WO2016116522A1 - Organische moleküle zur verwendung in optoelektronischen bauelementen - Google Patents

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WO2016116522A1
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atoms
formula
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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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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the invention relates to purely organic molecules (dyes) with carbonyl and / or thiocarbonyl functionalities and their use as emitters in OLEDs (organic light emitting diodes) and in other optoelectronic components.
  • 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 having a structure of formula 1 or having a structure of formula 1
  • AF chemical unit, wherein the total molecule contains at least one chemical unit AF1 and at least one chemical unit AF2 different from it, where: if several units of AF2 occur, they have the same chemical structure;
  • AF1 is a first chemical entity comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons (eg in the form of at least one aromatic system), AF1 being described by the general formula shown in sub-formula 1;
  • AF2 is a second chemical entity comprising a conjugated system, more preferably at least six conjugated ⁇ electrons (eg in the form of at least one aromatic system).
  • AF2 has a structure of sub-formula 2.
  • AF2 is selected from the structures listed in Table 1.
  • E is oxygen or sulfur
  • w is CR **, N, NR **, oxygen, sulfur or an element-element bond, with at most one placeholder w per ring being an element-element bond;
  • n 0, 1, or 2;
  • n 0 or 1
  • o 0, 1 or 2;
  • p is 0 or 1;
  • R ** is independently at each occurrence either a residue R * or a residue AF2, wherein the total molecule contains a maximum of four chemical units AF2;
  • R * may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic, aromatic and / or benzo-fused ring system
  • 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 in each occurrence is independently selected 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 C atoms, in which also one or more H atoms may 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. If the description of the present invention specifies other, differing definitions, for example with regard to the number of aromatic ring atoms or the heteroatoms contained therein, these deviating definitions apply.
  • 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 (finned) aromatic or heteroaromatic polycycle consists in the context of the present application of two or more condensed single 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 different atoms), such as.
  • an sp 3 -hybridized C, Si, or N atom, an sp 2 -hybridized C-, N- or O-atom, or an sp-hybridized carbon atom may be joined.
  • systems such as 9, T-diaryl fluorene, triarylamine, diaryl ethers, stilbene, etc. are to be understood as 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 linked by a silyl group.
  • systems in which two or more aryl or heteroaryl groups are linked together via single bonds as aromatic or heteroaromatic ring systems in the sense of this
  • 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
  • DFT density functional theory
  • the chemical entities AF1 and AF2 are linked to one another such that the electronic communication between them is interrupted. This disruption is characterized by localization of the HOMO and LUMO frontier orbits on separate parts of the molecule, allowing for a charge-transfer transition.
  • the electronic communication between the two chemical entities AF1 and AF2 via conjugated bonds is interrupted when the frontier orbitals HOMO and LUMO are located on separate parts of the molecule, allowing for a charge-transfer transition.
  • the localization of the frontier orbitals HOMO or LUMO is determined using the density functional theory (DFT) with the BP86 functional (Becke, AD Phys.Rev.A1988, 38, 3098-3100, Perdew, JP Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827 ):
  • the single electron wave function calculates the single electron density by squaring and integrates it over the space occupied by the part of the molecule.
  • This space can be determined from the atomic coordinates and van der Waals radii of the atoms.
  • the resulting number corresponds to the proportion of orbital on the moiety.
  • a majority separation of the frontier orbitals corresponds to an overlap parameter O in the range of 0.1-20% to allow a charge-transfer transition.
  • ) b results from the integral over the entire space over the respective smaller value of the squared wave function:
  • AF1 has a structure of sub-formula 1b or has a structure of sub-formula 1b
  • Sub-formula 1 b where the definitions given for sub-formula 1 apply.
  • AF1 has a structure of sub-formula 1c or has a structure of sub-formula 1c
  • AF1 has a structure of sub-formula 1d or has a structure of sub-formula 1d
  • AF1 has a structure of sub-formula 1e or has a structure of sub-formula 1e
  • AF1 has a structure of sub-formula 1f or has a structure of sub-formula 1f
  • AF1 has a structure of sub-formula 1g or has a structure of sub-formula 1g
  • AF1 has a structure of sub-formula 1h or has a structure of sub-formula 1h
  • AF1 has a structure of sub-formula 1 i or has a structure of sub-formula 1 i
  • AF1 has a structure of sub-formula 1j or has a structure of sub-formula 1j
  • AF1 has a structure of sub-formula 1k or has a structure of sub-formula 1k
  • Sub-formula 1 k where the definitions given for sub-formula 1 c apply.
  • AF1 has a structure of sub-formula 11 or has a structure of sub-formula 11
  • Sub-formula 11 where the definitions given for sub-formula 1 c apply.
  • AF1 has a structure of sub-formula 1 m or has a structure of sub-formula 1 m
  • AF2 has a structure of sub-formula 2 or has a structure of sub-formula 2
  • n 0 or 1
  • o is or 1;
  • p is 0 or 1;
  • VG1 bridging group, is selected from the group consisting of
  • VG2 bridging group at each occurrence is independently selected from the group consisting of CR ** 2 , NR **, O, S and a CC single bond, where two units VG2 are not simultaneously equal to one CC single bond;
  • R *** is R ** or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R *** are simultaneously one of the following units:
  • R ** is independently either a residue R *, or a chemical bond to AF1, where exactly one R ** is a chemical bond to AF1.
  • the unit AF2 has a structure of the sub-formula 3 or has a structure of the sub-formula 3
  • X is CR ** 2 , NR **, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two placeholders X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring; and, moreover, the definitions given for sub-formula 2 apply.
  • the unit AF2 of the organic molecule has a structure of the formula 4A1-4A7 or has a structure of the formula 4A1-4A7
  • X is C (R **) 2 , NR **, oxygen, sulfur; and, moreover, the definitions given for sub-formula 2 apply.
  • the organic molecules have a structure of the formula 5a or 5b or have a structure of the formula 5a or 5b:
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring;
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units: and, moreover, the definitions given for sub-formula 3 or formula 1 apply.
  • the organic molecules have a structure of the formula 6a or 6b or have a structure of the formula 6a or 6b:
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring;
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units: and, moreover, the definitions given for sub-formula 3 or formula 1 apply.
  • the organic molecules have a structure of the formula 7 or have a structure of the formula 7:
  • m is 1 or 2
  • o is 0, 1 or 2
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units:
  • the organic molecules have a structure of the formula 8 or have a structure of the formula 8:
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring;
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units:
  • the organic molecules have a structure of the formula 9a or 9b or have a structure of the formula 9a or 9b:
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring; y 'is CR *, C or N;
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units:
  • the organic molecules have a structure of the formula 10 or have a structure of the formula 10:
  • n 1 or 2
  • X is CR * 2 , NR *, oxygen, sulfur, a direct bond, with a maximum of two wildcards X being simultaneously a direct bond, which are not part of the same ring; y 'is CR *, C or N;
  • R ' is R * or is selected from the following units, wherein a maximum of two of the radicals R' are simultaneously one of the following units:
  • Table 1 Examples of chemical entities AF2.
  • the possible attachment positions for the chemical entities AF1 are indicated by lowercase letters.
  • the chemical moieties AF1 of sub-formula 1 are selected from the structures listed in Table 2.
  • Table 2 Chemical Units AF1.
  • the attachment sites for the chemical entities AF2 are indicated by lowercase letters.
  • a radical R ** is either a radical AF, or a radical R *, wherein for R * the definition of Sub-formula 1 applies; where the radicals R * in particular methyl, ethyl, / 'so-propyl, tert-butyl, phenyl. It is true that in the molecule exactly one chemical unit AF1 and one to four chemical units AF2 are present.
  • the groups C E, where E is oxygen or sulfur, functionally differentiate the organic molecules of the invention from molecules of the prior art, since the presence of one or more of these groups drastically reduces the spin-orbit coupling constant of the electrons of the molecules in question is increased.
  • RISC reversible inter-system crossing
  • TADF Thermally Activated Delayed Fluorescence
  • spectroscopic selection rules symmetric molecules
  • UV / VIS spectroscopy UV / VIS spectroscopy
  • quantum chemical calculation of the oscillator strength it can be predicted whether a quantum mechanical transition is allowed.
  • the aim is to have a decay time of ⁇ 300 ps, in particular ⁇ 100 ps, or ⁇ 50 ps. With a long decay time of the (organic) emitter, saturation effects quickly occur at high current intensities, which adversely affects the component lifetime and prevents the achievement of high brightness levels.
  • a measure of the decay time is the AE (Si-Ti) distance. This is influenced by the overlap of HOMO and LUMO.
  • the size of the quantum mechanical overlap integral which can be calculated by the above-mentioned DFT method, can be controlled in a targeted manner by selecting the radicals R ** in the orffro positions for chemical bonding between AF1 and AF2. If it comes to the complete separation of HOMO and LUMO this has a value of 0. The probability of an efficient emission of the organic molecule decreases drastically. At a value of 1 there is no longer delayed fluorescence (TADF) but spontaneous emission.
  • TADF delayed fluorescence
  • Table 4 Organic molecules of the invention according to the scheme AF2-AF1.
  • Brackets are given the values for ⁇ , ALUMO and Gap.
  • 130-S-293 (1.34 1.29 1.47)
  • 130-S-294 (1.79 1.56 1.20)
  • 130-S-295 (1.54 1.29 1.48)
  • 130-S-420 (1.14 1.28 1.48)
  • 225- s - 294 (1.29 2.04 1.70)
  • 225- s - 295 (1.05 1.77 1.97)
  • 225- s - 296 (1.33 0.98 2.76)
  • 225- S- 329 (1.32 0.94 2.80)
  • 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;
  • 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 bonds to the organic group Molecule of Formula 1 is attached.
  • 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.
  • the polymerisable functional units are attached via a linker group of the formulas 19 to 24, which have a hydroxyl moiety, to the organic molecule of the Formula 1 and the resulting compounds homopolymerized with itself or copolymerized with other suitable monomers.
  • Polymers which have a unit of the formula 1 1 or formula 12 may either exclusively comprise repeat units having a structure of the general formula 11 or 12, 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 diode (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 field effect transistor, organic laser and down-conversion element.
  • OLED organic light emitting diode
  • 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 field effect transistor
  • organic laser and down-conversion element organic laser and down-conversion 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 ( ⁇ ) 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 deposited, and the hole and electron injecting layer is disposed between the anode and the cathode, and the hole and electron transporting layer is interposed between the hole and electron injecting layers, and the light emitting layer is interposed between hole and electron tran athletic layer is applied.
  • the optoelectronic component has at least one host material made from a material according to formula
  • the light-emitting layer contains fluorescent or phosphorescent materials which have a structure of formula 1.
  • 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.
  • 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 (Ti) 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.
  • 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 with a structure according to formula 1 is excited to emit by external energetic excitation.
  • the external stimulation can be electronic or optical or radioactive.
  • 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, University of Düsseldorf and Anlagens scholar Düsseldorf GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007, http://www.turbomole.com) ,
  • OLED organic light emitting diode

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Abstract

Die Erfindung betrifft organische Moleküle, aufweisend eine Struktur der Formel 1 und deren Verwendung in optoelektronischen Bauelementen (Formel 1); wobei gilt: AF1 ist eine erste chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, wobei AF1 durch die in Unterformel 1 dargestellte allgemeine Formel beschrieben wird (Unterformel 1); AF2 ist eine zweite chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, wobei AF2 durch die in Unterformel 2 dargestellte Formel beschrieben wird (Unterformel 2).

Description

Organische Moleküle
zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen
Die Erfindung betrifft rein organische Moleküle (Farbstoffe) mit Carbonyl- und/oder Thiocarbonyl-Funktionalitäten und deren Verwendung als Emitter in OLEDs (organic light emitting diodes) 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 passende 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 imgf000005_0001
Formel 1
Figure imgf000005_0002
Unterformel 1
wobei in Formel 1 bedeutet:
AF: chemische Einheit, wobei Im Gesamtmolekül mindestens eine chemische Einheit AF1 und mindestens eine davon verschiedene chemische Einheit AF2 enthalten sind, wobei gilt: treten mehrere Einheiten AF2 auf, so haben diese die gleiche chemische Struktur;
AF1 ist eine erste chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen (z. B. in Form mindestens eines aromatischen Systems), wobei AF1 durch die in Unterformel 1 dargestellte allgemeine Formel beschrieben wird;
AF2 ist eine zweite chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen (z. B. in Form mindestens eines aromatischen Systems). In einer Ausführungsform weist AF2 eine Struktur der Unterformel 2 auf. In einer weiteren Ausführungsform ist AF2 ausgewählt aus den in Tabelle 1 aufgeführten Strukturen.
und wobei in Unterformel 1 bedeutet:
# kennzeichnet die möglichen Anknüpfungspositionen an AF2;
E ist Sauerstoff oder Schwefel;
w ist CR**, N, NR**, Sauerstoff, Schwefel oder eine Element-Element-Bindung, wobei maximal ein Platzhalter w je Ring eine Element-Element-Bindung ist;
y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR**2, NR**, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung; y* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander C=0, C=S, HC=CH, CH2-CH2, CR**2, NR**, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung, wobei ein y* ist C=0 oder C=S;
m ist 0, 1 , oder 2;
n ist 0 oder 1 ;
o ist 0, 1 oder 2;
wobei gilt: m + n + o 0; m + n + o < 5;
p ist 0 oder 1 ;
q = m + n+ o;
R** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander entweder ein Rest R* oder ein Rest AF2, wobei im Gesamtmolekül maximal vier chemische Einheiten AF2 enthalten sind;
wobei 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. In einer Ausführungsform können zwei oder mehrere dieser Substituenten R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem 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, davon abweichende Definitionen angegeben, beispielsweise bezüglich der Zahl der aromatischen Ringatome oder der enthaltenen Heteroatome, so gelten diese abweichenden 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 Silylgruppe 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;
In einer Ausführungsform gilt:
- die Differenz der Energie des HOMO der Elektronen-donierend wirkenden chemischen Einheit (AF2) und der Energie des HOMO der Elektronen-akzeptierend wirkenden chemischen Einheit (AF1 ) ist größer als 0,8 eV (Δ HOMO = HOMO(AF2) - HOMO(AF1 ) > 0,8 eV);
- die Differenz der Energie des LUMO der donierenden chemischen Einheit (AF2) und der Energie des LUMO der akzeptierenden chemischen Einheit (AF1 ) ist größer als 0,8 eV (Δ LUMO = LUMO(AF2) - LUMO(AF1 ) > 0,8 eV); und
- die Differenz der Energie des LUMO der akzeptierenden chemischen Einheit (AF1 ) und der Energie des HOMO der donierenden chemischen Einheit (AF2) ist größer als 0,9 eV (Δ Gap = LUMO (AF1 ) - HOMO(AF2) > 0,9 eV); wobei die Energiewerte HOMO(AF1 ), HOMO(AF2), LUMO(AF1 ), LUMO(AF2) mithilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) berechnet wurden, wobei die Anknüpfungspositionen der ambifunktionalen Einheiten und der Separatoren mit einem Wasserstoffatom entsprechend ihrer chemischen Valenzen abgesättigt werden; und wobei gilt: die angegeben 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 sind die chemischen Einheiten AF1 und AF2 derart miteinander verknüpft, dass die elektronische Kommunikation zwischen ihnen unterbrochen wird. Diese Unterbrechung ist durch eine Lokalisierung der Grenzorbitale HOMO und LUMO auf separaten Molekülteilen gekennzeichnet, sodass ein Charge-Transfer Übergang ermöglicht wird.
Die elektronische Kommunikation zwischen den zwei chemischen Einheiten AF1 und AF2 über konjugierte Bindungen ist unterbrochen, wenn die Grenzorbitale HOMO und LUMO auf separaten Molekülteilen lokalisiert sind, sodass ein Charge-Transfer Übergang ermöglicht wird. Die Lokalisierung der Grenzorbitale HOMO oder LUMO wird dabei mithilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) mit dem BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) visualisiert: Aus der Einelektronen-Wellenfunktion wird die Einelektronendichte durch Quadrieren berechnet und über den Raum integriert, den der untersuchte Molekülteil einnimmt. Dieser Raum kann aus den Atomkoordinaten und den van-der-Waals-Radien der Atome bestimmt werden. Die resultierende Zahl entspricht dem Anteil des Orbitals auf dem Molekülteil. Eine mehrheitliche Trennung der Grenzorbitale entspricht dabei einem Überlappungsparameter O im Bereich 0.1-20%, um einen Charge-Transfer Übergang zu ermöglichen. Der Überlappungsparameter O zwischen der HOMO-Wellenfunktion φ3 und der der LUMO- Wellenfunktion (|)b ergibt sich aus dem Integral über den gesamten Raum über den jeweils kleineren Wert der quadrierten Wellenfunktion:
Figure imgf000013_0001
In einer Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 b auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 b
Figure imgf000014_0001
Unterformel 1 b wobei die für Unterformel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 c auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 c
Figure imgf000014_0002
Unterformel 1 c wobei
z ist CR**,
und im Übrigen die für Unterformel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 d auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 d
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0002
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 e auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1e
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0003
Unterformel 1e
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1f auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1f
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0003
Unterformel 1f
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1g auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1g
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 h auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 h
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 i auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 i
Figure imgf000019_0003
Unterformel 1 i
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1j auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1j
Figure imgf000020_0001
Unterformel 1j
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 k auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 k
Figure imgf000020_0002
Unterformel 1 k wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 11 auf oder hat eine Struktur der Unterformel 11
Figure imgf000020_0003
Unterformel 11 wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist AF1 eine Struktur der Unterformel 1 m auf oder hat eine Struktur der Unterformel 1 m
Figure imgf000021_0001
Unterformel 1 m
wobei die für Unterformel 1 c gegebenen Definitionen gelten.
In einer Ausführungsform weist AF2 eine Struktur der Unterformel 2 auf oder hat eine Struktur der Unterformel 2
Figure imgf000021_0002
Unterformel 2 wobei gilt: m ist 0 oder 1 ;
n ist 0 oder 1 , wobei bei m = 0 immer auch n = 0 ist;
o ist oder 1 ;
p ist 0 oder 1 ;
A ist CR*** wenn o = 0, ansonsten C;
VG1 = verbrückende Gruppe, ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- NR**, CR**2, O, S und einer C-C-Einfachbindung; oder
- NR**, CR**2, O, S, einer C-C-Einfachbindung, BR**, AsR**, SiR**2, GeR**2,
Figure imgf000021_0003
Figure imgf000021_0004
wenn m = 1 und gleichzeitig n = 0; VG2 = verbrückende Gruppe ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CR**2, NR**, O, S und einer C-C-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten VG2 gleichzeitig gleich einer C-C-Einfachbindung sind;
Figure imgf000022_0001
G ist C wenn o = 1 und gleichzeitig m = 1 ; ist CR** wenn o = 0 und gleichzeitig m = 1 ; ist CR**, CR**2, wenn o = 1 und gleichzeitig m = 0; ist R* wenn o = 0 und gleichzeitig m = 0; ist CR**, CR**2, N, NR* wenn m = 0 und gleichzeitig VG1 eine C-C-Einfachbindung ist;
J ist C wenn m = 1 ; ist CR**, CR**2, NR** wenn m = 0;
L ist CR*** wenn n = 0; ist CR**, C (bei kovalenter Bindung zu VG2 und/oder zu M) wenn n = 1 ;
R*** ist R** oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R*** gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000022_0002
R** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander entweder ein Rest R*, oder eine chemische Bindung an AF1 , wobei genau ein R** eine chemische Bindung an AF1 ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Einheit AF2 eine Struktur der Unterformel 3 auf oder hat eine Struktur der Unterformel 3
Figure imgf000023_0001
wobei in Unterformel 3 bedeutet: p ist 0 oder 1 ; t = 4 - 2p;
X ist CR**2, NR**, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; und im Übrigen die für Unterformel 2 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Einheit AF2 des organischen Moleküls eine Struktur der Formel 4A1-4A7 auf oder hat eine Struktur der Formel 4A1-4A7
Figure imgf000023_0002
Formel 4A1 Formel 4A2 Formel 4A3
Figure imgf000023_0003
Formel 4A4 Formel 4A5 Formel 4A6
Figure imgf000024_0001
Formel 4A7
wobei in Formel 4A1 -4A7 gilt:
X ist C(R**)2, NR**, Sauerstoff, Schwefel; und im Übrigen die für Unterformel 2 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 5a oder 5b auf oder haben eine Struktur der Formel 5a oder 5b:
Figure imgf000024_0002
Formel 5a
Figure imgf000025_0001
wobei in Formel 5a und 5b bedeutet: m ist 1 oder 2, o ist 0, 1 oder 2, p ist 0 oder 1 ;
X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR*2, NR*, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000026_0001
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 6a oder 6b auf oder haben eine Struktur der Formel 6a oder 6b:
Figure imgf000026_0002
Formel 6a
Figure imgf000027_0001
Formel 6b
wobei in Formel 6a und 6b bedeutet: m ist 1 oder 2, o ist 0, 1 oder 2, p ist 0 oder 1 ;
X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR*2, NR*, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000028_0001
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 7 auf oder haben eine Struktur der Formel 7:
Figure imgf000028_0002
Formel 7
wobei in Formel 7 bedeutet: m ist 1 oder 2, o ist 0, 1 oder 2, X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR*2, NR*, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000029_0001
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 8 auf oder haben eine Struktur der Formel 8:
Figure imgf000029_0002
Formel 8 wobei in Formel 8 bedeutet: m ist 1 oder 2, o ist 0, 1 oder 2,
X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR*2, NR*, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000030_0001
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 9a oder 9b auf oder haben eine Struktur der Formel 9a oder 9b:
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
Formel 9b wobei in Formel 9a und 9b bedeutet: n ist 1 oder 2, für y' = N oder CR* ist n = 1 , für y' = C ist n = 2, p ist 0 oder 1 ;
X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y' ist CR*, C oder N;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000032_0001
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 10 auf oder haben eine Struktur der Formel 10:
Figure imgf000033_0001
wobei in Formel 10 bedeutet: n ist 1 oder 2, für y' = N oder CR* ist n = 1 , für y' = C ist n = 2, p ist 0 oder 1 ;
X ist CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel, eine direkte Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y' ist CR*, C oder N;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
R*
CR* R*C^C"CR*
Figure imgf000033_0002
und im Übrigen die für Unterformel 3 bzw. Formel 1 gegebenen Definitionen gelten.
Tabelle 1 : Beispiele für chemische Einheiten AF2. Die möglichen Anknüpfungspositionen für die chemischen Einheiten AF1 sind mit Kleinbuchstaben bezeichnet.
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0002
Figure imgf000037_0001
44
Figure imgf000038_0001
66 71 72
Figure imgf000039_0001
88 91 94
Figure imgf000040_0001
129 149 199 
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000042_0001
331 337 339
Figure imgf000043_0001
344 345 346
Figure imgf000043_0002
347 348 349
Figure imgf000043_0003
Figure imgf000043_0004
a
353 354 360
Figure imgf000043_0005
Figure imgf000044_0001
412 413 414
Figure imgf000045_0001
Figure imgf000045_0002
Figure imgf000045_0003
Figure imgf000045_0004
480 481 In einer Ausführungsform sind die chemischen Einheiten AF1 nach Unterformel 1 ausgewählt aus den in Tabelle 2 aufgeführten Strukturen.
Tabelle 2: Chemische Einheiten AF1 . Die Anknüpfungsstellen für die chemischen Einheiten AF2 sind durch Kleinbuchstaben gekennzeichnet.
Figure imgf000046_0001
420 434
Figure imgf000046_0002
43 96 110
Figure imgf000046_0003
123 358 364
In einer Ausführungsform befindet sich an mindestens einer, der kovalenten Bindung zwischen AF1 und AF2 benachbarten Position, ein Rest R**, wobei gilt: R** ist entweder ein Rest AF, oder ein Rest R*, wobei für R* die Definition aus Unterformel 1 gilt; wobei die Reste R* insbesondere gleich Methyl, Ethyl, /'so-Propyl, fert-Butyl, Phenyl sind. Dabei gilt, dass im Molekül genau eine chemische Einheit AF1 und ein bis vier chemische Einheiten AF2 vorhanden sind.
Insbesondere die Gruppen C=E, wobei E gleich Sauerstoff oder Schwefel ist, unterscheiden die erfindungsgemäßen organischen Moleküle funktionell von Molekülen gemäß dem Stand der Technik, da durch die Anwesenheit einer oder mehrerer dieser Gruppen die Spin-Bahn- Kopplungskonstante der Elektronen der betreffenden Moleküle drastisch erhöht wird. Dies führt zu einer höheren Erlaubtheit des reversiblen Inter-System-Crossing (RISC) und damit zu einer effizienteren TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence). Im Ergebnis verursacht dies eine Erhöhung der radiativen Rate und somit höhere Externe Quanteneffizienzen (EQE).
Weiterhin unterscheiden die Substituenten in orffro-Posiotion zu den Verknüpfungspunkten zwischen AF1 und AF2 die erfindungsgemäßen organischen Moleküle funktionell von Molekülen gemäß dem Stand der Technik, da durch die Anwesenheit eines oder mehrerer dieser Substituenten eine Verdrillung der chemischen Einheiten AF1 und AF2 gegeneinander hervorgerufen wird. Dies führt zu einer räumlichen Trennung der Grenzorbitale und damit zu niedrigen ΔΕδι-τι -Werten im Bereich einiger kBT (T = 300 K). Gleichermaßen gewährleisten die erfindungsgemäßen Moleküle eine Verdrillung um weniger als 90 °, sodass das Überlappungsintegral zwischen HOMO und LUMO und damit die Oszillatorstärke des radiativen Übergangs einen von Null verschiedenen Wert annimmt (s. nächster Abschnitt).
Anhand spektroskopischer Auswahlregeln (symmetrische Moleküle) oder durch Messung des Extinktionskoeffizienten (UV/VIS-Spektroskopie) oder anhand quantenchemischer Berechnung der Oszillatorstärke kann vorhergesagt werden, ob ein quantenmechanischer Übergang erlaubt ist. Je größer die Oszillatorstärke, desto eher ist ein Übergang erlaubt und desto schneller ist der damit verbundene Prozess (Abklingdauer). Angestrebt sind Abklingdauern von < 300 ps, insbesondere < 100 ps, oder von < 50 ps. 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.
Ein Maß für die Abklingdauer ist der AE(Si-T-i)-Abstand. Dieser wird durch die Überlappung von HOMO und LUMO beeinflusst. Die Größe des quantenmechanischen Überlappungsintegrals, welche nach oben genannter DFT-Methode berechenbar ist, kann durch Wahl der Reste R** in den orffro-Positionen zur chemischen Bindung zwischen AF1 und AF2 gezielt gesteuert werden. Kommt es zur völligen Trennung von HOMO und LUMO hat dieses einen Wert von 0. Die Wahrscheinlichkeit einer effizienten Emission des organischen Moleküls sinkt drastisch. Bei einem Wert von 1 liegt nicht mehr verzögerte Fluoreszenz (TADF) sondern spontane Emission vor. Die gewünschte Überlappung wird durch die geeignete Wahl eines oder mehrerer in der/den orf/70-Position(en) zur chemischen Bindung zwischen AF1 und AF2 befindlicher Reste R** erreicht. Beispiele für erfindungsgemäße Moleküle, die sich durch die Verknüpfung einer chemischen Einheit AF1 mit einer oder mehreren chemischen Einheiten AF2 ergeben, sind in Tabelle 3 aufgeführt. In diesen Molekülen ist optional eine oder mehrere substituierbare C-H- Bindungen durch weitere Reste R* funktionalisiert.
Tabelle 3: Beispiele für erfindungsgemäße Moleküle.
Figure imgf000048_0001
317-43 317-110
Figure imgf000049_0001
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000051_0001
Figure imgf000052_0001
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Weitere erfindungsgemäße Moleküle der Form AF2-AF1, die sich durch Kombination der chemischen Einheiten AF1 aus Tabelle 2 mit den chemischen Einheiten AF2 aus Tabelle 1 ergeben, sind in Tabelle 4 genannt. In diesen Molekülen ist optional eine oder mehrere substituierbare C-H-Bindungen durch weitere Reste R* funktionalisiert.
Tabelle 4: Erfindungsgemäße organische Moleküle nach dem Schema AF2-AF1. In
Klammern sind die Werte für ΔΗΟΜΟ, ALUMO und Gap angegeben.
22— S— 294 (2.050.880.94)
32— S— 368 (1.271.201.30) 33— S— 368 (1.321.031.25) 34— S— 293 (0.900.861.91) 34— S— 294(1.361.131.64)
34— S— 295 (1.110.851.91) 34— S— 368 (1.441.641.12) 38— S— 368 (1.161.271.40) 44— S— 368 (0.890.981.68)
45— S— 368 (1.491.031.08) 47— S— 27(1.030.801.97) 47— S— 269 (1.420.891.88) 47— S— 293 (1.091.061.71)
47— S— 294 (1.551.321.45) 47— S— 295 (1.301.051.72) 47— S— 368 (1.631.840.93) 47— S— 420 (0.901.051.72)
48— S— 27 (0.961.262.04) 48— S— 269 (1.351.341.95) 48— S— 293 (1.021.511.78) 48— S— 294 (1.481.781.52)
48— S— 295 (1.231.501.79) 48— S— 368 (1.572.291.00) 48— S— 420 (0.831.501.79) 49— S— 269 (2.320.810.98)
53— S— 294(1.421.021.57) 53— S— 368 (1.511.531.06) 54— S— 269(1.200.882.10) 54— S— 293 (0.871.041.94)
54— S— 294(1.321.311.67) 54— S— 295 (1.081.031.94) 54— S— 368 (1.411.821.16) 55— S— 269(1.120.892.18)
55— S— 294 (1.251.321.75) 55— S— 295 (1.001.052.02) 55— S— 368 (1.341.841.23) 58— S— 269(1.260.822.04)
58— S— 293 (0.930.991.87) 58— S— 294(1.391.251.61) 58— S— 295 (1.140.981.88) 58— S— 368 (1.481.771.09)
59— S— 368 (1.431.251.13) 60— S— 294(1.241.011.75) 60— S— 368 (1.331.521.24) 63— S— 27 (0.870.972.13)
63— S— 269(1.261.062.04) 63— S— 293 (0.931.231.88) 63— S— 294(1.381.491.61) 63— S— 295 (1.141.221.89)
63— S— 368 (1.472.011.10) 64— S— 269(1.190.882.11) 64— S— 293 (0.861.041.94) 64— S— 294(1.321.311.68)
64— S— 295 (1.071.041.95) 64— S— 368 (1.401.821.16) 66— S— 293 (1.870.880.94) 66— S— 295 (2.080.870.95)
66— S— 420(1.670.870.95) 68— S— 294 (0.821.082.17) 68— S— 368 (0.911.601.66) 71— S— 27 (0.870.822.12)
71— S— 269(1.270.912.04) 71— S— 293 (0.941.081.87) 71— S— 294(1.391.351.60) 71— S— 295 (1.141.071.88)
71— S— 368 (1.481.861.09) 72— S— 27(1.141.161.86) 72— S— 269 (1.531.251.77) 72— S— 293 (1.201.421.60)
72— S— 294(1.661.681.34) 72— S— 295 (1.411.411.61) 72— S— 379 (0.890.842.18) 72— S— 420(1.011.411.61)
73— S— 27(1.041.311.96) 73— S— 43 (1.670.822.46) 73— S— 112(0.970.852.42) 73— S— 193 (0.870.832.45)
73— S— 269(1.431.401.87) 73— S— 293 (1.101.571.71) 73— S— 294 (1.551.831.44) 73— S— 295 (1.311.561.71)
73— S— 368 (1.642.350.93) 73— S— 420 (0.901.561.72) 74— S— 269 (1.250.802.05) 74— S— 293 (0.920.971.88)
74— S— 294(1.381.241.61) 74— S— 295 (1.130.961.89) 74— S— 368 (1.471.751.10) 75— S— 27 (1.481.621.51)
75— S— 29(1.310.822.31) 75— S— 37(1.700.902.23) 75— S— 43 (2.121.132.01) 75— S— 93 (1.910.832.30)
75— S— 112(1.411.161.97) 75— S— 113 (1.620.892.25) 75— S— 123 (1.121.411.73) 75— S— 193 (1.321.132.00)
75— S— 258 (1.430.802.33) 75— S— 265 (1.930.832.30) 75— S— 267(1.370.992.14) 75— S— 268 (1.911.062.07)
75— S— 269 (1.881.711.43) 75— S— 291 (2.710.912.23) 75— S— 293 (1.551.881.26) 75— S— 294 (2.002.140.99)
75— S— 295 (1.761.871.27) 75— S— 296 (2.031.082.05) 75— S— 329 (2.021.042.10) 75— S— 332 (1.410.892.25)
75— S— 358 (1.350.922.21) 75— S— 360 (0.800.922.22) 75— S— 364 (2.160.872.27) 75— S— 379 (1.231.301.83)
75— S— 420 (1.351.871.27) 75— S— 434(1.251.022.11) 82— S— 368 (0.881.731.69) 95— S— 293 (1.120.851.68)
95— S— 294(1.581.121.42) 95— S— 295 (1.330.841.69) 95— S— 368 (1.671.630.90) 95— S— 420 (0.930.841.69)
96— S— 368 (1.541.141.03) 98— S— 294(1.320.801.67) 98— S— 368 (1.411.321.16) 102- -s- -43 (0.891.013.24)
102- -s- -296(0.800.963.28) 102- -s- -368 (0.862.541.71 ) 103- -s- -27(1.711.061.28) 103- -s- - 123 (1.340.841.50)
103 - -s- -269(2.111.151.20) 103- -s- -293 (1.781.311.03) 103 - -s- -295 (1.981.301.04) 103 - -s- -420 (1.581.301.04)
104- -s- -269(1.000.892.31) 104- -s- -294(1.121.321.87) 104- -s- -295 (0.871.052.15) 104- -s- -368 (1.211.841.36)
106- -s- -294(0.820.812.17) 106- -s- -368 (0.911.321.66) 114- -s- -269(0.820.852.49) 114- -s- -294 (0.941.292.05)
114- -s- -368 (1.031.801.54) 117- -s- -27 (0.891.322.10) 117- -s- -43 (1.530.822.60) 117- -s- - 112 (0.820.862.56)
117- -s- -269(1.291.402.02) 117- -s- -293 (0.961.571.85) 117- -s- -294 (1.411.841.58) 117- -s- -295 (1.161.561.86)
117- -s- -368 (1.502.351.07) 120- -s- -269(1.120.862.19) 120- -s- -294(1.241.301.75) 120- -s- -295 (0.991.022.03)
120- -s- -368 (1.331.811.24) 123 - -s- -43 (1.011.033.12) 123- -s- -291 (1.590.813.34) 123 - -s- -294 (0.892.052.11)
123- -s- -296(0.920.993.17) 123- -s- -329(0.910.953.21) 123- -s- -368 (0.982.561.59) 124- -s- -27 (1.121.561.88)
124- -s- -37(1.340.842.60) 124- -s- -43 (1.761.072.37) 124- -s- - 112(1.051.102.34) 124- -s- - 113 (1.260.832.61)
124- -s- - 193 (0.961.072.36) 124- -s- -267(1.010.932.50) 124- -s- -268 (1.551.002.44) 124- -s- -269(1.511.651.79) 124— S— 291 (2.34 0.85 2.59) 124— S— 293 (1.18 1.81 1.62) 124— S— 294 (1.64 2.08 1.36) 124— S— 295 (1.39 1.81 1.63)
124— S — 296 (1.67 1.02 2.41) 124— S — 329 (1.66 0.98 2.46) 124— S — 332 (1.04 0.83 2.61) 124— S— 358 (0.99 0.86 2.58)
124— S — 364 (1.80 0.81 2.63) 124— S — 379 (0.87 1.24 2.20) 124— S — 420 (0.99 1.81 1.63) 124— S— 434 (0.88 0.96 2.47)
127— S — 294 (0.87 1.17 2.12) 127— S — 368 (0.96 1.68 1.61) 128— S — 27 ( .20 1.10 1.79) 128— S— 123 (0.83 0.88 2.01)
128— S — 269 (1.60 1.19 1.71) 128— S — 293 (1.26 1.35 1.54) 128— S — 294 (1.72 1.62 1.27) 128— S— 295 (1.47 1.35 1.55)
128— S — 420 (1.07 1.35 1.55) 129— S — 269 (0.98 1.07 2.33) 129— S — 294 (1.10 1.51 1.89) 129— S— 295 (0.85 1.23 2.17)
129— S — 368 (1.19 2.02 1.38) 130— S — 27 ( .27 1.04 1.72) 130— S — 123 (0.90 0.82 1.94) 130— S— 269 (1.67 1.13 1.64)
130— S — 293 (1.34 1.29 1.47) 130— S — 294 (1.79 1.56 1.20) 130— S — 295 (1.54 1.29 1.48) 130— S— 420 (1.14 1.28 1.48)
138— S — 294 (1.24 1.19 1.75) 138— S — 295 (0.99 0.92 2.03) 138— S — 368 (1.33 1.70 1.24) 144— S— 291 (1.15 1.33 3.79)
147— S — 269 (0.91 1.18 2.39) 147— s — 294 (1.03 1.62 1.96) 147— S — 368 (1.12 2.13 1.45) 148— S— 368 (0.87 2.01 1.70)
149— S — 368 (1.50 1.02 1.07) 156— s — 294 (1.23 0.89 1.76) 156— S — 368 (1.32 1.40 1.25) 175— S— 368 (0.85 1.10 1.71)
176— S — 368 (0.91 0.89 1.66) 196— s — 43 (0.85 2.40 3.28) 196— S — 259 (0.95 1.93 3.76) 196— S— 291 (1.44 2.18 3.50)
196— S — 364 (0.89 2.14 3.54) 196— s — 368 (0.82 3.93 1.75) 199— S — 27 ( .31 1.03 1.68) 199— S— 123 (0.95 0.81 1.90)
199— S — 269 (1.71 1.11 1.60) 199— s — 293 (1.38 1.28 1.43) 199— s — 294 (1.83 1.55 1.16) 199— S— 295 (1.59 1.27 1.44)
199— S — 420 (1.18 1.27 1.44) 200— s — 294 (1.37 0.93 1.62) 200— s — 368 (1.46 1.45 1.1 1) 205— S— 291 (1.25 0.98 3.69)
206— S — 291 (1.25 0.90 3.68) 209— s — 368 (0.92 0.88 1.65) 210— s — 294 (0.93 1.08 2.06) 210— S— 368 (1.02 1.59 1.54)
211— S — 27 (0.96 1.22 2.03) 211— s — 269 (1.36 1.31 1.95) 211— s — 293 (1.03 1.47 1.78) 211— S— 294 (1.48 1.74 1.51)
211— S — 295 (1.24 1.46 1.79) 211— s — 368 (1.57 2.25 1.00) 211— s — 420 (0.83 1.46 1.79) 218— S— 43 (0.82 1.21 3.31)
218— S — 291 (1.41 0.99 3.53) 218— s — 364 (0.86 0.95 3.57) 219— s - 43 ( .02 1.86 3.1 1) 219— S— 93 (0.81 1.56 3.40)
219— S — 259 (1.12 1.38 3.59) 219— s — 265 (0.83 1.56 3.40) 219— s — 268 (0.81 1.79 3.18) 219— S— 270 (0.92 1.53 3.44)
219— S — 291 (1.61 1.64 3.33) 219— s — 294 (0.90 2.88 2.09) 219— s — 296 (0.93 1.82 3.15) 219— S— 329 (0.92 1.77 3.20)
219— S — 364 (1.06 1.60 3.37) 219— s — 368 (0.99 3.39 1.58) 222— s — 43 (0.91 1.45 3.22) 222— S— 259 (1.01 0.97 3.70)
222— S — 270 (0.80 1.12 3.55) 222— s — 291 (1.50 1.23 3.44) 222— s — 296 (0.82 1.41 3.26) 222— S— 329 (0.81 1.36 3.31)
222— S — 364 (0.95 1.19 3.48) 222— s — 368 (0.88 2.98 1.69) 223— s — 27 ( .02 1.02 1.97) 223— S— 269 (1.42 1.11 1.89)
223— S — 293 (1.09 1.28 1.72) 223— s — 294 (1.54 1.54 1.45) 223— s — 295 (1.29 1.27 1.73) 223— S— 368 (1.63 2.06 0.94)
223— S — 420 (0.89 1.27 1.73) 224— s — 36 (0.86 1.18 3.62) 224— s — 37 (0.85 1.72 3.08) 224— S— 43 ( .27 1.94 2.86)
224— s — 93 ( .07 1.65 3.15) 224— s — 259 (1.37 1.47 3.33) 224— s — 265 (1.09 1.65 3.15) 224— S— 268 (1.07 1.88 2.92)
224— s — 269 (1.03 2.53 2.27) 224— s — 270 (1.17 1.62 3.18) 224— s — 291 (1.86 1.72 3.08) 224— S— 292 (1.19 0.82 3.98)
224— s — 294 (1.15 2.96 1.84) 224— s — 295 (0.91 2.68 2.12) 224— s — 296 (1.18 1.90 2.90) 224— S— 329 (1.18 1.86 2.94)
224— s — 364 (1.31 1.68 3.12) 224— s — 368 (1.24 3.47 1.33) 225— s - 37 ( .00 0.80 2.94) 225— S— 43 ( .41 1.03 2.72)
225— s — 268 (1.21 0.96 2.78) 225— s — 269 (1.17 1.61 2.13) 225— s — 291 (2.00 0.81 2.94) 225— S— 293 (0.84 1.78 1.97)
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225— s — 368 (1.38 2.56 1.19) 227— s — 27 (0.98 0.93 2.01) 227— s — 269 (1.37 1.02 1.93) 227— S— 293 (1.04 1.19 1.76)
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458— S — 294 (1.07 2.39 1.92) 458— S — 295 (0.83 2.12 2.19) 458 S— 296 (1.1 1 1.33 2.98) 458 S— 329 (1.10 1.29 3.02)
458— S — 364 (1.23 1.12 3.19) 458— S — 368 (1.16 2.91 1.40) 459 S— 43 (0.95 1.80 3.18) 459 S— 259 (1.05 1.32 3.66)
459— S — 270 (0.85 1.47 3.51) 459— S — 291 (1.54 1.58 3.40) 459 S— 294 (0.83 2.81 2.16) 459 S— 296 (0.86 1.75 3.22)
459— S — 329 (0.85 1.71 3.27) 459— S — 364 (0.99 1.54 3.44) 459 S— 368 (0.92 3.33 1.65) 460 S— 291 (1.05 1.59 3.89)
462— S — 43 (1.05 0.96 3.08) 462— S — 268 (0.85 0.90 3.14) 462 S— 269 (0.81 1.55 2.49) 462 S— 294 (0.93 1.98 2.06)
462— S — 296 (0.96 0.92 3.12) 462— S — 329 (0.96 0.88 3.17) 462 S— 368 (1.02 2.49 1.55) 463 S— 291 (0.90 1.33 4.04)
464— S — 27 (1.19 1.40 1.80) 464— S — 43 (1.83 0.91 2.30) 464 S— 112 (1.12 0.94 2.26) 464 S— 123 (0.82 1.18 2.02)
464— S — 193 (1.03 0.91 2.29) 464— S — 268 (1.62 0.84 2.37) 464 S— 269 (1.59 1.49 1.72) 464 S— 293 (1.26 1.65 1.55)
464— S — 294 (1.71 1.92 1.28) 464— S — 295 (1.46 1.65 1.56) 464 S— 296 (1.74 0.86 2.34) 464 S— 329 (1.73 0.82 2.39)
464— S — 379 (0.94 1.08 2.12) 464— S — 420 (1.06 1.65 1.56) 464 S— 434 (0.95 0.80 2.40) 466 S— 368 (1.33 1.29 1.24)
468— S — 368 (0.83 2.25 1.74) 475— S — 37 (0.90 0.98 3.04) 475 S— 43 (1.32 1.20 2.81) 475 S— 93 (1.1 1 0.91 3.10)
475— S — 113 (0.82 0.96 3.05) 475— S — 265 (1.13 0.91 3.10) 475 S— 268 (1.1 1 1.13 2.88) 475 S— 269 (1.08 1.78 2.23)
475— S — 270 (1.22 0.87 3.14) 475— S — 291 (1.91 0.98 3.03) 475 S— 294 (1.20 2.22 1.79) 475 S— 295 (0.95 1.94 2.07)
475— S — 296 (1.23 1.16 2.85) 475— S — 329 (1.22 1.11 2.90) 475 S— 364 (1.36 0.94 3.07) 475 S— 368 (1.29 2.73 1.28)
476— S — 27 (1.00 1.19 1.99) 476— S — 269 (1.40 1.28 1.91) 476 S— 293 (1.07 1.44 1.74) 476 S— 294 (1.52 1.71 1.47)
476— S — 295 (1.27 1.44 1.75) 476— S — 368 (1.61 2.22 0.96) 476 S— 420 (0.87 1.43 1.75) 480 S— 269 (0.99 0.83 2.31)
480— S — 294 (1.12 1.26 1.87) 480— S — 295 (0.87 0.99 2.15) 480 S— 368 (1.21 1.78 1.36) 481 S— 269 (1.44 0.82 1.86)
481— S — 293 (1.1 1 0.98 1.69) 481— S — 294 (1.57 1.25 1.42) 481 S— 295 (1.32 0.98 1.70) 481 S— 368 (1.66 1.77 0.91)
481— S — 420 (0.92 0.98 1.70) 482— S — 368 (1.20 0.98 1.37) 483 S— 368 (1.15 0.81 1.42)
In einer weiteren Ausführungsform werden an die chemisch substituierbaren Positionen der erfindungsgemäßen organischen Moleküle nach Formel 1 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 gilt: 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)-, - 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. In einer Ausführungsform können zwei oder mehrere dieser Substituenten R auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem 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 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)-, -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; 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 1 1 und 12 erhalten werden, die als Polymere in der lichtemittierenden Schicht des optoelektronischen Bauelements Verwendung finden können.
Figure imgf000068_0001
Formel 11 Formel 12
In Formel 1 1 und 12 stehen L1 und L2 für gleiche oder verschiedene Linkergruppen, die 0 bis 20, insbesondere 1 bis 15, oder 2 bis 10 Kohlenstoff atome 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 13 bis 18:
Figure imgf000068_0002
Formel 13 Formel 14 Formel 15 Formel 16 Formel 17 Formel 18
Zur Herstellung der Polymere, die die Wiederholungseinheiten gemäß Formel 13 bis 18 aufweisen, werden die polymerisierbaren funktionellen Einheiten über eine Linkergruppe der Formeln 19 bis 24, 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 imgf000069_0001
Formel 19 Formel 20 Formel 21 Formel 22 Formel 23 Formel 24
Polymere, die eine Einheit gemäß Formel 1 1 oder Formel 12 aufweisen, können dabei entweder ausschließlich Wiederholungseinheiten mit einer Struktur der allgemeinen Formel 1 1 oder 12, 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 50 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:
- organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs),
- lichtemittierenden elektrochemischen Zellen,
- OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren,
- organischen Dioden - organischen Solarzellen,
- organischen Transistoren,
- 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 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.
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, 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 (ΤΊ) 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 eine Struktur der Formel 1 aufweisen.
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.
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 (T-i)- 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 mit einer Struktur gemäß Formel 1 , durch äußere energetische Anregung zum Leuchten angeregt wird. Die äußere Anregung kann elektronisch oder optisch oder radioaktiv sein.
Beispiele
Berechnungen nach der Dichtefunktionaltheorie 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, University of Karlsruhe/Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; 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, University of Karlsruhe und Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, since 2007; http://www. turbomole.com) durchgeführt.
Figure imgf000075_0001
Figure imgf000075_0002
(0.227eV) (0.056eV)
Figure imgf000076_0001
Figuren
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 von LUMO AF1 hin zu HOMO AF2).

Claims

Ansprüche
1. Organisches Molekül, aufweisend eine Struktur der Formel 1 ;
Figure imgf000078_0001
Formel 1 wobei in Formel 1 bedeutet:
AF: chemische Einheit, wobei im Gesamtmolekül eine chemische Einheit AF1 und mindestens eine davon verschiedene chemische Einheit AF2 enthalten sind, wobei gilt: treten mehrere Einheiten AF2 auf, so haben diese die gleiche chemische Struktur;
AF1 ist eine erste chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, wobei AF1 durch die in Unterformel 1 dargestellte allgemeine Formel beschrieben wird;
AF2 ist eine zweite chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System, wobei AF2 durch die in Unterformel 2 dargestellte allgemeine Formel beschrieben wird;
Figure imgf000078_0002
und wobei in Unterformel 1 bedeutet:
# kennzeichnet die möglichen Anknüpfungspositionen an AF2
E ist ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom;
w ist CR**, N, NR**, O, S oder eine Element-Element-Bindung, wobei maximal ein Platzhalter w je Ring eine Element-Element-Bindung ist;
y ist HC=CH, CH2-CH2, S02, CR**2, NR**, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung; y* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C=0, C=S, HC=CH, CH2-CH2, CR**2, NR**, einer Kohlenstoff-Kohlenstoff- Einfachbindung, wobei ein y* ist C=0 oder C=S;
m ist 0, 1 , oder 2;
n ist 0 oder 1 ;
o ist 0, 1 oder 2;
wobei gilt: m + n + o 0; m + n + o < 5;
p ist 0 oder 1 ;
q = m + n + o<= 4;
R** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander entweder ein Rest R* oder kennzeichnet die Anknüpfungsposition einer chemischen Einheit AF2, wobei im Gesamtmolekül maximal vier chemische Einheiten AF2 enthalten sind;
Figure imgf000079_0001
Unterformel 2 wobei in Unterformel 2 gilt: m ist 0, 1 ;
n ist 0, 1 , wobei bei m = 0 immer auch n = 0 ist;
o ist 0, 1 ;
p ist 0, 1 ;
A ist CR*** wenn o = 0, ansonsten C;
VG1 = verbrückende Gruppe, ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- NR**, CR**2, O, S und einer C-C-Einfachbindung; oder
- NR**, CR**2, O, S, einer C-C-Einfachbindung, BR**, AsR**, SiR**2, GeR**2,
Figure imgf000080_0001
VG2 = verbrückende Gruppe ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CR**2, NR**, O, S und einer C-C-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten VG2 gleichzeitig gleich einer C-C-Einfachbindung sind;
E ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NR**,
Figure imgf000080_0002
, O und S; G ist; C wenn o = 1 und gleichzeitig m = 1 ;
CR** wenn o = 0 und gleichzeitig m = 1 ;
CR** oder CR**2, wenn o = 1 und gleichzeitig m = 0;
R* wenn o = 0 und gleichzeitig m = 0;
CR**, CR**2, N oder NR* wenn m = 0 und gleichzeitig VG1 eine C-C-Einfachbindung ist;
J ist C wenn m = 1 ;
CR**, CR**2, NR** wenn m = 0; L ist CR*** wenn n = 0;
CR** oder C (bei kovalenter Bindung zu VG2 und/oder zu M) wenn n = 1 ;
R*** ist R** oder ist ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R*** gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000081_0001
R** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander entweder ein Rest R*, oder kennzeichnet eine chemische Bindung an AF1 , wobei genau ein R** eine chemische Bindung an AF1 ist;
wobei für Unterformel 1 und 2 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-, oder 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 mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem 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-, oder 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-, oder 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-, oder 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-, oder 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-, oder 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-, oder 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 AF1 eine Struktur der Unterformel 1 b aufweist
Figure imgf000086_0001
Unterformel 1 b wobei die in Anspruch 1 angegebenen Definitionen gelten.
3. Organische Molekül nach Anspruch 1 oder 2, wobei AF1 eine Struktur der Unterformel 1 c aufweist
Figure imgf000086_0002
Unterformel 1 c wobei
z ist CR**,
und im Übrigen die in Anspruch 1 angegebenen Definitionen gelten.
4. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 3, aufweisend eine Struktur der Formeln 5a, 5b, 6a, 6b, 9a oder 9b
Figure imgf000087_0001
Figure imgf000087_0002
Formel 5b
Figure imgf000088_0001
Figure imgf000088_0002
Formel 6b
Figure imgf000089_0001
Figure imgf000089_0002
Figure imgf000089_0003
Ġ wobei m ist 1 oder 2, o ist 0, 1 oder 2, n ist 1 oder 2, für y' = N oder CR* ist n = 1 , für y' = C ist n = 2, p ist 0 oder 1 ;
X ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CR*2, NR*, Sauerstoff, Schwefel und einer direkten Bindung, wobei maximal zwei Platzhalter X gleichzeitig eine direkte Bindung sind, wobei diese nicht Bestandteil desselben Rings sind; y ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HC=CH, CH2-CH2, S02, CR*2, NR* und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung;
R' ist R* oder ist ausgewählt aus den folgenden Einheiten, wobei maximal zwei der Reste R' gleichzeitig gleich einer der folgenden Einheiten sind:
Figure imgf000090_0001
und im Übrigen die in Anspruch 1 angegebenen Definitionen gelten.
5. Organisches Molekül nach Anspruch 1 oder 2, wobei die chemische Einheit AF1 ausgewählt ist aus nachfolgend aufgeführten Strukturen, wobei die möglichen Anknüpfungspositionen von AF2 mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind
Figure imgf000091_0001
Figure imgf000091_0002
Figure imgf000091_0003
123 358 364
6. Organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei das organische Molekül an mindestens einer Position mindestens einen weiteren Rest R, insbesondere zur Steigerung der Löslichkeit und/oder der Polymerisierbarkeit, aufweist, wobei gilt:
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-, odereine 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 mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; wobei R2 bis R9 definiert sind wie in Anspruch 1 ;
und wobei mittels Resten, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymiersiert werden können, das organische Molekül als Polymer mit Wiederholungseinheiten nach den Formeln 1 1 und/oder 12 erhalten wird;
Figure imgf000092_0001
Formel 11 Formel 12 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.
7. Verwendung eines organischen Moleküls nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6 als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als
Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement.
8. Verwendung nach Anspruch 7, 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,
• organischen Transistoren,
• organischen Feldeffekttransistoren,
• organischen Lasern und
• Down-Konversions-Elementen.
9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Anteil des organischen Moleküls am
Emitter 1 % bis 99 % beträgt.
10. Verwendung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Konzentration des organischen Moleküls als Emitter in optischen Licht emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % beträgt.
1 1 Optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere ausgeformt 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.
12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 , 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 organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 enthält.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 oder 12, in dem die lichtemittierende Schicht mindestens ein Hostmaterial aufweist, wobei insbesondere der angeregte Singulettzustand (S1 ) und/oder der angeregte Triplettzustand (T1 ) des mindestens einen Hostmaterials höher ist als der angeregte Singulettzustand (S1 ) und/oder der angeregte Triplettzustand (T1 ) des organischen Moleküls nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.
14. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 13, wobei mindestens ein Hostmaterial aus einem Material gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 besteht.
15. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 14, wobei die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien aufweist und wobei es sich bei den Materialien der lichtemittierenden Schicht um organische Moleküle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 handelt.
16. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 15, in dem ein organisches Molekül gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 und ein funktionelles Material einen Exciplex bilden.
17. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 16, wobei die Emission durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) charakterisiert ist.
18. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 17, in dem ein organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 als Ladungstransportschicht verwendet wird.
19. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Verarbeitung des organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung erfolgt.
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