DE102006025846A1 - Neue Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen - Google Patents

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Philipp Dr. Stößel
Holger Dr. Heil
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, insbesondere blau emittierende Vorrichtungen, in denen Verbindungen gemäß der Formel (1) bzw. Formel (2) als Hostmaterial oder Dotand in der emittierenden Schicht und/oder als Lochtransportmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial verwendet werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft organische Halbleiter und deren Verwendung in organischen elektronischen Vorrichtungen.
  • Organische Halbleiter werden für eine Reihe verschiedenartiger Anwendungen, die im weitesten Sinne der Elektronikindustrie zugerechnet werden können, entwickelt. Der Aufbau organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), in denen diese organischen Halbleiter als funktionelle Materialien eingesetzt werden, ist beispielsweise in US 4539507 , US 5151629 , EP 0676461 und WO 98/27136 beschrieben. Allerdings zeigen diese Vorrichtungen noch erhebliche Probleme, die einer dringenden Verbesserung bedürfen:
    • 1. Die üblicherweise verwendeten Verbindungen weisen kein ausreichend tiefes LUMO (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) auf. Verbindungen mit niedrigerem LUMO werden für leichtere Elektroneninjektion und damit für eine Verringerung der Betriebsspannung benötigt.
    • 2. In Systemen gemäß dem Stand der Technik werden in der emittierenden Schicht überlicherweise ein oder mehrere Dotanden in einem Hostmaterial verwendet. Es wäre sinnvoll, Verbindungen zu haben, die als Reinsubstanz in der emittierenden Schicht zu verwenden sind, da dies eine technische Vereinfachung bei der Device-Herstellung darstellt.
  • Für fluoreszierende OLEDs werden gemäß dem Stand der Technik vor allem kondensierte Aromaten, insbesondere Anthracen- oder Pyrenderivate, als Host-Materialien vor allem für blau emittierende Elektrolumineszenzvorrichtungen verwendet, z. B. 9,10-Bis(2-naphthyl)anthracen ( US 5935721 ). In WO 03/095445 und in CN 1362464 werden 9,10-Bis(1-naphthyl)anthracen-Derivate für die Verwendung in OLEDs offenbart. Weitere Anthracenderivate sind in WO 01/076323, in WO 01/021729, in WO 04/013073, in WO 04/018588, in WO 03/087023 oder in WO 04/018587 offenbart. Host-Materialien, basierend auf Aryl substituierten Pyrenen und Chrysenen, werden in WO 04/016575 offenbart. Es ist für hochwertige Anwendungen notwendig, verbesserte Host-Materialien zur Verfügung zu haben.
  • Als Stand der Technik bei blau emittierenden Verbindungen kann die Verwendung von Arylvinylaminen genannt werden (z. B. WO 04/013073, WO 04/016575, WO 04/018587). Diese Verbindungen sind allerdings thermisch instabil und lassen sich nicht unzersetzt verdampfen, was einen hohen technischen Aufwand für die OLED-Herstellung erfordert und somit einen technischen Nachteil darstellt. Einen weiteren Nachteil stellt die Emissionsfarbe dieser Verbindungen dar: Während im Stand der Technik mit diesen Verbindungen tiefblaue Emission (CIE-y-Koordinaten im Bereich von 0.15-0.18) beschrieben wird, konnten diese Farbkoordinaten nicht in einfachen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik reproduziert werden. Im Gegenteil erhält man hier grünblaue Emission. Es ist nicht offensichtlich, wie mit diesen Verbindungen tatsächlich blaue Emission erzeugt werden kann. Es ist für hochwertige Anwendungen notwendig, verbesserte Emitter besonders im Bezug auf Device- und Sublimationsstabilität zur Verfügung zu haben.
  • In phosphoreszierenden OLEDs wird als Matrixmaterial häufig 4,4'-Bis-(N-carbazolyl)biphenyl (CBP) verwendet. Die Nachteile sind kurze Lebensdauern der mit ihnen hergestellten Devices und häufig hohe Betriebsspannungen, die zu geringen Leistungseffizienzen führen. Außerdem weist CBP eine nicht ausreichend hohe Glasübergangstemperatur auf. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass CBP für blau emittierende Elektrolumineszenzvorrichtungen ungeeignet ist, was in einer schlechten Effizienz resultiert. Außerdem ist der Aufbau der Devices mit CBP komplex, da zusätzlich eine Lochblockierschicht und eine Elektronentransportschicht verwendet werden müssen. Verbesserte Triplett-Matrixmaterialien, basierend auf Ketoverbindungen, sind in WO 04/093207 beschrieben. Für die besten der dort beschriebenen Matrixmaterialien werden jedoch für die Synthese giftige anorganische Cyanide offenbart, so dass die Herstellung dieser Materialien ökologisch bedenklich ist. Von anderen der dort beschriebenen Matrixmaterialien ist die Glasübergangstemperatur noch nicht zufrieden stellend.
  • Als Elektronentransportverbindung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen wird meist AlQ3 (Aluminium-tris-hydroxychinolinat) verwendet ( US 4539507 ). Dieses hat mehrere Nachteile: Es lässt sich nicht rückstandsfrei aufdampfen, da es sich bei der Sublimationstemperatur teilweise zersetzt, was insbesondere für Produktionsanlagen ein großes Problem darstellt. Ein weiterer Nachteil ist die starke Hygroskopie von AlQ3, ebenso wie die niedrige Elektronenbeweglichkeit, was zu höheren Spannungen und damit zu einer niedrigeren Leistungseffizienz führt. Um Kurzschlüsse im Display zu vermeiden, würde man gern die Schichtdicke erhöhen; dies ist mit AlQ3 wegen der geringen Ladungsträgerbeweglichkeit und der daraus resultierenden Spannungserhöhung nicht möglich. Als sehr ungünstig erweist sich weiterhin die Eigenfarbe von AlQ3 (im Feststoff gelb), die gerade bei blauen OLEDs durch Reabsorption und schwache Reemission zu Farbverschiebungen führen kann. Hier sind blaue OLEDs nur mit starken Effizienz- bzw. Farborteinbußen darstellbar. Trotz der genannten Nachteile stellt AlQ3 in OLEDs bislang immer noch den besten Kompromiss für die verschiedenartigen Anforderungen an ein Elektronentransportmaterial in OLEDs dar.
  • Es besteht also weiterhin Bedarf an verbesserten Materialien, insbesondere Host-Materialien für blau fluoreszierende Emitter und Triplett-Emitter, aber auch emittierende Verbindungen, insbesondere blau emittierende Verbindungen, Lochtransportmaterialien und Elektronentransportmaterialien, die thermisch stabil sind, die in organischen elektronischen Vorrichtungen zu guten Effizienzen und gleichzeitig zu hohen Lebensdauern führen, die bei der Herstellung und beim Betrieb der Vorrichtung zu reproduzierbaren Ergebnissen führen und die synthetisch einfach zugänglich sind.
  • Überraschend wurde gefunden, dass Verbindungen, in denen eine Phenylengruppe mit zwei Naphthylgruppen verknüpft ist und in denen noch zusätzlich jeweils mindestens eine Brücke zwischen der Phenylengruppe und den beiden Naphthylgruppen existiert, und heterocyclische Derivate dieser Verbindungen sich sehr gut für die Verwendung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen eignen. Diese Verbindungen weisen eine hohe thermische Stabilität auf. Mit diesen Materialien ist weiterhin eine Steigerung der Effizienz und der Lebensdauer der organischen elektronischen Vorrichtung im Vergleich zu Materialien gemäß dem Stand der Technik möglich. Weiterhin sind diese Materialien sehr gut für die Verwendung in organischen elektronischen Vorrichtungen geeignet, da sie eine sehr hohe Glasübergangstemperatur aufweisen. Diese Materialien und deren Verwendung in organischen elektronischen Vorrichtungen sind daher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Gegenstand der Erfindung sind Verbindungen gemäß Formel (1) und (2),
    Figure 00040001
    wobei für die Symbole und Indizes gilt:
    Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR1 oder N;
    Z ist gleich C, falls an die Gruppe Z eine Brücke X gebunden ist, und ist gleich Y, falls an die Gruppe Z keine Brücke X gebunden ist;
    X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine bivalente Brücke, ausgewählt aus B(R1), C(R1)2, Si(R1)2, C=O, C=NR1, C=C(R1)2, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1) und P(=O)R1;
    R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)Ar2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR2=CR2Ar, CN, NO2, Si(R2)3, B(OR2)2, OSO2R2, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C≡C, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere benachbarte Substituenten R1 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden;
    Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5-30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei Reste Ar am selben Stickstoff- oder Phosphoratom durch eine Einfachbindung oder eine Brücke X miteinander verknüpft sein;
    R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch H-Atome durch F ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere benachbarte Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden;
    a, b, c, d ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1, mit der Maßgabe, dass a + b = 1 oder 2 und c + d = 1 oder 2 ist, wobei a = 0 bzw. b = 0 bzw. c = 0 bzw. d = 0 jeweils bedeutet, dass die entsprechende Brücke X nicht vorhanden ist;
    ausgenommen sind die folgenden Verbindungen:
    Figure 00060001
  • Bevorzugt weisen die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) eine Glasübergangstemperatur Tg von größer als 70°C auf, besonders bevorzugt größer als 100°C, ganz besonders bevorzugt größer als 130°C.
  • Unter benachbarten Resten R1 bzw. R2 im Sinne dieser Erfindung werden Reste verstanden, die entweder am selben Kohlenstoffatom bzw. am selben Heteroatom gebunden sind oder die an benachbarten Kohlenstoffatomen gebunden sind.
  • Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 C-Atome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 40 C-Atome und mindestens 1 Heteroatom, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe entweder ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin, Thiophen, etc., oder eine kondensierte Aryl- oder Heteroarylgruppe, beispielsweise Naphthalin, Anthracen, Pyren, Chinolin, Isochinolin, etc., verstanden.
  • Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 40 C-Atome und mindestens ein Heteroatom im Ringsystem, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt 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 kurze, nicht-aromatische Einheit (bevorzugt weniger als 10% der von H verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiertes C-, N- oder O-Atom, unterbrochen sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-Spirobifluoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer C1- bis C40-Alkylgruppe, in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, besonders bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer C1- bis C40-Alkoxygruppe werden besonders bevorzugt Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy oder 2-Methylbutoxy verstanden. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5-40 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit den oben genannten Resten R substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Naphthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetrahydropyren, cis- oder trans-Indenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1,2-Thiazol, 1,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1,6-Diazapyren, 1,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9,10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1,2,3-Oxadiazol, 1,2,4-Oxadiazol, 1,2,5-Oxadiazol, 1,3,4-Oxadiazol, 1,2,3-Thiadiazol, 1,2,4-Thiadiazol, 1,2,5-Thiadiazol, 1,3,4-Thiadiazol, 1,3,5-Triazin, 1,2,4-Triazin, 1,2,3-Triazin, Tetrazol, 1,2,4,5-Tetrazin, 1,2,3,4-Tetrazin, 1,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
  • Bevorzugt sind Strukturen gemäß Formel (1) oder Formel (2), bei denen a + b = 1 und c + d = 1 ist.
  • Bevorzugt sind weiterhin die Strukturen gemäß den Formeln (3), (4), (5), (6), (7) und (8),
    Figure 00090001
    wobei die Symbole X und Y dieselbe Bedeutung haben, wie oben beschrieben.
  • Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1) oder Formel (2), in denen das Symbol Y insgesamt 0, 1, 2, 3 oder 4 Mal für Stickstoff steht, wobei die anderen Symbole Y für CR1 stehen. Besonders bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1) oder Formel (2), in denen das Symbol Y insgesamt 0, 1 oder 2 Mal für Stickstoff steht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht das Symbol Y für CR1. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Strukturen gemäß Formel (1) und Formel (2) gewählt aus den Formeln (3a), (4a), (5a), (6a), (7a) und (8a),
    Figure 00100001
    wobei die Symbole X und R1 dieselbe Bedeutung haben, wie oben beschrieben.
  • Besonders bevorzugt sind in den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a) beide Reste R1 ungleich Wasserstoff.
  • Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1) bis (8) bzw. (3a) bis (8a), in denen das Symbol R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für H, F, Br, C(=O)Ar, P(=O)Ar2, CR2=CR2Ar, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen oder verzweigte Alkylgruppe mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -C≡C- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder eine Arylgruppe mit 6 bis 16 C-Atomen oder Heteroarylgruppe mit 2 bis 16 C-Atomen oder eine Spirobifluorengruppe, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination aus zwei oder drei dieser Systeme steht. Besonders bevorzugte Reste R1 sind gleich oder verschieden bei jedem Auftreten H, F, Br, C(=O)Ar, P(=O)Ar2, Methyl, Ethyl, iso-Propyl, tert-Butyl, wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder eine Arylgruppe mit 6 bis 14 C-Atomen oder eine Spirobifluorengruppe, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination aus zwei dieser Systeme. Bei Einbau in Polymere, Oligomere oder Dendrimere und bei Verbindungen, die aus Lösung verarbeitet werden, sind auch lineare oder verzweigte Alkylketten mit bis zu 10 C-Atomen bevorzugt. Brom als Substituent ist vor allem für die Verwendung dieser Verbindung zur Herstellung anderer erfindungsgemäßer Verbindungen oder zur Verwendung als Monomer zur Herstellung von Polymeren bevorzugt.
  • Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen der Formel (1) oder (2), in denen mindestens ein Symbol R1 für eine Gruppe N(Ar)2 der Formel (9) oder (10) steht,
    Figure 00110001
    wobei R2 die oben aufgeführte Bedeutung hat und weiterhin gilt:
    E steht für eine Einfachbindung, O, S, N(R2) oder C(R2)2;
    Ar1 ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 20 aromatischen Ringatomen oder eine Triarylamingruppe mit 15 bis 30 aromatischen Ringatomen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, bevorzugt eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 6 bis 14 aromatischen Ringatomen oder eine Triarylamingruppe mit 18 bis 22 aromatischen Ringatomen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann;
    p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1.
  • Besonders bevorzugt steht Ar1 gleich oder verschieden für Phenyl, ortho-, meta- oder para-Tolyl, para-Fluorphenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, Triphenylamin, Naphthyldiphenylamin oder Dinaphthylphenylamin.
  • Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1) bis (8) bzw. (3a) bis (8a), in denen die Symbole X bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine bivalente Brücke sind, ausgewählt aus C(R1)2, C=O, C=NR1, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1) oder P(=O)R1. Besonders bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1) bis (8) bzw. (3a) bis (8a), in denen die Symbole X bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt sind aus C(R1)2, N(R1), P(R1) und P(=O)(R1), ganz besonders bevorzugt C(R1)2 oder N(R1), insbesondere C(R1)2. Dabei sei hier nochmals explizit darauf hingewiesen, dass hier auch mehrere benachbarte Reste R1 miteinander ein aromatisches oder aliphatisches Ringsystem bilden können. Wenn mehrere Reste R1 an einer Gruppe C(R1)2 miteinander ein Ringsystem bilden, führt dies zu Spirostrukturen. Die Ausbildung derartiger Spirostrukturen durch Bildung von Ringsystemen zwischen zwei Gruppen R1 an C(R1)2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Dies gilt insbesondere, wenn R1 für eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe steht und die beiden Phenylgruppen zusammen mit der Brücke X ein Ringsystem bilden.
  • Bevorzugte Reste R1, die an die Brücken X gebunden sind, sind gleich oder verschieden und sind ausgewählt aus H, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen oder verzweigten Alkylgruppen mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -C≡C- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder Arylgruppen mit 6 bis 16 C-Atomen oder Heteroarylgruppen mit 2 bis 16 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein können, oder eine Kombination aus zwei oder drei dieser Systeme; dabei können zwei der Reste R1, die an dasselbe Brückenatom gebunden sind, auch miteinander ein Ringsystem bilden. Besonders bevorzugte Reste R1, die an die Brücken X gebunden sind, sind gleich oder verschieden und sind ausgewählt aus Methyl, Ethyl, iso-Propyl, tert-Butyl, wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder Arylgruppen mit 6 bis 14 C-Atomen, die mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein können, oder eine Kombination aus zwei dieser Systeme; dabei können zwei der Reste R1, die an dasselbe Brückenatom gebunden sind, auch miteinander ein Ringsystem bilden. Bei Verbindungen, die aus Lösung verarbeitet werden, sind auch lineare oder verzweigte Alkylketten mit bis zu 10 C-Atomen bevorzugt.
  • Weiterhin bevorzugt sind symmetrische und symmetrisch substituierte Verbindungen, also Verbindungen, in denen die Symbole X gleich sind. Weiterhin bevorzugt sind in den Strukturen die Substituenten R1 gleich gewählt.
  • Beispiele für bevorzugte Verbindungen gemäß Formel (1) und Formel (2) sind die im Folgenden abgebildeten Strukturen (1) bis (104).
    Figure 00130001
    Figure 00140001
    Figure 00150001
    Figure 00160001
    Figure 00170001
    Figure 00180001
    Figure 00190001
    Figure 00200001
    Figure 00210001
    Figure 00220001
  • Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere Verbindungen, welche mit reaktiven Abgangsgruppen, wie Brom, Iod, Boronsäure oder Boronsäureester substituiert sind, können auch als Comonomere zur Erzeugung entsprechender konjugierter, teilkonjugierter oder nicht-konjugierter Polymere, Oligomere oder auch als Kern von Dendrimeren Verwendung finden. Die Polymerisation erfolgt dabei bevorzugt über die Halogenfunktionalität bzw. die Boronsäurefunktionalität.
  • Weiterer Gegenstand der Erfindung sind somit Polymere, Oligomere oder Dendrimere enthaltend eine oder mehrere Verbindungen gemäß Formel (1) oder Formel (2), wobei ein oder mehrere Reste R1 Bindungen der Verbindung gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) zum Polymer oder Dendrimer darstellen. Diese Polymere, Oligomere oder Dendrimere können konjugiert, teilkonjugiert oder nicht-konjugiert sein.
  • Für die Wiederholeinheiten gemäß Formel (1) und Formel (2) gelten dieselben Bevorzugungen wie oben beschrieben.
  • Diese Verbindungen werden homopolymerisiert oder mit weiteren Monomeren copolymerisiert. Geeignete und bevorzugte Comonomere sind gewählt aus Fluorenen (z. B. gemäß EP 842208 oder WO 00/22026), Spirobifluorenen (z. B. gemäß EP 707020 , EP 894107 oder der nicht offen gelegten Anmeldung EP 04028865.6 ), Para-phenylenen (z. B. gemäß WO 92/18552), Carbazolen (z. B. gemäß WO 04/070772 oder WO 04/113468), Thiophenen (z. B. gemäß EP 1028136 ), Dihydrophenanthrenen (z. B. gemäß WO 05/014689), cis- und trans-Indenofluorenen (z. B. gemäß WO 04/041901 oder WO 04/113412), Ketonen (z. B. gemäß WO 05/040302), Phenanthrenen (z. B. gemäß WO 05/104264 oder der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10 2005 037 734.3 ) oder auch mehreren dieser Einheiten. Diese Polymere enthalten üblicherweise noch weitere Einheiten, beispielsweise emittierende (fluoreszierende oder phosphoreszierende) Einheiten, wie z. B. Vinyltriarylamine (z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10 2005 060 473.0 ) oder phosphoreszierende Metallkomplexe (z. B. gemäß WO 06/003000), und/oder Ladungstransporteinheiten, insbesondere solche basierend auf Triarylaminen.
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (1) und Formel (2) können nach dem Fachmann bekannten Syntheseschritten dargestellt werden. So lassen sich die verschiedenen Grundgerüste beispielsweise durch säurekatalysierte Cyclisierung der entsprechenden tertiären Alkohole darstellen, wie allgemein in Schema 1 gezeigt. Dieses Grundgerüst lässt sich nach Standardmethoden funktionalisieren, beispielsweise durch Friedel-Crafts-Alkylierung oder -Acylierung. Weiterhin lässt sich das Grundgerüst nach Standardmethoden der organischen Chemie bromieren. Die bromierten Verbindungen stellen die Basis für weitere Funktionalisierungen dar. So können sie durch Suzuki-Kupplung mit Arylboronsäuren oder Arylboronsäurederivaten oder mit Organozinn verbindungen gemäß Stille zu erweiterten aromatischen Verbindungen umgesetzt werden. Durch Kupplung mit aromatischen oder aliphatischen Aminen gemäß Hartwig-Buchwald erhält man die entsprechenden Amine. Weiterhin können sie via Lithiierung und Reaktion mit Elektrophilen wie Benzonitril und anschließender saurer Hydrolyse zu Ketonen oder mit Chlordiphenylphosphinen und anschließender Oxidation zu Phosphinoxiden umgesetzt werden. Schema 1
    Figure 00240001
  • Weiterhin können die bromierten Verbindungen entweder direkt oder nach Überführung in ein Boronsäurederivat als Monomere für Polymere, Oligomere oder Dendrimere eingesetzt werden.
  • Bei der Synthese können, je nach Synthesebedingungen, sowohl die 5-Ring/5-Ring-Derivate wie auch die 6-Ring/6-Ring-Derivate, die 5-Ring/6-Ring-Derivate oder Mischungen dieser Verbindungen entstehen. Diese können entweder getrennt und als Reinverbindungen weiterverarbeitet werden, oder sie können auch als Mischung eingesetzt werden.
  • Die Verbindungen gemäß Formel (1) und Formel (2) eignen sich für den Einsatz in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs, PLEDs). Abhängig von der Substitution werden die Verbindungen in unterschiedlichen Funktionen und Schichten in der OLED eingesetzt.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Verbindungen gemäß Formel (1) oder Formel (2) in organischen elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen.
  • Nochmals ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind organische elektronische Vorrichtungen, enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß Formel (1) oder Formel (2), insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht mindestens eine Verbindung gemäß Formel (1) oder Formel (2) enthält.
  • Außer Kathode, Anode und der emittierenden Schicht kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung noch weitere Schichten enthalten. Diese können beispielsweise sein: Lochinjektionsschicht, Lochtransportschicht, Elektronentransportschicht, Elektroneninjektionsschicht und/oder Charge-Generation Layer (IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J. Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J. Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer). Es sei aber darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die organische Elektrolumineszenzvorrichtung mehrere emittierende Schichten, wobei mindestens eine Schicht mindestens eine Verbindung gemäß Formel (1) oder Formel (2) enthält. Besonders bevorzugt weisen diese Emissionsschichten insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können und die gelbes, orange oder rotes Licht emittieren. Insbesondere bevorzugt sind Dreischichtsysteme, wobei mindestens eine dieser Schichten mindestens eine Verbindung gemäß Formel (1) oder Formel (2) enthält und wobei die drei Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen (für den prinzipiellen Aufbau siehe z. B. WO 05/011013). Ebenso eignen sich für weiße Emission Emitter, welche breitbandige Emissionsbanden aufweisen und dadurch weiße Emission zeigen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (1) oder Formel (2) als Host für einen fluoreszierenden Dotanden eingesetzt. In diesem Fall sind bevorzugt ein oder mehrere Substituenten R1 aus einfachen oder kondensierten Aryl- oder Heteroarylgruppen gewählt, insbesondere Phenyl, o-, m- oder p-Biphenyl, 1- oder 2-Naphthyl, Anthryl, insbesondere Phenylanthryl oder 1- oder 2-Naphthylanthryl, 2-Fluorenyl und 2-Spirobifluorenyl, welche jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein können. Dies gilt insbesondere für die Reste R1 an den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a).
  • Unter einem Hostmaterial wird in einem System aus Host und Dotand diejenige Komponente verstanden, die in dem System im höheren Anteil vorliegt. Bei einem System aus einem Host und mehreren Dotanden wird als Host diejenige Komponente verstanden, deren Anteil der höchste in der Mischung ist.
  • Der Anteil des Hostmaterials gemäß der Formel (1) bzw. Formel (2) in der emittierenden Schicht beträgt zwischen 50.0 und 99.9 Gew.-%, bevorzugt zwischen 80.0 und 99.5 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 90.0 und 99.0 Gew.-%. Entsprechend beträgt der Anteil des Dotanden zwischen 0.1 und 50.0 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0.5 und 20.0 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 1.0 und 10.0 Gew.-%.
  • Bevorzugte Dotanden in fluoreszierenden Vorrichtungen sind gewählt aus der Klasse der Monostyrylamine, der Distyrylamine, der Tristyrylamine, der Tetrastyrylamine und der Arylamine. Unter einem Monostyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die eine Styrylgruppe und mindestens ein Amin enthält, welches bevorzugt aromatisch ist. Unter einem Distyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die zwei Styrylgruppen und mindestens ein Amin enthält, welches bevorzugt aromatisch ist. Unter einem Tristyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die drei Styrylgruppen und mindestens ein Amin enthält, welches bevorzugt aromatisch ist. Unter einem Tetrastyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die vier Styrylgruppen und mindestens ein Amin enthält, welches bevorzugt aromatisch ist. Unter einem Arylamin bzw. einem aromatischen Amin im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die drei aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme direkt an den Stickstoff gebunden enthält, davon bevorzugt mindestens ein kondensiertes Ringsystem mit mindestens 14 aromatischen Ringatomen. Die Styrylgruppen sind besonders bevorzugt Stilbene, die auch an der Doppelbindung oder an den Aromaten weiter substituiert sein können. Beispiele für derartige Dotanden sind substituierte oder unsubstituierte Tristilbenamine oder weitere Dotanden, die beispielsweise in WO 06/000388 und in den nicht offen gelegten Patentanmeldungen EP 04028407.7 , EP 05001891.0 , DE 10 2005 058 543.4 und DE 10 2006 015 183.6 beschrieben sind. Außerdem sind Verbindungen gemäß DE 10 2005 023 437.2 bevorzugt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) als Matrix für phosphoreszierende Dotanden eingesetzt. In diesem Fall enthalten bevorzugt ein oder mehrere Substituenten R1 und/oder Brücken X mindestens eine Gruppe C=O, P(=O) und/oder SO2. Besonders bevorzugt sind diese Gruppen direkt an die erfindungsgemäße zentrale Einheit gebunden und enthalten weiterhin besonders bevorzugt noch einen bzw. im Fall des Phosphinoxids zwei weitere aromatische Substituenten. Dies gilt insbesondere für die Reste R1 an den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a).
  • In phosphoreszierenden Vorrichtungen ist der Dotand bevorzugt ausgewählt aus der Klasse der Metallkomplexe, enthaltend mindestens ein Element der Ordnungszahl größer 20, bevorzugt größer 38 und kleiner 84, besonders bevorzugt größer 56 und kleiner 80. Bevorzugt werden Metallkomplexe verwendet, die Kupfer, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold oder Europium enthalten, insbesondere Iridium. Generell eignen sich hierfür phosphoreszierende Materialien, wie sie gemäß dem Stand der Technik verwendet werden.
  • In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) als emittierende Materialien eingesetzt. Die Verbindungen sind insbesondere dann als emittierende Verbindungen geeignet, wenn mindestens ein Substituent R1 mindestens eine Vinylaryl-Einheit, mindestens eine Vinylarylamin-Einheit und/oder mindestens eine Arylamino-Einheit enthält. Dies gilt insbesondere für die Reste R1 an den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a).
  • Der Anteil der Verbindung gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) in der Mischung der emittierenden Schicht zwischen 0.1 und 50.0 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0.5 und 20.0 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 1.0 und 10.0 Gew.-%. Entsprechend beträgt der Anteil des Hostmaterials zwischen 50.0 und 99.9 Gew.-%, bevorzugt zwischen 80.0 und 99.5 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 90.0 und 99.0 Gew.-%.
  • Als Hostmaterialien kommen hierfür Materialien verschiedene Stoffklassen in Frage. Bevorzugte Hostmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene (z. B. 2,2',7,7'-Tetraphenylspirobifluoren gemäß EP 676461 oder Dinaphthylanthracen), insbesondere der Oligoarylene enthaltend kondensierte aromatische Gruppen, der Oligoarylenvinylene (z. B. DPVBi oder Spiro-DPVBi gemäß EP 676461 ), der polypodalen Metallkomplexe (z. B. gemäß WO 04/081017), der lochleitenden Verbindungen (z. B. gemäß WO 04/058911), der elektronenleitenden Verbindungen, insbesondere Ketone, Phosphinoxide, Sulfoxide, etc. (z. B. gemäß WO 05/084081 und WO 05/084082), der Atropisomere (z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung EP 04026402.0 ) oder der Boronsäurederivate (z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung EP 05009643.7 ). Weiterhin kommen als Hostmaterialien auch die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen in Frage. Besonders bevorzugte Hostmaterialien sind außer den erfindungsgemäßen Verbindungen ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Naphthalin, Anthracen und/oder Pyren oder Atropisomere dieser Verbindungen, der Oligoarylenvinylene, der Ketone, der Phosphinoxide und der Sulfoxide. Ganz besonders bevorzugte Hostmaterialien sind außer den erfindungsgemäßen Verbindungen ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Anthracen und/oder Pyren oder Atropisomere dieser Verbindungen, der Phosphinoxide und der Sulfoxide. Unter einem Oligoarylen im Sinne dieser Erfindung soll eine Verbindung verstanden werden, in der mindestens drei Aryl- bzw. Arylengruppen aneinander gebunden sind.
  • In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) als Lochtransportmaterial bzw. als Lochinjektionsmaterial eingesetzt. Die Verbindungen sind dann bevorzugt mit mindestens einer Gruppe N(Ar)2 substituiert, bevorzugt mit mindestens zwei Gruppen N(Ar)2. Die Gruppen N(Ar)2 sind bevorzugt ausgewählt aus den oben beschriebenen Formeln (9) oder (10). Dies gilt insbesondere für die Reste R1 an den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a). Die Verbindung wird bevorzugt in einer Lochtransport- bzw. in einer Lochinjektionsschicht eingesetzt. Eine Lochinjektionsschicht im Sinne dieser Erfindung ist eine Schicht, die direkt an die Anode angrenzt. Eine Lochtransportschicht im Sinne dieser Erfindung ist eine Schicht, die zwischen einer Lochinjektionsschicht und einer Emissionsschicht liegt. Wenn die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) als Lochtransport- bzw. als Lochinjektionsmaterial verwendet werden, kann es bevorzugt sein, wenn sie mit Elektronenakzeptor-Verbindungen dotiert werden, beispielsweise mit F4-TCNQ oder mit Verbindungen, wie in EP 1476881 oder EP 1596445 beschrieben.
  • In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) als Elektronentransportmaterial eingesetzt. Hier ist es bevorzugt, wenn ein oder mehrere Substituenten R1 mindestens eine Einheit C=O, P(=O) und/oder SO2 enthalten. Besonders bevorzugt sind diese Gruppen direkt an die erfindungsgemäße zentrale Einheit gebunden und enthalten weiterhin besonders bevorzugt noch einen bzw. im Fall des Phosphinoxids zwei weitere aromatische Substituenten. Dies gilt insbesondere für die Reste R1 an den Strukturen gemäß Formel (3a) bis (8a). Weiterhin kann es bevorzugt sein, wenn die Verbindung mit Elektronendonator-Verbindungen dotiert ist.
  • Auch in Polymeren können Wiederholeinheiten gemäß Formel (1) bzw. Formel (2) entweder als Polymergrundgerüst (Backbone), als emittierende Einheit, als lochtransportierende Einheit und/oder als elektronentransportierende Einheit eingesetzt werden. Dabei entsprechen die bevorzugten Substitutionsmuster den oben beschriebenen.
  • Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Druck kleiner 10-5 mbar, bevorzugt kleiner 10-6 mbar, besonders bevorzugt kleiner 10-7 mbar aufgedampft.
  • Bevorzugt ist ebenfalls eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10-5 mbar und 1 bar aufgebracht.
  • Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck oder Offsetdruck, besonders bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck) oder Ink-Jet Druck (Tintenstrahldruck), hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen nötig. Hohe Löslichkeit lässt sich durch geeignete Substitution der Verbindungen erreichen.
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen bei Verwendung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen folgende überraschende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf:
    • 1. Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen ein tieferes LUMO (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) auf als Verbindungen, welche üblicherweise gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, und sind dadurch leichter reduzierbar. Daraus resultiert eine verbesserte Elektroneninjektion und damit eine Verringerung der Betriebsspannung.
    • 2. Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen einen geringen Bandabstand auf und sind damit als bipolare Strukturen zu betrachten, welche sowohl gut reduziert, wie auch gut oxidiert werden können. Dadurch eignen sie sich gleichermaßen zur Loch- wie auch zur Elektroneninjektion. Diese Verbindungen sind damit ein Schritt in Richtung von emittierenden Schichten, welche nur eine Reinsubstanz enthalten. Dies stellt eine technische Vereinfachung bei der Device-Herstellung dar.
  • Im vorliegenden Anmeldetext wird auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in Bezug auf OLEDs und PLEDs und die entsprechenden Displays abgezielt. Trotz dieser Beschränkung der Beschreibung ist es für den Fachmann ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, die erfindungsgemäßen Verbindungen auch für weitere Verwendungen in anderen elektronischen Vorrichtungen einzusetzen, z. B. für organische Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organische Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organische lichtemittierende Transistoren (O-LETs), organische integrierte Schaltungen (O-ICs), organische Solarzellen (O-SCs), organische Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierende elektrochemische Zellen (LECs), organische Laserdioden (O-Laser) oder organische Photorezeptoren.
  • Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in den entsprechenden Vorrichtungen ebenso wie diese Vorrichtungen selbst sind ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen.
  • Beispiele:
  • Die nachfolgenden Synthesen wurden, sofern nicht anders angegeben, unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Die Edukte wurden von den Firmen ALDRICH bzw. ABCR bezogen.
  • Beispiel 1: Synthese von 3,10-Bis-(N,N-Diphenylamino)-1,2,8,9-dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
  • a) 2,5-Dinaphth-1-yl-terephthalsäurediethylester
    Figure 00320001
  • 193.3 g (0.82 mol) Naphthylboronsäure, 180.4 g (474 mmol) Dibromterephthalsäure-diethylester und 315.9 g (2.29 mol) Kaliumcarbonat werden im Gemisch von 850 mL Toluol und 850 mL Wasser vorgelegt und für 30 min. mit N2 gesättigt. Nach Zugabe von 1.36 g (1.18 mmol) Pd(PPh3)4 wird die Mischung für 4 h zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen auf RT und Zugabe von 400 mL EtOH wird auf Raumtemperatur abgekühlt, 1 h gerührt, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser, EtOH und Heptan gewaschen und bei 80°C im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute an farblosem Feststoff beträgt 160.7 g (71%).
  • b) 2-[4-(1-Hydroxy-1-methylethyl)-2,5-dinaphth-1-yl-phenyl]propan-2-ol
    Figure 00320002
  • 64.6 g (136.4 mmol) 2,5-Dinaphth-1-yl-terephthalsäurediethylester werden in 600 mL THF vorgelegt, auf -70°C gekühlt und 400 mL (600 mmol) 1.6 M Methyllithium-Lösung innerhalb 60 min bei -70°C zugetropft. Nach 2 h bei -70°C werden zunächst 30 mL Eiswasser, dann 60 mL 50% Essigsäure zugetropft, das Reaktionsgemisch extraktiv mit Essigsäureethyl ester/Wasser aufgearbeitet, die organische Phase über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Man erhält 60.3 g (99%) eines farblosen Feststoffes.
  • c) 1,2,8,9-Dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
    Figure 00330001
  • 34.12 g (76 mmol) 2-[4-(1-Hydroxy-1-methylethyl)-2,5-dinaphth-1-yl-phenyl]-propan-2-ol werden in 600 mL Toluol vorgelegt und nach Zugabe von 1 mL konz. H2SO4 am Wasserabscheider bis zur Beendigung der Wasserabgabe zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen auf RT wird das ausgefallene Reaktionsprodukt (nach 1H-NMR ausschließlich 5,5-Ring) abgesaugt und aus NMP umkristallisiert. Man erhält ein gelbliches Pulver mit einer Reinheit > 99.5% in einer Ausbeute von 32 g (78%).
  • d) 3,10-Dibrom-1,2,8,9-dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
    Figure 00330002
  • 17.5 g (43 mmol) 1,2,8,9-Dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren werden unter Lichtausschluss in 500 mL Dichlormethan vorgelegt, auf 5°C abgekühlt, 4.7 mL (86 mmol) Brom in 40 mL Dichlormethan innerhalb 15 min zugetropft und bei 5°C für 6 h gerührt. Die Reaktion wird per HPLC-Analyse von Reaktionsaliquots kontrolliert. Nach vollständigem Umsatz wird die Reaktion durch Zugabe von 20 mL EtOH gestoppt, abgesaugt, mehrfach mit EtOH gewaschen und anschließend zweimal aus NMP umkristallisiert. Man erhält 21.3 g (88%) eines hellgelben Feststoffes, der laut HPLC-Analyse einen Gehalt von > 99.8% aufweist.
  • e) 3,10-Bis-(N,N-Diphenylamino)-1,2,8,9-dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
    Figure 00340001
  • 40 g (70 mmol) 3,10-Dibrom-1,2,8,9-dibenzo-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren und 31 g (184 mmol) Diphenylamin werden in 750 mL wasserfreiem Toluol suspendiert, anschließend 600 mg (3 mmol) Tri-tert-butylphosphin sowie 340 mg (1.5 mmol) Pd(OAc)2 und 20 g (211 mmol) NaOtBu zugegeben und das Reaktionsgemisch für 4 h zum Sieden erhitzt. Nach beendeter Reaktion werden 400 mL Wasser zugegeben, der Feststoff abgesaugt, mit EtOH gewaschen und getrocknet. Vierfache Umkristallisation aus NMP, einmaliges Auskochen in Ethanol und anschließende zweifache Sublimation (340°C, 2 × 10-5 mbar) liefern 41.7 g (80%) eines hellgelben Feststoffes mit einer durch HPLC bestimmten Reinheit von > 99.9%.
  • Beispiel 2: Synthese von 1,2,8,9-Dibenzo-6,6,12,12-tetra-(4-tert-butylphenyl)-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
  • a) {4-[Bis-(4-tert-butyl-phenyl)-hydroxy-methyl]-2,5-dinaphth-1-yl-phenyl}-bis-(4-tert-butyl-phenyl)-methanol
    Figure 00340002
  • 42.5 g (200 mmol) t-Butylbrombenzol werden in 200 mL getrocknetem THF vorgelegt, auf -75°C gekühlt, 100 mL (200 mmol) n-BuLi (2 M in Cyclohexan) innerhalb 30 min zugetropft und weitere 2 h bei -75°C gerührt. 21.3 g (45 mmol) 2,5-Dinaphth-1-yl-terephthalsäurediethylester (hergestellt gemäß Beispiel 1a) werden in 160 mL trockenem THF gelöst und bei -75°C innerhalb 30 min zugetropft, 1 h bei -75°C gerührt und nach Erwärmen auf RT 20 mL 50%ige Essigsäure zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird extraktiv mit Essigsäureethylester und Wasser aufgearbeitet, die organische Phase über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum das Lösungsmittel entfernt. Man erhält das Diol als farblosen Feststoff mit einer Reinheit von > 99% bestimmt durch 1H-NMR-Spektroskopie (40.5 g, 98%).
  • b) 1,2,8,9-Dibenzo-6,6,12,12-tetra-(4-tert-butylphenyl)-6,12-dihydro-indeno[1,2-b]fluoren
    Figure 00350001
  • 41.4 g (45 mmol) {4-[Bis-(4-tert-butyl-phenyl)-hydroxy-methyl]-2,5-dinaphth-1-yl-phenyl}-bis-(4-tert-butyl-phenyl)-methanol werden in 500 mL konz. Essigsäure suspendiert, 2 mL konz. HCl zugegeben und das Gemisch für 4 h zum Sieden erhitzt. Das Rohprodukt wird abfiltriert und besteht nach 1H-NMR Analyse aus einem Gemisch von 5,5- und 6,6-Ring verknüpftem Produkt (ca. 3:1). Die Trennung und Reinigung erfolgt durch siebenmalige Umkristallisation aus Dichlorbenzol. Zweifache Zugabe und Abdestillation von Toluol, Auskochen in n-Heptan und abschließende zweifache Sublimation (400°C, 2 × 10-5 mbar) liefern das Produkt in Form eines farblosen Feststoffes (16.7 g, 42%).

Claims (14)

  1. Verbindungen gemäß Formel (1) und (2),
    Figure 00360001
    wobei für die Symbole und Indizes gilt: Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR1 oder N; Z ist gleich C, falls an die Gruppe Z eine Brücke X gebunden ist, und ist gleich Y, falls an die Gruppe Z keine Brücke X gebunden ist; X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine bivalente Brücke, ausgewählt aus B(R1), C(R1)2, Si(R1)2, C=O, C=NR1, C=C(R1)2, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1) und P(=O)R1; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)Ar2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR2=CR2Ar, CN, NO2, Si(R2)3, B(OR2)2, OSO2R2, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C≡C, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere benachbarte Substituenten R1 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden; Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5-30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei Reste Ar am selben Stickstoff- oder Phosphoratom durch eine Einfachbindung oder eine Brücke X miteinander verknüpft sein; R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch H-Atome durch F ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere benachbarte Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden; a, b, c, d ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1, mit der Maßgabe, dass a + b = 1 oder 2 und c + d = 1 oder 2 ist, wobei a = 0 bzw. b = 0 bzw. c = 0 bzw. d = 0 jeweils bedeutet, dass die entsprechende Brücke X nicht vorhanden ist; ausgenommen sind die folgenden Verbindungen:
    Figure 00380001
  2. Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Indizes a, b, c und d gilt, dass a + b = 1 und c + d = 1 ist.
  3. Verbindungen gemäß Anspruch 2 gemäß den Formeln (3), (4), (5), (6), (7) und (8),
    Figure 00380002
    Figure 00390001
    wobei die Symbole X und Y dieselbe Bedeutung haben, wie in Anspruch 1 beschrieben.
  4. Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol Y insgesamt 0, 1, 2, 3 oder 4 Mal für Stickstoff steht, wobei die anderen Symbole Y für CR1 stehen.
  5. Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gewählt aus den Formeln (3a), (4a), (5a), (6a), (7a) und (8a),
    Figure 00390002
    Figure 00400001
    wobei die Symbole X und R1 dieselbe Bedeutung haben, wie in Anspruch 1 beschrieben.
  6. Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für H, F, Br, C(=O)Ar, P(=O)Ar2, CR2=CR2Ar, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen oder verzweigte Alkylgruppe mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -C≡C- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder eine Arylgruppe mit 6 bis 16 C-Atomen oder Heteroarylgruppe mit 2 bis 16 C-Atomen oder eine Spirobifluorengruppe, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination aus zwei oder drei dieser Systeme steht, und/oder dass mindestens ein Symbol R1 für eine Gruppe N(Ar)2 der Formel (9) oder (10) steht,
    Figure 00410001
    wobei R2 die in Anspruch 1 aufgeführte Bedeutung hat und weiterhin gilt: E steht für eine Einfachbindung, O, S, N(R2) oder C(R2)2; Ar1 ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 20 aromatischen Ringatomen oder eine Triarylamingruppe mit 15 bis 30 aromatischen Ringatomen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, bevorzugt eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 6 bis 14 aromatischen Ringatomen oder eine Triarylamingruppe mit 18 bis 22 aromatischen Ringatomen, welche jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann; p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1.
  7. Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol X bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine bivalente Brücke ist, ausgewählt aus C(R1)2, C=O, C=NR1, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1) oder P(=O)R1.
  8. Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reste R1, die an die Brücken X gebunden sind, gleich oder verschieden sind und ausgewählt sind aus H, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen oder verzweigten Alkylgruppen mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -C≡C- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder Arylgruppen mit 6 bis 16 C-Atomen oder Heteroarylgruppen mit 2 bis 16 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein können, oder eine Kombination aus zwei oder drei dieser Systeme; dabei können zwei der Reste R1, die an dasselbe Brückenatom gebunden sind, auch miteinander ein Ringsystem bilden.
  9. Polymere, Oligomere oder Dendrimere enthaltend eine oder mehrere Verbindungen gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Reste R1 Bindungen zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer darstellen.
  10. Verwendung von Verbindungen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 in organischen elektronischen Vorrichtungen.
  11. Organische elektronische Vorrichtung, enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine organische Schicht, enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.
  12. Organische elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 11, ausgewählt aus organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLED, PLED), organischen Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (LECs), organischen Laserdioden (O-Laser) und organischen Photorezeptoren.
  13. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 12, enthaltend Kathode, Anode, eine oder mehrere emittierende Schichten und gegebenenfalls weitere Schichten, gewählt aus Lochinjektionsschicht, Lochtransportschicht, Elektronentransportschicht, Elektroneninjektionsschicht und/oder Charge-Generation Layer.
  14. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Substituenten R1 aus einfachen oder kondensierten Aryl- oder Heteroarylgruppen gewählt sind und dass die Verbindung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 als Host für einen fluoreszierenden Dotanden eingesetzt wird und/oder dass ein oder mehrere Substituenten R1 und/oder Brücken X mindestens eine Gruppe C=O, P(=O) und/oder SO2 enthalten und dass die Verbindung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 als Matrix für phosphoreszierende Dotanden eingesetzt wird und/oder dass ein oder mehrere Substituenten R1 mindestens eine Vinylaryl-Einheit, mindestens eine Vinylarylamin-Einheit und/oder mindestens eine Arylamino-Einheit enthalten und die Verbindungen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 als emittierende Materialien eingesetzt werden und/oder dass ein oder mehrere Substituenten R1 für eine Gruppe N(Ar)2 stehen und dass die Verbindung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 gegebenenfalls mit Elektronenakzeptor-Verbindungen dotiert sein kann und dass sie als Lochtransportmaterial oder als Lochinjektionsmaterial eingesetzt wird, bevorzugt in einer Lochtransport- oder in einer Lochinjektionsschicht, und/oder dass ein oder mehrere Substituenten R1 mindestens eine Einheit C=O, P(=O) und/oder SO2 enthalten und dass die Verbindungen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 gegebenenfalls mit einer Elektronendonator-Verbindung dotiert sein kann und dass sie als Elektronentransportmaterial eingesetzt wird.
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