1) mit dem Polymer erfolgt über eine oder zwei der Gruppen Ar1 bis-Ar5; ausgenommen Polymere gemäß Formel (2),
Figure imgf000026_0001
Formel (2) worin gilt Ar2ι, Ar22, Ar24 sind jeweils eine Arylengruppe, die einen Substituenten tragen kann; Ar25 ist eine Arylengruppe oder eine bivalente polykondensierte Ringgruppe, die einen Substituenten tragen kann; Ar23 und Ar26 sind jeweils eine Alkylgruppe, eine Aralkylgruppe oder eine Arylgruppe, die einen Substituenten tragen kann; m-i ist 0, 1 ,
2 oder 3; ni ist eine natürliche Zahl.
Polymere gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich um konjugierte Polymere handelt.
3. Polymere gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Diederwinkel zwischen den mindestens zwei Arylengruppen der Einheit X kleiner als 30° ist.
4. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Einheit X um ein steifes planares konjugiertes System handelt, das nicht durch Rotation um eine Einfachbindung • von der Planarität abweichen kann.
5. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Einheiten gemäß Formel (1) in das Polymer über die Einheiten Ar1 bis Ar5 so erfolgt, dass eine gerade Anzahl C-Atome bzw. entsprechend O, N und/oder S zwischen der Verknüpfung mit dem Polymer und dem Stickstoff- bzw. Phosphor- oder Arsenatom A liegt.
6. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten gemäß Formel (1 ) in die Hauptkette des Polymers gebunden sind.
7. Polymere gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten gemäß Formel (1 ) über die Gruppen Ar1 und Ar3 an das Polymer gebunden sind.
8. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Struktureinheiten ausgewählt sind aus Einheiten, welche das Polymer-Grundgerüst bilden, welche die Morphologie bzw. die Emissionsfarbe verändern, welche die Lochinjektions- und/oder die Lochtransporteigenschaften erhöhen, welche die Elektroneninjektions- und/oder die Elektronentransporteigenschaften erhöhen, welche Kombinationen der beiden letztgenannten Einheiten aufweisen, welche aus dem Triplett-Zustand Licht emittieren und/oder welche den Transfer vom Singulett- zum Triplett- Zustand verbessern.
9. Polymere gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens 50 mol% Einheiten, die das Polymer-Grundgerüst bilden, enthalten.
10. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil Einheiten gemäß Formel (1) 1 - 50 mol% beträgt.
11. Polymere gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil Einheiten gemäß Formel (1) 5 - 30 mol% beträgt.
12. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol A, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten, für N oder P steht.
13. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol X, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten, für eine Gruppe gemäß Formel (3) steht:
Figure imgf000027_0001
Formel (3) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden -C(R1)2-, -C(R1)2-C(R1)2-, -N(R1)-, -O-, -S-, -P(R1)-, -P(=O)(R1)-, -O-C(R1)2- oder -O-C(=O)-; m ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , wobei im Fall, dass der Index m = 0 ist, der Rest Y entfällt und keiner chemischen Bindung entspricht; o, p sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , mit der Maßgabe, dass o und p nicht gleichzeitig 0 sein dürfen, wobei im Fall, dass einer der Indizes o oder p = 0 ist, der Rest Y entfällt und keiner chemischen Bindung entspricht; q ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0, 1 oder 2; dabei stellt die gestrichelte Bindung in Formel (3) die Verknüpfung dieser Struktureinheit mit dem Atom A in Struktureinheiten gemäß Formel (1) dar.
14. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbole Ar1 bis Ar5, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten, für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 4 bis 30 C-Atomen stehen, das mit R1 substituiert sein kann.
15. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Index n, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten, für 0 oder 1 steht.
16. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten gemäß Formel (1 ) symmetrisch aufgebaut sind.
17. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten gemäß Formel (1) aus den Beispielstrukturen (1 ) bis (30), die mit R1 substituiert sein können, ausgewählt sind.
18. Polymere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Polymerisation gemäß SUZUKI, gemäß YAMAMOTO, gemäß STILLE oder gemäß HARTWIG-BUCHWALD hergestellt werden.
19. Blends aus einem oder mehreren Polymeren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 mit weiteren polymeren, oligomeren, dendritischen oder niedermolekularen Verbindungen.
20. Lösungen und Formulierungen aus einem oder mehreren Polymeren oder Blends gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 in einem oder mehreren Lösungsmitteln.
21. Bifunktionelle monomere Verbindungen gemäß Formel (4) und Formel (5),
Figure imgf000029_0001
Formel (4) Formel (5) wobei A, X, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, Ar5, R1, R2 und n dieselbe Bedeutung haben, wie unter Anspruch 1 beschrieben, und weiterhin gilt: Z ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine funktionelle Gruppe, die unter Bedinungen der C-C- bzw. der C-N-Verknüpfungen copolymerisiert; r ist 0 oder 1.
22. Bifunktionelle monomere Verbindungen gemäß Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass Z ausgewählt ist aus Cl, Br, I, O-Tosylat, O-Triflat, O-SO2R1, B(OR1)2 und Sn(R1) , wobei R1 dieselbe Bedeutung hat, wie unter Anspruch 1 beschrieben.
23. Bifunktionelle monomere Verbindungen gemäß Anspruch 21 und/oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die C-C-Verknüpfungen ausgewählt sind aus den Gruppen der SUZUKl-Kupplung, der YAMAMOTO-Kupplung und der STILLE- Kupplung und die C-N-Verknüpfung eine Kupplung gemäß HARTWIGBUCHWALD ist.
24. Verwendung eines Polymers und/oder eines Blends und/oder einer Lösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 in elektronischen Bauteilen.
25. Elektronisches Bauteil, enthaltend eine oder mehrere Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dieser Schichten mindestens ein Polymer oder Blend gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 enthält.
6. Elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine polymere organische Leuchtdiode (PLED), einen organischen Feld-Effekt-Transistor (O-FET), eine organische integrierte Schaltung (O-IC), einen organischen Dünnfilmtransistor (O-TFT), eine organische Solarzelle (O-SC), ein organisches Field-Quench-Device (O-FQD) oder eine organische Laserdiode (O-Laser) handelt.
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