WO2007039383A1 - Phosphorescent mixtures - Google Patents

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WO2007039383A1
WO2007039383A1 PCT/EP2006/066054 EP2006066054W WO2007039383A1 WO 2007039383 A1 WO2007039383 A1 WO 2007039383A1 EP 2006066054 W EP2006066054 W EP 2006066054W WO 2007039383 A1 WO2007039383 A1 WO 2007039383A1
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phosphorescent
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organopolysilane
mixture
heteroatom
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PCT/EP2006/066054
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German (de)
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Inventor
Gerhard Beer
Christoph Briehn
Original Assignee
Wacker Chemie Ag
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    • C08L83/16Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
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    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the present invention relates to phosphorescent mixtures containing at least one organopolysilane and at least one triplet emitter, their preparation and their use as light-emitting or -emprac alloy polymer layer in photoactive devices.
  • Polymers and oligomers whose backbone is composed of linked Si atoms are called polysilanes or, alternatively, polysilylenes.
  • the Si-Si linkage allows ⁇ -conjugation along the polymer backbone and provides a unique electronic and photophysical property profile that differs greatly from structurally analogous polymers with sp 3 -hybridized C atoms in the polymer backbone and opens up a variety of technological applications.
  • Application examples are described, for example, in Miller et al. , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410.
  • OLEDs The structure and mode of operation of OLEDs are described, for example, in J. Shinar (Editor), Organic Light-Emitting Devices,
  • An OLED consists of one or more organic semiconducting layers, which are located between two electrodes.
  • An external voltage typically between 2 and 20 volts, injects holes from the anode and electrons from the cathode into the semiconductive organic layers. If the charge carriers meet, an electron-hole pair is formed, a so-called exciton, whose decay can occur under the emission of light.
  • the process described is called electroluminescence.
  • the wavelength of the emitted light is determined by an organic, organometallic or inorganic emission material used in OLED production, which may be present in the form of an emission layer or as a dopant in other organic functional materials.
  • the layer structuring of OLEDs can be achieved by deposition of the organic materials from the gas phase
  • a layer may contain one or more organic materials.
  • the OLED fabrication can be done by applying the material layers from solution. For example, spin, dip, spraycoat processes and printing processes such as inkjet, flexo,
  • OLEDs Offset or screen printing application.
  • a prerequisite for the production of efficient OLEDs is a good solubility of the organic materials in solvents and a good film-forming property of the organic materials.
  • Polysilanes have a good substitution pattern with a suitable
  • polysilanes for the production of OLEDs with electroluminescence in the visible wavelength range, based on the concept, polysilanes exclusively as
  • Fluorescent dyes that are doped in the polysilane matrix to use as an emission source.
  • Kido et al. describe in J. Alloys. Compd. 1993, 192, 30-33 a red electroluminescent device with
  • OLEDs whose electroluminescence is based on phosphorescence instead of fluorescence is a current approach to increasing the efficiency of OLEDs.
  • Phosphorescent emitters can increase the power efficiency of OLEDs by a factor of four compared to fluorescent emitters for spinstatic reasons.
  • Phosphorescent emitters are also referred to as triplet emitters.
  • Phosphorescent emitters are often used as a dopant in a matrix.
  • the prerequisites which a matrix has to fulfill in order to ensure an effective triplet emission of the doped emitters are known to the person skilled in the art and are described, for example, by van Dijken et al. , J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7718-7729 for polymeric materials.
  • PVK polyvinylcarbazole
  • the use of PVK as a matrix polymer for green-emitting triplet emitters is described, for example, in P.I. Djurovic et al. , Polymer Preprints 2000, 41 (1), 770.
  • a disadvantage of PVK is that it as
  • Matrix substance is not suitable for blue triplet emitters due to too low a triplet energy level.
  • polysilanes Within the class of polysilanes, a polymer composition appears to be developable, which is also the use as Matrix substance for blue triplet emitters.
  • WO 2003/092334 describes the use of polysilanes as a component for the production of phosphorescent copolymers by combining polysilane repeating units and phosphorescent repeating units, and the like
  • WO 2003/092334 describes transition metal-derivatized polymethylphenylsilanes which are used in the form of a mixture with electron-conducting substances for producing an emission layer in polymer OLEDs.
  • Derivatives of iridium were used as electrophosphorescent transition metal complexes. The generation of blue, green and red electroluminescence could be shown.
  • These phosphorescent polysilane copolymer structures known from the prior art are based on polymer emission after occupation of the excited states due to charge recombination in an OLED device. The implementation of the concept, however, requires elaborate, cost-intensive synthesis processes for the preparation of the copolymers for the generation of a desired emission color. Furthermore, the
  • the object of this invention was therefore to produce polysilanes with optimized optoelectronic properties and to provide by combination with triplet emitters a light-emitting or -empracracites material, which by an easy to perform and easy to be optimized variation of the mixture components for the widest possible range of the visible Light is suitable.
  • Rl and R2 independently, one
  • Hydrogen atom an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatoms containing
  • Hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms
  • Atoms an optionally substituted or heteroatom-containing aryl radical, n is an integer from 2 to 2,000, with the proviso that the repeating units can also be present independently of one another as a sequence of different combinations of the general formula (1) and in any desired manner, for example as a block or statistically, may be distributed in the organopolysilane molecule,
  • the essential advantage of the polymer matrix according to the invention from A) and optionally C) is shown by an efficient charge transfer and / or energy transfer to a doped triplet emitter B).
  • inventive polymer matrices from A) and optionally C) have energetically high singlet and triplet states in order to avoid radiationless deactivation channels for the occupied triplet state of the doped triplet emitter by energy transfer to the polymer matrix.
  • the property of high energetic triplet states is accompanied by the property of a large energy gap of polymers. Energy gap is the distance between the energetic ground state and the first excited state with singlet character.
  • R 1 or R 2 examples of optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing hydrocarbon radicals R 1 or R 2 are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, 1 Phenylethyl, 1-phenylethenyl, ethenyl, butadienyl, 1-butenyl or 1-hexenyl radicals.
  • R 1 or R 2 examples of optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radicals R 1 or R 2 are cyclobutyl,
  • R 1 and R 2 are phenyl, biphenyl, terphenyl, methylphenyl, ethylphenyl, methoxyphenyl, propoylphenyl, butylphenyl, methylbiphenyl,
  • Methylterphenyl radicals condensed aromatics such as naphthyl, methylnaphthyl, tert-butyl-perylenyl, anthryl, pentacenyl, furyl, phenylfuryl, thienyl, phenylthienyl, pyrrolyl, phenylpyrrolyl, pyridinyl, phenylpyridinyl, phenylacrydyl, Pyrimidyl, phenylpyrimidyl, imidazoyl, phenylimidazoyl, pyridyl, phenylpyridyl, porphyrinyl, oxadiazolyl, phenyloxadiazolyl, 1, 3, 4-triazolyl, phenyl-1,3,3,4-triazolyl, benzimidazolyl, phenylbenzimidazoyl , Oxazolyl or phenyloxazolyl
  • heteroatoms are silicon, oxygen, sulfur and nitrogen.
  • substituents are halogen atoms, silyl groups, alkyl groups, alkoxy groups, alkylthio groups,
  • the preparation of the organopolysilane A) is carried out by
  • Halosilanes with reducing agents such as sodium naphthalide and the condensation of halosilanes with alkali metals the so-called Kippingmethode.
  • the implementation of the Kippingmethode to form organopolysilanes from monomer has preserved.
  • the synthesis takes place starting from dihalosilanes in a reductive polymerization by reaction with alkali metals in high-boiling, inert solvents such as toluene or xylene under reflux conditions in an inert gas atmosphere.
  • reaction can be carried out at room temperature and use of ultrasonic conditions in an inert gas atmosphere.
  • Kipping method are known in the art and, for example, Miller et al. , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410, the disclosure of which should also be the subject of this application.
  • monomer building blocks for example, dimethydichlorosilane, diphenyldichlorosilane,
  • Methylphenyldichlorosilane, propoxyphenyldichlorosilane are used.
  • the dihalosilanes used as monomer can, for example, by reaction of trichlorosilane or Tetrachlorosilane be prepared with Grignard reagents or an organolithium compound of an organic compound.
  • dihalosilanes can be prepared, for example, by hydrosilylation of a hydrodichlorosilane with an olefinic or acetylene-derivatized organic compound.
  • Organopolysilanes A) according to the invention can also be prepared by polymer-analogous reactions.
  • An example is the metal-catalyzed derivatization of a polyphenylsilane with styrene in a hydrosilylation reaction.
  • organopolysilanes A) preferably have a number-average molecular weight Mn of between 300 g / mol and 500,000 g / mol. More preferably, the number average molecular weight Mn is between 400 g / mol and 100,000 g / mol. Most preferably, Mn is 500 g / mol to 50,000 g / mol.
  • the structure of the organopolysilanes A) according to the invention is preferably linear, branched, dendritic or cyclic.
  • Organopolysilanes A) present as copolymer may have a random, alternating or block-like structure.
  • radicals R 1 and R 2 are preferably a substituted or unsubstituted phenyl or benzyl radical or a linear alkyl radical, in particular having 1 to 10, especially 1 to 6, carbon atoms.
  • Particularly preferred radicals R 1 and R 2 are methyl, ethyl, n-propyl, phenyl, 4-alkoxyphenyl and 4-alkoxybenzyl.
  • n is preferably an integer from 2 to 2,000. Particularly preferably an integer from 2 to 1000. Most preferably an integer from 2 to 500.
  • triplet emitters B) in the context of the invention are compounds which emit light from the triplet state, ie exhibit phosphorescence instead of fluorescence, preferably organic or organometallic triplet emitters which may be low molecular weight, oligomeric, dendrimeric or polymeric compounds.
  • Triplet emitters B) known to the person skilled in the art are transition-metal complexes which are composed of at least one central atom from the 3rd to 12th group of the Periodic Table and organic or organometallic chelating ligands which coordinate at the central atom.
  • central atoms examples include yttrium, rhenium, ruthenium, rhodium, osmium, iridium, palladium, platinum or gold, as well as metals from the group of lanthanides.
  • triplet emitters is described, for example, in US 6,303,238, US 6,310,360, WO 01/41512, WO 01/39234, WO 03/079736, WO 03/084972 and in Lamansky et al. , Inorg. Chem. 2001, 40, 1704 or Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4304, the disclosure of which is also intended to be the subject of this application.
  • Preferred common commercial examples of blue, green and red emitting triplet emitters B) are bis (3,5-difluoro-2 (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III) [FIrpic] of the formula ( 2), iridium (III) tris (2- (4-tolyl) pyridinato-N, C 2 ) [Ir (mppy) 3 ] of the formula (3), tris (1-phenylisoquinoline) iridium (III) [Ir (piq) 3 ] of the formula (4) and Bis- (1- (4 '- tert -butyl-phenyl) -isoquinoline) -1,3-pentanedionate-iridium (III) [Ir (piq-t) 2 (acac)] of the formula (5).
  • Ir (piq-t) 2 (acac; Organic compounds C) with electron transport properties are known to the person skilled in the art and are described, for example, by Kulkarni et al. in Chem. Mater. 2004, 16, 4556-4573, the disclosure of which should also be the subject of this application.
  • Polymers, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight electron-conducting organic compounds C) include, for example, oxadiazole structures, triazole structures, metal chelates of 8-hydroxyquinoline, for example with Al, Ga, In or metal chelates of thiazole units, for example with Zn, imidazole, benzimidazole, oxazole, benzoxazole -, thiadiazole, benzthiadiazole, imidazole, benzimidazole, triazine, thiodiazole, pyridine, quinoline, quinoxaline, anthrazoline, phenantroline, silol, anthraquinone or Anthrachinondimethan Drucken, fluorenone and derivatives, and cyanosubstituted semiconducting organic materials or perfluorinated semiconducting organic materials.
  • Organic compounds C) with hole-blocking properties are known to the person skilled in the art and are distinguished by a high ionization potential.
  • Examples of low molecular weight, hole-blocking organic compounds C) are 3-phenyl-4 (1'-naphthyl) 5-phenyl-l, 2, 4-triazole and 2, 9-dimethyl-4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthrol in .
  • Organic compounds (C) with hole transport properties are known to the person skilled in the art and are described, for example, in EP 0766498, EP 0838976 or PM Borsenberger et al. in Organic Photoreceptors for Xerography, Marcel Dekker, New York 1998, the disclosure of which is also to be the subject of this application.
  • Polymers, oligomers, dendrimers or low molecular weight hole-conducting organic compounds C) contain, for example, triarylamine, benzidine, pyrazoline, phthalocyanine, carbazolyl, thiophenyl, fluorenyl or phenylenevinylene structures.
  • Semiconductive organic matrix materials according to the invention from A) and optionally C) for triplet emitter B) are preferably distinguished by a high optical band gap.
  • the energy gap between the energetic ground state (HOMO) and the energetically first excited state (LUMO) of the organic material is referred to as the optical band gap.
  • Organopolysilanes A) having an optical band gap of at least 2.5 eV, more preferably at least 3.0 eV, are preferably used for the phosphorescent mixture according to the invention.
  • the phosphorescent mixture preferably contains at least 0.5% of the triplet emitter B).
  • the phosphorescent mixture preferably contains at most 99.5% by weight of the organopolysilane A).
  • the phosphorescent mixture contains at least 30 Gewi of Organopolysilane A).
  • the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A).
  • the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B) and at least 10% by weight of a further compound C).
  • the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B) and at least 20% by weight of a further compound C).
  • the phosphorescent mixture contains at least 35% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B), at least 20% by weight of an electron-conducting compound C) and at least 5% by weight of a hole-conducting compound C).
  • the phosphorescent mixture contains at least 35% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B), at least 20% by weight of an electron-conducting compound C) and at least 10% by weight of a hole-conducting compound C).
  • preferably used matrix materials of A) and optionally C) are characterized by an energetically high triplet state.
  • the methods for determining the triplet energy of an organic material are known to those skilled in the art.
  • a common procedure is the determination of Triplet energy states by low-temperature emission spectroscopy.
  • An energetically high triplet state of the matrix material from A) and optionally C) enables the effective triplet emission of a triplet emitter B) doped into the matrix material by preventing an energy back transfer from the excited triplet state of the triplet emitter B) onto the matrix.
  • the location of the triplet energy state of an organic material correlates with the amount of optical band gap of the material in the mold such that a high triplet energy is expected for high optical band gap materials.
  • Organopolysilanes A) whose triplet energy is greater by 0.1 eV than the triplet energy of a triplet emitter B) are preferably used for the phosphorescent mixture according to the invention.
  • the triplet energy of an organopolysilane A) according to the invention is at least 0.2 eV larger than the triplet energy of a triplet emitter B).
  • the phosphorescent mixture in addition to A) and B), also contains at least one further compound C) from the group comprising electron-conductive, hole-conducting, electron-blocking or hole-blocking organic semiconducting materials having a polymeric, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight structure.
  • a preferred method for producing the phosphorescent mixture is characterized in that the components are applied after dissolving or suspending in a solvent on a substrate and the solvent is then evaporated off.
  • Preferred solvents are organic solvents such as acetone, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, chloroform, toluene, 1, 2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene or xylene, and mixtures of these.
  • the application of the solution can be carried out by coating processes known to those skilled in the art, such as spin coating, dip coating, knife coating, spraying, printing processes such as inkjet printing, gravure printing, screen printing and flexographic printing.
  • organopolysilanes A which show good solubility in organic solvents and good film-forming properties.
  • Another advantage of the invention is that in addition to the method described above, other methods for preparing the mixture of A), B) and optionally C) according to the invention are suitable.
  • a further preferred production form is characterized in that the mixture components are thermally evaporated separately and collectively deposited on a substrate.
  • the mixtures according to the invention are prepared by deposition of the mixture components from the gas phase, the so-called Organic Vapor Phase Deposition method.
  • the mixture according to the invention is prepared by first producing a film containing at least one organopolysilane A) by processing from solution or suspension or by evaporation. In the cited film initially no triplet emitter B) is included. A second film containing at least one triplet emitter B) is applied to said film. The mixture according to the invention is produced by diffusion of the triplet emitter B) into the said film containing organopolysilane A).
  • the phosphorescent mixtures of the present invention are used as a light emitting or receiving polymer layer in photoactive devices.
  • the photoactive devices are, for example, OLEDs.
  • OLEDs The structure of OLEDs is known to the person skilled in the art and described, for example, in J. Shinar (Editor), Organic Light-Emitting Devices, Springer-Verlag, New York, 2004.
  • a typical structure of a solution-produced polymer OLED for the execution of the examples described below is characterized by the layer sequence anode / hole injection layer / polymer layer / cathode, but is not limited to this layer structure.
  • Suitable anode materials are transparent and sufficiently conductive to provide effective hole transport to the organic polymer layer.
  • Anode materials preferably have a work function of greater than 4 eV.
  • preferred Materials are metals or metal oxides such as gold, platinum, selenium, tin oxide, indium tin oxide or copper iodide or conductive organic materials such as the conjugated polymers polyaniline and derivatives, polypyrrole and derivatives, polythiophene and derivatives, polyphenylenevinylene and derivatives, polyquinoline and derivatives, polyquinoxaline and derivatives, polymers containing aromatic amine structures in the main chain or side chain or metal phthalocyanines.
  • the function of the hole injection layer is analogous to the function of the anode materials.
  • a hole injection layer must be sufficiently conductive to ensure effective hole transport from the anode to the organic polymer layer.
  • the hole injection layer additionally serves to smooth the surface structure of the anode.
  • Suitable materials for a hole injection layer are conductive organic materials such as the conjugated polymers polyaniline and derivatives, polypyrrole and derivatives, polythiophene and derivatives, polyphenylenevinylene and derivatives, polyquinoline and derivatives, polyquinoxaline and derivatives, polymers containing aromatic amine structures in the main chain or side chain or metal phthalocyanines.
  • a particularly suitable material is polystyrenesulfonic acid doped polyethylenedioxothiophene, referred to as PEDOT.
  • Suitable cathode materials are sufficiently conductive to ensure effective electron transport to the organic polymer layer.
  • the preferred cathode material is materials having a working function of less than 4 eV.
  • Typical cathode materials are metals, metal alloys, doped metals, and metal salts such as for example, barium, magnesium, aluminum, calcium, silver, lithium, sodium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride and alloys of these metals.
  • the cathode may be constructed of one or more layers.
  • the electroluminescence occurs in polymer OLEDs in a polymer film embedded between the electrodes or between the charge carrier injection layers.
  • Polymer film in the sense used means that at least one component of the film is present as a polymer.
  • polymer film in the sense used means that no
  • the polymer layer contains the phosphorescent mixture according to the invention.
  • the thickness of the polymer layer contains the phosphorescent mixture according to the invention.
  • Polymer layer containing the phosphorescent mixture according to the invention is preferably 10 nm to 250 nm, more preferably 40 nm to 150 nm.
  • the inventive phosphorescent mixture in the polymer layer of the OLED organopolysilanes A) are used with an ionization potential, which allows an effective charge injection from the anode or the hole injection layer.
  • Ionization potential of the organopolysilane A is greater than the working function of the anode or the Hole injection layer.
  • An effective charge injection is also made possible if the ionization potential of the organopolysilane A) is smaller than the working function of the anode or of the hole injection layer.
  • the determination of the amount of ionization potential of organic materials is known to the person skilled in the art.
  • the determination of the ionization potential can be carried out by ultraviolet photoelectron spectroscopy or by electrochemical measurements in solution.
  • a common method is the determination of the oxidation potential of organic materials by
  • Cyclic voltammetry By knowing the relative position of the peak potentials of the oxidation waves of the organic materials against ferrocene as an internal standard, the determination of the ionization potential of the polymer systems against vacuum is possible. The calculation is based on the assumption that the energy level of ferrocene against vacuum is -4.8 eV, as described by J. Pommerehne et al. in Adv. Mater. 1995, 7, 551 was published, whose disclosure in this respect should also be the subject of this application.
  • the organopolysilanes A) have ionization potentials between 6.0 eV and 5.0 eV, determined by cyclic voltammetry in solution.
  • the phosphorescent mixture preferably contains
  • the phosphorescent mixture contains organopolysilane A) having an ionization potential of at most 6.0 eV.
  • Methylene chloride was carried out with a potentiostat M273 from EG & G Princeton Applied Research, Princeton, N.J., USA.
  • the concentration of the solutions studied was about
  • ITO indium tin oxide.
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid).
  • PTFE polytetrafluoroethylene.
  • PVDF polyvinylidene fluoride.
  • PBD 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazole.
  • TAZ 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole.
  • Silane 1 anisylmethyldichlorosilane.
  • Silane 2 4-Butoxyphenyl-methyldichlorosilane.
  • the layer structure of the prepared OLEDs is ITO / PEDOT / semiconducting polymer mixture / Ca / Ag.
  • ozone UV ozone cleaner UVOH 150 LAB the company FHR Anlagenbau, Ottendorf-Okrilla, Germany.
  • ITO layer was formed by spin coating at speeds of 1500 rev / min to 2500 rev / min, a PEDOT polymer anode (Baytron P VP. AL 4083) nm with a layer thickness between 30 and deposited 60 nm and 10 min at 110 0 C annealed.
  • Baytron P was filtered before application (0.45 ⁇ m, PVDF).
  • the various layer thicknesses were determined by a Profiler Dektak 6M from Veeco Europe SAS, Dourdan Cedex, France or by quartz oscillating during the vapor deposition.
  • the current-voltage characteristic and current-luminance characteristic were carried out under exclusion of humidity and oxygen within a glovebox.
  • the control of the measuring devices and the data acquisition took place with a Keithley KPCI-3104 measuring card and suitable pre-amplifiers.
  • the detection of the photocurrent was carried out with a calibrated photodiode 74868 UG - 625 B / U S2281 the company Hamamatsu Photonics Germany GmbH, Herrsching, Germany and corresponding self-made preamplifiers (current-voltage converters).
  • the threshold voltage is the voltage threshold above which a photocurrent distinguishable from the background noise is detected.
  • the transition metal complex (2) F (Ir) pic was purchased from HW Sands, Indianatown, USA.
  • the transition metal complex (5) Ir (piq-t) 2 (acac) was purchased from Sensient Imaging Technologies GmbH, Bitterfeld-Wolfen, Germany.
  • Ir (mppy) 3 (3) and Ir (piq) 3 (4) were purchased from American Dye Source Inc., Quebec, Canada.
  • Baytron P VP. Al 4083 (PEDOT) was purchased from HC Starck, Leverkusen, Germany.
  • Calcium and silver were purchased from Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufmün, Germany. All substances were used without further purification.
  • the anhydrous solvent was purchased from Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufrien, Germany.
  • Spectroscopy The detection of the electroluminescence spectra and photoluminescence spectra was carried out using the device LS55 from Perkin Elmer, Rodgau-Jugesheim, Germany. To determine the photoluminescence spectra, dichloromethane of the quality grade UVASOL.RTM. From VWR International GmbH, Ismaning, Germany was used as the solvent. As the excitation wavelength for the triplet emitters of the formulas (2) to (5), the wavelength of the longest wavelength absorption was used.
  • Polysilane 1 Following the general procedure, a solution of 0.25 g (1.94 mmol) of dimethyldichlorosilane and 6.43 g (29.06 mmol) of silane 1 was added dropwise to the sodium dispersion. 2.19 g of polysilane 1. Cyclic voltammetric measurements gave an irreversible oxidation at 235 mV against ferrocene / ferrocenium.
  • Polysilane 2 Following the general procedure, a solution of 0.29 g (2.28 mmol) of dimethyldichlorosilane and 9.00 g (34.0 mmol) of silane 2 was added dropwise to the sodium dispersion. 1.60 g of polysilane 2 were obtained.
  • Cyclic voltammetric measurements revealed an irreversible oxidation at 220 mV against ferrocene / ferrocenium.
  • Polysilane 3 Following the general procedure, a solution of 0.25 g (1.97 mmol) of dimethyldichlorosilane and 5.66 g (29.6 mmol) of phenylmethyldichlorosilane was added dropwise to the sodium dispersion. Cyclic voltammetric measurements revealed an irreversible oxidation at 510 mV against ferrocene / ferrocenium.
  • Polysilane 4 According to the general procedure, a solution of 4.95 g (32.0 mmol) of methyl-propyldichlorosilane was added dropwise to the sodium dispersion. 1.59 g of polysilane 4 were obtained. Cyclic voltammetric measurements revealed irreversible oxidation at 720 mV against ferrocene / ferrocenium.
  • Polysilane 5 Following the general procedure, a solution of 7.0 g (37.0 mmol) of phenylmethyldichlorosilane, 0.28 g (2.0 mmol) of dimethyldichlorosilane and 0.64 g (4.0 mmol) of trichloromethylsilane in the Sodium dispersion is added dropwise. 5.98 g of polysilane were obtained. 5. Cyclic voltammetric measurements gave an irreversible oxidation at 510 mV against ferrocene / ferrocenium.
  • Table 1 shows the maxima of the photoluminescence spectra of the triplet emitter used of the formulas (2) to (5).
  • the layer thickness in (nm) is given in brackets.
  • Comparative Example 1 PVK, F (Ir) pic of the formula (2), PBD
  • the device showed a threshold voltage of 6.5 V and blue electroluminescence with a maximum at 410 nm observed emission is a matrix emission of polyvinylcarbazole.
  • the device showed a threshold voltage of 6.3 V and blue electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 469 nm.
  • the device showed a threshold voltage of 12.7 V and blue electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 473 nm.
  • Example 4 Polysilane 1, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (34 nm) / polysilane 1 (49% by weight), PBD (50% by weight) was prepared. , Ir (mppy) 3 of formula (3) (1 wt%) (97 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 5.5 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 510 nm.
  • Example 5 Polysilane 3, Ir (mppy) 3 of formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (33 nm) / polysilane 3 (97% by weight), Ir (mppy) 3 of the formula (3) (3 wt%) (117 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 21 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 514 nm.
  • Example 6 Polysilane 3, TAZ, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a
  • Example 7 Polysilane 3, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (39 nm) / polysilane 3 (69% by weight), PBD (25% by weight), Ir (mppy) 3 of the formula (3) (6% by weight) (124 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 8 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 515 nm.
  • Example 8 Polysilane 4, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (60 nm) / polysilane 4 (69% by weight), PBD (30% by weight) was prepared. , Ir (mppy) 3 of formula (3) (1 wt%) (90 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 9.0 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 510 nm.
  • Example 9 Polysilane 5, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (35 nm) / polysilane 5 (60% by weight), PBD (30% by weight), Ir (mppy) 3 of formula (3) (10 wt) (98 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 9.1 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 514 nm.
  • Example 10 Polysilane 1, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) of the formula (5) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (39 nm) / polysilane 1 (67% by weight), PBD (30% by weight), Ir (piq-t) 2 (acac) of the formula (5) (3% by weight) (101 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 8.2 V and red
  • Electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 618 nm.
  • EXAMPLE 11 Polysilane 2, PBD, Ir (piq) 3 of the Formula (4) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (35 nm) / polysilane 2 (69% by weight), PBD (30% by weight), Ir (piq) 3 of the formula (4) (1 wt) (150 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 11 V and red electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 614 nm.
  • Example 12 Polysilane 3, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) of formula (5)
  • the device showed a threshold voltage of 8.8 V and red
  • Electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 620 nm.
  • Formula (5) or Ir (piq) 3 of the formula (4) are shown with a maximum of the emission wavelength in the range 620 nm or 615 nm.

Abstract

The invention concerns a phosphorescent mixture, containing: A) at least one organopolysilane, characterized by a repetition unit of general formula (I), in which R1 and R2, independent of one another, represent a hydrogen atom, an optionally substituted, completely or partially unsaturated or heteroatom-containing hydrocarbon radical with 1 to 20 C atoms, an optionally substituted completely or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radical with 1 to 20 C atoms, an optionally substituted heteroatom-containing aryl radical, and n represents an integer from 2 to 2000, with the provision that the repetition units, independent of one another, can exist as a sequence of different combinations of general formula (1) and can be distributed in any manner, for example, as a block or statistically in the organopolysilane molecule; B) at least one triplet emitter, and; C) optionally at least one additional compound from the group containing electron-conductive, hole-conductive, electron-blocking or hole blocking semiconducting organic materials having a polymeric, oligomeric, dendrimeric or low-molecular structure.

Description

Phosphoreszierende Mischungen Phosphorescent mixtures
Die vorliegende Erfindung betrifft phosphoreszierende Mischungen, enthaltend mindestens ein Organopolysilan und mindestens einen Triplettemitter, ihre Herstellung sowie deren Verwendung als lichtemittierende oder -empfangende Polymerschicht in photoaktiven Vorrichtungen.The present invention relates to phosphorescent mixtures containing at least one organopolysilane and at least one triplet emitter, their preparation and their use as light-emitting or -empfangende polymer layer in photoactive devices.
Polymere und Oligomere, deren Rückgrat aus verknüpften Si- Atomen aufgebaut ist, bezeichnet man als Polysilane oder alternativ als Polysilylene . Die Si-Si-Verknüpfung ermöglicht eine σ-Konjugation entlang des Polymerrückgrats und bewirkt ein einzigartiges elektronisches und photophysikalisches Eigenschaftsprofil, das sich stark von strukturanalogen Polymeren mit sp3-hybridisierten C-Atomen im Polymerbackbone unterscheidet und eine Vielzahl von technologischen Applikationen eröffnet. Applikationsbeispiele sind beispielsweise in Miller et al . , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410 beschrieben .Polymers and oligomers whose backbone is composed of linked Si atoms are called polysilanes or, alternatively, polysilylenes. The Si-Si linkage allows σ-conjugation along the polymer backbone and provides a unique electronic and photophysical property profile that differs greatly from structurally analogous polymers with sp 3 -hybridized C atoms in the polymer backbone and opens up a variety of technological applications. Application examples are described, for example, in Miller et al. , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410.
Als besonders interessant erwies sich der Einsatz von Polysilanen als lochleitendes Material zur Fertigung von polymerbasierten organischen lichtemittierenden Dioden, so genannte Polymer-OLEDs . Kepler et al . , Phys . Rev. B. 1987, 35, 2818 bestimmten für Polymethylphenylsilan eineThe use of polysilanes as a hole-conducting material for the production of polymer-based organic light-emitting diodes, so-called polymer OLEDs, proved to be particularly interesting. Kepler et al. , Phys. Rev. B 1987, 35, 2818 determined for polymethylphenylsilane a
Ladungsträgerbeweglichkeit für positive Ladungen im Bereich 10 "4 Cm2V-1S"1.Charge mobility for positive charges in the range 10 "4 cm 2 V- 1 S " 1 .
Der Aufbau und die Funktionsweise von OLEDs sind beispielsweise in J. Shinar (Editor) , Organic Light-Emitting Devices,The structure and mode of operation of OLEDs are described, for example, in J. Shinar (Editor), Organic Light-Emitting Devices,
Springer-Verlag, New York, 2004 beschrieben. Eine OLED besteht aus einer oder mehreren organischen halbleitenden Schichten, die sich zwischen zwei Elektroden befinden. Durch das Anlegen einer externen Spannung, die typischerweise zwischen 2 und 20 V liegt, werden aus der Anode Löcher und aus der Kathode Elektronen in die halbleitenden organischen Schichten injiziert. Treffen die Ladungsträger aufeinander, bildet sich ein Elektron-Loch-Paar, ein so genanntes Exciton, dessen Zerfall unter Emission von Licht erfolgen kann. Der beschriebene Vorgang wird als Elektrolumineszenz bezeichnet. Die Wellenlänge des emittierten Lichts wird bestimmt durch ein bei der OLED-Fertigung eingesetztes organisches, metallorganisches oder anorganisches Emissionsmaterial, das in Form einer Emissionsschicht oder als Dotierstoff in anderen organischen Funktionsmaterialien vorliegen kann.Springer-Verlag, New York, 2004. An OLED consists of one or more organic semiconducting layers, which are located between two electrodes. By creating An external voltage, typically between 2 and 20 volts, injects holes from the anode and electrons from the cathode into the semiconductive organic layers. If the charge carriers meet, an electron-hole pair is formed, a so-called exciton, whose decay can occur under the emission of light. The process described is called electroluminescence. The wavelength of the emitted light is determined by an organic, organometallic or inorganic emission material used in OLED production, which may be present in the form of an emission layer or as a dopant in other organic functional materials.
Die Schichtstrukturierung von OLEDs kann durch Abscheidung der organischen Materialien aus der Gasphase unterThe layer structuring of OLEDs can be achieved by deposition of the organic materials from the gas phase
Vakuumbedingungen erfolgen. Eine Schicht kann dabei ein oder mehrere organische Materialien enthalten. Alternativ kann die OLED-Fertigung durch Aufbringen der Materialschichten aus Lösung erfolgen. Dazu finden beispielsweise Spin-, Tauch-, Spraycoatprozesse und Druckprozesse wie InkJet-, Flexo-,Vacuum conditions take place. A layer may contain one or more organic materials. Alternatively, the OLED fabrication can be done by applying the material layers from solution. For example, spin, dip, spraycoat processes and printing processes such as inkjet, flexo,
Offset- oder Siebdruck Anwendung. Voraussetzung zur Herstellung effizienter OLEDs ist hierzu eine gute Löslichkeit der organischen Materialien in Lösungsmitteln und eine gute Filmbildungseigenschaft der organischen Materialien. Polysilane besitzen bei geeignetem Substitutionsmuster eine guteOffset or screen printing application. A prerequisite for the production of efficient OLEDs is a good solubility of the organic materials in solvents and a good film-forming property of the organic materials. Polysilanes have a good substitution pattern with a suitable
Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und zeigen gute Filmbildungseigenschaften. Ebenso ist die Verarbeitungsmöglichkeit von Polysilanen durch Verdampfungsprozesse im Vakuum bekannt und beispielsweise durch Hattori et al . , Jpn . J. Appl . Phys . 1996 (35), L1509-L1511 beschrieben . Xu et al. lehren in Chem. Lett. 1998, 299-300, dass Polysilane das Potential zur Herstellung UV-emittierender OLEDs bieten. Erste aus Lösung produzierte, bei Raumtemperatur im nahen UV emittierende Polymer-OLEDs enthalten lineares, hochmolekulares (Mw > 5*105 g/mol) Polymethylphenylsilan als Lochleitermaterial und Emitter. Das Emissionsmaximum der Elektrolumineszenz lag bei 360 nm.Solubility in organic solvents and show good film-forming properties. Likewise, the processing ability of polysilanes by evaporation processes in vacuum is known and for example by Hattori et al. , Jpn. J. Appl. Phys. 1996 (35), L1509-L1511. Xu et al. teach in Chem. Lett. 1998, 299-300 that polysilanes offer the potential for the production of UV-emitting OLEDs. First solution-produced, at room temperature in the near UV emitting polymer OLEDs contain linear, high molecular weight (M w > 5 * 10 5 g / mol) polymethylphenylsilane as a hole conductor material and emitter. The emission maximum of the electroluminescence was 360 nm.
Andere Einsatzmöglichkeiten von Polysilanen zur Fertigung von OLEDs mit Elektrolumineszenz im sichtbaren Wellenlängenbereich, basieren auf dem Konzept, Polysilane ausschließlich alsOther applications of polysilanes for the production of OLEDs with electroluminescence in the visible wavelength range, based on the concept, polysilanes exclusively as
Lochleiter zu verwenden und niedermolekulareHole manager to use and low molecular weight
Fluoreszenzfarbstoffe, die in die Polysilanmatrix dotiert werden, als Emissionsquelle einzusetzen.Fluorescent dyes that are doped in the polysilane matrix to use as an emission source.
Kido et al. beschreiben in J. Alloys. Compd. 1993, 192, 30-33 ein rot elektrolumineszierendes Device mitKido et al. describe in J. Alloys. Compd. 1993, 192, 30-33 a red electroluminescent device with
Polymethylphenylsilan als lochleitende Matrixsubstanz und demPolymethylphenylsilan as a hole-conducting matrix substance and the
Lanthanoidkomplex Tris (thienyltrifluoroacetylacetonato) - Europium (III) als molekular dotierten, roten Emitter.Lanthanoid complex tris (thienyltrifluoroacetylacetonato) - europium (III) as a molecularly doped, red emitter.
Seoul et al . beschreiben in Polym. Prepr. 2003, 44(2), 435-436 ein OLED mit einem Perylen-dotierten Polymethylphenylsilan, das Elektrolumineszenzmaxima bei 470 nm und 490 nm aufweist.Seoul et al. describe in polym. Prepr. 2003, 44 (2), 435-436 discloses an OLED having a perylene-doped polymethylphenylsilane having electroluminescence maxima at 470 nm and 490 nm.
N. Kamata et al . beschreiben in Appl . Phys . Lett. 2002, 81(23), 4350-4352 die Herstellung elektrolumineszierender Devices basierend auf molekular dotiertem m- (Hexoxyphenyl) phenylpolysilan . Als Fluoreszenzfarbstoffe wurden Perylen (blau) , Coumarin 6 (grün) , 4-Dicyanomethylene-2- methyl-6- (p-diaminostyryl) -4H-pyran (orange) und Zink- tetraphenylporphyrin (rot) eingesetzt. Das Polysilan dient in diesen Fällen als lochleitende Matrixsubstanz. Die Herstellung von OLEDs, deren Elektrolumineszenz auf Phosphoreszenz anstelle von Fluoreszenz basiert, ist ein aktuell verfolgter Ansatz zur Effizienzsteigerung von OLEDs. Phosphoreszierende OLEDs, die beispielsweise von Baldo et al . in Nature 1998, 395, 151-154 beschrieben werden, verwenden phosphoreszierende anstelle von fluoreszierenden Emittern. Phosphoreszierende Emitter können aus spinstatistischen Gründen im Vergleich zu fluoreszierenden Emittern eine Erhöhung der Leistungseffizienz von OLEDs um den Faktor vier ermöglichen. Phosphoreszierende Emitter werden auch als Triplett-Emitter bezeichnet .N. Kamata et al. describe in Appl. Phys. Lett. 2002, 81 (23), 4350-4352 the production of electroluminescent devices based on molecularly doped m- (hexoxyphenyl) phenylpolysilane. The fluorescent dyes used were perylene (blue), coumarin 6 (green), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-diaminostyryl) -4H-pyran (orange) and zinc tetraphenylporphyrin (red). The polysilane serves in these cases as a hole-conducting matrix substance. The production of OLEDs whose electroluminescence is based on phosphorescence instead of fluorescence is a current approach to increasing the efficiency of OLEDs. Phosphorescent OLEDs described, for example, by Baldo et al. in Nature 1998, 395, 151-154, use phosphorescent rather than fluorescent emitters. Phosphorescent emitters can increase the power efficiency of OLEDs by a factor of four compared to fluorescent emitters for spinstatic reasons. Phosphorescent emitters are also referred to as triplet emitters.
Phosphoreszierende Emitter werden häufig als Dotierstoff in einer Matrix angewendet. Die Voraussetzungen, die eine Matrix erfüllen muss, um eine effektive Triplettemission der dotierten Emitter zu gewährleisten sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise durch van Dijken et al . , J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7718-7729 für polymere Materialien beschrieben.Phosphorescent emitters are often used as a dopant in a matrix. The prerequisites which a matrix has to fulfill in order to ensure an effective triplet emission of the doped emitters are known to the person skilled in the art and are described, for example, by van Dijken et al. , J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7718-7729 for polymeric materials.
Ein vielfach eingesetztes Matrixpolymer ist Polyvinylcarbazol im Folgenden PVK genannt. Die Anwendung von PVK als Matrixpolymer für Triplettemitter mit grüner Emission ist beispielsweise in P. I. Djurovic et al . , Polymer Preprints 2000, 41(1), 770 beschrieben. Ein Nachteil von PVK ist, dass es alsA widely used matrix polymer is called polyvinylcarbazole in the following PVK. The use of PVK as a matrix polymer for green-emitting triplet emitters is described, for example, in P.I. Djurovic et al. , Polymer Preprints 2000, 41 (1), 770. A disadvantage of PVK is that it as
Matrixsubstanz für blaue Triplettemitter aufgrund eines zu tief liegenden Triplettenergieniveaus nicht geeignet ist.Matrix substance is not suitable for blue triplet emitters due to too low a triplet energy level.
Es ist deshalb wünschenswert, Polymere als Matrixsubstanz für blaue Triplettemitter zu entwickeln.It is therefore desirable to develop polymers as a matrix substance for blue triplet emitters.
Innerhalb der Substanzklasse der Polysilane scheint eine Polymerzusammensetzung entwickelbar, die auch den Einsatz als Matrixsubstanz für blaue Triplettemitter ermöglicht. WO 2003/092334 beschreibt die Anwendung von Polysilanen als Komponente zur Fertigung von phosphoreszierenden Copolymeren durch Kombination von Polysilanwiederholungseinheiten und phosphoreszierenden Wiederholungseinheiten, und derenWithin the class of polysilanes, a polymer composition appears to be developable, which is also the use as Matrix substance for blue triplet emitters. WO 2003/092334 describes the use of polysilanes as a component for the production of phosphorescent copolymers by combining polysilane repeating units and phosphorescent repeating units, and the like
Verwendung als lumineszierende Substanz in phoshoreszierenden OLEDs. Im Speziellen werden in WO 2003/092334 Ubergangsmetall- derivatisierte Polymethylphenylsilane beschrieben, die in Form einer Mischung mit elektronenleitenden Substanzen zur Fertigung einer Emissionsschicht in Polymer-OLEDs Anwendung finden. Als elektrophosphoreszierende Ubergangsmetallkomplexe fanden Derivate des Iridiums Einsatz. Die Erzeugung von blauer, grüner und roter Elektrolumineszenz konnte gezeigt werden. Diese dem Stand der Technik bekannten phosphoreszierenden Polysilan- Copolymerstrukturen basieren auf einer Polymeremission nach Besetzung der angeregten Zustande aufgrund von Ladungsrekombination in einem OLED-Device. Die Umsetzung des Konzepts erfordert jedoch aufwandige, kostenintensive Syntheseprozesse zur Darstellung der Copolymere zur Generierung einer gewünschten Emissionsfarbe. Weiterhin wird dieUse as luminescent substance in phoshoretic OLEDs. In particular, WO 2003/092334 describes transition metal-derivatized polymethylphenylsilanes which are used in the form of a mixture with electron-conducting substances for producing an emission layer in polymer OLEDs. Derivatives of iridium were used as electrophosphorescent transition metal complexes. The generation of blue, green and red electroluminescence could be shown. These phosphorescent polysilane copolymer structures known from the prior art are based on polymer emission after occupation of the excited states due to charge recombination in an OLED device. The implementation of the concept, however, requires elaborate, cost-intensive synthesis processes for the preparation of the copolymers for the generation of a desired emission color. Furthermore, the
Verarbeitbarkeit der Materialien zur Herstellung von OLEDs auf losungsbasierte Methoden eingeschränkt.Processability of the materials for the production of OLEDs limited to solution-based methods.
Aufgabe dieser Erfindung war es daher, Polysilane mit optimierten optoelektronischen Eigenschaften herzustellen und durch Kombination mit Triplettemittern ein lichtemittierendes oder -empfangendes Material zur Verfugung zu stellen, welches durch eine einfach durchzuführende und schnell zu optimierende Variation der Mischungskomponenten für einen möglichst breiten Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts geeignet ist.The object of this invention was therefore to produce polysilanes with optimized optoelectronic properties and to provide by combination with triplet emitters a light-emitting or -empfangendes material, which by an easy to perform and easy to be optimized variation of the mixture components for the widest possible range of the visible Light is suitable.
Diese Aufgabe wurde gelost durch die erfindungsgemaße phosphoreszierende Mischung, enthaltend A) mindestens ein Organopolysilan, gekennzeichnet durch eine Wiederholungseinheit der allgemeinen Formel (1)This object has been achieved by the inventive phosphorescent mixture containing A) at least one organopolysilane, characterized by a repeating unit of the general formula (1)
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
wobeiin which
Rl und R2 unabhängig voneinander, einRl and R2 independently, one
Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls substituierter, vollständig oder teilweise ungesättigter oder Heteroatome enthaltenderHydrogen atom, an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatoms containing
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C- Atomen, ein gegebenenfalls substituierter, vollständig oder teilweise ungesättigter oder Heteroatome enthaltender cyclischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms
Atomen, ein gegebenenfalls substituierter oder Heteroatome enthaltender Arylrest, n eine ganze Zahl von 2 bis 2000 bedeutet, mit der Maßgabe, dass die Wiederholungseinheiten unabhängig voneinander auch als Abfolge verschiedener Kombinationen der allgemeinen Formel (1) vorliegen können und in beliebiger Weise, beispielsweise als Block oder statistisch, im Organopolysilanmolekül verteilt sein können,Atoms, an optionally substituted or heteroatom-containing aryl radical, n is an integer from 2 to 2,000, with the proviso that the repeating units can also be present independently of one another as a sequence of different combinations of the general formula (1) and in any desired manner, for example as a block or statistically, may be distributed in the organopolysilane molecule,
B) mindestens einen Triplettemitter,B) at least one triplet emitter,
C) sowie gegebenenfalls mindestens eine weitere Verbindung aus der Gruppe enthaltend elektronenleitfähige-, lochleitfähige-, elektronenblockierende oder lochblockierende, halbleitende, organische Materialien mit polymerer, oligomerer, dendrimerer oder niedermolekularer Struktur .C) and optionally at least one further compound from the group comprising electron-conductive, hole-conductive, electron-blocking or hole-blocking, semiconductive, organic materials polymeric, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight structure.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Polymermatrix aus A) und gegebenenfalls C) zeigt sich durch einen effizienten Ladungstransfer und/oder Energietransfer auf einen dotierten Triplettemitter B) .The essential advantage of the polymer matrix according to the invention from A) and optionally C) is shown by an efficient charge transfer and / or energy transfer to a doped triplet emitter B).
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäßen Polymermatrices aus A) und gegebenenfalls C) energetisch hoch liegende Singulett- und Triplettzustände aufweisen, um strahlungslose Deaktivierungskanäle für den besetzten Triplettzustand des dotierten Triplettemitters durch Energietranfer auf die Polymermatrix zu vermeiden. Die Eigenschaft hochliegender energetischer Triplettzustände geht einher mit der Eigenschaft einer großen Energielücke von Polymeren. Unter Energielücke wird dabei der Abstand zwischen dem energetischen Grundzustand und dem ersten angeregten Zustand mit Singulettcharakter bezeichnet.Another advantage is that the inventive polymer matrices from A) and optionally C) have energetically high singlet and triplet states in order to avoid radiationless deactivation channels for the occupied triplet state of the doped triplet emitter by energy transfer to the polymer matrix. The property of high energetic triplet states is accompanied by the property of a large energy gap of polymers. Energy gap is the distance between the energetic ground state and the first excited state with singlet character.
Beispiele für gegebenenfalls substituierte, vollständig oder teilweise ungesättigte oder Heteroatome enthaltende Kohlenwasserstoffreste Rl oder R2 sind Methyl-, Ethyl-, Propyl- , Butyl-, Pentyl, Hexyl-, Octyl-, Isopropyl-, Isobutyl-, tert- Butyl-, 1-Phenylethyl-, 1-Phenylethenyl-, Ethenyl-, Butadienyl- , 1-Butenyl- oder 1-Hexenylreste .Examples of optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing hydrocarbon radicals R 1 or R 2 are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, 1 Phenylethyl, 1-phenylethenyl, ethenyl, butadienyl, 1-butenyl or 1-hexenyl radicals.
Beispiele für gegebenenfalls substituierte, vollständig oder teilweise ungesättigte oder Heteroatome enthaltende cyclische Kohlenwasserstoffreste Rl oder R2 sind Cyclobutyl-,Examples of optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radicals R 1 or R 2 are cyclobutyl,
Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, 2-Methylpyrrolidonyl-, Oxethanyl-, Cyclooctatetraenyl-, Cyclohexadienyl-, Cyclohexenyl-, Tetrahydrothiophenyl- oder Tetrahydrofuranylreste . Beispiele für gegebenenfalls substituierte oder Heteroatome enthaltende Arylreste Rl und R2 sind Phenyl-, Biphenyl- Terphenyl-, Methylphenyl-, Ethylphenyl-, Methoxyphenyl-, Propoylphenyl-, Butylphenyl-, Methylbiphenyl-,Cyclopentyl, cyclohexyl, 2-methylpyrrolidonyl, oxethanyl, cyclooctatetraenyl, cyclohexadienyl, cyclohexenyl, tetrahydrothiophenyl or tetrahydrofuranyl radicals. Examples of optionally substituted or heteroatom-containing aryl radicals R 1 and R 2 are phenyl, biphenyl, terphenyl, methylphenyl, ethylphenyl, methoxyphenyl, propoylphenyl, butylphenyl, methylbiphenyl,
Methylterphenylreste, kondensierte Aromaten wie Naphthyl-, Methylnaphthyl-, tert-butyl-Perylenyl-, Anthryl-, Pentacenyl-, Furyl-, Phenylfuryl-, Thienyl-, Phenylthienyl-, Pyrrolyl-, Phenylpyrrolyl-, Pyridinyl-, Phenylpyridinyl, Phenylacrydyl-, Pyrimidyl-, Phenylpyrimidyl-, Imidazoyl-, Phenylimidazoyl, Pyridyl-, Phenylpyridyl-, Porphyrinyl-, Oxadiazolyl-, Phenyloxadiazolyl-, 1, 3, 4-Triazolyl-, Phenyl-1, 3, 4-triazolyl-, Benzimidazolyl-, Phenylbenzimidazoyl-, Oxazolyl- oder Phenyloxazolylreste .Methylterphenyl radicals, condensed aromatics such as naphthyl, methylnaphthyl, tert-butyl-perylenyl, anthryl, pentacenyl, furyl, phenylfuryl, thienyl, phenylthienyl, pyrrolyl, phenylpyrrolyl, pyridinyl, phenylpyridinyl, phenylacrydyl, Pyrimidyl, phenylpyrimidyl, imidazoyl, phenylimidazoyl, pyridyl, phenylpyridyl, porphyrinyl, oxadiazolyl, phenyloxadiazolyl, 1, 3, 4-triazolyl, phenyl-1,3,3,4-triazolyl, benzimidazolyl, phenylbenzimidazoyl , Oxazolyl or phenyloxazolyl radicals.
Beispiele für Heteroatome sind Silicium, Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff.Examples of heteroatoms are silicon, oxygen, sulfur and nitrogen.
Beispiele für Substituenten sind Halogenatome, Silylgruppen, Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen,Examples of substituents are halogen atoms, silyl groups, alkyl groups, alkoxy groups, alkylthio groups,
Alkylaminogruppen, Alkylsilylgruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylthiogruppen, Arylaminogruppen, Arylsilylgruppen, Arylalkylgruppen, Arylalkoxygruppen, Arylalkylthiogruppen, Arylalkylaminogruppen, Arylalkylsilylgruppen, Acylgruppen, Acyloxygruppen, Iminogruppen, Amidgruppen, Arylalkenylgruppen, Arylalkinylgruppen, Cyanogruppen, Nitrilgruppen, Isonitrilgruppen, Nitrogruppen oder Nitrosogruppen .Alkylamino groups, alkylsilyl groups, aryl groups, aryloxy groups, arylthio groups, arylamino groups, arylsilyl groups, arylalkyl groups, arylalkoxy groups, arylalkylthio groups, arylalkylamino groups, arylalkylsilyl groups, acyl groups, acyloxy groups, imino groups, amide groups, arylalkenyl groups, arylalkynyl groups, cyano groups, nitrile groups, isonitrile groups, nitro groups or nitroso groups.
Die Herstellung des Organopolysilans A) erfolgt durchThe preparation of the organopolysilane A) is carried out by
Polymerisation von einem oder mehreren Monomerbausteinen.Polymerization of one or more monomer units.
Die Präparationsmethoden sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise in Jones et al . (Eds.), „Silicon-Containing Polymers", Abschnitt 3, Kluwer Academic Publishers, 2003, beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll.The preparation methods are known to the person skilled in the art and are described, for example, in Jones et al. (Eds.), "Silicon Containing Polymers ", Section 3, Kluwer Academic Publishers, 2003, the disclosure of which is also to be the subject of this application.
Beispiele für die Praparationsmethoden sind dieExamples of the preparation methods are the
Dehydropolymerisation von Hydrosilanen unter Verwendung von Ubergangsmetallkatalysatoren, eine Ringoffnungspolymerisation ausgehend von cyclischen Silanen, eine Kondensation von Lithiosilanen mit Halosilanen, die elektrochemische Polymerisation von Dihalosilanen, die Kondensation vonDehydropolymerization of hydrosilanes using transition metal catalysts, a ring-opening polymerization starting from cyclic silanes, a condensation of lithiosilanes with halosilanes, the electrochemical polymerization of dihalosilanes, the condensation of
Halosilanen mit Reduktionsmitteln wie Natriumnaphthalid und die Kondensation von Halosilanen mit Alkalimetallen, der so genannten Kippingmethode .Halosilanes with reducing agents such as sodium naphthalide and the condensation of halosilanes with alkali metals, the so-called Kippingmethode.
Insbesondere hat sich die Durchfuhrung der Kippingmethode zur Bildung von Organopolysilanen aus Monomerbausteinen bewahrt. Die Synthese erfolgt dabei ausgehend von Dihalosilanen in einer reduktiven Polymerisation durch Umsetzung mit Alkalimetallen in hochsiedenden, inerten Losungsmitteln wie Toluol oder Xylol unter Ruckflußbedingungen in einer Inertgasatmosphare .In particular, the implementation of the Kippingmethode to form organopolysilanes from monomer has preserved. The synthesis takes place starting from dihalosilanes in a reductive polymerization by reaction with alkali metals in high-boiling, inert solvents such as toluene or xylene under reflux conditions in an inert gas atmosphere.
Alternativ kann die Umsetzung bei Raumtemperatur und Anwendung von Ultraschallbedingungen in einer Inertgasatmosphare erfolgen .Alternatively, the reaction can be carried out at room temperature and use of ultrasonic conditions in an inert gas atmosphere.
Mögliche Monomerbausteine zur Umsetzung durch diePossible monomer components for implementation by the
Kippingmethode sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise von Miller et al . , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410 beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll. Als Monomerbausteine können beispielsweise Dimethydichlorsilan, Diphenyldichlorsilan,Kipping method are known in the art and, for example, Miller et al. , Chem. Rev. 1989, 89, 1359-1410, the disclosure of which should also be the subject of this application. As monomer building blocks, for example, dimethydichlorosilane, diphenyldichlorosilane,
Methylphenyldichlorsilan, Propoxyphenyldichlorsilan zum Einsatz kommen. Die als Monomerbaustein eingesetzten Dihalosilane können beispielsweise durch Umsetzung von Trichlorsilan oder Tetrachlorsilan mit Grignardreagentien oder einer Organolithiumverbindung einer organischen Verbindung hergestellt werden. Weiterhin können Dihalosilane beispielsweise durch Hydrosilylierung eines Hydrodichlorsilans mit einer olefinischen oder acetylenderivatisierten organischen Verbindung hergestellt werden.Methylphenyldichlorosilane, propoxyphenyldichlorosilane are used. The dihalosilanes used as monomer can, for example, by reaction of trichlorosilane or Tetrachlorosilane be prepared with Grignard reagents or an organolithium compound of an organic compound. Furthermore, dihalosilanes can be prepared, for example, by hydrosilylation of a hydrodichlorosilane with an olefinic or acetylene-derivatized organic compound.
Erfindungsgemäße Organopolysilane A) können auch durch polymeranaloge Reaktionen hergestellt werden. Als Beispiel ist die metallkatalysierte Derivatisierung eines Polyphenylsilans mit Styrol in einer Hydrosilylierungsreaktion angeführt.Organopolysilanes A) according to the invention can also be prepared by polymer-analogous reactions. An example is the metal-catalyzed derivatization of a polyphenylsilane with styrene in a hydrosilylation reaction.
Im Rahmen der Erfindung zeigen Organopolysilane A) bevorzugt ein Zahlenmittleres Molekulargewicht Mn zwischen 300 g/mol und 500000 g/mol. Besonders bevorzugt beträgt das Zahlenmittlere Molekulargewicht Mn zwischen 400 g/mol und 100000 g/mol. Ganz besonders bevorzugt beträgt Mn 500 g/mol bis 50000 g/mol.In the context of the invention, organopolysilanes A) preferably have a number-average molecular weight Mn of between 300 g / mol and 500,000 g / mol. More preferably, the number average molecular weight Mn is between 400 g / mol and 100,000 g / mol. Most preferably, Mn is 500 g / mol to 50,000 g / mol.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Organopolysilane A) ist bevorzugt linear, verzweigt, dendritisch oder cyclisch.The structure of the organopolysilanes A) according to the invention is preferably linear, branched, dendritic or cyclic.
Organopolysilane A) , die als Copolymer vorliegen, können eine statistische, alternierende oder blockartige Struktur aufweisen .Organopolysilanes A) present as copolymer may have a random, alternating or block-like structure.
Bevorzugt handelt es sich bei den Resten Rl und R2 um einen substituierten oder nicht substituierten Phenyl- oder Benzylrest oder einen linearen Alkylrest, insbesondere mit 1 bis 10, besonders 1 bis 6 Kohlenstoffatomen . Besonders bevorzugte Reste Rl und R2 sind Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Phenyl - , 4 -Al koxyphenyl - und 4 -Al koxybenzyl - .The radicals R 1 and R 2 are preferably a substituted or unsubstituted phenyl or benzyl radical or a linear alkyl radical, in particular having 1 to 10, especially 1 to 6, carbon atoms. Particularly preferred radicals R 1 and R 2 are methyl, ethyl, n-propyl, phenyl, 4-alkoxyphenyl and 4-alkoxybenzyl.
Für Organopolysilane A) der Formel (1) ist n bevorzugt eine ganze Zahl von 2 bis 2000. Besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 2 bis 1000. Ganz besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 2 bis 500.For organopolysilanes A) of the formula (1), n is preferably an integer from 2 to 2,000. Particularly preferably an integer from 2 to 1000. Most preferably an integer from 2 to 500.
Die Triplettemitter B) im Sinne der Erfindung sind Verbindungen, die aus dem Triplettzustand Licht emittieren, also Phosphoreszenz statt Fluoreszenz zeigen, bevorzugt organische oder metallorganische Triplettemitter, die niedermolekulare, oligomere, dendrimere oder polymere Verbindungen sein können. Dem Fachmann bekannte Triplettemitter B) sind gangigerweise Ubergangsmetallkomplexe, die aufgebaut sind aus mindestens einem Zentralatom aus der 3. bis 12. Gruppe des Periodensystems und organischen oder metallorganischen chelatisierenden Liganden, die am Zentralatom koordinieren.The triplet emitters B) in the context of the invention are compounds which emit light from the triplet state, ie exhibit phosphorescence instead of fluorescence, preferably organic or organometallic triplet emitters which may be low molecular weight, oligomeric, dendrimeric or polymeric compounds. Triplet emitters B) known to the person skilled in the art are transition-metal complexes which are composed of at least one central atom from the 3rd to 12th group of the Periodic Table and organic or organometallic chelating ligands which coordinate at the central atom.
Beispiele für Zentralatome sind Yttrium, Rhenium, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium, Palladium, Platin oder Gold, sowie Metalle aus der Gruppe der Lanthanoiden .Examples of central atoms are yttrium, rhenium, ruthenium, rhodium, osmium, iridium, palladium, platinum or gold, as well as metals from the group of lanthanides.
Die Struktur von Triplettemittern wird beispielsweise in US 6,303,238, US 6,310,360, WO 01/41512, WO 01/39234, WO 03/079736, WO 03/084972 sowie in Lamansky et al . , Inorg. Chem. 2001, 40, 1704 oder Lamansky et al . , J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4304 beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll.The structure of triplet emitters is described, for example, in US 6,303,238, US 6,310,360, WO 01/41512, WO 01/39234, WO 03/079736, WO 03/084972 and in Lamansky et al. , Inorg. Chem. 2001, 40, 1704 or Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4304, the disclosure of which is also intended to be the subject of this application.
Bevorzugte, gangige, kommerziell erwerbliche Beispiele für blau, grün und rot emittierende Triplettemitter B) sind Bis (3, 5-difluoro-2 (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) - Iridium(III) [FIrpic] der Formel (2), Iridium (III) -tris (2- (4- tolyl) pyridinato-N, C2) [Ir(mppy)3] der Formel (3), Tris(l- phenylisoquinolin) -Iridium ( III ) [Ir(piq)3] der Formel (4) und Bis- (1- (4' -tert. -butyl-phenyl) -isochinolin) -1, 3-pentandionate- Iridium (III) [ Ir (piq-t) 2 (acac) ] der Formel (5).Preferred common commercial examples of blue, green and red emitting triplet emitters B) are bis (3,5-difluoro-2 (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III) [FIrpic] of the formula ( 2), iridium (III) tris (2- (4-tolyl) pyridinato-N, C 2 ) [Ir (mppy) 3 ] of the formula (3), tris (1-phenylisoquinoline) iridium (III) [Ir (piq) 3 ] of the formula (4) and Bis- (1- (4 '- tert -butyl-phenyl) -isoquinoline) -1,3-pentanedionate-iridium (III) [Ir (piq-t) 2 (acac)] of the formula (5).
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FIrpicFIrpic
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Ir (mppy)Ir (mppy)
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Ir (piq) 3Ir (piq) 3
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Ir (piq-t) 2 (acac; Organische Verbindungen C) mit Elektronentransporteigenschaften sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise von Kulkarni et al. in Chem. Mater. 2004, 16, 4556-4573 beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll .Ir (piq-t) 2 (acac; Organic compounds C) with electron transport properties are known to the person skilled in the art and are described, for example, by Kulkarni et al. in Chem. Mater. 2004, 16, 4556-4573, the disclosure of which should also be the subject of this application.
Polymere, oligomere, dendrimere oder niedermolekulare elektronenleitende organische Verbindungen C) umfassen beispielsweise Oxadiazolstrukturen, Triazolstrukturen, Metallchelate des 8-Hydroxyquinolins, beispielsweise mit Al, Ga, In oder Metallchelate von Thiazoleinheiten, beispielsweise mit Zn, Imidazol-, Benzimidazol-, Oxazol-, Benzoxazol-, Thiadiazol-, Benzthiadiazol-, Imidazol-, Benzimidazol-, Triazinstrukturen, Thiodiazol-, Pyridin-, Quinolin-, Quinoxalin-, Anthrazolin-, Phenantrolin-, Silol-, Anthrachinon- oder Anthrachinondimethanstrukturen, Fluorenon und -derivate, sowie cyanosubstituierte halbleitende organische Materialien oder perfluorierte halbleitende organische Materialien.Polymers, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight electron-conducting organic compounds C) include, for example, oxadiazole structures, triazole structures, metal chelates of 8-hydroxyquinoline, for example with Al, Ga, In or metal chelates of thiazole units, for example with Zn, imidazole, benzimidazole, oxazole, benzoxazole -, thiadiazole, benzthiadiazole, imidazole, benzimidazole, triazine, thiodiazole, pyridine, quinoline, quinoxaline, anthrazoline, phenantroline, silol, anthraquinone or Anthrachinondimethanstrukturen, fluorenone and derivatives, and cyanosubstituted semiconducting organic materials or perfluorinated semiconducting organic materials.
Organische Verbindungen C) mit Lochblockiereigenschaften sind dem Fachmann bekannt und zeichnen sich durch ein hohes Ionisierungspotential aus. Beispiele für niedermolekulare, lochblockierende organische Verbindungen C) sind 3-Phenyl-4 (I' - Naphthyl) 5-phenyl-l, 2, 4-Triazol und 2, 9-Dimethyl-4, 7-diphenyl- 1 , 10 -phenanthrol in .Organic compounds C) with hole-blocking properties are known to the person skilled in the art and are distinguished by a high ionization potential. Examples of low molecular weight, hole-blocking organic compounds C) are 3-phenyl-4 (1'-naphthyl) 5-phenyl-l, 2, 4-triazole and 2, 9-dimethyl-4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthrol in .
Organische Verbindungen (C) mit Lochtransporteigenschaften sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in EP 0766498, EP 0838976 oder P.M. Borsenberger et al . in Organic Photoreceptors for Xerography, Marcel Dekker, New York 1998, beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll. Polymere, oligomere, dendrimere oder niedermolekulare lochleitende organische Verbindung C) enthalten beispielsweise Triarylamin-, Benzidin-, Pyrazolin-, Phthalocyanin-, Carbazolyl-, Thiophenyl-, Fluorenyl- oder Phenylenvinylenylstrukturen .Organic compounds (C) with hole transport properties are known to the person skilled in the art and are described, for example, in EP 0766498, EP 0838976 or PM Borsenberger et al. in Organic Photoreceptors for Xerography, Marcel Dekker, New York 1998, the disclosure of which is also to be the subject of this application. Polymers, oligomers, dendrimers or low molecular weight hole-conducting organic compounds C) contain, for example, triarylamine, benzidine, pyrazoline, phthalocyanine, carbazolyl, thiophenyl, fluorenyl or phenylenevinylene structures.
Erfindungsgemäße halbleitende organische Matrixmaterialien aus A) und gegebenenfalls C) für Triplettemitter B) zeichnen sich bevorzugt durch eine hohe optische Bandlücke aus. Als optische Bandlücke wird dabei der energetische Abstand zwischen dem energetischen Grundzustand (HOMO) und dem energetisch ersten angeregtem Zustand (LUMO) des organischen Materials bezeichnet,Semiconductive organic matrix materials according to the invention from A) and optionally C) for triplet emitter B) are preferably distinguished by a high optical band gap. In this case, the energy gap between the energetic ground state (HOMO) and the energetically first excited state (LUMO) of the organic material is referred to as the optical band gap.
Zur Bestimmung der optischen Bandlücke organischer Matrixmaterialien aus A) und gegebenenfalls C) stehen dem Fachmann verschiedene Methoden zur Verfügung. Eine gängige Methode ist die Verwendung absorptionsspektroskopischer Daten. Dabei kann näherungsweise die Energie der optischen Bandlücke der Energie der langwelligen Kante der Absorptionsbande des organischen Materials gleichgesetzt werden. Für die erfindungsgemäße phosphoreszierende Mischung werden bevorzugt Organopolysilane A) mit einer optischen Bandlücke von mindestens 2,5 eV, besonders bevorzugt mindestens 3,0 eV eingesetzt .To determine the optical band gap of organic matrix materials from A) and optionally C), various methods are available to the person skilled in the art. A common method is the use of absorption spectroscopic data. In this case, approximately the energy of the optical band gap of the energy of the long-wave edge of the absorption band of the organic material can be equated. Organopolysilanes A) having an optical band gap of at least 2.5 eV, more preferably at least 3.0 eV, are preferably used for the phosphorescent mixture according to the invention.
Bevorzugt enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 0,5 Gewi des Triplettemitters B).The phosphorescent mixture preferably contains at least 0.5% of the triplet emitter B).
Bevorzugt enthält die phosphoreszierende Mischung höchstens 99,5 Gewi des Organopolysilans A).The phosphorescent mixture preferably contains at most 99.5% by weight of the organopolysilane A).
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 30 Gewi des Organopolysilans A) .In a preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 30 Gewi of Organopolysilane A).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 40 Gewi des Organopolysilans A) .In a further preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 40 Gewi des Organopolysilans A), mindestens 0,5 Gewi des Triplettemitters B) und mindestens 10 Gewi einer weiteren Verbindung C) .In a particularly preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B) and at least 10% by weight of a further compound C).
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 40 Gewi des Organopolysilans A), mindestens 0,5 Gewi des Triplettemitters B) und mindestens 20 Gewi einer weiteren Verbindung C) .In a further particularly preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 40% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B) and at least 20% by weight of a further compound C).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 35 Gewi des Organopolysilans A), mindestens 0,5 Gewi des Triplettemitters B) , mindestens 20 Gewi einer elektronenleitenden Verbindung C) und mindestens 5 Gewi einer lochleitenden Verbindung C) .In a further preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 35% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B), at least 20% by weight of an electron-conducting compound C) and at least 5% by weight of a hole-conducting compound C).
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung mindestens 35 Gewi des Organopolysilans A), mindestens 0,5 Gewi des Triplettemitters B) , mindestens 20 Gewi einer elektronenleitenden Verbindung C) und mindestens 10 Gewi der einer lochleitenden Verbindung C) .In a further particularly preferred embodiment, the phosphorescent mixture contains at least 35% by weight of the organopolysilane A), at least 0.5% by weight of the triplet emitter B), at least 20% by weight of an electron-conducting compound C) and at least 10% by weight of a hole-conducting compound C).
Weiterhin zeichnen sich bevorzugt verwendete Matrixmaterialien aus A) und gegebenenfalls C) durch einen energetisch hoch liegenden Triplettzustand aus. Die Methoden zur Bestimmung der Triplettenergie eines organischen Materials sind dem Fachmann bekannt. Eine gängige Vorgehensweise ist die Bestimmung von Triplettenergiezuständen durch Tieftemperatur- Emissionsspektroskopie . Ein energetisch hoch liegender Triplettzustand des Matrixmaterials aus A) und gegebenenfalls C) ermöglicht die effektive Triplettemission eines in das Matrixmaterial dotierten Triplettemitters B) , indem ein Energierücktransfer vom angeregten Triplettzustand des Triplettemitters B) auf die Matrix verhindert wird. Die Lage des Triplettenergiezustands eines organischen Materials korreliert mit dem Betrag der optischen Bandlücke des Materials in der Form, dass bei Materialien mit hoher optischer Bandlücke eine hohe Triplettenergie zu erwarten ist.Furthermore, preferably used matrix materials of A) and optionally C) are characterized by an energetically high triplet state. The methods for determining the triplet energy of an organic material are known to those skilled in the art. A common procedure is the determination of Triplet energy states by low-temperature emission spectroscopy. An energetically high triplet state of the matrix material from A) and optionally C) enables the effective triplet emission of a triplet emitter B) doped into the matrix material by preventing an energy back transfer from the excited triplet state of the triplet emitter B) onto the matrix. The location of the triplet energy state of an organic material correlates with the amount of optical band gap of the material in the mold such that a high triplet energy is expected for high optical band gap materials.
Für die erfindungsgemäße phosphoreszierende Mischung werden bevorzugt Organopolysilane A) eingesetzt, deren Triplettenergie um 0.1 eV größer ist als die Triplettenergie eines Triplettemitters B) . Besonders bevorzugt ist die Triplettenergie eines erfindungsgemäßen Organopolysilans A) um mindestens 0.2 eV größer als die Triplettenergie eines Triplettemitters B) .Organopolysilanes A) whose triplet energy is greater by 0.1 eV than the triplet energy of a triplet emitter B) are preferably used for the phosphorescent mixture according to the invention. Particularly preferably, the triplet energy of an organopolysilane A) according to the invention is at least 0.2 eV larger than the triplet energy of a triplet emitter B).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die phosphoreszierende Mischung neben A) und B) noch mindestens eine weitere Verbindung C) aus der Gruppe enthaltend elektronenleitfähige, lochleitfähige, elektronenblockierende oder lochblockierende halbleitende organische Materialien mit polymerer, oligomerer, dendrimerer oder niedermolekularer Struktur .In a further preferred embodiment, in addition to A) and B), the phosphorescent mixture also contains at least one further compound C) from the group comprising electron-conductive, hole-conducting, electron-blocking or hole-blocking organic semiconducting materials having a polymeric, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight structure.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der phosphoreszierenden Mischung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten nach dem Lösen oder Suspendieren in einem Lösungsmittel auf ein Substrat aufgebracht werden und das Lösungsmittel anschließend abgedampft wird. Bevorzugte Lösungsmittel sind organische Lösungsmittel wie beispielsweise Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dichlormethan, Chloroform, Toluol, 1, 2-Dichlorethan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol oder Xylol, sowie Gemische aus diesen.A preferred method for producing the phosphorescent mixture is characterized in that the components are applied after dissolving or suspending in a solvent on a substrate and the solvent is then evaporated off. Preferred solvents are organic solvents such as acetone, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, chloroform, toluene, 1, 2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene or xylene, and mixtures of these.
Das Aufbringen der Lösung kann durch dem Fachmann bekannte Beschichtungsprozesse wie Spincoating, Tauchbeschichtung, Rakeln, Besprühen, Druckverfahren wie Tintenstrahldruck, Gravurdruck, Siebdruck und Flexodruck erfolgen.The application of the solution can be carried out by coating processes known to those skilled in the art, such as spin coating, dip coating, knife coating, spraying, printing processes such as inkjet printing, gravure printing, screen printing and flexographic printing.
Bevorzugt werden Organopolysilane A) , die eine gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und gute Filmbildungseigenschaften zeigen .Preference is given to organopolysilanes A) which show good solubility in organic solvents and good film-forming properties.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass neben dem oben beschriebenen Verfahren auch weitere Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung aus A) , B) und gegebenenfalls C) geeignet sind.Another advantage of the invention is that in addition to the method described above, other methods for preparing the mixture of A), B) and optionally C) according to the invention are suitable.
Eine weitere bevorzugte Herstellungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungskomponenten getrennt thermisch verdampft werden und sich gemeinsam auf einem Substrat abscheiden.A further preferred production form is characterized in that the mixture components are thermally evaporated separately and collectively deposited on a substrate.
In einer weiteren bevorzugten Form werden die erfindungsgemäßen Mischungen durch Abscheidung der Mischungskomponenten aus der Gasphase, der so genannten Organic Vapour Phase Deposition Methode hergestellt.In a further preferred form, the mixtures according to the invention are prepared by deposition of the mixture components from the gas phase, the so-called Organic Vapor Phase Deposition method.
In einer weiteren Herstellungsmethode werden die einzelnenIn another manufacturing method, the individual
Komponenten aus Lösung oder Suspension in getrennten Schritten aufgetragen und eine anschließende Diffusion der Komponenten führt zur erfindungsgemäßen Mischung. Im Einzelnen stellt sich dieses Verfahren wie folgt dar: Die erfindungsgemäße Mischung wird hergestellt, indem zunächst durch Prozessierung aus Lösung oder Suspension oder durch Verdampfen ein Film enthaltend mindestens ein Organopolysilan A) hergestellt wird. In dem genannten Film ist zunächst kein Triplettemitter B) enthalten. Auf den genannten Film wird ein zweiter Film, enthaltend mindestens einen Triplettemitter B) aufgebracht. Die erfindungsgemäße Mischung entsteht durch Diffusion des Triplettemitters B) in den genannten Film enthaltend Organopolysilan A) .Components of solution or suspension applied in separate steps and subsequent diffusion of the components leads to the mixture according to the invention. In detail, it turns this process is as follows: The mixture according to the invention is prepared by first producing a film containing at least one organopolysilane A) by processing from solution or suspension or by evaporation. In the cited film initially no triplet emitter B) is included. A second film containing at least one triplet emitter B) is applied to said film. The mixture according to the invention is produced by diffusion of the triplet emitter B) into the said film containing organopolysilane A).
Die erfindungsgemäßen phosphoreszierenden Mischungen werden als lichtemittierende oder -empfangende Polymerschicht in photoaktiven Vorrichtungen verwendet. Bei den photoaktiven Vorrichtungen handelt es sich beispielsweise um OLEDs. Beim Einsatz als lichtemittierendes Material, beispielsweise als Polymerschicht in einer OLED wird Licht aufgrund eines durch ein elektrisches Feld induzierten Stromflusses abgestrahlt.The phosphorescent mixtures of the present invention are used as a light emitting or receiving polymer layer in photoactive devices. The photoactive devices are, for example, OLEDs. When used as a light-emitting material, for example as a polymer layer in an OLED, light is emitted due to a current flow induced by an electric field.
Der Aufbau von OLEDs ist dem Fachmann bekannt und zum Beispiel in J. Shinar (Editor), Organic Light-Emitting Devices, Springer-Verlag, New York, 2004 beschrieben.The structure of OLEDs is known to the person skilled in the art and described, for example, in J. Shinar (Editor), Organic Light-Emitting Devices, Springer-Verlag, New York, 2004.
Ein für die Ausführung der nachfolgend beschriebenen Beispiele typischer Aufbau einer aus Lösung produzierten Polymer OLED ist durch die Schichtabfolge Anode / Lochinjektionsschicht/ Polymerschicht/ Kathode charakterisiert, jedoch nicht auf diesen Schichtaufbau beschränkt.A typical structure of a solution-produced polymer OLED for the execution of the examples described below is characterized by the layer sequence anode / hole injection layer / polymer layer / cathode, but is not limited to this layer structure.
Geeignete Anodenmaterialien sind transparent und ausreichend leitfähig, um einen effektiven Lochtransport zu der organischen Polymerschicht zu gewährleisten. Anodenmaterialien besitzen bevorzugt eine Arbeitsfunktion von größer 4 eV. Bevorzugte Materialien sind Metalle oder Metalloxide wie beispielsweise Gold, Platin, Selen, Zinnoxid, Indium-Zinn-Oxid oder Kupferiodid oder leitfähige organische Materialien, wie beispielsweise die konjugierten Polymere Polyanilin und - derivate, Polypyrrol und -derivate, Polythiophen und -derivate, Polyphenylenvinylen und -derivate, Polyquinolin und -derivate, Polyquinoxalin- und Derivate, Polymere enthaltend aromatische Aminstrukturen in der Hauptkette oder Seitenkette oder Metallphthalocyanine .Suitable anode materials are transparent and sufficiently conductive to provide effective hole transport to the organic polymer layer. Anode materials preferably have a work function of greater than 4 eV. preferred Materials are metals or metal oxides such as gold, platinum, selenium, tin oxide, indium tin oxide or copper iodide or conductive organic materials such as the conjugated polymers polyaniline and derivatives, polypyrrole and derivatives, polythiophene and derivatives, polyphenylenevinylene and derivatives, polyquinoline and derivatives, polyquinoxaline and derivatives, polymers containing aromatic amine structures in the main chain or side chain or metal phthalocyanines.
Die Funktion der Lochinjektionsschicht ist analog zur Funktion der Anodenmaterialien. Eine Lochinjektionsschicht muss ausreichend leitfähig sein, um einen effektiven Lochtransport von der Anode zu der organischen Polymerschicht zu gewährleisten. Typischerweise dient die Lochinjektionsschicht zusätzlich zur Glättung der Oberflächenstruktur der Anode. Geeignete Materialien für eine Lochinjektionsschicht sind leitfähige organische Materialien, wie beispielsweise die konjugierten Polymere Polyanilin und -derivate, Polypyrrol und -derivate, Polythiophen und -derivate, Polyphenylenvinylen und -derivate, Polyquinolin und -derivate, Polyquinoxalin- und Derivate, Polymere enthaltend aromatische Aminstrukturen in der Hauptkette oder Seitenkette oder Metallphthalocyanine. Ein besonders geeignetes Material ist ein mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxothiophen, das als PEDOT bezeichnet wird.The function of the hole injection layer is analogous to the function of the anode materials. A hole injection layer must be sufficiently conductive to ensure effective hole transport from the anode to the organic polymer layer. Typically, the hole injection layer additionally serves to smooth the surface structure of the anode. Suitable materials for a hole injection layer are conductive organic materials such as the conjugated polymers polyaniline and derivatives, polypyrrole and derivatives, polythiophene and derivatives, polyphenylenevinylene and derivatives, polyquinoline and derivatives, polyquinoxaline and derivatives, polymers containing aromatic amine structures in the main chain or side chain or metal phthalocyanines. A particularly suitable material is polystyrenesulfonic acid doped polyethylenedioxothiophene, referred to as PEDOT.
Geeignete Kathodenmaterialien sind ausreichend leitfähig, um einen effektiven Elektronentransport zu der organischen Polymerschicht zu gewährleisten. Als Kathodenmaterial kommen bevorzugt Materialien mit einer Arbeitsfunktion kleiner 4 eV zum Einsatz. Typische Kathodenmaterialien sind Metalle, Metalllegierungen, dotierte Metalle und Metallsalze wie beispielsweise Barium, Magnesium, Aluminium, Calcium, Silber, Lithium, Natriumfluorid, Lithiumfluorid, Caesiumfluorid und Legierungen dieser Metalle. Die Kathode kann aus einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein.Suitable cathode materials are sufficiently conductive to ensure effective electron transport to the organic polymer layer. The preferred cathode material is materials having a working function of less than 4 eV. Typical cathode materials are metals, metal alloys, doped metals, and metal salts such as for example, barium, magnesium, aluminum, calcium, silver, lithium, sodium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride and alloys of these metals. The cathode may be constructed of one or more layers.
Die Elektrolumineszenz erfolgt bei Polymer-OLEDs in einem zwischen den Elektroden beziehungsweise zwischen den Ladungsträgerinjektionsschichten eingebetteten Polymerfilm. Polymerfilm im verwendeten Sinn bedeutet, dass mindestens eine Komponente des Films als Polymer vorliegt.The electroluminescence occurs in polymer OLEDs in a polymer film embedded between the electrodes or between the charge carrier injection layers. Polymer film in the sense used means that at least one component of the film is present as a polymer.
Weiterhin bedeutet Polymerfilm im verwendeten Sinn, dass keineFurthermore, polymer film in the sense used means that no
Beschränkung auf eine Einzelschicht vorliegt, sondern mehrere benachbarte Polymerschichten vorliegen können.Restriction to a single layer is present, but may be present several adjacent polymer layers.
In einer bevorzugten Form enthält die Polymerschicht die erfindungsgemäße phosphoreszierende Mischung. Die Dicke derIn a preferred form, the polymer layer contains the phosphorescent mixture according to the invention. The thickness of the
Polymerschicht enthaltend die erfindungsgemäße phosphoreszierende Mischung beträgt bevorzugt 10 nm bis 250 nm, besonders bevorzugt 40 nm bis 150 nm.Polymer layer containing the phosphorescent mixture according to the invention is preferably 10 nm to 250 nm, more preferably 40 nm to 150 nm.
Als Bestandteil der erfindungsgemäßen phosphoreszierenden Mischung in der Polymerschicht der OLED werden Organopolysilane A) mit einem Ionisationspotential eingesetzt, das eine effektive Ladungsinjektion aus der Anode bzw. der Lochinjektionsschicht ermöglicht .As part of the inventive phosphorescent mixture in the polymer layer of the OLED organopolysilanes A) are used with an ionization potential, which allows an effective charge injection from the anode or the hole injection layer.
Dies ist der Fall, wenn die Energiedifferenz zwischen der Arbeitsfunktionen der Anode beziehungsweise der Lochinjektionsschicht und dem Ionisationspotential des Organopolysilans A) minimiert wird, wenn dasThis is the case when the energy difference between the working functions of the anode or the hole injection layer and the ionization potential of the organopolysilane A) is minimized, if the
Ionisationspotential der des Organopolysilans A) größer ist als die Arbeitsfunktion der Anode beziehungsweise der Lochinjektionsschicht .Ionization potential of the organopolysilane A) is greater than the working function of the anode or the Hole injection layer.
Eine effektive Ladungsinjektion ist ebenso ermöglicht, wenn das Ionisationspotential des Organopolysilans A) kleiner ist als die Arbeitsfunktion der Anode beziehungsweise der Lochinjektionsschicht .An effective charge injection is also made possible if the ionization potential of the organopolysilane A) is smaller than the working function of the anode or of the hole injection layer.
Die Bestimmung des Betrags des Ionisationspotentials von organischen Materialien ist dem Fachmann bekannt. Für lochleitfähige organische Materialien kann die Bestimmung des Ionisationspotentials durch Ultraviolett- Photoelektronenspektroskopie oder durch elektrochemische Messungen in Lösung erfolgen . Eine gängige Methode ist die Bestimmung des Oxidationspotentials von organischen Materialien durchThe determination of the amount of ionization potential of organic materials is known to the person skilled in the art. For hole-conductive organic materials, the determination of the ionization potential can be carried out by ultraviolet photoelectron spectroscopy or by electrochemical measurements in solution. A common method is the determination of the oxidation potential of organic materials by
Cyclovoltammetrie . Durch die Kenntnis der relativen Lage der Peakpotentiale der Oxidationswellen der organischen Materialien gegen Ferrocen als internen Standard ist die Bestimmung des Ionisationspotentials der Polymersysteme gegen Vakuum möglich. Die Berechnung erfolgt unter der Annahme dass das Energieniveau von Ferrocen gegen Vakuum bei -4.8 eV liegt, wie von J. Pommerehne et al . in Adv. Mater. 1995, 7, 551 publiziert wurde, deren diesbezügliche Offenbarung auch Gegenstand dieser Anmeldung sein soll.Cyclic voltammetry. By knowing the relative position of the peak potentials of the oxidation waves of the organic materials against ferrocene as an internal standard, the determination of the ionization potential of the polymer systems against vacuum is possible. The calculation is based on the assumption that the energy level of ferrocene against vacuum is -4.8 eV, as described by J. Pommerehne et al. in Adv. Mater. 1995, 7, 551 was published, whose disclosure in this respect should also be the subject of this application.
Abhängig vom Substitutionsmuster weisen die Organopolysilane A) Ionisationspotentiale zwischen 6,0 eV und 5,0 eV, bestimmt durch Cyclovoltammetrie in Lösung auf.Depending on the substitution pattern, the organopolysilanes A) have ionization potentials between 6.0 eV and 5.0 eV, determined by cyclic voltammetry in solution.
Bevorzugt enthält die phosphoreszierende MischungThe phosphorescent mixture preferably contains
Organopolysilan A) mit einem Ionisationspotential von höchstens 6,5 eV. Besonders bevorzugt enthält die phosphoreszierende Mischung Organopolysilan A) mit einem Ionisationspotential von höchstens 6,0 eV.Organopolysilane A) having an ionization potential of at most 6.5 eV. Particularly preferably, the phosphorescent mixture contains organopolysilane A) having an ionization potential of at most 6.0 eV.
BeispieleExamples
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben die prinzipielle Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung, ohne jedoch diese auf die darin offenbarten Inhalte zu beschränken.The following examples describe the basic practicability of the present invention without, however, limiting it to the contents disclosed therein.
Cyclovoltammetrische ExperimenteCyclic voltammetric experiments
Die cyclovoltammetrischen Messungen wurden in wasserfreiemThe cyclovoltammetric measurements were carried out in anhydrous
Methylenchlorid mit einem Potentiostaten M273 der Firma EG&G Princeton Applied Research, Princeton, N.J., USA durchgeführt.Methylene chloride was carried out with a potentiostat M273 from EG & G Princeton Applied Research, Princeton, N.J., USA.
Die Konzentration der untersuchten Lösungen betrug etwaThe concentration of the solutions studied was about
10~3 mol/1. Als Leitsalz wurde10 ~ 3 mol / 1. As conductive salt was
Tetrabutylammoniumhexafluorophosphat in einer Konzentration vonTetrabutylammonium hexafluorophosphate in a concentration of
0.1 mol/1 zugesetzt. Die Messung erfolgte in einer Dreielektrodenanordnung mit einer Pt-Scheibe (Durchmesser 1 mm) als Arbeitselektrode, einer Pt-Draht-Gegenelektrode und einer0.1 mol / 1 added. The measurement was carried out in a three-electrode arrangement with a Pt disk (diameter 1 mm) as a working electrode, a Pt wire counter electrode and a
Silber/Silberchlorid-Pseudoreferenzelektrode (interne Eichung gegen Ferrocen/Ferrocenium) . Die Vorschubgeschwindigkeit betrugSilver / silver chloride pseudo reference electrode (internal calibration against ferrocene / ferrocenium). The feed rate was
100 mV/s.100 mV / s.
Im weiteren Text werden folgenden Abkürzungen verwendet:The following abbreviations are used in the text below:
ITO: Indium-Zinn-Oxid.ITO: indium tin oxide.
PEDOT: PoIy (3, 4-ethylendioxythiophen) / PoIy (styrolsulfonsäure) .PEDOT: poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid).
PTFE: Polytetrafluorethylen. PVDF: Polyvinylidenfluorid.PTFE: polytetrafluoroethylene. PVDF: polyvinylidene fluoride.
PBD: 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert-butyl-phenyl) -1, 3, 4-oxadiazol.PBD: 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazole.
TAZ : 3- (4-Biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tertbutylphenyl) -1,2,4- triazol . Silan 1: Anisyl-methyldichlorsilan .TAZ: 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole. Silane 1: anisylmethyldichlorosilane.
Silan 2: 4-Butoxyphenyl-methyldichlorsilan .Silane 2: 4-Butoxyphenyl-methyldichlorosilane.
Allgemeine Vorschrift zur Fertigung von Polymer-OLEDsGeneral regulation for the production of polymer OLEDs
Der Schichtaufbau der präparierten OLEDs ist ITO/ PEDOT/ halbleitende Polymermischung / Ca / Ag.The layer structure of the prepared OLEDs is ITO / PEDOT / semiconducting polymer mixture / Ca / Ag.
Die Fertigung von OLEDs erfolgte auf gereinigten ITO-Substraten der Firma Präzisions Glas & Optik GmbH, Iserlohn, Deutschland (CEC020S), die direkt vor Beginn des Herstellprozesses 20The production of OLEDs took place on cleaned ITO substrates of the company Präzisions Glas & Optik GmbH, Iserlohn, Germany (CEC020S), which started directly before the beginning of the manufacturing process 20
Minuten mit Ozon (UV-Ozonreiniger UVOH 150 LAB der Firma FHR Anlagenbau, Ottendorf-Okrilla, Deutschland) behandelt wurden. Auf die ITO-Schicht wurde durch Spincoating bei Umdrehungszahlen von 1500 U/min bis 2500 U/min eine PEDOT- Polymeranode (Baytron P, VP. AL 4083) mit einer Schichtdicke zwischen 30 nm und 60 nm aufgetragen und 10 min bei 110 0C getempert. Baytron P wurde vor dem Auftrag filtriert (0,45 μm, PVDF) . Anschließend wurde unter Ausschluss von Luftfeuchtigkeit (Gehalt H2O < 5 ppm) und Sauerstoff (Gehalt O2 < 5 ppm) in einer Glovebox mit Stickstoffinertgasatmosphäre durch Spincoating mit Drehzahlen zwischen 1000 und 5000 U/min die Polymermischung mit einer Schichtdicke von 80 nm bis 150 nm aufgetragen. Das Polymer wurde aus einer Lösung in 1, 2-Dichlorbenzol mit einem Feststoffgehalt zwischen 2% und 6% verarbeitet, vor dem Auftrag filtriert (0,45 μm, PTFE) und nach Bildung der Schicht 10 min bei 8O0C in der Glovebox getempert. Abschließend erfolgte ohne Unterbrechung der Schutzgasatmosphäre die Bedampfung mit Metallkathoden. Hierzu wurde im Hochvakuum (< 5*10-6 mbar) Calcium mit einer Schichtdicke von 5 nm aufgebracht und mit einer Silberschutzschicht der Dicke 200 nm versehen.Minutes were treated with ozone (UV ozone cleaner UVOH 150 LAB the company FHR Anlagenbau, Ottendorf-Okrilla, Germany). On the ITO layer was formed by spin coating at speeds of 1500 rev / min to 2500 rev / min, a PEDOT polymer anode (Baytron P VP. AL 4083) nm with a layer thickness between 30 and deposited 60 nm and 10 min at 110 0 C annealed. Baytron P was filtered before application (0.45 μm, PVDF). Subsequently, with exclusion of atmospheric moisture (content H2O <5 ppm) and oxygen (content O2 <5 ppm) in a glove box with Stickstoffinertgasatmosphäre by spin coating with speeds between 1000 and 5000 rev / min applied the polymer mixture with a layer thickness of 80 nm to 150 nm , The polymer was processed from a solution in 1, 2-dichlorobenzene with a solids content between 2% and 6%, filtered before the order (0.45 microns, PTFE) and after formation of the layer for 10 min at 8O 0 C in the glove box annealed , Finally, without interruption of the protective gas atmosphere, the vapor deposition with metal cathodes. For this purpose, calcium was applied in a high vacuum (<5 × 10 -6 mbar) with a layer thickness of 5 nm and provided with a silver protective layer of thickness 200 nm.
Die Bestimmung der diversen Schichtdicken erfolgte durch einen Profiler Dektak 6M der Firma Veeco Europe SAS, Dourdan Cedex, Frankreich oder per Schwingquarz während der Bedampfung. Die Strom-Spannungs-Charakteristik und Strom-Leuchtdichte- Charakteristik wurden unter Ausschluss von Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff innerhalb einer Glovebox durchgeführt. Die Ansteuerung der Messgerate und die Datenerfassung erfolgte mit einer Keithley Messkarte KPCI-3104 und geeigneten Vorverstärkern. Die Detektion des Photostroms erfolgte mit einer kalibrierten Fotodiode 74868 UG - 625 B/U S2281 der Firma Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH, Herrsching, Deutschland und entsprechenden selbstgefertigten Vorverstärkern (Strom- Spannungs-Wandlern) .The various layer thicknesses were determined by a Profiler Dektak 6M from Veeco Europe SAS, Dourdan Cedex, France or by quartz oscillating during the vapor deposition. The current-voltage characteristic and current-luminance characteristic were carried out under exclusion of humidity and oxygen within a glovebox. The control of the measuring devices and the data acquisition took place with a Keithley KPCI-3104 measuring card and suitable pre-amplifiers. The detection of the photocurrent was carried out with a calibrated photodiode 74868 UG - 625 B / U S2281 the company Hamamatsu Photonics Germany GmbH, Herrsching, Germany and corresponding self-made preamplifiers (current-voltage converters).
Als Einsatzspannung wird der Spannungsschwellwert bezeichnet, ab dem ein vom Grundrauschen unterscheidbarer Photostrom detektiert wird.The threshold voltage is the voltage threshold above which a photocurrent distinguishable from the background noise is detected.
Chemikalien :Chemicals:
PBD wurde von der Firma Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen,PBD was developed by Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen,
Deutschland bezogen. Der Ubergangsmetallkomplex (2) F(Ir)pic wurde von der Firma H.W. Sands, Indianatown, USA bezogen. Der Ubergangsmetallkomplex (5) Ir (piq-t) 2 (acac) wurde von der Firma Sensient Imaging Technologies GmbH , Bitterfeld-Wolfen, Deutschland bezogen. Ir(mppy)3 (3) und Ir(piq)3 (4) wurden von der Firma American Dye Source Inc., Quebec, Canada bezogen. Baytron P VP. Al 4083 (PEDOT) wurde von der Firma H. C. Starck, Leverkusen, Deutschland bezogen. Calcium und Silber wurden von der Firma Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen, Deutschland bezogen. Samtliche Substanzen wurden ohne weitere Reinigung eingesetzt. Die wasserfreien Losungsmittel wurde von der Firma Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen, Deutschland bezogen.Germany related. The transition metal complex (2) F (Ir) pic was purchased from HW Sands, Indianatown, USA. The transition metal complex (5) Ir (piq-t) 2 (acac) was purchased from Sensient Imaging Technologies GmbH, Bitterfeld-Wolfen, Germany. Ir (mppy) 3 (3) and Ir (piq) 3 (4) were purchased from American Dye Source Inc., Quebec, Canada. Baytron P VP. Al 4083 (PEDOT) was purchased from HC Starck, Leverkusen, Germany. Calcium and silver were purchased from Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen, Germany. All substances were used without further purification. The anhydrous solvent was purchased from Sigma-Aldrich-Chemie GmbH, Taufkirchen, Germany.
Spektroskopie : Die Detektion der Elektrolumineszenzspektren und Photolumineszenzspektren erfolgte mit dem Gerat LS55 der Firma Perkin Eimer, Rodgau-Jugesheim, Deutschland. Zur Bestimmung der Photolumineszenzspektren wurde Dichlormethan der Qualitatsstufe-UVASOL®- der Firma VWR International GmbH, Ismaning, Deutschland als Losungsmittel eingesetzt. Als Anregungswellenlange für die Triplettemitter der Formeln (2) bis (5) wurde die Wellenlange der langwelligsten Absorption verwendet .Spectroscopy: The detection of the electroluminescence spectra and photoluminescence spectra was carried out using the device LS55 from Perkin Elmer, Rodgau-Jugesheim, Germany. To determine the photoluminescence spectra, dichloromethane of the quality grade UVASOL.RTM. From VWR International GmbH, Ismaning, Germany was used as the solvent. As the excitation wavelength for the triplet emitters of the formulas (2) to (5), the wavelength of the longest wavelength absorption was used.
Synthesebeispiele :Synthesis examples:
Beispiel A:Example A:
Synthese von 4-Alkoxyphenyl-methyl-dichlorsilanen (Silan 1, Silan 2)Synthesis of 4-alkoxyphenyl-methyl-dichlorosilanes (silane 1, silane 2)
Eine Losung eines Grignard-Reagenzes hergestellt aus 4- Bromanisol oder l-Brom-4-butoxybenzol (0,26 mol) in 90 ml Diethylether wurde bei 0 0C zu einer Losung von Trichlormethylsilan (0,26 mol) in 250 ml Diethylether getropft und anschließend für 1 h zum Ruckfluss erhitzt. Nach Abdestillieren des Losungsmittels wurde das Produkt im Vakuum destilliert. Man erhielt Silan 1 oder Silan 2 als farblose Ole in 19% oder 29% Ausbeute.A solution of a Grignard reagent prepared from 4-bromoanisole or l-bromo-4-butoxybenzene (0.26 mol) in 90 ml diethyl ether was added at 0 0 C to a solution of trichloromethylsilane (0.26 mol) was dropped in 250 ml of diethyl ether and then heated to reflux for 1 h. After distilling off the solvent, the product was distilled in vacuo. Silane 1 or silane 2 was obtained as colorless oils in 19% or 29% yield.
Beispiel B:Example B:
Allgemeine Arbeitsvorschrift für die Synthese der Polysilane (Polysilan 1-5)General procedure for the synthesis of polysilanes (polysilane 1-5)
Zu einer Dispersion aus 1,67 g Natrium in 50 ml Toluol wurde bei 110 0C innerhalb von 30 min eine Losung eines oder mehrerer Dichlorsilane wie Silan 1, Silan 2, Dimethyl-dichlorsilan, Phenyl-methyl-dichlorsilan und/oder Methyl-propyl-dichlorsilan und gegebenenfalls Methyltrichlorsilan in 20 ml Toluol getropft und das Reaktionsgemisch für 2 h zum Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen der Mischung wurden 20 ml Methanol und 70 ml Wasser zugetropft, die organische Phase abgetrennt und diese mit 2 x 70 ml Wasser gewaschen. Durch Eintropfen der organischen Phase in Methanol wurde das Produkt als farbloser Feststoff gefällt, durch Filtration isoliert und im Vakuum getrocknet. Man erhielt die Polysilane 1-5 als farblose Feststoffe.To a dispersion of 1.67 g of sodium in 50 ml of toluene at 110 0 C within 30 min, a solution of one or more dichlorosilanes such as silane 1, silane 2, dimethyl-dichlorosilane, phenyl-methyl-dichlorosilane and / or methyl-propyl dichlorosilane and optionally methyltrichlorosilane in 20 ml of toluene and the reaction mixture heated for 2 h to reflux. After cooling the mixture, 20 ml of methanol and 70 ml of water were added dropwise, the organic phase was separated and washed with 2 x 70 ml of water. The product was precipitated as a colorless solid by dropwise addition of the organic phase in methanol, isolated by filtration and dried in vacuo. Polysilanes 1-5 were obtained as colorless solids.
Polysilan 1: Nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde eine Lösung von 0,25 g (1,94 mmol) Dimethyldichlorsilan und 6,43 g (29,06 mmol) Silan 1 in die Natriumdispersion getropft. Man erhielt 2,19 g Polysilan 1. Cyclovoltammetrische Messungen lieferten eine irreversible Oxidation bei 235 mV gegen Ferrocen/Ferrocenium.Polysilane 1: Following the general procedure, a solution of 0.25 g (1.94 mmol) of dimethyldichlorosilane and 6.43 g (29.06 mmol) of silane 1 was added dropwise to the sodium dispersion. 2.19 g of polysilane 1. Cyclic voltammetric measurements gave an irreversible oxidation at 235 mV against ferrocene / ferrocenium.
Polysilan 2: Nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde eine Lösung von 0,29 g (2,28 mmol) Dimethyldichlorsilan und 9,00 g (34,0 mmol) Silan 2 in die Natriumdispersion getropft. Man erhielt 1,60 g Polysilan 2.Polysilane 2: Following the general procedure, a solution of 0.29 g (2.28 mmol) of dimethyldichlorosilane and 9.00 g (34.0 mmol) of silane 2 was added dropwise to the sodium dispersion. 1.60 g of polysilane 2 were obtained.
Cyclovoltammetrische Messungen lieferten eine irreversible Oxidation bei 220 mV gegen Ferrocen/Ferrocenium.Cyclic voltammetric measurements revealed an irreversible oxidation at 220 mV against ferrocene / ferrocenium.
Polysilan 3: Nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde eine Lösung von 0,25 g (1,97 mmol) Dimethyldichlorsilan und 5,66 g (29,6 mmol) Phenyl-methyldichlorsilan in die Natriumdispersion getropft. Man erhielt 1,59 g Polysilan 3. Cyclovoltammetrische Messungen lieferten eine irreversible Oxidation bei 510 mV gegen Ferrocen/Ferrocenium.Polysilane 3: Following the general procedure, a solution of 0.25 g (1.97 mmol) of dimethyldichlorosilane and 5.66 g (29.6 mmol) of phenylmethyldichlorosilane was added dropwise to the sodium dispersion. Cyclic voltammetric measurements revealed an irreversible oxidation at 510 mV against ferrocene / ferrocenium.
Polysilan 4: Nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde eine Lösung von 4,95 g (32,0 mmol) Methyl-propyldichlorsilan in die Natriumdispersion getropft. Man erhielt 1,59 g Polysilan 4. Cyclovoltammetrische Messungen lieferten eine irreversible Oxidation bei 720 mV gegen Ferrocen/Ferrocenium.Polysilane 4: According to the general procedure, a solution of 4.95 g (32.0 mmol) of methyl-propyldichlorosilane was added dropwise to the sodium dispersion. 1.59 g of polysilane 4 were obtained. Cyclic voltammetric measurements revealed irreversible oxidation at 720 mV against ferrocene / ferrocenium.
Polysilan 5: Nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde eine Lösung von 7,0 g (37,0 mmol) Phenyl-methyldichlorsilan, 0,28 g (2,0 mmol) Dimethyldichlorsilan und 0,64 g (4,0 mmol) Trichlormethylsilan in die Natriumdispersion getropft. Man erhielt 1,98 g Polysilan 5. Cyclovoltammetrische Messungen lieferten eine irreversible Oxidation bei 510 mV gegen Ferrocen/Ferrocenium.Polysilane 5: Following the general procedure, a solution of 7.0 g (37.0 mmol) of phenylmethyldichlorosilane, 0.28 g (2.0 mmol) of dimethyldichlorosilane and 0.64 g (4.0 mmol) of trichloromethylsilane in the Sodium dispersion is added dropwise. 5.98 g of polysilane were obtained. 5. Cyclic voltammetric measurements gave an irreversible oxidation at 510 mV against ferrocene / ferrocenium.
Die Tabelle 1 zeigt die Maxima der Photolumineszenzspektren der eingesetzten Triplettemitter der Formeln (2) bis (5).Table 1 shows the maxima of the photoluminescence spectra of the triplet emitter used of the formulas (2) to (5).
Tabelle 1:Table 1:
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Figure imgf000028_0001
In den Beispielen und im Vergleichsbeispiel ist jeweils in Klammern die Schichtdicke in (nm) angegeben.In the examples and in the comparative example, the layer thickness in (nm) is given in brackets.
Vergleichsbeispiel für nicht erfindungsgemäße blau emittierende OLEDsComparative example for non-inventive blue emitting OLEDs
Vergleichsbeispiel 1: PVK, F(Ir)pic der Formel (2), PBD Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (57 nm) / Polyvinylcarbazol (69 Gewi) , PBD (30 Gewi) , F(Ir)pic der Formel (2) (1 Gewi) (91 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 6,5 V und blaue Elektrolumineszenz mit einem Maximum bei 410 nm. Bei der beobachteten Emission handelt es sich um eine Matrixemission des Polyvinylcarbazol .Comparative Example 1: PVK, F (Ir) pic of the formula (2), PBD Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (57 nm) / polyvinylcarbazole (69% by weight), PBD (30% by weight), F ( Ir) pic of formula (2) (1 wt) (91 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 6.5 V and blue electroluminescence with a maximum at 410 nm observed emission is a matrix emission of polyvinylcarbazole.
Die angestrebte Phosphoreszenz des dotierten Emitters F(Ir)pic der Formel (2) mit einem Maximum der Emissionswellenlänge im Bereich 465 nm konnte nicht beobachtet werden.The desired phosphorescence of the doped emitter F (Ir) pic of the formula (2) with a maximum of the emission wavelength in the range 465 nm could not be observed.
Beispiele für erfindungsgemäße blau emittierende OLEDsExamples of inventive blue-emitting OLEDs
Beispiel 1: Polysilan 1, PBD, F(Ir)pic der Formel (2)Example 1: Polysilane 1, PBD, F (Ir) pic of the formula (2)
Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (41 nm) / Polysilan 1 (69 Gew%), PBD (30 Gewi) , F(Ir)pic der Formel (2) (1 Gew%) (96 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 6,3 V und blaue Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 469 nm.Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (41 nm) / polysilane 1 (69% by weight), PBD (30% by weight), F (Ir) pic of the formula (2) (1% by weight) (96 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 6.3 V and blue electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 469 nm.
Beispiel 2: Polysilan 3, PBD, F(Ir)pic der Formel (2)Example 2: Polysilane 3, PBD, F (Ir) pic of the formula (2)
Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (41 nm) / Polysilan 3Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (41 nm) / polysilane 3
(69 Gew%), PBD (26 Gewi) , F(Ir)pic der Formel (2) (5 Gew%) (99 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 12,7 V und blaue Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 473 nm.(69% by weight), PBD (26% by weight), F (Ir) pic of formula (2) (5% by weight) (99 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 12.7 V and blue electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 473 nm.
Beispiel 3: Polysilan 5, PBD, F(Ir)pic der Formel (2)Example 3: Polysilane 5, PBD, F (Ir) pic of the formula (2)
Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde einUsing the general working procedure was a
Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (55 nm) / Polysilan 5Device with the layer structure ITO / PEDOT (55 nm) / polysilane 5
(65 Gewi), PBD (30 Gewi), F(Ir)pic der Formel (2) (5 Gewi) (113 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 18,5 V und blaue Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 471 nm. Bei allen erfindungsgemäßen Beispielen konnte die angestrebte Phosphoreszenz des dotierten Emitters F(Ir)pic der Formel (2) mit einem Maximum der Emissionswellenlänge im Bereich 465 nm gezeigt werden.(65 wt.), PBD (30 wt.), F (Ir) pic of formula (2) (5 wt.) (113 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 18.5 V and blue electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 471 nm. In all the examples according to the invention, it was possible to show the desired phosphorescence of the doped emitter F (Ir) pic of the formula (2) with a maximum of the emission wavelength in the region of 465 nm.
Beispiele für erfindungsgemäße grün emittierende OLEDsExamples of green emitting OLEDs according to the invention
Beispiel 4: Polysilan 1, PBD, Ir(mppy)3 der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (34 nm) / Polysilan 1 (49 Gew%), PBD (50 Gewi) , Ir(mppy)3 der Formel (3) (1 Gew%) (97 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 5,5 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 510 nm.Example 4: Polysilane 1, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (34 nm) / polysilane 1 (49% by weight), PBD (50% by weight) was prepared. , Ir (mppy) 3 of formula (3) (1 wt%) (97 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 5.5 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 510 nm.
Beispiel 5: Polysilan 3, Ir(mppy)3 der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (33 nm) / Polysilan 3 (97 Gew%), Ir(mppy)3der Formel (3) (3 Gew%) (117 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 21 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 514 nm.Example 5: Polysilane 3, Ir (mppy) 3 of formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (33 nm) / polysilane 3 (97% by weight), Ir (mppy) 3 of the formula (3) (3 wt%) (117 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 21 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 514 nm.
Beispiel 6: Polysilan 3, TAZ, Ir(mppy)3 der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde einExample 6: Polysilane 3, TAZ, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a
Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (38 nm) / Polysilan 3 (69 Gew%), TAZ (30 Gewi) , Ir(mppy)3der Formel (3) (1 Gew%) (119 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 18 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 508 nm.Device with the layer structure ITO / PEDOT (38 nm) / polysilane 3 (69% by weight), TAZ (30% by weight), Ir (mppy) 3 of the formula (3) (1% by weight) (119 nm) / Ca (5 nm ) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 18 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 508 nm.
Beispiel 7: Polysilan 3, PBD, Ir(mppy)3 der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (39 nm) / Polysilan 3 (69 Gew%), PBD (25 Gewi) , Ir(mppy)3 der Formel (3) (6 Gew%) (124 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 8 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 515 nm.Example 7: Polysilane 3, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (39 nm) / polysilane 3 (69% by weight), PBD (25% by weight), Ir (mppy) 3 of the formula (3) (6% by weight) (124 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 8 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 515 nm.
Beispiel 8: Polysilan 4, PBD, Ir(mppy)3der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (60 nm) / Polysilan 4 (69 Gew%), PBD (30 Gewi) , Ir(mppy)3 der Formel (3) (1 Gew%) (90 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 9,0 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 510 nm.Example 8: Polysilane 4, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (60 nm) / polysilane 4 (69% by weight), PBD (30% by weight) was prepared. , Ir (mppy) 3 of formula (3) (1 wt%) (90 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 9.0 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 510 nm.
Beispiel 9: Polysilan 5, PBD, Ir(mppy)3 der Formel (3) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (35 nm) / Polysilan 5 (60 Gewi), PBD (30 Gewi), Ir(mppy)3 der Formel (3) (10 Gewi) (98 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 9,1 V und grüne Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 514 nm.Example 9: Polysilane 5, PBD, Ir (mppy) 3 of the formula (3) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (35 nm) / polysilane 5 (60% by weight), PBD (30% by weight), Ir (mppy) 3 of formula (3) (10 wt) (98 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 9.1 V and green electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 514 nm.
Bei allen erfindungsgemäßen Beispielen konnte die angestrebte Phosphoreszenz des dotierten Emitters Ir(mppy)3 der FormelIn all examples of the invention, the desired phosphorescence of the doped emitter Ir (mppy) 3 of the formula
(3) mit einem Maximum der Emissionswellenlänge im Bereich 515 nm gezeigt werden.(3) with a maximum emission wavelength in the 515 nm range.
Beispiele für erfindungsgemäße rot emittierende OLEDsExamples of inventive red-emitting OLEDs
Beispiel 10: Polysilan 1, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) der Formel (5) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (39 nm) / Polysilan 1 (67 Gew%), PBD (30 Gewi) , Ir (piq-t) 2 (acac) der Formel (5) (3 Gewi) (101 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 8,2 V und roteExample 10: Polysilane 1, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) of the formula (5) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (39 nm) / polysilane 1 (67% by weight), PBD (30% by weight), Ir (piq-t) 2 (acac) of the formula (5) (3% by weight) (101 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 8.2 V and red
Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 618 nm.Electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 618 nm.
Beispiel 11: Polysilan 2, PBD, Ir(piq)3der Formel (4) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (35 nm) / Polysilan 2 (69 Gewi), PBD (30 Gewi), Ir(piq)3der Formel (4) (1 Gewi) (150 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 11 V und rote Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 614 nm.EXAMPLE 11 Polysilane 2, PBD, Ir (piq) 3 of the Formula (4) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (35 nm) / polysilane 2 (69% by weight), PBD (30% by weight), Ir (piq) 3 of the formula (4) (1 wt) (150 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 11 V and red electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 614 nm.
Beispiel 12: Polysilan 3, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) der Formel (5) Unter Anwendung der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurde ein Device mit dem Schichtaufbau ITO / PEDOT (39 nm) / Polysilan 3 (69 Gewi), PBD (30 Gewi), Ir (piq-t) 2 (acac) der Formel (5) (1 Gewi) (101 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm) gefertigt. Das Device zeigte eine Einsatzspannung von 8,8 V und roteExample 12: Polysilane 3, PBD, Ir (piq-t) 2 (acac) of formula (5) Using the general procedure, a device with the layer structure ITO / PEDOT (39 nm) / polysilane 3 (69 wt), PBD (30 wt.), Ir (piq-t) 2 (acac) of the formula (5) (1 wt.) (101 nm) / Ca (5 nm) / Ag (200 nm). The device showed a threshold voltage of 8.8 V and red
Elektrolumineszenz des dotierten Emitters mit einem Maximum bei 620 nm.Electroluminescence of the doped emitter with a maximum at 620 nm.
Bei allen erfindungsgemäßen Beispielen konnte die angestrebte Phosphoreszenz des dotierten Emitters Ir (piq-t) 2 (acac) derIn all the examples according to the invention, the desired phosphorescence of the doped emitter Ir (piq-t) 2 (acac) of the
Formel (5) oder Ir(piq)3 der Formel (4) mit einem Maximum der Emissionswellenlänge im Bereich 620 nm oder 615 nm gezeigt werden . Formula (5) or Ir (piq) 3 of the formula (4) are shown with a maximum of the emission wavelength in the range 620 nm or 615 nm.

Claims

Patentansprüche claims
1. Phosphoreszierende Mischung, enthaltend1. Phosphorescent mixture containing
A) mindestens ein Organopolysilan, gekennzeichnet durch eine Wiederholungseinheit der allgemeinen Formel (1)A) at least one organopolysilane, characterized by a repeating unit of the general formula (1)
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0001
wobei Rl und R2 unabhängig voneinander, einwherein R 1 and R 2 independently of one another
Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls substituierter, vollständig oder teilweise ungesättigter oder Heteroatome enthaltender Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Hydrogen atom, an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing hydrocarbon radical having 1 to 20 C
Atomen, ein gegebenenfalls substituierter, vollständig oder teilweise ungesättigter oder Heteroatome enthaltender cyclischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atoms, an optionally substituted, fully or partially unsaturated or heteroatom-containing cyclic hydrocarbon radical having 1 to 20 C
Atomen, ein gegebenenfalls substituierter oder Heteroatome enthaltender Arylrest, n eine ganze Zahl von 2 bis 2000 bedeutet, mit der Maßgabe, dass die Wiederholungseinheiten unabhängig voneinander auch als Abfolge verschiedener Kombinationen der allgemeinen Formel (1) vorliegen können und in beliebiger Weise, beispielsweise als Block oder statistisch, im Organopolysilanmolekül verteilt sein können.Atoms, an optionally substituted or heteroatom-containing aryl radical, n is an integer from 2 to 2,000, with the proviso that the repeating units can also be present independently of one another as a sequence of different combinations of the general formula (1) and in any desired manner, for example as a block or statistically, in the organopolysilane molecule can be distributed.
B) mindestens einen TriplettemitterB) at least one triplet emitter
C) sowie gegebenenfalls mindestens eine weitere Verbindung aus der Gruppe enthaltend elektronenleitfähige-, lochleitfähige-, elektronenblockierende oder lochblockierende, halbleitende, organische Materialien mit polymerer, oligomerer, dendrimerer oder niedermolekularer Struktur.C) and optionally at least one further compound from the group comprising electron-conductive, hole-conductive, electron-blocking or hole-blocking, semiconductive, organic materials having a polymeric, oligomeric, dendrimeric or low molecular weight structure.
2. Phosphoreszierende Mischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Organopolysilan A) ein Zahlenmittleres Molekulargewicht Mn zwischen 300 g/mol und 500000 g/mol aufweist.2. Phosphorescent mixture according to claim 1, characterized in that the organopolysilane A) has a number average molecular weight Mn between 300 g / mol and 500,000 g / mol.
3. Phosphoreszierende Mischung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Organopolysilan A) eine optische Bandlücke von mindestens 2,5 eV aufweist.3. Phosphorescent mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the organopolysilane A) has an optical band gap of at least 2.5 eV.
4. Phosphoreszierende Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mindestens 0,5 Gewi B) enthält.4. Phosphorescent mixture according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixture contains at least 0.5 Gewi B).
5. Phosphoreszierende Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens 30 Gew- % A) enthält.5. Phosphorescent mixture according to one of claims 1 to 4, characterized in that it contains at least 30% by weight of A).
6. Phosphoreszierende Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass A) ein6. Phosphorescent mixture according to one of claims 1 to 5, characterized in that A) a
Ionisationspotential von höchstens 6,5 eV besitzt. Ionization potential of at most 6.5 eV has.
7. Verfahren zur Herstellung der phosphoreszierenden Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten nach dem Lösen oder Suspendieren in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, auf ein Substrat aufgebracht werden und das Lösungsmittel anschließend abgedampft wird.7. A process for the preparation of the phosphorescent mixture according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the components are applied after dissolving or suspending in a solvent or solvent mixture, on a substrate and the solvent is then evaporated.
8. Verfahren zur Herstellung der phosphoreszierenden Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungskomponenten getrennt thermisch verdampft werden und sich gemeinsam auf einem Substrat abscheiden.8. A process for the preparation of the phosphorescent mixture according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mixture components are thermally evaporated separately and collectively deposited on a substrate.
9. Verfahren zur Herstellung der phosphoreszierenden Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung durch Abscheidung aus der Gasphase der so genannten Organic Vapour Phase Deposition Methode hergestellt wird.9. A process for the preparation of the phosphorescent mixture according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mixture is prepared by deposition from the gas phase of the so-called Organic Vapor Phase Deposition method.
10. Verfahren zur Herstellung der phosphoreszierenden Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Komponenten aus Lösung oder Suspension in getrennten Schritten aufgetragen werden und eine anschließende Diffusion der Komponenten erfolgt.10. A process for the preparation of the phosphorescent mixture according to one of claims 1 to 6, characterized in that the individual components are applied from solution or suspension in separate steps and a subsequent diffusion of the components takes place.
11. Verwendung der Mischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 als lichtemittierende oder -empfangende Polymerschicht in photoaktiven Vorrichtungen.11. Use of the mixture according to one of claims 1 to 6 as a light-emitting or -empfangende polymer layer in photoactive devices.
12. Verwendung der Mischung gemäß dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass die Dicke der Polymerschicht 10 bis 250 nm beträgt. 12. Use of the mixture according to claim 11, characterized in that the thickness of the polymer layer is 10 to 250 nm.
13. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den photoaktiven Vorrichtungen um OLEDs handelt. Use according to one of claims 11 or 12, characterized in that the photoactive devices are OLEDs.
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