WO2016116486A1 - Organische moleküle zur verwendung in optoelektronischen bauelementen - Google Patents

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WO2016116486A1
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Michael Danz
Harald FLÜGGE
Jana Friedrichs
Tobias Grab
Andreas Jacob
Stefan Seifermann
Daniel Volz
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Cynora Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to purely organic molecules comprising a central triarylamine unit and their use in organic light-emitting diodes (OLEDs) and in other optoelectronic components.
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • OLED organic light-emitting diodes
  • OLEDs are usually realized in layer structures, which consist predominantly of organic materials.
  • layer structures consist predominantly of organic materials.
  • FIG. 1 The heart of such components is the emitter layer, in which usually emitting molecules are embedded in a matrix.
  • the energy contained in the excitons can be emitted by the corresponding emitters in the form of light, in this case speaking of electroluminescence.
  • An overview of the function of OLEDs can be found, for example, in H. Yersin, Top. Curr. Chem., 2004, 241, 1 and H. Yersin, "Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials”; Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008.
  • a new generation of OLEDs is based on the utilization of delayed fluorescence (TADF: thermally activated delayed fluorescence or singlet harvesting).
  • TADF thermally activated delayed fluorescence or singlet harvesting
  • Cu (I) complexes can be used which, due to a small energy gap between the lowest triplet state ⁇ and the overlying singlet state Si (AE (Si-Ti)), can thermally recombine triplet exitones into a singlet state.
  • AE overlying singlet state Si
  • transition metal complexes purely organic molecules can exploit this effect.
  • Some such TADF materials have already been used in first optoelectronic devices.
  • the TADF materials often do not have sufficient long-term stability, sufficient thermal or sufficient chemical stability to water and oxygen in the optoelectronic components.
  • not all important emission colors are available.
  • some TADF materials are not vaporizable and therefore not suitable for use in commercial optoelectronic devices.
  • some TADF materials do not have adequate energy layers to the other materials used in the optoelectronic device (e.g., HOMO energies of TADF emitters greater than or equal to -5.9 eV). It is not possible to achieve sufficiently high efficiencies of the optoelectronic components with high current densities or high luminances with all TADF materials.
  • the syntheses of some TADF materials are expensive.
  • the invention relates in one aspect to the provision of organic molecules which have a structure of formula 1 or have a structure of formula 1:
  • n 1 or 2 or 3;
  • AF2 is a chemical entity selected from the structure described by Formula 1a
  • o is independently 1, 2 or 3 at each occurrence;
  • p is 1, 2 or 3; and wherein the AF2 of the formula 1 a has at least one and at most 3 attachment points to each one chemical entity AF1;
  • R ** is a point of attachment to AF1 or a radical R *, where the radicals R * are in particular in orf / 70-position to AF1;
  • AF1 is a chemical entity comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons (eg in the form of at least one aromatic system), the unit (s) AF1 being selected from those represented by Formula 1 b described structures;
  • Z is CR ***, N, where a maximum of 4 units Z are N at the same time;
  • o 0 or 1
  • p is 0 or 1;
  • q is 0 or 1
  • R *** is a point of attachment to AF2 or a radical R *; and where furthermore:
  • R 3 is independently selected for each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H Atoms may be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 3 may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic ring system.
  • R 8 is independently selected in each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, F, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H atoms can be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 8 may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic ring system.
  • An aryl group in the sense of this invention contains 6 to 60 aromatic ring atoms;
  • a heteroaryl group contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom.
  • the heteroatoms are in particular N, O, and S.
  • An aryl group or heteroaryl group is understood to mean a simple aromatic cycle, ie benzene, or a simple heteroaromatic cycle, for example pyridine, pyrimidine or thiophene, or a heteroaromatic polycycle, for example naphthalene, phenanthrene, quinoline or carbazole.
  • a condensed (fused) aromatic or heteroaromatic polycycle consists in the context of the present application of two or more fused simple aromatic or heteroaromatic cycles.
  • An aryl or heteroaryl group which may be substituted in each case by the abovementioned radicals and which may be linked via any position on the aromatic or heteroaromatic compounds is understood in particular to mean groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, Dihydropyrenes, chrysene, perylene, fluoranthene, benzanthracene, benzphenanthrene, tetracene, pentacene, benzpyrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzothiophene; Pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline, isoquinoline
  • An aromatic ring system in the sense of this invention contains 6 to 60 carbon atoms in the ring system.
  • a heteroaromatic ring system in the context of this invention contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom.
  • the heteroatoms are in particular selected from, N, O and / or S.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system in the sense of this invention is to be understood as meaning a system which does not necessarily contain only aryl or heteroaryl groups but in which also several aryl or heteroaryl groups by a non-aromatic moiety (in particular less than 10% of the various atoms), such as, for example, a sp3-hybridized C, Si or N atom, an sp 2 -hybridized C, N or O atom or a sp-hybridized carbon atom, may be connected.
  • systems should also be used as 9, T-Diarylfluoren, triarylamine, diaryl ethers, stilbene, etc.
  • aromatic ring systems in the context of this invention, and also systems in which two or more aryl groups, for example by a linear or cyclic alkyl, alkenyl or alkynyl group or by a Silyi juxtapos are connected.
  • systems in which two or more aryl or heteroaryl groups are linked together via single bonds are understood as aromatic or heteroaromatic ring systems in the context of this invention, such as systems such as biphenyl, terphenyl or diphenyltriazine.
  • aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted in each case with radicals as defined above and which may be linked via any positions on the aromatic or heteroaromatic, are understood in particular groups which are derived from benzene, naphthalene , Anthracene, benzanthracene, phenanthrene, benzphenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzpyrene, biphenyl, biphenylene, terphenyl, terphenyls, quaterphenyl, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, dihydropyrene, tetrahydro-pyrene, cis- or trans- indenofluorene, truxene, isotruxene, spirotruxene, spiroiso
  • AF2 always has a lower HOMO value (compared to AF1) and thus a lower LUMO value than AF2 (
  • the energy values HOMO (AF1), HOMO (AF2), LUMO (AF1), LUMO (AF2) are calculated using the density functional theory (DFT), whereby the attachment positions of the ambifunctional units are saturated with a hydrogen atom according to their chemical valences.
  • DFT density functional theory
  • the limits given refer to orbital energies in eV calculated with the BP86 functional (Becke, A.D. Phys Rev. A1988, 38, 3098-3100, Perdew, J.P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827).
  • AF2 has a structure of formula 2a-2b or has a structure of formula 2a-2b.
  • R ' is on each occurrence identical or different methyl, ethyl, /' so-propyl, tert-butyl;
  • R is identical or different at each occurrence R *, especially methyl, ethyl, / 'so-propyl, tert-butyl;
  • Y is N, CR ***, where Q and Y are not simultaneously N;
  • Units Y are simultaneously an element-element single bond, NR ***, where two units Y are not simultaneously NR ***;
  • U is CR ***, N, with a maximum of 3 U simultaneously being equal to N, and no adjacent U being simultaneously N;
  • ALK is methyl, ethyl, propyl, / 'so-propyl, butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl;
  • M is H, D, ALK, phenyl, pyridyl, R **, CN, with a maximum of 4 units M being simultaneously CN;
  • the triarylamine moiety of the organic molecule at the orf / 70 positions to the attachment positions of AF1 has at least one R 'or R "each which can negligibly affect the HOMO energy of the triarylamine units the invention means only by ⁇ 0.4 eV.
  • the unit (s) AF1 of the molecules according to the invention are selected from the structures of Table 1.
  • the unit (s) AF1 of the molecules according to the invention are selected from the structures of Table 1, wherein the unit AF2 is selected from the structures of Table 2.
  • Table 1 Possible chemical units AF1 which may be contained in molecules according to the invention. The attachment positions to the chemical entity AF2 are indicated by lowercase letters.
  • Table 2 Possible chemical units AF2 which may be contained in molecules according to the invention. Taking into account the maximum number according to formula 1, each C-H group can be the attachment position to a chemical unit AF1.
  • the molecules according to the invention come about through the symmetrical, covalent attachment of three chemical units AF1 to the triarylamine unit.
  • Table 3 Inventive combinations of the triarylamine units AF2 from Table 2 with the chemical units AF1 from Table 1.
  • the values for ⁇ , ALUMO and Gap are given in brackets.
  • the entries are given in the form AF1-S-AF2, where S stands for the covalent bond between AF1 and AF2.
  • the molecules according to the invention have one or more units AF1 which are selected from the following structures:
  • each aromatic C-H and N-H bond may optionally be substituted by a solubilizing and / or a polymerizable R-enabling radical.
  • Table 4 Examples of organic molecules according to the invention AF2- (AF1) n , which optionally contain one or more of the radicals R * defined above.
  • the calculated values for the singlet-triplet distance in the geometry of the SO ground state are given in brackets under the corresponding molecular structure.
  • the embodiment having a symmetric structure consisting of a triarylamine unit (TAA) which is covalently linked to three equal AF1 directly, without spacer unit, and has R 'or R "in ortho position to AF1, It also differs functionally from molecules according to the prior art: an efficient HOMO / LUMO separation and at the same time a high oscillator strength of the radiative transition are ensured by the radicals R 'and R "in orffro position to the units AF1. They have the task of communicating the ⁇ -systems To prevent donor and acceptor via conjugated bonds and to allow communication between donor and acceptor through space.
  • TAA triarylamine unit
  • the permissibility of a quantum mechanical transition is, as is well known, accessible either by theoretically derivable spectroscopic selection rules (symmetric molecules) or by measuring the extinction coefficient (UV / VIS spectroscopy) or quantum chemical calculation of the oscillator strength, with permission characterized by a large oscillator strength.
  • the greater the oscillator strength the faster the associated process.
  • saturation effects quickly occur at high current intensities, which adversely affects the component lifetime and prevents the achievement of high brightness levels.
  • radicals R 'and R "present in some embodiments fulfill two functional features:
  • further radicals R are added to the chemically substitutable positions of the organic molecules thus obtained in order to increase the solubility of the emitters and / or to allow the polymerizability without significantly changing the electronic properties of the molecule, so that even when using R an emitter is present, wherein
  • R 3 is independently selected in each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in which also one or more H atoms may be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 3 may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic ring system.
  • R 8 is independently selected in each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, F, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H atoms can be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 8 may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic ring system.
  • Polymerizable radicals are those radicals which carry polymerizable functional units which can be homopolymerized with themselves or copolymerized with other monomers.
  • the molecules according to the invention can be obtained as a polymer having the following repeating units of the formulas 3 and 4, which can be used as polymers in the light-emitting layer of the optoelectronic component.
  • R is analogous to R * as defined above.
  • L1 and L2 represent the same or different linker groups having 0 to 20, especially 1 to 15, or 2 to 10 carbon atoms, and wherein the wavy line indicates the position via which the linker group is attached to the organic molecule of the Formula 1 is connected.
  • the linker group L1 and / or L2 has a form -X-L3-, where X is O or S and L3 is a linker group selected from the group consisting of a substituted and unsubstituted alkylene group (linear, branched or cyclic) and a substituted and unsubstituted arylene group, in particular a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenylene group, whereby combinations are possible.
  • Formula 5 Formula 6
  • Formula 7 Formula 8
  • Formula 9 Formula 10
  • the polymerisable functional units are attached to the organic molecule of formula 1 via a linker group of formulas 11 to 16 which have a hydroxyl moiety and the compounds resulting therefrom itself homopolymerized or copolymerized with other suitable monomers.
  • Polymers having a unit according to formula 3 or formula 4 may either exclusively comprise repeat units having a structure of general formula 3 or 4, or repeat units having a different structure.
  • repeat units having other structures include moieties resulting from corresponding monomers typically used or used in copolymerizations.
  • Examples of such repeat units resulting from monomers are repeat units having unsaturated moieties such as ethylene or styrene.
  • AE Si-T-i
  • Si lowest excited singlet
  • T-i triplet
  • the invention relates in one aspect to the use of an organic molecule according to the invention as a luminescent emitter and / or as a host material and / or as an electron transport material and / or as a hole injection material and / or as a hole blocking material in an optoelectronic component, which is produced in particular by a vacuum evaporation method or from solution , wherein the optoelectronic component is in particular selected from the group consisting of:
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • the proportion of the organic molecule according to the invention on the luminescent emitter and / or host material and / or electron transport material and / or hole injection material and / or hole blocking material in one embodiment is 1% to 99% (wt%), in particular the proportion of the emitter in optical light-emitting components especially in OLEDs, between 5% and 80%.
  • the invention relates in a further aspect to optoelectronic components comprising an organic molecule according to the invention, wherein the optoelectronic component is in particular formed as a component selected from the group consisting of organic light emitting component (OLED), light emitting electrochemical cell, OLED sensor, in particular in non-hermetically shielded gas and vapor sensors, organic diode, organic solar cell, organic transistor, organic light emitting diode, organic field effect transistor, organic laser and downconversion element.
  • OLED organic light emitting component
  • OLED light emitting electrochemical cell
  • OLED sensor in particular in non-hermetically shielded gas and vapor sensors
  • organic diode organic solar cell
  • organic transistor organic light emitting diode
  • organic field effect transistor organic laser and downconversion element
  • One embodiment relates to the optoelectronic component according to the invention comprising a substrate, an anode and a cathode, wherein the anode and the cathode are applied to the substrate, and at least one light-emitting layer which is arranged between anode and cathode and which contains an organic molecule according to the invention.
  • the organic molecule is used as the emission material in an emission layer, wherein it can be used in combination with at least one host material or, in particular, as a pure layer.
  • the proportion of the organic molecule as emission material in an emission layer in optical light-emitting components, in particular in OLEDs is between 5% and 80% (% by weight).
  • the light-emitting layer having an organic molecule according to the invention is applied to a substrate.
  • the invention relates to an optoelectronic component in which the light-emitting layer comprises only an organic molecule according to the invention in 100% concentration, wherein the anode and the cathode is applied to the substrate, and the light-emitting layer between the anode and cathode is applied.
  • the optoelectronic component has at least one host material, in particular the excited singlet state (Si) and / or the excited triplet state (Ti) of the at least one host material being higher than the excited singlet state (Si) and / or the excited triplet state (T) of the organic molecule, and wherein the anode and the cathode are deposited on the substrate, and the light emitting layer is disposed between the anode and the cathode.
  • the optoelectronic component comprises a substrate, an anode, a cathode and at least one hole injecting and an electron injecting layer and at least one light emitting layer, wherein the at least one light emitting layer comprises an organic molecule according to the invention and a host material whose triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels are higher than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and where the anode and cathode are deposited on the substrate, and the hole and electron injecting Layer between the anode and cathode is applied and the light-emitting layer between holes and electron injecting layer is applied.
  • the at least one light emitting layer comprises an organic molecule according to the invention and a host material whose triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels are higher than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and where the anode and cathode are deposited on the substrate, and the
  • the optoelectronic component comprises a substrate, an anode, a cathode and at least one hole-injecting and an electron-injecting layer, and at least one hole-transporting and one electron-transporting layer, and at least one light-emitting layer, wherein the at least one light-emitting layer
  • the organic molecule and a host material whose triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels are higher in energy than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and wherein the anode and the cathode the Substrate is applied, and the hole and electron injecting layer between the anode and cathode is applied, and the hole and electron transporting layer between holes and electron injecting layer is applied, and the light emitting layer between holes and electron transporting layer is applied.
  • the optoelectronic component has at least one host material made from a material according to formula 1.
  • the light-emitting layer contains fluorescent or phosphorescent materials, which can be selected from formula 1.
  • an organic molecule according to formula 1 and a functional material form an exciplex.
  • the emission is characterized by thermally activated delayed fluorescence (TADF).
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • organic molecules according to formula 1 are used as charge transport layer.
  • the invention in one aspect relates to a light-emitting material comprising an organic molecule and a host material according to the invention, wherein the triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels of the host material are higher in energy than the triplet (Ti) and singlet (Si) Energy levels of the organic molecule, and wherein the organic molecule emits fluorescence or thermally activated delayed fluorescence (TADF), and an AE (Si-Ti) value between the lowest excited singlet (Si) and the underlying triplet (Ti) - Condition of less than 0.2 eV, in particular less than 0, 1 eV has.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • One aspect of the invention relates to a method for producing an optoelectronic component comprising an organic molecule according to the invention.
  • the method comprises processing the organic molecule by a vacuum evaporation method or from a solution.
  • the method comprises applying the organic molecule to a carrier, the application being carried out in particular wet-chemically, by means of colloidal suspension or by means of sublimation.
  • at least one layer is applied to a carrier, the application being carried out in particular wet-chemically, by means of colloidal suspension or by means of sublimation.
  • One aspect of the invention relates to a method for changing the emission and / or absorption properties of an electronic component, wherein an organic molecule according to the invention is introduced into a matrix material for conducting electrons or holes in an optoelectronic component.
  • the invention additionally relates to the use of a molecule according to the invention for converting UV radiation or blue light into visible light, in particular into green, yellow or red light (down conversion), in particular in an optoelectronic component of the type described here ,
  • the invention relates to an application in which at least one material according to formula 1 is excited to emit by external energetic excitation.
  • the external stimulation can be electronic or optical or radioactive.
  • the optoelectronic component form an organic molecule according to formula 1 and a functional material, for example in the form of another emitter material, a host material, or another organic molecule which is used to form an exciplex with the molecule of formula 1 is capable of an exciplex.
  • Functional materials include host materials such as MCP, electron transport materials such as TPBI and hole transport materials such as NPD or MTDATA.
  • Exciplexes are adducts of electronically excited and electronically grounded molecules capable of emitting light.
  • BP86 functional (Becke, AD Phys Rev. A1988, 38, 3098-3100, Perdew, JP Phys Rev. B1986, 33, 8822-8827) was used, with the resolution-of-identity Approach (RI) (Sierka, M., Hogekamp, A., Ahlrichs, RJ Chem. Phys., 2003, 18, 9136-9148; Becke, AD, J. Chem. Phys., 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, RG Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789).
  • RI resolution-of-identity Approach
  • Excitation energies were determined in the BP86 optimized structure using the time-dependent DFT method (TD-DFT) using the B3LYP functional (Becke, AD, J. Chem. Phys. 98 (1993) 5648-5652, Lee, C; Yang, W; Parr, RG Phys Rev. B 37 (1988) 785-789; Vosko, SH; Wilk, L .; Nusair, M. Can. J. Phys. 58 (1980) 1200-121 1; Stephens, PJ; Devlin, FJ; Chabalowski, CF; Frisch, MJJ Phys. Chem 98 (1994) 1 1623-1 1627).
  • def2-SV (P) base sets Weigend, F., Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, 7, 3297-3305, Rappoport, D .; Furche, FJ Chem. Phys. 2010, 133, 134105 / 1-134105 / 1
  • All DFT calculations were performed with the Turbomole program package (version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, a development of University of Düsseldorf and Anlagens scholar Düsseldorf GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from http: // www. turbomole.com).
  • OLED organic light emitting diode

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Abstract

Die Erfindung betrifft organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen, wie OLEDs. Erfindungsgemäß weist das organische Molekül eine Struktur der Formel 1 auf, wobei gilt: n = 1, 2 oder 3. AF2 ist eine chemische Einheit aufweisend eine Struktur der Formel 1a. AF1 ist eine chemische Einheit aufweisend eine Struktur der Formel 1b, wobei AF1 ≠ AF2.

Description

Organische Moleküle
zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen
Die Erfindung betrifft rein organische Moleküle aufweisend eine zentrale Triarylamin-Einheit und deren Verwendung in organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und in anderen optoelektronischen Bauelementen.
Stand der Technik
In den letzten Jahren hat sich die auf OLED (organische lichtemittierende Dioden) basierende Technik im Bereich Bildschirmtechnik etabliert, so dass nun die ersten hierauf aufbauenden kommerziellen Produkte erhältlich werden. Neben der Bildschirmtechnik eignen sich OLEDs auch für die Anwendung in flächiger Beleuchtungstechnik. Aus diesem Grund wird bezüglich der Entwicklung neuer Materialien intensive Forschung betrieben.
OLEDs sind in der Regel in Schichtenstrukturen realisiert, welche überwiegend aus organischen Materialien bestehen. Zum besseren Verständnis ist in Figur 1 ein vereinfachter Aufbau exemplarisch dargestellt. Herzstück solcher Bauteile ist die Emitterschicht, in der in der Regel emittierende Moleküle in einer Matrix eingebettet sind. In dieser Schicht treffen sich negative Ladungsträger (Elektronen) und positive Ladungsträger (Löcher), die zu sogenannten Exzitonen (= angeregte Zustände) rekombinieren. Die in den Exzitonen enthaltene Energie kann von den entsprechenden Emittern in Form von Licht abgegeben werden, wobei man in diesem Fall von Elektrolumineszenz spricht. Einen Überblick über die Funktion von OLEDs findet sich beispielsweise bei H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und H. Yersin, „Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials"; Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008.
Seit den ersten Berichten bezüglich OLEDs (Tang et al. Appl. Phys. Lett. 1987, 51 , 913) ist diese Technik besonders auf dem Gebiet der Emittermaterialien immer weiterentwickelt worden. Während die ersten Materialien, die auf rein organischen Molekülen beruhen, aufgrund von Spinstatistik maximal 25 % der Exzitonen in Licht umwandeln konnten, konnte durch die Verwendung von phosphoreszierenden Verbindungen dieses grundsätzliche Problem umgangen werden, so dass zumindest theoretisch alle Exzitonen in Licht umgewandelt werden können. Bei diesen Materialien handelt es sich in der Regel um Übergangsmetall-Komplexverbindungen, in denen das Metall aus der dritten Periode der Übergangsmetalle gewählt wird. Hierbei werden vorwiegend sehr teure Edelmetalle wie Iridium, Platin oder auch Gold eingesetzt. (Siehe dazu auch H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und M. A. Baldo, D. F. O'Brien, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Phys. Rev. B 1999, 60, 14422). Neben den Kosten ist auch die Stabilität der Materialien zum Teil nachteilig für die Verwendung.
Eine neue Generation von OLEDs basiert auf der Ausnutzung von verzögerter Fluoreszenz (TADF: thermally activated delayed fluorescence oder auch singlet harvesting). Hierbei können beispielsweise Cu(l)-Komplexe verwendet werden, die aufgrund eines geringen Energieabstandes zwischen dem untersten Triplett-Zustand ΤΊ und dem darüberliegenden Singulett-Zustand Si (AE(Si-T-i) Triplett-Exitonen thermisch in einen Singulett-Zustand rückbesetzen können. Neben der Verwendung von Übergangsmetallkomplexen können auch rein organische Moleküle diesen Effekt ausnutzen.
Einige solcher TADF-Materialien wurden bereits in ersten optoelektronischen Bauelementen eingesetzt. Die bisherigen Lösungen weisen jedoch Nachteile und Probleme auf: Die TADF- Materialien weisen in den optoelektronischen Bauelementen oftmals keine ausreichende Langzeitstabilität, keine ausreichende thermische oder keine ausreichende chemische Stabilität gegenüber Wasser und Sauerstoff auf. Außerdem sind nicht alle wichtigen Emissionsfarben verfügbar. Weiterhin sind einige TADF-Materialien nicht verdampfbar und dadurch für den Einsatz in kommerziellen optoelektronischen Bauteilen nicht geeignet. Auch weisen einige TADF-Materialien keine passenden Energielagen zu den weiteren im optoelektronischen Bauteil verwendeten Materialien (z.B. HOMO-Energien von TADF- Emittern von größer gleich -5,9 eV) auf. Nicht mit allen TADF-Materialien lassen sich ausreichend hohe Effizienzen der optoelektronischen Bauelemente bei hohen Stromdichten bzw. hohe Leuchtdichten erreichen. Weiterhin sind die Synthesen einiger TADF-Materialien aufwendig.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt die Bereitstellung von organischen Molekülen, die eine Struktur der Formel 1 aufweisen oder eine Struktur der Formel 1 haben:
Figure imgf000004_0001
Formel 1 wobei gilt:
n ist 1 oder 2 oder 3;
AF2 ist eine chemische Einheit, ausgewählt aus der durch die Formel 1 a beschriebenen Struktur
Figure imgf000005_0001
Formel 1a mit AF1 + AF2; und wobei AF2 insbesondere ausgewählt ist aus einer der in Tabelle 2 aufgeführten
Strukturen; wobei in Formel 1 a bedeutet:
o ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander 1 , 2 oder 3;
p ist 1 , 2 oder 3; und wobei die AF2 der Formel 1 a mindestens einen und höchstens 3 Anknüpfungspunkte an je eine chemische Einheit AF1 aufweist;
R** ist ein Anknüpfungspunkt an AF1 oder ein Rest R*, wobei die Reste R* insbesondere in orf/70-Position zu AF1 stehen;
AF1 ist eine chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen (z. B. in Form mindestens eines aromatischen Systems), wobei die Einheit(en) AF1 ausgewählt ist/sind aus den durch die Formel 1 b beschriebenen Strukturen;
Figure imgf000005_0002
Formel 1 b
wobei gilt:
Z ist CR***, N, wobei maximal 4 Einheiten Z gleichzeitig gleich N sind;
A ist C wenn o = 1 oder N, CR*** wenn o = 0;
E ist C wenn p = 1 oder N, CR*** wenn p = 0 oder CR***2 wenn J = H;
G ist C wenn o = 1 und q = 1 ; oder N, CR*** wenn o = 0 und q = 1 ; oder CR*** wenn o = 1 und q = 1 und VG gleich einer Element-Element-Bindung ist; oder N, CR** wenn 0 = 1 und q = 0; wobei A und G nicht gleichzeitig gleich N sind;
J ist
Figure imgf000006_0001
, NR***, bei p = 1 ist X gleich C, wenn die
Anbindung an Z ü erfolgt;
VG ist N, CR
Figure imgf000006_0002
, eine Element-Element-Bindung wenn q = 1 ; NR***; wobei außerdem gilt, dass keine chemische Bindung zwischen VG und Z besteht; und wobei jede chemische Einheit gemäß Formel 1 b mindestens eine der folgenden funktionellen Gruppen enthält:
Figure imgf000006_0003
, Ν ;
o ist 0 oder 1 ;
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
wobei o, p und q nicht gleichzeitig gleich 0 sind; und wobei gilt: R*** ist ein Anknüpfungspunkt an AF2 oder ein Rest R*; und wobei weiterhin gilt:
R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, -N02, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R* auch miteinander ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden.
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, - As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden. R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch-Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R* substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R6 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R7 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 aromatische Ringatome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere N, O, und S. Werden in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung andere Definitionen angegeben, beispielsweise bezüglich der Zahl der aromatischen Ringatome oder der enthaltenen Heteroatome, so gelten diese anderen Definitionen.
Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin oder Thiophen, oder ein heteroaromatischer Polycyclus, beispielsweise Napthalin, Phenanthren, Chinolin oder Carbazol verstanden. Ein kondensierter (annelierter) aromatischer bzw. heteroaromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einfachen aromatischen bzw. heteroaromatischen Cyclen.
Unter einer Aryl- oder Heteroarylgruppe, die jeweils mit den oben genannten Resten substituiert sein kann und die über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, welche abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen; Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Isochinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4- Triazol, Benztriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere ausgewählt aus, N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine nichtaromatische Einheit (insbesondere weniger als 10% der verschiedenen Atome), wie z.B. ein sp3-hybridisiert.es C-, Si-, oder N-Atom, ein sp2-hybridisiert.es C-, N- oder O-Atom oder ein sp-hybridisiertes C-Atom, verbunden sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie 9,£T-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden, und ebenso Systeme, in denen zwei oder mehrere Arylgruppen beispielsweise durch eine lineare oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe oder durch eine Silyigruppe verbunden sind. Weiterhin werden auch Systeme, in denen zwei oder mehr Aryl- oder Heteroarylgruppen über Einfachbindungen miteinander verknüpft sind, als aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden, wie beispielsweise Systeme wie Biphenyl, Terphenyl oder Diphenyltriazin.
Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit Resten wie oben definiert substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Benzanthracen, Phenanthren, Benzphenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Napthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Quaterphenyl, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetra hydro pyren, eis- oder trans-lndenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Indolocarbazol, Indenocarbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyarzinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1 ,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1 ,6- Diazapyren, 1 ,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9, 10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3 Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5- Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,3,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Kombinationen dieser Gruppen.
Definitionsgemäß weist AF2 im Vergleich zu AF1 immer einen betragsmäßig niedrigeren HOMO-Zahlenwert auf (und damit auch entsprechend einen betragsmäßig niedrigeren LUMO-Zahlenwert) als AF2 ( | EHOMO(AF2) | < | EHOMO(AF1 ) | und | ELUMo(AF2) | < | ELUMo(AF1 ) | );
In einer Ausführungsform zeichnen sich die organischen Moleküle dadurch aus, dass - die Differenz der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des HOMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ HOMO = HOMO(AF2) - HOMO(AF1 ) > 0,8 eV);
- die Differenz der Energie des LUMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ LUMO = LUMO(AF2) - LUMO(AF1 ) > 0,8 eV); und/oder
- die Differenz der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 und der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 > 0,9 eV ist (Δ Gap = LUMO (AF1 ) - HOMO(AF2)> 0,9 eV).
Dabei werden die Energiewerte HOMO(AF1 ), HOMO(AF2), LUMO(AF1 ), LUMO(AF2) mithilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) berechnet, wobei die Anknüpfungspositionen der ambifunktionalen Einheiten mit einem Wasserstoffatom entsprechend ihrer chemischen Valenzen abgesättigt werden. Die angegebenen Grenzen beziehen sich auf Orbitalenergien in eV, die mit dem BP86-Funktional berechnet werden (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827).
In einer Ausführungsform weist AF2 eine Struktur der Formel 2a-2b auf oder hat eine Struktur der Formel 2a-2b.
Figure imgf000013_0001
Formel 2a Formel 2b wobei gilt:
# ist eine Anknüpfungsposition an die chemische Einheit AF1 ;
R' ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden Methyl, Ethyl, /'so-Propyl, fert-Butyl;
R" ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden R*, insbesondere Methyl, Ethyl, /'so- Propyl, fert-Butyl;
und wobei ansonsten die in für Formel 1 a gegebenen Definitionen gelten;
und wobei die jeweils andere(n) Einheit(en) AF1 eine Struktur nach den Formeln 2d bis 2x aufweist/aufweisen.
Figure imgf000014_0001
Formel 2d Formel 2e Formel 2f
Figure imgf000014_0002
Formel 2h Formel 2i Formel 2j
Figure imgf000014_0003
orme und wobei gilt:
Q ist N, CR***;
Y ist N, CR***, wobei Q und Y nicht gleichzeitig gleich N sind;
Figure imgf000014_0004
orme m und wobei gilt:
O
L ist ' \==/ , Λ- Λ , eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht zwei
Einheiten Y gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind, NR***, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich NR*** sind;
W ist ^ X °V'°
"K i^ ;
Figure imgf000014_0005
Formel 2p und wobei gilt:
U ist CR***, N, wobei maximal 3 Einheiten U gleichzeitig gleich N sind und wobei keine benachbarten Einheiten U gleichzeitig gleich N sind;
ALK ist Methyl, Ethyl, Propyl /'so-Propyl, Butyl, fert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl;
Figure imgf000015_0001
Formel 2v Formel 2w Formel 2x und wobei gilt:
M ist H, D, ALK, Phenyl, Pyridyl, R**, CN, wobei maximal 4 Einheiten M gleichzeitig gleich CN sind;
In einer Ausführungsform weist die Triarylamin-Einheit des organischen Moleküls an den orf/70-Positionen zu den Anknüpfungspositionen von AF1 mindestens je einen Rest R' oder R" auf, die die HOMO-Energie der Triarylamin-Einheiten unwesentlich beeinflussen kann. Unwesentlich im Sinne der Erfindung bedeutet nur um < 0.4 eV.
In einer Ausführungsform ist AF2 des organischen Moleküls ausgewählt aus der durch die Formel 2c beschriebenen Struktur und wobei R' und R" = H ist und ansonsten die bei Formel 1 a angegebenen Definitionen gelten.
In einer Ausführungsform ist sind die Einheit(en) AF1 der erfindungsgemäßen Moleküle ausgewählt aus den Strukturen der Tabelle 1.
In einer Ausführungsform ist/sind die Einheit(en) AF1 der erfindungsgemäßen Moleküle ausgewählt aus den Strukturen der Tabelle 1 , wobei die Einheit AF2 ausgewählt ist aus den Strukturen der Tabelle 2. Tabelle 1 : Mögliche chemische Einheiten AF1 , die in erfindungsgemäßen Molekülen enthalten sein können. Die Anknüpfungspositionen an die chemische Einheit AF2 sind mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet.
Figure imgf000016_0001
56 61 62
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000017_0001
113
Figure imgf000017_0002
132 150 151
Figure imgf000017_0003
153 154 193
Figure imgf000017_0004
195 198
Figure imgf000017_0005
205 207 208
Figure imgf000018_0001
287 288 297
Figure imgf000019_0001
370 371
Tabelle 2: Mögliche chemische Einheiten AF2, die in erfindungsgemäßen Molekülen enthalten sein können. Jede C-H-Gruppe kann dabei unter Berücksichtigung der maximalen Anzahl nach Formel 1 die Anknüpfungsposition an eine chemische Einheit AF1 sein.
Figure imgf000019_0002
22-Ph 13
Figure imgf000020_0001
281 278 317
In einer Ausführungsform kommen die erfindungsgemäßen Moleküle durch die symmetrische, kovalente Anbindung dreier chemischer Einheiten AF1 an die Triarylamin-Einheit zu Stande.
Alle unter Verwendung der chemischen Einheiten AF1 aus Tabelle 1 und AF2 aus Tabelle 2 zugänglichen Moleküle sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die Darstellung erfolgt hier nach dem Schema AF2-(AF1)n, wobei AF2 für die erfindungsgemäßen Strukturen nach Formel 1 und/oder Formel 2a-2c steht. Jeder Eintrag der Tabelle 3 entspricht daher nicht einem einzigen definierten Molekül, sondern allen Molekülen, die durch Permutation der Anknüpfungspositionen der chemischen Einheiten AF1 und der chemischen Einheiten AF2 zugänglich sind.
Tabelle 3: Erfindungsgemäße Kombinationen aus den Triarylamin-Einheiten AF2 aus Tabelle 2 mit den chemischen Einheiten AF1 aus Tabelle 1. In Klammern sind die Werte für ΔΗΟΜΟ, ALUMO und Gap angegeben. Die Einträge sind gegeben in der Form AF1-S-AF2, wobei S für die kovalente Bindung zwischen AF1 und AF2 steht.
27- -S- - 13 (1.201.441.54) 28- -S- - 13 (1.261.701.28) 29- -S- - 13 (1.021.431.55) 43- -S- - 13 (1.842.070.91)
46- -S- - 13 (2.431.591.39) 56- -S- - 13 (1.190.902.08) 61 - -S- - 13 (1.171.411.57) 62- -S- - 13 (1.051.611.37)
68- -S- - 13 (0.891.171.81) 83- -S- - 13 (1.230.842.14) 85- -S- - 13 (1.681.391.59) 86- -s- - 13 (0.901.761.22)
112 — S — 13 (1.131.221.76) 132 — S — 13 (1.151.041.94) 150 — S — 13 (2.761.721.26) 151 — s — 13 (2.671.981.00)
153 — S — 13 (2.701.821.16) 154 — S — 13 (2.230.952.03) 193 — S — 13 (1.040.991.99) 195 — s — 13 (1.941.161.82)
198 — S — 13 (1.651.221.76) 205 — S — 13 (1.171.281.70) 209 — S — 13 (0.890.832.15) 233 — s — 13 (1.551.371.61)
234 — S — 13 (1.371.451.53) 244 — S — 13 (1.431.361.62) 245 — S — 13 (1.351.131.85) 286 — s — 13 (1.201.041.94)
287 — S — 13 (1.011.051.93) 288 — S — 13 (1.000.991.99) 304 — S — 13 (1.121.051.93) 311 — s — 13 (0.960.942.04)
312 — S — 13 (1.060.812.17) 313 — S — 13 (0.830.982.00) 332 — S — 13 (1.121.021.96) 358 — s — 13 (1.071.181.80)
370 — S — 13 (1.041.251.73) 371 — S — 13 (2.851.961.02) 27- -S- -22(1.531.421.21) 28- -s- -22(1.601.680.94)
29- -S- -22(1.361.411.22) 46- -S- -22 (2.771.571.05) 56- -S- -22 (1.520.881.75) 61 - -s- -22 (1.511.391.23)
62- -S- -22(1.391.591.04) 68- -S- -22 (1.231.151.48) 83- -S- -22 (1.560.821.81) 85- -s- -22 (2.021.371.25)
112 — S — 22(1.461.201.43) 132 — S — 22(1.491.021.61) 150 — S — 22 (3.101.700.93) 154 — s — 22 (2.560.931.70)
193 — S — 22(1.370.971.65) 195 — S — 22 (2.281.141.49) 198 — S — 22(1.991.201.43) 205 — s — 22(1.511.261.37)
209 — S — 22(1.220.811.82) 233 — S — 22 (1.881.351.28) 234 — S — 22(1.701.431.19) 244 — s — 22(1.771.341.28)
245 — S — 22(1.691.111.51) 286 — S — 22(1.541.021.61) 287 — S — 22(1.351.031.60) 288 — s — 22(1.330.971.66)
304 — S — 22(1.461.031.60) 311 — S — 22(1.290.921.71) 313 — S — 22(1.170.961.67) 332 — s — 22(1.461.001.63) 358— S— 22(1.401.161.46) 370— S— 22(1.371.231.40) 27- -S- -278 (1.321.081.42) 28 - -S- -278 (1.381.351.15)
29- -S- -278 (1.141.071.43) 46- -S- -278 (2.551.241.27) 61 - -S- -278 (1.291.051.45) 62- -S- -278 (1.171.251.25)
68- -S- -278 (1.020.811.69) 85- -S- -278 (1.801.041.46) 86- -S- -278 (1.021.411.09) 112 — S — 278 (1.250.861.64)
150 — S — 278 (2.891.361.14) 153 — S — 278 (2.821.461.04) 198 — S — 278 (1.780.861.64) 205 — S — 278 (1.300.921.58)
233 — S — 278 (1.671.011.49) 234 — S — 278 (1.491.091.41) 244 — S — 278 (1.561.001.50) 358 — S — 278 (1.190.831.67)
370 — S — 278 (1.160.891.61) 27- -S- -281 (1.641.311.10) 29- -S- -281 (1.471.301.11) 46- -S- -281 (2.881.460.94)
61 - -S- -281 (1.621.281.13) 62- -S- -281 (1.491.480.93) 68 - -S- -281 (1.341.041.37) 85 - -S- -281 (2.121.261.14)
112 — S — 281 (1.571.091.32) 132 — S — 281 (1.600.911.50) 154 — S — 281 (2.670.821.59) 193 — S — 281 (1.480.861.54)
195 — S — 281 (2.391.031.38) 198 — S — 281 (2.101.091.32) 205 — S — 281 (1.621.151.26) 233 — S — 281 (1.991.241.17)
234 — S — 281 (1.811.321.09) 244 — S — 281 (1.881.231.17) 245 — S — 281 (1.801.011.40) 286 — S — 281 (1.650.911.50)
287 — S — 281 (1.450.921.49) 288 — S — 281 (1.440.861.55) 304 — S — 281 (1.570.921.49) 311 — S — 281 (1.400.811.60)
313 — S — 281 (1.280.851.56) 332 — S — 281 (1.570.891.52) 358 — S — 281 (1.511.051.35) 370 — S — 281 (1.481.121.29)
27- -S- -317(1.131.521.61) 28- -S- -317(1.201.781.34) 29- -S- -317(0.961.511.62) 43- -S- -317(1.772.150.97)
46- -S- -317(2.371.671.45) 56- -S- -317 (1.120.982.15) 61 - -S- -317(1.111.491.63) 62- -S- -317(0.991.691.43)
68- -S- -317 (0.831.251.88) 83- -S- -317(1.160.922.21) 85- -S- -317(1.621.471.65) 86- -S- -317 (0.831.841.28)
112 — S — 317 (1.061.301.83) 113 — S — 317(1.272.220.91) 131 — S — 317 (1.180.872.25) 132 — S — 317(1.091.122.01)
150 — S — 317 (2.701.801.33) 151 — S — 317(2.612.061.07) 153 — S — 317(2.631.901.22) 154 — S — 317(2.161.032.10)
193 — s — 317(0.971.072.05) 195 — S — 317 (1.881.241.89) 198 — S — 317 (1.591.301.83) 205 — S — 317(1.111.361.77)
207 — s — 317(1.622.220.91) 208 — S — 317(1.070.832.30) 209 — S — 317(0.820.912.22) 233 — S — 317 (1.481.451.68)
234 — s — 317 (1.301.531.59) 244 — S — 317(1.371.441.68) 245 — S — 317(1.291.221.91) 286 — S — 317(1.141.122.01)
287 — s — 317(0.951.132.00) 288 — S — 317(0.931.072.06) 297 — S — 317(0.990.812.32) 304 — S — 317(1.061.132.00)
311 — s — 317(0.891.022.11) 312 — S — 317(0.990.892.24) 332 — S — 317(1.061.102.03) 358 — S — 317(1.001.261.86)
370 — s — 317(0.971.331.79) 371 — S — 317 (2.792.051.08) 486 — S — 317 (1.790.852.28)
In einer weiteren Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Moleküle eine oder mehrere Einheiten AF1 auf, die ausgewählt sind aus den folgenden Strukturen:
56, 61, 62, 68, 83, 86, 112, 113, 131, 132, 150, 151, 153, 154, 193, 195, 205, 207, 208, 209, 244, 286, 287, 288, 297,304, 310,311, 312, 313, 332, 358, 370, 371, 486.
Einige ausgewählte Beispiele für erfindungsgemäße Moleküle nach Formel 1, die eine Einheit AF2 nach Formel 1a und eine oder mehrere Einheiten AF1 nach Formel 1b aufweisen, sind in Tabelle 4 aufgeführt. Dabei kann jede aromatische C-H und N-H Bindung optional mit einem löslichkeitsvermittelnden und/oder einem die Polymerisierbarkeit ermöglichenden Rest R substituiert sein.
Tabelle 4: Beispiele für erfindungsgemäße organische Moleküle AF2-(AF1)n, die optional einen oder mehrere der oben definierten Reste R* enthalten. Die berechneten Werte für den Singulett-Triplett-Abstand in der Geometrie des SO-Grundzustands sind in Klammern unter der entsprechenden Molekülstruktur vermerkt.
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Figure imgf000023_0001
(0.117 eV) (0.107 eV)
Figure imgf000024_0001
(0.007 eV) (0.067
Figure imgf000025_0001
(0.166 eV) (0.109 eV) (0.127 eV)
Figure imgf000026_0001
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Figure imgf000034_0001
Insbesondere die Ausführungsform, die eine symmetrische Struktur aufweist, bestehend aus einer Triarylamin-Einheit (TAA), die kovalent mit drei gleichen AF1 direkt, ohne Spacer- Einhheit verknüpt ist und Reste R' bzw. R" in ortho-Position zu AF1 aufweist, unterscheidet sich auch funktionell von Molekülen gemäß dem Stand der Technik. Eine effiziente HOMO/LUMO-Separation und gleichzeitig eine hohe Oszillatorstärke des radiativen Übergangs werden dabei durch die Reste R' bzw. R" in orffro-Position zu den Einheiten AF1 gewährleistet. Ihnen kommt gleichsam die Aufgabe zu, die Kommunikation der π-Systeme von Donor und Akzeptor über konjugierte Bindungen zu unterbinden und eine Kommunikation zwischen Donor und Akzeptor durch den Raum zu ermöglichen.
Die Erlaubtheit eines quantenmechanischen Überganges ist, wie allgemein bekannt, entweder durch theoretisch ableitbare spektroskopische Auswahlregeln (symmetrische Moleküle) oder durch Messung des Extinktionskoeffizienten (UV/VIS-Spektroskopie) oder quantenchemische Berechnung der Oszillatorstärke zugänglich, wobei sich Erlaubtheit durch eine große Oszillatorstärke auszeichnet. Je größer die Oszillatorstärke, desto schneller der damit verbundene Prozess. Bei einer langen Abklingdauer des (organischen) Emitters kommt es bei hohen Stromstärken schnell zu Sättigungseffekten, was die Bauteillebensdauer negativ beeinflusst und die Erreichung hoher Helligkeiten verhindert. Wird durch eine geeignete Wahl der Reste R' bzw. R" eine gewisse Durchdringung von HOMO und LUMO erreicht, steigt das quantenmechanische Überlappungsintegral, und damit auch die Oszillatorstärke, so dass die Abklingzeit auf Werte unter 150 ps absinkt.
Die in einigen Ausführungsformen vorhandenen Reste R' bzw. R" erfüllen dabei zwei funktionelle Merkmale:
- die HOMO Energien der Triarylamin-Einheiten werden von ihnen nur unwesentlich beeinflusst, wobei unwesentlich erfindungsgemäß bedeutet ΔΕ(ΗΟΜΟ) < 0.4 eV.
Für entsprechende Reste in den orffro-Positionen der Verknüpfungsstellen an den Einheiten AF1 gilt analog:
- die LUMO Energien der Einheiten AF1 wird von ihnen nur unwesentlich verändert, wobei unwesentlich erfindungsgemäß bedeutet AE(LUMO) < 0.4 eV.
In einer Ausführungsform werden an die chemisch substituierbaren Positionen der so erhaltenen organischen Moleküle weitere Reste R angefügt, um die Löslichkeit der Emitter zu steigern und/oder die Polymerisierbarkeit zu ermöglichen ohne dabei die elektronischen Eigenschaften des Moleküls signifikant zu verändern, sodass auch bei Verwendung von R ein Emitter vorliegt, wobei
jedes R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, Cl, Br, I, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, - N02, -OH, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, - P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R auch miteinander ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden.
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, - As(=0)(R7)2-, -P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S-ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, - P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, - P(=S)(R7)2-, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch-Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, - P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R6 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, -P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R7 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden.
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)2-, -P(=S)(R7)2, -As(=S)(R7)2-, - S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H- Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem.
Polymerisierbare Reste sind solche Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymiersiert werden können. Somit können die erfindungsgemäßen Moleküle als Polymer mit folgenden Wiederholungseinheiten der Formeln 3 und 4 erhalten werden, die als Polymere in der lichtemittierenden Schicht des optoelektronischen Bauelements Verwendung finden können.
Figure imgf000040_0001
Formel 3 Formel 4
R ist analog zum R* wie oben definiert.
In Formel 3 und 4 stehen L1 und L2 für gleiche oder verschiedene Linkergruppen, die 0 bis 20, insbesondere 1 bis 15, oder 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und wobei die gewellte Linie die Position kennzeichnet, über die die Linkergruppe an das organische Molekül der Formel 1 angebunden ist. In einer Ausführungsform weist die Linkergruppe L1 und/oder L2 eine Form -X-L3- auf, wobei X für O oder S steht und L3 für eine Linkergruppe ausgewählt aus der Gruppe aus einer substituierten und unsubstituierten Alkylengruppe (linear, verzweigt oder cyclisch) und einer substituierten und unsubstituierten Arylengruppe, insbesondere eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, wobei auch Kombinationen möglich sind. In einer weiteren Ausführungsform weist die Linkergruppe L1 und/oder L2 eine Form -C(=0)0- auf.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Wiederholungseinheiten sind Strukturen der Formeln 5 bis 10:
Figure imgf000040_0002
Formel 5 Formel 6 Formel 7 Formel 8 Formel 9 Formel 10 Zur Herstellung der Polymere, die die Wiederholungseinheiten gemäß Formel 5 bis 10 aufweisen, werden die polymerisierbaren funktionellen Einheiten über eine Linkergruppe der Formeln 1 1 bis 16, die eine Hydroxyleinheit aufweisen, an das organische Molekül der Formel 1 angebunden und die daraus resultierenden Verbindungen mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen geeigneten Monomeren copolymerisiert.
Figure imgf000041_0001
Formel 12 Formel 13 Formel 14 Formel 15 Formel 16
Polymere, die eine Einheit gemäß Formel 3 oder Formel 4 aufweisen, können dabei entweder ausschließlich Wiederholungseinheiten mit einer Struktur der allgemeinen Formel 3 oder 4, oder Wiederholungseinheiten mit einer anderen Struktur aufweisen. Beispiele von Wiederholungseinheiten mit anderen Strukturen weisen Einheiten auf, die sich aus entsprechenden Monomeren ergeben, die typischerweise in Copolymerisationen eingesetzt oder verwendet werden. Beispiele für derartige Wiederholungseinheiten, die sich aus Monomeren ergeben, sind Wiederholungseinheiten, die ungesättigte Einheiten wie Ethylen oder Styrol aufweisen.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft organischen Moleküle, welche
- einen AE(Si-T-i)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (Si)- und dem darunter liegenden Triplett (T-i)-Zustand von kleiner als 0,2 eV, insbesondere kleiner als 0,1 eV aufweisen und/oder
- eine Emissionslebensdauer von höchstens 150 ps aufweisen.
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen organischen Moleküls als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement, das insbesondere durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder aus Lösung hergestellt wird, wobei das optoelektronische Bauelement insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- organische lichtemittierende Dioden (OLEDs),
- Licht-emittierenden elektrochemischen Zellen,
- OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, - organischen Dioden,
- organischen Solarzellen,
- organischer Transistor,
- organischen Feldeffekttransistoren,
- organischen Lasern und
- Down-Konversions-Elementen.
Der Anteil des erfindungsgemäßen organischen Moleküls am lumineszierenden Emitter und/oder Hostmaterial und/oder Elektronentransportmaterial und/oder Lochinjektionsmaterial und/oder Lochblockiermaterial beträgt in einer Ausführungsform 1 % bis 99 % (Gew%), insbesondere beträgt der Anteil am Emitter in optischen Licht emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 %.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt optoelektronische Bauelemente, aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül, wobei das optoelektronische Bauelement insbesondere ausgeformt ist als ein Bauelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischem lichtemittierendem Bauelement (OLED), Licht-emittierender elektrochemischer Zelle, OLED-Sensor, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, organischer Diode, organischer Solarzelle, organischem Transistor, organischer lichtemittierender Diode, organischem Feldeffekttransistor, organischem Laser und Down-Konversion-Element.
Eine Ausführungsform betrifft das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement aufweisend ein Substrat, eine Anode und eine Kathode, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und mindestens eine lichtemittierende Schicht, welche zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül enthält.
In einer weiteren Ausführungsform des Bauelements wird das organische Molekül als Emissionsmaterial in einer Emissionsschicht eingesetzt wird, wobei sie in Kombination mit mindestens einem Hostmaterial oder insbesondere als Reinschicht eingesetzt werden kann. In einer Ausführungsform beträgt dabei der Anteil des organischen Moleküls als Emissionsmaterial in einer Emissionsschicht in optischen Licht-emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % (Gew%). In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelements ist die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül aufweisende lichtemittierende Schicht auf ein Substrat aufgebracht.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauelement, bei dem die lichtemittierende Schicht ausschließlich ein erfindungsgemäßes organisches Molekül in 100 % Konzentration aufweist, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement neben dem erfindungsgemäßen organischen Molekül mindestens ein Hostmaterial auf, wobei insbesondere der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (T-i) des mindestens einen Hostmaterials höher ist als der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (T) des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein Substrat, eine Anode, eine Kathode und mindestens je eine löcherinjizierende und eine elektroneninjizierende Schicht und mindestens eine lichtemittierende Schicht auf, wobei die mindestens eine lichtemittierende Schicht ein erfindungsgemäßes organisches Molekül und ein Hostmaterial aufweist, dessen Triplett (ΤΊ)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus energetisch höher liegen als die Triplett (T-i)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein Substrat, eine Anode, eine Kathode und mindestens je eine löcherinjizierende und eine elektroneninjizierende Schicht, und mindestens je eine löchertransportierende und eine elektronentransportierende Schicht, und mindestens eine lichtemittierende Schicht auf, wobei die mindestens eine lichtemittierende Schicht ein erfindungsgemäßes organisches Molekül sowie ein Hostmaterial aufweist, dessen Triplett (T-i)- und Singulett (Si)- Energieniveaus energetisch höher liegen als die Triplett (T-i)- und Singulett (Si)- Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist, und die löcher- und elektronentransportierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektronentransportierende Schicht aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mindestens ein Hostmaterial aus einem Material gemäß Formel 1 auf.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements beinhaltet die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien, welche ausgewählt sein können aus Formel 1 .
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bilden ein organisches Molekül gemäß Formel 1 und ein funktionelles Material einen Exciplex.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Emission durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) charakterisiert.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements werden organische Moleküle gemäß Formel 1 als Ladungstransportschicht verwendet.
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein lichtemittierendes Material, aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül und ein Hostmaterial, wobei die Triplett (ΤΊ)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des Hostmaterials energetisch höher liegen als die Triplett (T-i )- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei das organische Molekül Fluoreszenz oder thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) emittiert, und einen AE(Si-T-i)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (Si )- und dem darunter liegenden Triplett (T-i)-Zustand von kleiner als 0,2 eV, insbesondere kleiner als 0, 1 eV aufweist.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül. In einer Ausführungsform weist das Verfahren die Verarbeitung des organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung auf.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren das Aufbringen des organischen Moleküls auf einen Träger auf, wobei das Aufbringen insbesondere nass-chemisch, mittels kolloidaler Suspension oder mittels Sublimation erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens eine Schicht
- mit einem Sublimationsverfahren beschichtet
- mit einem OVPD (Organic Vapor Phase Deposition) Verfahren beschichtet
- mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet oder
- aus Lösung oder mit einem beliebigen Druckverfahren hergestellt.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der Emissions- und/oder Absorptionseigenschaften eines elektronischen Bauelements, wobei ein erfindungsgemäßes organisches Molekül in ein Matrixmaterial zur Leitung von Elektronen oder Löchern in einem optoelektronischen Bauelement eingebracht wird.
Die Erfindung betrifft zudem in einem weiteren Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Moleküls zur Umwandlung von UV-Strahlung oder von blauem Licht in sichtbares Licht, insbesondere in grünes, gelbes oder rotes Licht (Down-Konversion), insbesondere in einem optoelektronischen Bauelement der hier beschriebenen Art.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anwendung, in der mindestens ein Material entsprechend Formel 1 , durch äußere energetische Anregung zum Leuchten angeregt wird. Die äußere Anregung kann elektronisch oder optisch oder radioaktiv sein.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bilden ein organisches Molekül gemäß Formel 1 und ein funktionelles Material, beispielsweise in Form eines weiteren Emitter-Materials, eines Host-Materials, oder eines weiteren organisches Moleküls, welches zur Bildung eines Exciplex mit dem Molekül gemäß Formel 1 befähigt ist, einen Exciplex. Funktionelle Materialien sind beispielsweise Hostmaterialien wie MCP, Elektronentransportmaterialien wie TPBI und Lochtransportmaterialien wie NPD oder MTDATA. Exciplexe sind Addukte aus elektronisch angeregten Molekülen und solchen im elektronischen Grundzustand, die zur Lichtemission fähig sind.
Berechnungen nach der Dichtefuntionaltheorie
Variante 1 (BP86)
Für die DFT-Rechnungen (Dichtefunktionaltheorie) wurde das BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) und def2-SV(P)-Basissätze (Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297- 3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys.2010, 133, 134105/1-134105/1 1 ) verwendet. Zur numerischen Integration kam das m4-Grid zum Einsatz und die resolution-of-identity- Näherung (Rl) (Häser, M.; Ahlrichs, R. J. Comput. Chem. 1989, 10, 104-1 1 1 ; Weigend, F.; Häser, M. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 331-340; Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 1 18, 9136-9148) wurde in allen Rechnungen verwendet. Die DFT- Rechnungen wurden mit dem Turbomole-Programmpaket (Version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from http://www. turbomole.com) durchgeführt.
Variante 2 (TD-B3LYP)
Für die Optimierung der Molekülstrukturen wurde das BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) verwendet, wobei die resolution-of-identity-Näherung (Rl) (Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 1 18, 9136-9148; Becke, A.D. , J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789) zum Einsatz kam. Anregungsenergien wurden bei der mit BP86 optimierten Struktur mit der Time-Dependent DFT-Methode (TD-DFT) unter Verwendung des B3LYP-Funktionals (Becke, A.D. , J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789; Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 58 (1980) 1200-121 1 ; Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F. ; Frisch, M. J. J.Phys.Chem. 98 (1994) 1 1623-1 1627) berechnet. In allen Rechnungen wurden def2-SV(P)-Basissätze (Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys.2010, 133, 134105/1-134105/1 1 ) und ein m4 -Grid zur numerischen Integration verwendet. Alle DFT-Rechnungen wurden mit dem Turbomole-Programmpaket (Version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; available from http://www. turbomole.com) durchgeführt.
Synthesevorschriften
AAV1: Suzuki-Kupplung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid und die entsprechende Arylboronsäure in gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie Na2C03 (2.5 mmol pro mmol Boronsäure) und Pd(PPh3)4 (0.02 mmol pro mmol Arylbromid) in 1 ,2-Dimethoxyethan (10 mL pro mmol Arylbromid) suspendiert. Nach Zugabe von absolutem EtOH (0.3 mL pro mmol Arylbromid) und entgastem Wasser (0.3 mL pro mmol Arylbromid) wird das Gemisch 4-12 h auf 90 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden dem Gemisch gleiche Volumen Wasser und Ethylacetat zugesetzt und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird 3x mit Ethylacetat extrahiert und die organischen Phasen vereinigt. Die organische Phase wird mit ges. NaCI-Lösung gewaschen, über MgS04 getrocknet und filtriert. Unter vermindertem Druck wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AA V2: Hartwig-B uch wald-A minierung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid oder -lodid und das entsprechende Amin im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie NaOfBu (1 ,5 mmol pro mmol Äquiv.), PdOAc2 (0,05 Äquiv.) und P(fBu)3 (0, 1 Äquiv.) in absolutem Toluol suspendiert. Das Gemisch wird 24 h unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen auf RT wird das Reaktionsgemisch mit dem gleicheil Volumen Ethylacetat versetzt und 3x mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet und anschließend filtriert. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
Beispiele
Figure imgf000047_0001
Weitere Synthesen:
Figure imgf000048_0001
Figure imgf000048_0002
Figure imgf000048_0003
Figure imgf000049_0001
Schematische Darstellung des Aufbaus einer organischen lichtemittierenden Diode (OLED).
Schematische Darstellung des Energieniveaudiagrammes (relative Energie in eV) eines erfindungsgemäßen Emittermoleküls (Lichtemission resultiert aus dem Übergang LUMO AF1 hin zu HOMO AF2).

Claims

Ansprüche
1. Organisches Molekül, aufweisend eine Struktur der Formel 1
Figure imgf000051_0001
Formel 1 wobei gilt:
n ist 1 oder 2 oder 3
AF2 ist eine zweite chemische Einheit, ausgewählt aus der durch die Formel 1 a beschriebenen Struktur
Figure imgf000051_0002
Formel 1a
AF1 + AF2;
wobei in Formel 1 a bedeutet: o ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander 1 , 2 oder 3;
p ist 1 , 2 oder 3; und wobei die AF2 der Formel 1 a mindestens einen und höchstens 3 Anknüpfungspunkte an je eine AF1 aufweist;
R** ist der Anknüpfungspunkt an AF1 oder ein Rest R*, wobei die Reste R* insbesondere in orf/70-Position zu AF2 stehen;
AF1 ist ausgewählt aus den durch die Formel 1 b beschriebenen Strukturen;
Figure imgf000051_0003
Formel 1 b
wobei gilt:
Z ist CR*** oder N, wobei maximal 4 Einheiten Z gleichzeitig gleich N sind;
A ist C wenn o = 1 oder N, CR*** wenn o = 0;
E ist C wenn p = 1 oder N, CR*** wenn p = 0 oder CR***2 wenn J = H;
G ist C wenn o = 1 und q = 1 ; oder N, CR*** wenn o = 0 und q = 1 ; oder CR*** wenn o = 1 und q = 1 und VG gleich einer Element-Element-Bindung ist; oder N, CR** wenn 0 = 1 und q = 0;
wobei A und G nicht gleichzeitig gleich N sind;
J ist H wenn q = 0 und p = 0 oder C, CR*** oder N;
O
X ist N, CR***, -*»■ ^ \= ^ , Λ. A , . , oder NR***, bei p = 1 ist X gleich C, wenn die Anbindung an Z über X erfolgt;
VG ist N, CR***, '^- ^\=/ , Λ Λ , % , eine Element-Element-Bindung wenn q = 1 ; NR***; wobei außerdem gilt, dass keine chemische Bindung zwischen VG und Z besteht; und wobei jede chemische Einheit gemäß Formel 1 b mindestens eine der folgenden funktionellen Gruppen enthält:
Figure imgf000052_0001
N;
o ist 0 oder 1 ;
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
wobei o, p und q nicht gleichzeitig gleich 0 sind; und wobei gilt: R*** ist ein Anknüpfungspunkt an AF2 oder ein Rest R*; und wobei weiterhin gilt:
R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, -N02, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R* auch miteinander ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, - As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch-Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R* substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R6 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R7 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden.
2. Organisches Molekül nach Anspruch 1 , wobei die chemische Einheit AF2 ausgewählt ist aus einer der durch die Formel 2a bis 2b beschriebenen Strukturen;
Figure imgf000057_0001
Formel 2a Formel 2b wobei gilt:
# ist eine Anknüpfungsposition an die chemische Einheit AF1 ;
R' ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden Methyl, Ethyl, /'so-Propyl oder fert-Butyl; R" ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden R*, insbesondere Methyl, Ethyl, /'so-Propyl oder fert-Butyl; und wobei AF1 eine Struktur nach den Formeln 2d bis 2x aufweist:
Figure imgf000057_0002
Formel 2d Formel 2e Formel 2f Formel 2g
Figure imgf000057_0003
Formel 2h Formel 2i Formel 2j
Figure imgf000057_0004
Formel 2k Formel 21 und wobei gilt:
Q ist N, CR***;
Y ist N, CR***, wobei Q und Y nicht gleichzeitig gleich N sind;
Figure imgf000058_0001
Formel 2m und wobei gilt:
O
L ist ' ^" , = , Λ-Λ , eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind, NR***, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich NR*** sind;
O
Ii °* P
W ist
Figure imgf000058_0002
Formel 2p und wobei gilt:
U ist CR***, N, wobei maximal 3 Einheiten U gleichzeitig gleich N sind und wobei keine benachbarten Einheiten U gleichzeitig gleich N sind;
ALK ist Methyl, Ethyl, Propyl /'so-Propyl, Butyl, fert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl;
Figure imgf000058_0003
Formel 2v Formel 2w Formel 2x und wobei gilt:
M ist H, D, ALK, Phenyl, Pyridyl, R**, CN, wobei maximal 4 Einheiten M gleichzeitig gleich CN sind; und wobei ansonsten die in Anspruch 1 gegebenen Definitionen gelten.
3. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 2, wobei die zentrale Triarylamin-Einheit an den orf/70-Positionen zu den Anknüpfungspositionen der chemischen Einheit AF1 mindestens je einen Rest R' oder R" aufweist, der die HOMO-Energie der zentralen Triarylamin-Einheiten nur um < 0.4 eV beeinflussen kann.
4. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 3, wobei AF2 ausgewählt ist aus der durch die Formel 2b beschriebenen Struktur und wobei R' und R" = H ist und ansonsten die unter Anspruch 1 und 2 angegebenen Definitionen gelten.
Figure imgf000059_0001
Formel 2b
5. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4, wobei das organische Molekül an mindestens einer chemisch substituierbaren Position mindestens einen weiteren Rest R, insbesondere zur Steigerung der Löslichkeit und/oder der Polymerisierbarkeit, aufweist, wobei
R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, Cl, Br, I, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, -N02, -OH, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, - C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, - As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R auch miteinander ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden; wobei R2 bis R9 definiert sind wie in Anspruch 1 ;
und wobei für polymerisierbare Reste gilt:
polymerisierbare Reste sind solche Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymiersiert werden können, wodurch das organische Molekül als Polymer mit Wiederholungseinheiten nach den Formeln 3 und/oder 4 erhalten werden
Figure imgf000060_0001
Formel 3 Formel 4 mit
gewellte Linie = Position, über die die Linkergruppe L1 oder L2 an das organische Molekül gebunden ist;
L1 und L2 = gleiche oder verschiedene Linkergruppen, aufweisend zwischen 0 bis 20 Kohlenstoffatome; oder aufweisend eine Form -C(=0)0;
und wobei insbesondere L1 und L2 = -X-L3 mit X = O oder S;
L3 = eine weitere Linkergruppe ausgewählt aus der Gruppe aus einer substituierten und unsubstituierten Alkylengruppe (linear, verzweigt oder cyclisch) und einer substituierten und unsubstituierten Arylengruppe, wobei auch Kombinationen möglich sind.
6. Verwendung eines organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 5 als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement.
7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei das optoelektronische Bauelement ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
• organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs),
• Licht-emittierenden elektrochemischen Zellen,
• OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren,
• organischen Dioden
• organischen Solarzellen,
• organischer Transistor
• organischen Feldeffekttransistoren,
• organischen Lasern und
• Down-Konversions-Elementen.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Anteil des organischen Moleküls an dem Emitter 1 % bis 99 % beträgt.
9. Verwendung nach Anspruch 6 bis 8, wobei die Konzentration des organischen Moleküls als Emitter in optischen lichtemittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % beträgt.
10. Optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 5, insbesondere ausgeformt als ein Bauelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischer lichtemittierender Diode (OLED), Licht-emittierender elektrochemischer Zelle, OLED-Sensor, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, organischer Diode, organischer Solarzelle, organischem Transistor, organischem Feldeffekttransistor, organischem Laser und Down-Konversion-Element.
1 1 . Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, aufweisend
- ein Substrat,
- eine Anode und
- eine Kathode, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und
- mindestens eine lichtemittierende Schicht, die zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 5 enthält.
12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 , in dem die lichtemittierende Schicht mindestens ein Hostmaterial aufweist, wobei der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (ΤΊ) des mindestens einen Hostmaterials höher ist als der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (T^ des organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 5.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10 bis 12, aufweisend mindestens ein Hostmaterial bestehend aus einem Material gemäß Anspruch 1 bis 5.
14. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 13, wobei die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien beinhaltet und wobei es sich bei den Materialien der lichtemittierenden Schicht um organische Moleküle nach Anspruch 1 bis 5 handelt.
15. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 14, in dem ein organisches Molekül gemäß Anspruch 1 bis 5 zusammen mit einem funktionellen Material einen Exciplex bilden.
16. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 15, wobei die Emission durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) charakterisiert ist.
17. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 16, in dem ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 5 als Ladungstransportschicht verwendet wird.
18. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 5 verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Verarbeitung des organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung erfolgt.
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