WO2016116523A1 - Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in optoelektronischen bauelementen - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to purely organic molecules and their use in organic light-emitting diodes (OLEDs) 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 which have a structure of formula 1 or have a structure of formula 1:
  • n is an integer of 1 to 3;
  • n is an integer from 1 to 3;
  • 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);
  • AF2 is a second chemical entity comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons (eg in the form of at least one aromatic system);
  • R *** is independently a radical R *, denotes the point of attachment to a chemical unit according to formula 1 b, denotes the point of attachment to another chemical unit of formula 1 a, or is naphthyl or a monocyclic aromatic system, wherein in the case of aromatic R *** between the aromatic part of R *** and the central N in formula 1 a exists only a direct link; and wherein each R *** radical may be functionalized with further R ** radicals;
  • R ** is, independently of one another, a radical R * and denotes the point of attachment to a chemical unit according to formula 1 b or to a chemical unit according to formula 1 a; where two or more substituents R ** can also together form a mono- or polycyclic, aliphatic or aromatic ring system; and wherein the contained unit (s) AF1 has or have a structure according to formula 1b;
  • Z is CR ** or N, with a maximum of 4 units Z being N at the same time;
  • o 0 or 1
  • p is 0 or 1;
  • q is 0 or 1
  • 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 ; It can have two or more Substituents R 3 also together form a mono- or polycyclic aliphatic ring system;
  • R 8 is independently selected in each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, F, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H atoms can be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 8 may also together form a mono- or polycyclic aliphatic ring system;
  • An aryl group in the sense of this invention contains 6 to 60 aromatic ring atoms;
  • a heteroaryl group contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom.
  • the heteroatoms are in particular N, O, and S. This is the basic definition. If other preferences are given in the description of the present invention, for example with regard to the number of aromatic ring atoms or the heteroatoms contained therein, these 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 (fused) aromatic or heteroaromatic polycycle consists in the context of the present application of two or more fused simple aromatic or heteroaromatic cycles.
  • An aryl or heteroaryl group which may be substituted in each case by the abovementioned radicals and which may be linked via any position on the aromatic or heteroaromatic compounds is understood in particular to mean groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, Dihydropyrenes, chrysene, perylene, fluoranthene, benzanthracene, benzphenanthrene, tetracene, pentacene, benzpyrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzothiophene; Pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline, isoquinoline
  • An aromatic ring system in the sense of this invention contains 6 to 60 carbon atoms in the ring system.
  • a heteroaromatic ring system in the context of this invention contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom.
  • the Heteroatoms are in particular selected from, N, O and / or S.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system in the sense of this invention is to be understood as meaning a system which does not necessarily contain only aryl or heteroaryl groups but in which also several aryl or heteroaryl groups a non-aromatic moiety (especially less than 10% of the various 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 connected by a silyl group.
  • systems in which two or more aryl or heteroaryl groups are linked together via single bonds are understood as aromatic or heteroaromatic ring systems in the context of this invention, such as systems such as biphenyl, terphenyl or diphenyltriazine.
  • aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted in each case with radicals as defined above and which may be linked via any positions on the aromatic or heteroaromatic, are understood in particular groups which are derived from benzene, naphthalene , Anthracene, benzanthracene, phenanthrene, benzphenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzpyrene, biphenyl, biphenylene, terphenyl, terphenyls, quaterphenyl, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, dihydropyrene, tetrahydro pyrene, cis- or trans- indenofluorene, truxene, isotruxene, spirotruxene, spiroiso
  • AF2 always has a lower HOMO value (compared to AF1) and thus a lower LUMO value than AF2 (
  • the organic molecules are characterized in that
  • the energy values HOMO (AF1), HOMO (AF2), LUMO (AF1), LUMO (AF2) are calculated using the density functional theory (DFT), whereby the attachment positions of the ambifunctional units and the separators are saturated with a hydrogen atom according to their chemical valences.
  • DFT density functional theory
  • the limits given refer to orbital energies in unit eV calculated with the BP86 functional (Becke, AD Phys Rev. A1988, 38, 3098-3100, Perdew, JP Phys Rev. B1986, 33, 8822-8827 ).
  • At least one of the chemical units AF2 has a structure according to formula 2a or 2b or 2c or 2d or 2e:
  • A is a radical R * or denotes the attachment to a group of the form AF1-AF2;
  • R ** and R * are as defined for Formula 1a and Formula 1b; and wherein the respective other unit (s) AF1 has / have a structure according to the formulas 2f to 2z.
  • Units Y are simultaneously an element-element single bond, or is NR **, where two units Y are not simultaneously NR **;
  • U is CR **, N, where a maximum of 3 units U are N at the same time, and no adjacent units U are N at the same time;
  • ALK is methyl, ethyl, propyl, / 'so-propyl, butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl or dodecyl;
  • Formula 2x Formula 2y Formula 2z and where: M is H, D, ALK, phenyl, pyridyl, R **, CN, with a maximum of 4 units M being simultaneously CN;
  • R ** and R * are defined as in formulas 1a and 1b.
  • the unit (s) AF2 has a structure selected from one of the structures shown in Table 1;
  • Table 1 Examples of chemical entities AF2.
  • the unit (s) AF1 has a structure selected from the structures shown in Table 2;
  • Table 2 Units AF1 which may be contained in molecules of the invention.
  • the molecules according to the invention have a structure of the formula 3a or 3b or 3c or 3d or 3e or 3f or 3g or 3h or have a structure of the formula 3a or 3b or 3c or 3d or 3e or 3f or 3g or 3h;
  • J is CR * or is C when attached to the diarylamine moiety.
  • E is R * or is selected from:
  • RT is selected from H, CH 3, Ph, f-Bu, OMe, OPh; and wherein, moreover, the definitions given in formula 1, apply and R ** and R * are defined as in formula 1 a and 1 b.
  • Table 3 Examples of organic molecules (AF2) according to the invention n- (AF1) m which contain at least one unit AF2 from Table 1 and at least one unit AF1 from Table 2 and which optionally contain one or more of the radicals R * defined above.
  • n- (AF1) m which contain at least one unit AF2 from Table 1 and at least one unit AF1 from Table 2 and which optionally contain one or more of the radicals R * defined above.
  • the calculated values for the singlet-triplet distance in the geometry of the SO ground state are given in brackets under the corresponding molecular structure.
  • Table 4 Inventive organic molecules according to the scheme AF1-S-AF2, where S represents the direct bond between AF1 and AF2. In brackets the values for ⁇ , ALUMO and Gap are given.
  • organic molecules of the invention have one or more units AF1 selected from the structures 40, 61, 62, 68, 86, 113, 123, 150, 151, 152, 153, 154, 205, 209 , 244, 286, 288, 297, 303, 311, 313, 332, 358, 370, 371 of Table 2; the other unit (s) AF2 being selected from the structures of Table 1.
  • 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-T-i) distance. This is influenced by the overlap of HOMO and LUMO.
  • the size of the quantum mechanical overlap integral which can be calculated using the above-mentioned DFT method, can be controlled in a targeted manner. 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
  • further radicals R are added to the chemically substitutable positions of the organic molecules thus obtained in order to increase the solubility of the emitters and / or to allow the polymerizability without significantly changing the electronic properties of the molecule, so that even when using R an emitter is present, wherein
  • Polymerizable radicals are those radicals which carry polymerizable functional units which can be homopolymerized with themselves or copolymerized with other monomers.
  • the molecules of the invention can be obtained as a polymer having the following repeating units of the formulas 4 and 5, which can be used as polymers in the light-emitting layer of the optoelectronic component.
  • 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 to the organic molecule of the Formula 1 is connected.
  • the linker group L1 and / or L2 has a form -X-L3-, where X is O or S and L3 is a linker group selected from the group consisting of a substituted and unsubstituted alkylene group (linear, branched or cyclic) and a substituted and unsubstituted arylene group, in particular a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenylene group, whereby combinations are possible.
  • the polymerisable functional units via a linker group of the formulas 12 to 17, which have a hydroxyl moiety are attached to an organic molecule of the formula 1 and the compounds resulting therefrom itself homopolymerized or copolymerized with other suitable monomers.
  • Polymers which have a unit according to formula 4 or formula 5 can either exclusively comprise repeat units having a structure of general formula 4 or 5 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-Ti
  • 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
  • the optoelectronic component 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 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 1.
  • 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) -Energieiveaus of the organic molecule, and wherein the organic molecule fluorescence or thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitted, and an AE (Si-Ti) value between the lowest excited singlet (Si) and the underlying triplet (Ti) state of less than 0.2 eV, especially 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 the step of applying the organic molecule to a support, 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. Examples
  • 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) , Synthesis instructions:
  • AAV4 Introduction of cyano groups
  • the corresponding aryl bromide or iodide and CuCN in the desired stoichiometric ratio (1 .25 mmol CuCN per mmol to be substituted halide atom) are suspended in absolute DMF.
  • the mixture is heated to 150 ° C until complete reaction.
  • the copper salts contained are precipitated by addition of dichloromethane and then filtered off. The filtrate is freed from the solvent under reduced pressure and the residue is purified by recrystallization or by MPLC.
  • OLED organic light emitting diode

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein organisches Molekül und dessen Verwendung in optoelektronischen Vorrichtungen, aufweisend eine Struktur der Formel 1: wobei gilt: m ist eine ganze Zahl von 1 bis 3; n ist eine ganze Zahl von 1 bis 3; mit m + n = ganze Zahl von 2 bis 4; AF1 ≠ AF2; und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF2 eine Struktur nach Formel 1a aufweist/aufweisen (Formel 1a) und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF1 eine Struktur nach Formel 1b aufweist/aufweisen (Formel 1b).

Description

Organische Moleküle, insbesondere
zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen
Die Erfindung betrifft rein organische Moleküle und deren Verwendung in organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und in anderen optoelektronischen Bauelementen.
Stand der Technik
In den letzten Jahren hat sich die auf OLED (organische lichtemittierende Dioden) basierende Technik im Bereich Bildschirmtechnik etabliert, so dass nun die ersten hierauf aufbauenden kommerziellen Produkte erhältlich werden. Neben der Bildschirmtechnik eignen sich OLEDs auch für die Anwendung in flächiger Beleuchtungstechnik. Aus diesem Grund wird bezüglich der Entwicklung neuer Materialien intensive Forschung betrieben.
OLEDs sind in der Regel in Schichtenstrukturen realisiert, welche überwiegend aus organischen Materialien bestehen. Zum besseren Verständnis ist in Figur 1 ein vereinfachter Aufbau exemplarisch dargestellt. Herzstück solcher Bauteile ist die Emitterschicht, in der in der Regel emittierende Moleküle in einer Matrix eingebettet sind. In dieser Schicht treffen sich negative Ladungsträger (Elektronen) und positive Ladungsträger (Löcher), die zu sogenannten Exzitonen (= angeregte Zustände) rekombinieren. Die in den Exzitonen enthaltene Energie kann von den entsprechenden Emittern in Form von Licht abgegeben werden, wobei man in diesem Fall von Elektrolumineszenz spricht. Einen Überblick über die Funktion von OLEDs findet sich beispielsweise bei H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und H. Yersin, „Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials"; Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008.
Seit den ersten Berichten bezüglich OLEDs (Tang et al. Appl. Phys. Lett. 1987, 51 , 913) ist diese Technik besonders auf dem Gebiet der Emittermaterialien immer weiterentwickelt worden. Während die ersten Materialien, die auf rein organischen Molekülen beruhen, aufgrund von Spinstatistik maximal 25 % der Exzitonen in Licht umwandeln konnten, konnte durch die Verwendung von phosphoreszierenden Verbindungen dieses grundsätzliche Problem umgangen werden, so dass zumindest theoretisch alle Exzitonen in Licht umgewandelt werden können. Bei diesen Materialien handelt es sich in der Regel um Übergangsmetall-Komplexverbindungen, in denen das Metall aus der dritten Periode der Übergangsmetalle gewählt wird. Hierbei werden vorwiegend sehr teure Edelmetalle wie Iridium, Platin oder auch Gold eingesetzt. (Siehe dazu auch H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und M. A. Baldo, D. F. O'Brien, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Phys. Rev. B 1999, 60, 14422). Neben den Kosten ist auch die Stabilität der Materialien zum Teil nachteilig für die Verwendung.
Eine neue Generation von OLEDs basiert auf der Ausnutzung von verzögerter Fluoreszenz (TADF: thermally activated delayed fluorescence oder auch singlet harvesting). Hierbei können beispielsweise Cu(l)-Komplexe verwendet werden, die aufgrund eines geringen Energieabstandes zwischen dem untersten Triplett-Zustand ΤΊ und dem darüberliegenden Singulett-Zustand Si (AE(Si-T-i) Triplett-Exitonen thermisch in einen Singulett-Zustand rückbesetzen können. Neben der Verwendung von Übergangsmetallkomplexen können auch rein organische Moleküle diesen Effekt ausnutzen.
Einige solcher TADF-Materialien wurden bereits in ersten optoelektronischen Bauelementen eingesetzt. Die bisherigen Lösungen weisen jedoch Nachteile und Probleme auf: Die TADF- Materialien weisen in den optoelektronischen Bauelementen oftmals keine ausreichende Langzeitstabilität, keine ausreichende thermische oder keine ausreichende chemische Stabilität gegenüber Wasser und Sauerstoff auf. Außerdem sind nicht alle wichtigen Emissionsfarben verfügbar. Weiterhin sind einige TADF-Materialien nicht verdampfbar und dadurch für den Einsatz in kommerziellen optoelektronischen Bauteilen nicht geeignet. Auch weisen einige TADF-Materialien keine passenden Energielagen zu den weiteren im optoelektronischen Bauteil verwendeten Materialien (z.B. HOMO-Energien von TADF- Emittern von größer gleich -5,9 eV) auf. Nicht mit allen TADF-Materialien lassen sich ausreichend hohe Effizienzen der optoelektronischen Bauelemente bei hohen Stromdichten bzw. hohe Leuchtdichten erreichen. Weiterhin sind die Synthesen einiger TADF-Materialien aufwendig.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt die Bereitstellung von organischen Molekülen, die eine Struktur der Formel 1 aufweisen oder eine Struktur der Formel 1 haben:
Figure imgf000004_0001
Formel 1 wobei gilt:
m ist eine ganze Zahl von 1 bis 3;
n ist eine ganze Zahl von 1 bis 3;
mit m + n = ganze Zahl von 2 bis 4, insbesondere 2; 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);
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);
wobei gilt AF1 + AF2;
und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF2 eine Struktur nach Formel 1 a aufweist/aufweisen;
Figure imgf000005_0001
Formel 1a wobei gilt:
R*** ist unabhängig voneinander ein Rest R*, kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 b, kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine weitere chemische Einheit gemäß Formel 1 a, oder ist Naphtyl oder ein monozyklisches aromatisches System, wobei im Falle eines aromatischen R*** zwischen dem aromatischen Teil von R*** und dem zentralen N in Formel 1 a nur genau eine direkte Anknüpfung besteht; und wobei jeder Rest R*** mit weiteren Resten R** funktionalisiert sein kann;
R** ist unabhängig voneinander ein Rest R* und kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 b oder an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 a; wobei zwei oder mehrere Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden können; und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF1 eine Struktur nach Formel 1 b aufweist oder aufweisen;
Figure imgf000005_0002
Formel 1 b wobei gilt:
Z ist CR** oder N, wobei maximal 4 Einheiten Z gleichzeitig gleich N sind;
A ist C, wenn o = 1 oder ist N oder CR** wenn o = 0;
E ist C wenn p = 1 oder ist N oder CR** wenn p = 0 oder ist CR**2 wenn J = H;
G ist C wenn o = 1 und q = 1 ; oder ist N oder CR** wenn o = 0 und q = 1 ; oder ist CR** wenn o = 1 und q = 1 und X gleich einer Element-Element-Bindung ist; oder ist N oder CR** wenn o = 1 und q = 0;
wobei A und G nicht gleichzeitig gleich N sind;
J ist H wenn q = 0 und p = 0 oder ist C, CR** oder N; oder ist C wenn p = 1 und gleichzeitig eine chemische Bindung zwischen J und Z besteht;
O
X ist N, CR**, 'Y \==/ , ^ , eine Element-Element-Bindung wenn q = 1 ; oder X ist NR**; wobei generell gilt, dass keine chemische Bindung zwischen X und Z besteht;
Y ist N, CR**,
Figure imgf000006_0001
; Y ist C wenn eine chemische Bindung zwischen Y und Z besteht und gleichzeitig p = 1 ist; und wobei jede chemische Einheit gemäß Formel 1 b mindestens eine der folgenden funktionellen
O
Gruppen enthält: '^- «- , N;
o ist 0 oder 1 ;
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
wobei o, p und q nicht gleichzeitig gleich 0 sind; und wobei weiterhin gilt:
R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, -N02, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2-, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=Q)(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 Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, - As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch-Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2-, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R* substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R6 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R7 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7), -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; wobei in einer Ausführungsform die weiteren chemischen Einheiten AF auch an ein Atom gebunden sein können, das Bestandteil der Gruppen R***, R** oder R* ist.
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 insbesonder N, O, und S. Dies stellt die grundlegende Definition dar. Werden in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung andere Bevorzugungen angegeben, beispielsweise bezüglich der Zahl der aromatischen Ringatome oder der enthaltenen Heteroatome, so gelten diese.
Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin oder Thiophen, oder ein heteroaromatischer Polycyclus, beispielsweise Napthalin, Phenanthren, Chinolin oder Carbazol verstanden. Ein kondensierter (annelierter) aromatischer bzw. heteroaromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einfachen aromatischen bzw. heteroaromatischen Cyclen.
Unter einer Aryl- oder Heteroarylgruppe, die jeweils mit den oben genannten Resten substituiert sein kann und die über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, welche abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen; Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Isochinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4- Triazol, Benztriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere ausgewählt aus, N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine nichtaromatische Einheit (insbesondere weniger als 10 % der verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiert.es C-, Si-, oder N-Atom, ein sp2-hybridisiert.es C-, N- oder O-Atom oder ein sp-hybridisiertes C-Atom, verbunden sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie 9,£T-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden, und ebenso Systeme, in denen zwei oder mehrere Arylgruppen beispielsweise durch eine lineare oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe oder durch eine Silyigruppe verbunden sind. Weiterhin werden auch Systeme, in denen zwei oder mehr Aryl- oder Heteroarylgruppen über Einfachbindungen miteinander verknüpft sind, als aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden, wie beispielsweise Systeme wie Biphenyl, Terphenyl oder Diphenyltriazin.
Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit Resten wie oben definiert substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Benzanthracen, Phenanthren, Benzphenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Napthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Quaterphenyl, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetra hydro pyren, eis- oder trans-lndenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Indolocarbazol, Indenocarbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyarzinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1 ,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1 ,6- Diazapyren, 1 ,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9, 10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3 Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5- Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,3,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Kombinationen dieser Gruppen.
Definitionsgemäß weist AF2 im Vergleich zu AF1 immer einen betragsmäßig niedrigeren HOMO-Zahlenwert auf (und damit auch entsprechend einen betragsmäßig niedrigeren LUMO-Zahlenwert) als AF2 ( | EHOMO(AF2) | < | EHOMO(AF1 ) | und | ELUMo(AF2) | < | ELUMo(AF1 ) | );
wobei die chemischen Einheiten AF2 der Formel 1 a entsprechen und die chemischen Einheiten AF1 der Formel 1 b entsprechen.
In einer Ausführungsform zeichnen sich die organischen Moleküle dadurch aus, dass
- die Differenz der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des HOMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ HOMO = HOMO(AF2) - HOMO(AF1 ) > 0,8 eV);
- die Differenz der Energie des LUMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ LUMO = LUMO(AF2) - LUMO(AF1 ) > 0,8 eV); und/oder
- die Differenz der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 und der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 > 0,9 eV ist (Δ Gap = LUMO (AF1 ) - HOMO(AF2)> 0,9 eV).
Dabei werden die Energiewerte HOMO(AF1 ), HOMO(AF2), LUMO(AF1 ), LUMO(AF2) mithilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) berechnet, wobei die Anknüpfungspositionen der ambifunktionalen Einheiten und der Separatoren mit einem Wasserstoffatom entsprechend ihrer chemischen Valenzen abgesättigt werden. Die angegeben Grenzen beziehen sich auf Orbitalenergien in der Einheit 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 weiteren Ausführungsform weist mindestens eine der chemischen Einheiten AF2 eine Struktur nach Formel 2a oder 2b oder 2c oder 2d oder 2e auf:
Figure imgf000013_0001
Formel 2a Formel 2b
Figure imgf000014_0001
Formel 2c Formel 2d Formel 2e wobei gilt:
A ist ein Rest R* oder bezeichnet die Anknüpfung an eine Gruppe der Form AF1-AF2;
und wobei R** und R* wie bei Formel 1 a und Formel 1 b definiert sind; und wobei die jeweils andere(n) Einheit(en) AF1 eine Struktur nach den Formeln 2f bis 2z aufweist/aufweisen.
Figure imgf000014_0002
Formel 2f Formel 2g Formel 2h Formel 2i
Figure imgf000014_0003
Formel 2j Formel 2k Formel 21
Figure imgf000014_0004
Formel 2m Formel 2n und wobei gilt:
Q ist N, CR**;
Y ist N, CR**, wobei Q und Y nicht gleichzeitig gleich N sind;
Figure imgf000015_0001
Formel 2o Formel 2p und wobei gilt:
O
Ii ° '*s P
L ist '^· \==/ , Λ Λ , eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht zwei
Einheiten Y gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind, oder ist NR**, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich NR** sind;
Figure imgf000015_0002
Formel 2r und wobei gilt:
U ist CR**, N, wobei maximal 3 Einheiten U gleichzeitig gleich N sind und wobei keine benachbarten Einheiten U gleichzeitig gleich N sind;
ALK ist Methyl, Ethyl, Propyl /'so-Propyl, Butyl, fert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl;
Figure imgf000015_0003
ormel 2s orme w
Figure imgf000015_0004
Formel 2x Formel 2y Formel 2z und wobei gilt: M ist H, D, ALK, Phenyl, Pyridyl, R**, CN, wobei maximal 4 Einheiten M gleichzeitig gleich CN sind;
und wobei R** und R* wie bei den Formeln 1 a und 1 b definiert sind.
In einer weiteren Ausführungsform hat/haben die Einheit(en) AF2 eine Struktur ausgewählt aus einer der in Tabelle 1 gezeigten Strukturen;
wobei die Anknüpfungspositionen für eine weitere chemische Einheit AF2 und/oder eine Einheit AF1 mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind;
Tabelle 1 : Beispiele für chemische Einheiten AF2.
Figure imgf000016_0001
22 26
Figure imgf000016_0002
317 In einer weiteren Ausführungsform hat/haben die Einheit(en) AF1 eine Struktur ausgewählt aus den in Tabelle 2 gezeigten Strukturen;
und wobei die Anknüpfungspositionen für eine weitere chemische Einheit AF1 und/oder eine Einheit AF2 mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind.
Tabelle 2: Einheiten AF1 , die in erfindungsgemäßen Molekülen enthalten sein können.
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0003
Figure imgf000017_0004
Figure imgf000018_0001
68 83 85 86
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0003
51 152
Figure imgf000018_0004
54 195
e
Figure imgf000018_0005
205 209
Figure imgf000019_0001
313 332 358
Figure imgf000020_0001
In einer Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Moleküle eine Struktur der Formel 3a oder 3b oder 3c oder 3d oder 3e oder 3f oder 3g oder 3h auf oder haben eine Struktur der Formel 3a oder 3b oder 3c oder 3d oder 3e oder 3f oder 3g oder 3h;
Formel 3a
Figure imgf000020_0002
Formel 3c Formel 3d
Figure imgf000020_0003
Formel 3e Formel 3f
Figure imgf000021_0001
wobei gilt:
J ist CR* oder ist C bei Anbindung an die Diarylamineinheit.
E ist R* oder ist ausgewählt aus:
Figure imgf000021_0002
wobei gilt: RT ist ausgewählt aus H, CH3, Ph, f-Bu, OMe, OPh; und wobei im Übrigen die bei Formel 1 , angegebenen Definitionen gelten und R** und R* wie bei Formel 1 a und 1 b definiert sind.
Durch Kombination der oben definierten Paare aus chemischen Einheiten AF1 und AF2 ergeben sich entsprechend die beispielhaften erfindungsgemäßen Moleküle der Tabelle 3. Weitere organische Moleküle können durch Kombination der genannten Moleküleinheiten analog erhalten werden.
Tabelle 3: Beispiele für erfindungsgemäße organische Moleküle (AF2)n-(AF1 )m, die mindestens eine Einheit AF2 aus Tabelle 1 und mindestens eine Einheit AF1 aus Tabelle 2 enthalten und die optional einen oder mehrere der oben definierten Reste R* enthalten. Die berechneten Werte für den Singulett-Triplett-Abstand in der Geometrie des SO-Grundzustands sind in Klammern unter der entsprechenden Molekülstruktur vermerkt.
Figure imgf000022_0001
(0.012 eV) (0.285 eV) (0.186
Figure imgf000022_0002
(0.151 eV)
Figure imgf000023_0001
(0.064 eV)
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
(0.265 eV) (0.201
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0002
(0.137 eV) (0,118 eV) (0.224
Figure imgf000026_0001
(0.117 eV) (0.107
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000034_0001
Beispiele weiterer erfindungsgemäßer organischer Moleküle, die durch Kombination der genannten Moleküleinheiten analog der obigen Beschreibung erhalten werden, sind in Tabelle 4 dargestellt. Die Benennung der Moleküle erfolgt nach dem Schema AF-S-AF, wobei die Benennung nach folgendem Schema erfolgte: Die Nummern rechts und links stehen für die chemischen Einheiten AF1 und AF2 aus Formel 1a, 2a oder 2b oder aus Tabelle 1 oder aus Tabelle 2;„S" steht für eine direkte Bindung zwischen den chemischen Einheiten AF, wobei die Anknüpfung der einzelnen Einheiten AF über die in Tabelle 1 und Tabelle 2 mit Kleinbuchstaben definierten Positionen erfolgt.
Tabelle 4: Erfindungsgemäße organische Moleküle nach dem Schema AF1-S-AF2, wobei S die direkte Bindung zwischen AF1 und AF2 darstellt. In Klammern sind die Werte für ΔΗΟΜΟ, ALUMO und Gap angegeben.
27- -S- -3 (1.141.511.61) 28- -S- -3 (1.201.781.34) 29- -S- -3 (0.961.501.61)
46- -S- -3 (2.371.671.45) 56- -S- -3 (1.130.972.14) 61 - -S- -3 (1.111.491.63) 62- -S- -3 (0.991.681.43)
68- -S- -3 (0.831.241.87) 83- -S- -3 (1.170.912.20) 85- -S- -3 (1.621.471.65) 86- -S- -3 (0.841.841.28)
113— S— 3 (1.282.210.91)
150 — S — 3 (2.701.791.32) 151 — S — 3 (2.612.051.06) 153 — S — 3 (2.641.891.22) 154 — S — 3 (2.171.022.09)
195 — S — 3 (1.881.231.88) 205 — S — 3 (1.111.351.76) 209 — S — 3 (0.820.902.21)
233 — S — 3 (1.491.441.67) 234 — S — 3 (1.311.531.59) 244 — S — 3 (1.371.441.68)
286 — S — 3 (1.141.112.00) 288 — S — 3 (0.941.062.05) 297 — S — 3 (1.000.802.31) 311 — S — 3 (0.901.012.10)
332 — S — 3 (1.061.092.02) 358 — S — 3 (1.011.261.86) 370 — S — 3 (0.981.321.79) 371 — S — 3 (2.792.041.08)
28- -S- -4(0.821.241.71) 36- -S- -4(0.981.761.20) 37- -s- - 4 (0.982.060.90)
46- -S- -4 (1.991.131.83) 85- -S- -4(1.240.932.02) 113 — s — 4(0.901.681.28) 150 — S — 4(2.331.261.70)
151 — S — 4(2.231.521.44) 152 — S — 4 (2.881.821.14) 153 — s — 4(2.261.361.60) 233 — S — 4(1.110.912.05)
234 — S — 4(0.930.991.97) 244 — S — 4(1.000.902.06) 371 — s — 4(2.421.501.45) 36- -S- - 11 (1.131.251.05)
113 — S — 11 (1.051.171.13) 151 — s — 11 (2.381.011.29) 152 — S — 11 (3.031.310.99)
153 — S — 11 (2.410.851.45) 371 — S — 11 (2.571.001.30) 28- -s- - 12(1.221.011.32)
46- -S- - 12(2.390.901.43) 62- -S- - 12(1.010.921.41) 86- -s- - 12(0.861.071.26)
150 — S — 12(2.721.021.30) 151 — S — 12 (2.631.281.05) 153 — s — 12(2.651.121.20) 371 — S — 12(2.811.271.06)
27- -S- -22(1.531.421.21) 28- -S- -22(1.601.680.94) 29- -s- -22(1.361.411.22) 40- -S- -22(1.181.411.22)
46- -S- -22 (2.771.571.05) 56- -S- -22 (1.520.881.75) 61 - -s- -22 (1.511.391.23) 62- -S- -22(1.391.591.04) 68- -S- -22 (1.231.151.48) 83- -S- -22 (1.560.821.81) 85- -S- -22 (2.021.371.25)
123— S— 22(1.161.441.18) 150 — S — 22 (3.101.700.93)
154 — S — 22 (2.560.931.70) 195 — S — 22 (2.281.141.49) 205 — S — 22(1.511.261.37)
209 — s — 22(1.220.811.82) 233 — S — 22 (1.881.351.28) 234 — S — 22(1.701.431.19) 244 — S — 22(1.771.341.28)
286 — S — 22(1.541.021.61) 288 — S — 22(1.330.971.66) 311 — S — 22(1.290.921.71)
313 — s — 22(1.170.961.67) 332 — S — 22(1.461.001.63) 358 — S — 22(1.401.161.46) 370 — S — 22(1.371.231.40)
27- -s- -26 (1.531.881.22) 28- -s- -26(1.592.140.95) 29- -S- -26 (1.351.871.23) 40- -S- -26(1.171.871.23)
46- -s- -26 (2.762.031.06) 56- -s- -26(1.511.341.76) 61 - -S- -26 (1.501.851.24) 62- -S- -26 (1.382.051.04)
68- -s- -26(1.221.611.48) 83- -s- -26 (1.551.281.82) 85- -S- -26(2.011.831.26)
123— S— 26(1.161.901.19) 150 — S — 26 (3.092.160.93)
154 — s — 26 (2.561.391.70) 195 — S — 26 (2.271.601.50)
205 — s — 26 (1.501.721.38) 209 — s — 26(1.211.271.83) 233 — S — 26 (1.881.811.28) 234 — S — 26(1.701.891.20)
244 — s — 26(1.761.801.29) 286 — S — 26 (1.531.481.62) 288 — S — 26(1.321.431.67)
297 — s — 26(1.391.171.92) 303 — s — 26(1.411.012.08) 311 — S — 26(1.291.381.72) 313 — S — 26(1.161.421.68)
332 — s — 26(1.451.461.63) 358 — s — 26(1.391.621.47) 370 — S — 26(1.361.691.40) 27- -S- -91 (1.562.301.19)
28- -s- -91 (1.622.570.92) 29- -s- -91 (1.382.291.20) 40- -S- -91 (1.202.291.20) 46- -S- -91 (2.792.461.03)
56- -s- -91 (1.541.761.73) 61 - -s- -91 (1.532.281.21) 62- -S- -91 (1.412.481.01) 68- -S- -91 (1.252.031.45)
83- -s- -91 (1.581.701.79) 85- -s- -91 (2.042.261.23)
123 — s — 91 (1.192.331.16) 150 — S — 91 (3.122.580.90) 154 — S — 91 (2.591.811.68)
195 — s — 91 (2.302.021.47) 205 — S — 91 (1.532.141.35)
209 — s — 91 (1.241.691.80) 233 — s — 91 (1.912.231.25) 234 — S — 91 (1.732.321.17) 244 — S — 91 (1.792.231.26)
286 — s — 91 (1.561.901.59) 288 — S — 91 (1.351.851.64) 297 — S — 91 (1.421.591.90)
303 — s — 91 (1.441.442.05) 311 — s — 91 (1.321.801.69) 313 — S — 91 (1.191.841.65) 332 — s — 91 (1.481.881.60)
358 — s — 91 (1.422.051.44) 370 — s — 91 (1.392.121.37) 27- -S- - 128 (1.202.111.54) 28- -s- - 128 (1.262.381.27)
29- -s- - 128 (1.032.111.55) 40- -s- - 128 (0.852.111.55) 46- -s- - 128 (2.432.271.39)
56- -s- - 128 (1.191.582.08) 61 - -s- - 128 (1.172.091.57) 62- -S- - 128 (1.052.291.37) 68- -s- - 128 (0.901.851.81)
83- -s- - 128 (1.231.522.14) 85- -s- - 128 (1.682.071.58) 86- -S- - 128 (0.902.441.21)
123— S — 128 (0.832.141.52) 150 — s — 128 (2.772.401.26)
151 — s — 128 (2.672.661.00) 153 — s — 128 (2.702.501.16) 154 — S — 128 (2.231.632.03)
195 — s — 128 (1.951.831.82) 205 — s — 128 (1.181.951.70) 209 — s — 128 (0.891.502.15)
233 — s — 128 (1.552.051.61) 234 — s — 128 (1.372.131.53) 244 — s — 128 (1.442.041.62)
286 — s — 128 (1.211.721.94) 288 — s — 128 (1.001.671.99) 297 — s — 128 (1.061.412.25) 303 — s — 128 (1.081.252.40)
311 — s — 128 (0.961.622.04) 313 — s — 128 (0.841.652.00) 332 — s — 128 (1.131.701.96) 358 — s — 128 (1.071.861.79)
370 — s — 128 (1.041.931.73) 371 — s — 128 (2.862.641.01)
27- -s- -317(1.131.521.61) 28- -s- -317(1.201.781.34) 29- -s- -317(0.961.511.62)
46- -s- -317(2.371.671.45) 56- -s- -317 (1.120.982.15) 61 - -s- -317(1.111.491.63) 62- -s- -317(0.991.691.43)
68- -s- -317 (0.831.251.88) 83- -s- -317(1.160.922.21) 85- -s- -317(1.621.471.65) 86- -s- -317 (0.831.841.28)
1 113— s— 317(1.272.220.91)
150 — s — 317 (2.701.801.33) 151 — s — 317(2.612.061.07) 153 — s — 317(2.631.901.22) 154 — s — 317(2.161.032.10)
195 — s — 317 (1.881.241.89) 205 — s — 317(1.111.361.77) 209 — s — 317(0.820.912.22)
233 — s — 317 (1.481.451.68) 234 — s — 317 (1.301.531.59) 244 — s — 317(1.371.441.68)
286 — s — 317(1.141.122.01) 288 — s — 317(0.931.072.06) 297 — s — 317(0.990.812.32) 311 — s — 317(0.891.022.11)
332 — s — 317(1.061.102.03) 358 — s — 317(1.001.261.86) 370 — s — 317(0.971.331.79) 371 — s — 317(2.792.051.08)
In einerweiteren Ausführungsform weisen erfindungsgemäße organische Moleküle eine oder mehrere Einheit(en) AF1 auf, die ausgewählt sind aus den Strukturen 40, 61, 62, 68, 86, 113, 123, 150, 151, 152, 153, 154, 205, 209, 244, 286, 288, 297, 303, 311, 313, 332, 358, 370, 371 der Tabelle 2; wobei die jeweils andere(n) Einheit(en) AF2 ausgewählt sind aus den Strukturen der Tabelle 1.
Insbesondere die Verwendung von Strukturen nach den Formeln 1a, 2a oder 2e oder aus Tabelle 1 und die Verwendung von Strukturen nach den Formeln 1b oder 2f bis 2z oder aus Tabelle 2 unterscheidet die erfindungsgemäßen organischen Moleküle funktionell von Molekülen gemäß dem Stand der Technik. Durch die enthaltenen Anknüpfungsmuster stehen die beiden pi-Systeme von AF1 und AF2 nicht in Konjugation, sind aber dennoch in enger räumlicher Nähe fixiert.
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 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.
In einer Ausführungsform werden an die chemisch substituierbaren Positionen der so erhaltenen organischen Moleküle weitere Reste R angefügt, um die Löslichkeit der Emitter zu steigern und/oder die Polymerisierbarkeit zu ermöglichen ohne dabei die elektronischen Eigenschaften des Moleküls signifikant zu verändern, sodass auch bei Verwendung von R ein Emitter vorliegt, wobei
jedes R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, Cl, Br, I, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, - N02, -OH, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)N R3, 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. Für R2 bis R9 gelten die bei Formel 1 angegebenen Definitionen.
Polymerisierbare Reste sind solche Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymerisiert werden können. Somit können die erfindungsgemäßen Moleküle als Polymer mit folgenden Wiederholungseinheiten der Formeln 4 und 5 erhalten werden, die als Polymere in der lichtemittierenden Schicht des optoelektronischen Bauelements Verwendung finden können.
Figure imgf000037_0001
Formel 4 Formel 5
In Formel 4 und 5 stehen L1 und L2 für gleiche oder verschiedene Linkergruppen, die 0 bis 20, insbesondere 1 bis 15, oder 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist, 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.
Figure imgf000038_0001
Formel 6 Formel 7 Formel 8 Formel 9 Formel 10 Formel 11
Zur Herstellung der Polymere, die die Wiederholungseinheiten gemäß Formel 6 bis 1 1 aufweisen, werden die polymerisierbaren funktionellen Einheiten über eine Linkergruppe der Formeln 12 bis 17, die eine Hydroxyleinheit aufweisen, an ein organisches Molekül der Formel 1 angebunden und die daraus resultierenden Verbindungen mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen geeigneten Monomeren copolymerisiert.
Figure imgf000038_0002
Formel 12 Formel 13 Formel 14 Formel 15 Formel 16 Formel 17
Polymere, die eine Einheit gemäß Formel 4 oder Formel 5 aufweisen, können dabei entweder ausschließlich Wiederholungseinheiten mit einer Struktur der allgemeinen Formel 4 oder 5, 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-Ti)-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 organischen 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 den Schritt des Aufbringens 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 Dichtefuntionaltheorie
Variante 1 (BP86)
Für die DFT-Rechnungen (Dichtefunktionaltheorie) wurde das BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) und def2-SV(P)-Basissätze (Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297- 3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys.2010, 133, 134105/1-134105/1 1 ) verwendet. Zur numerischen Integration kam das m4-Grid zum Einsatz und die resolution-of-identity- Näherung (Rl) (Häser, M.; Ahlrichs, R. J. Comput. Chem. 1989, 10, 104-1 1 1 ; Weigend, F.; Häser, M. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 331-340; Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 1 18, 9136-9148) wurde in allen Rechnungen verwendet. Die DFT- Rechnungen wurden mit dem Turbomole-Programmpaket (Version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, University of Karlsruhe und Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, seit 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, seit 2007; http://www. turbomole.com) durchgeführt. Synthesevorschriften:
Fluorierte Diketon-Vorläufer 1A-1I
Figure imgf000044_0001
Eine Lösung des entsprechenden Bromfluorbenzolderivats (2, 1 Äquiv.) in absolutem THF wird bei -78 °C mit BuLi (2, 1 Äquiv.) versetzt und das resultierende Gemisch bei -78 °C gerührt. Nach 2 h wird eine Lösung des Biscarboxamids (1 Äquiv.) in absolutem THF bei -78 °C langsam zugetropft. Das Kühlbad wird entfernt und der Reaktionsfortschritt per GC/MS verfolgt. Nach der Zugabe von Wasser und Ethylacetat werden die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. NaCI-Lösung gewaschen. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung erfolgt per MPLC oder Umkristallisation.
Bromierte Diketon-Vorläufer 1J-1R:
Figure imgf000044_0002
Eine Lösung des entsprechenden Dibrombenzolderivats (2, 1 Äquiv.) in absolutem THF wird bei -78 °C mit BuLi (2,1 Äquiv.) versetzt und das resultierende Gemisch bei -78 °C gerührt. Nach 2 h wird eine Lösung des Biscarboxamids (1 Äquiv.) in absolutem THF bei -78 °C langsam zugetropft. Das Kühlbad wird entfernt und der Reaktionsfortschritt per GC/MS verfolgt. Nach der Zugabe von Wasser und Ethylacetat werden die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. NaCI-Lösung gewaschen. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung erfolgt per MPLC oder Umkristallisation.
Figure imgf000045_0001
Eine Lösung von 1 ,3,5-Tribrombenzol (1 ,0 Äquiv.) in absolutem THF wird bei -78 °C mit BuLi (2,0 Äquiv.) versetzt und das resultierende Gemisch bei -78 °C gerührt. Nach 2 h wird eine Lösung des Carboxamids (2,0 Äquiv.) in absolutem THF bei -78 °C langsam zugetropft. Das Kühlbad wird entfernt und der Reaktionsfortschritt per GC/MS verfolgt. Nach der Zugabe von Wasser und Ethylacetat werden die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. NaCI-Lösung gewaschen. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung erfolgt per MPLC oder Umkristallisation.
Diketon-Vorläufer 1 T-1U
Figure imgf000045_0002
1T-1 U
Eine Lösung des entsprechenden Dibromfluorbenzols (1 ,0 Äquiv.) in absolutem THF wird bei -78 °C mit BuLi (2,0 Äquiv.) versetzt und das resultierende Gemisch bei -78 °C gerührt. Nach 2 h wird eine Lösung des Carboxamids (2,0 Äquiv.) in absolutem THF bei -78 °C langsam zugetropft. Das Kühlbad wird entfernt und der Reaktionsfortschritt per GC/MS verfolgt. Nach der Zugabe von Wasser und Ethylacetat werden die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. NaCI-Lösung gewaschen. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung erfolgt per MPLC oder Umkristallisation. Diketon-Vorläufer 1 V-1 W
Figure imgf000046_0001
Eine Lösung des entsprechenden Dibromfluorbenzols (1 ,0 Äquiv.) in absolutem THF wird bei -78 °C mit BuLi (2,0 Äquiv.) versetzt und das resultierende Gemisch bei -78 °C gerührt. Nach 2 h wird eine Lösung des Carboxamids (2,0 Äquiv.) in absolutem THF bei -78 °C langsam zugetropft. Das Kühlbad wird entfernt und der Reaktionsfortschritt per GC/MS verfolgt. Nach der Zugabe von Wasser und Ethylacetat werden die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit ges. NaCI-Lösung gewaschen. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Die Reinigung erfolgt per MPLC oder Umkristallisation.
AAV1: Allgemeine Synthesevorschrift für Nucleophile Aromatische Substitution
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylfluorid und das entsprechende Amin im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie K3P04 (2 mmol pro mmol Amin) vorgelegt. Nach der Zugabe von absolutem DMSO wird das Gemisch bis zur vollständigen Umsetzung auf 120 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden durch Zugabe von Wasser die organischen Komponenten ausgefällt und anschließend abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der Rückstand wird durch Umkristallisation gereinigt.
AA V2: Hartwig-B uch wald-A minierung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid oder -lodid und das entsprechende Amin im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie NaOfBu (1 ,5 mmol pro mmol Äquiv.), PdOAc2 (0,05 Äquiv.) und P(fBu)3 (0, 1 Äquiv.) in absolutem Toluol suspendiert. Das Gemisch wird 24 h unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen auf RT wird das Reaktionsgemisch mit dem gleichen Volumen Ethylacetat versetzt und 3x mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet und anschließend filtriert. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt. AAV3: Suzuki-Kupplung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid und die entsprechende Arylbo ronsäure in gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie Na2C03 (2,5 mmol pro mmol Boronsäure) und Pd(PPh3)4 (0,02 mmol pro mmol Arylbromid) in 1 ,2-Dimethoxyethan (10 ml_ pro mmol Arylbromid) suspendiert. Nach Zugabe von absolutem EtOH (0,3 ml_ pro mmol Arylbromid) und entgastem Wasser (0,3 ml_ pro mmol Arylbromid) wird das Gemisch 4-12 h auf 90 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden dem Gemisch gleiche Volumen Wasser und Ethylacetat zugesetzt und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird 3x mit Ethylacetat extrahiert und die organischen Phasen vereinigt. Die organische Phase wird mit ges. NaCI-Lösung gewaschen, über MgS04 getrocknet und filtriert. Unter vermindertem Druck wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV4: Einführung von Cyanogruppen
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid oder -lodid und CuCN im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis (1 .25 mmol CuCN pro mmol zu substituierendem Halogenidatom) in absolutem DMF suspendiert. Das Gemisch wird bis zur vollständigen Umsetzung auf 150 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden durch Zugabe von Dichlormethan die enthaltenen Kupfersalze ausgefällt und anschließend abfiltriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit und der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
Beispielmoleküle:
Figure imgf000048_0001
Figure imgf000048_0002
Figure imgf000048_0003
Synthese nach AAV4
1. NaN02 H2S04 -15 °C '
Figure imgf000048_0004
Figure imgf000049_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 LUMO AF1 hin zu HOMO AF2).

Claims

Ansprüche
1. Organisches Molekül, aufweisend eine Struktur der Formel 1
Figure imgf000051_0001
Formel 1 wobei gilt:
m ist eine ganze Zahl von 1 bis 3;
n ist eine ganze Zahl von 1 bis 3;
mit m + n = ganze Zahl von 2 bis 4;
AF1 ist eine erste chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System;
AF2 ist eine zweite chemische Einheit, aufweisend ein konjugiertes System;
AF1 AF2;
und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF2 eine Struktur nach Formel 1 a aufweist/aufweisen
Figure imgf000051_0002
Formel 1a wobei gilt:
R*** ist unabhängig voneinander ein Rest R*, kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 b, kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine weitere chemische Einheit gemäß Formel 1 a oder ist Naphtyl, oder ein monozyklisches aromatisches System, wobei im Falle eines aromatischen R*** zwischen dem aromatischen Teil von R*** und dem zentralen N in Formel 1 a genau eine direkte Anknüpfung besteht; und wobei jeder Rest R*** mit weiteren Resten R** funktionalisiert sein kann;
R** ist unabhängig voneinander ein Rest R*, kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 b oder an eine chemische Einheit gemäß Formel 1 a; wobei zwei oder mehrere Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem bilden können; und wobei die enthaltene(n) Einheit(en) AF1 eine Struktur nach Formel 1 b aufweist/aufweisen;
Figure imgf000052_0001
Formel 1 b
wobei gilt:
Z ist CR** oder N, wobei maximal 4 Einheiten Z gleichzeitig gleich N sind;
A ist C, wenn o = 1 oder ist N oder CR** wenn o = 0;
E ist C wenn p = 1 oder ist N oder CR** wenn p = 0 oder ist CR**2 wenn J = H;
G ist C wenn o = 1 und q = 1 ; oder ist N, CR** wenn o = 0 und q = 1 ; oder ist CR** wenn o = 1 und q = 1 und X gleich einer Element-Element-Bindung ist; oder ist N, CR** wenn o = 1 und q = 0;
wobei A und G nicht gleichzeitig gleich N sind;
J ist H wenn q = 0 und p = 0 oder ist C, CR** oder N; oder C wenn p = 1 und gleichzeitig eine chemische Bindung zwischen J und Z besteht;
O
) - ΞΞΞΝ
X ist N, CR**, 'Y \==/ , ^ , eine Element-Element-Bindung wenn q = 1 ; oder
X ist NR**; wobei generell gilt, dass keine chemische Bindung zwischen X und Z besteht;
Y ist N, CR**,
Figure imgf000052_0002
; Y ist C wenn eine chemische Bindung zwischen Y und Z besteht und gleichzeitig p = 1 ist; und wobei jede chemische Einheit gemäß Formel 1 b mindestens eine der folgenden funktionellen
O
Gruppen enthält: '^- ·- , N;
o ist 0 oder 1 ;
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
wobei o, p und q nicht gleichzeitig gleich 0 sind; und wobei weiterhin gilt: R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, -N02, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, 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 monozyklisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, 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; wobei die weiteren chemischen Einheiten AF auch an ein Atom gebunden sein können, dass Bestandteil der Gruppen R***, R** oder R* ist;
2. Organisches Molekül nach Anspruch 1 , wobei AF2 eine Struktur nach Formel 2a oder Formel 2c aufweist:
Figure imgf000057_0001
Formel 2a Formel 2c
wobei gilt:
A ist ein Rest R* oder bezeichnet die Anknüpfung an eine Gruppe der Form AF1-AF2; und AF1 eine Struktur nach den Formeln 2f bis 2z aufweist
Figure imgf000057_0002
Formel 2f Formel 2g Formel 2h Formel 2i
Figure imgf000058_0001
Formel 2j Formel 2k
Figure imgf000058_0002
Formel 2m Formel 2n und wobei gilt:
Q ist N, CR**;
Y ist N, CR**, wobei Q und Y nicht gleichzeitig gleich N sind;
Figure imgf000058_0003
und wobei gilt:
N °* *°
L ist '^· \==/ , , eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht zwei
Einheiten Y gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind, oder NR**, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich NR** sind;
Figure imgf000058_0004
W ist
Figure imgf000058_0005
Formel 2r und wobei gilt:
U ist CR**, N, wobei maximal 3 Einheiten U gleichzeitig gleich N sind und wobei keine benachbarten Einheiten U gleichzeitig gleich N sind;
ALK ist, Ethyl, Propyl /'so-Propyl, Butyl, fert-Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl;
Figure imgf000059_0001
Formel 2x Formel 2y Formel 2z und wobei gilt:
M ist H, D, ALK, Phenyl, Pyridyl, R**, CN, wobei maximal 4 Einheiten M gleichzeitig gleich CN sind; und wobei ansonsten die in Anspruch 1 genannten Definitionen gelten.
3. Organisches Molekül nach Anspruch 1 oder 2, wobei AF2 ausgewählt ist aus einer der folgenden Strukturen;
Figure imgf000059_0002
a
4
Figure imgf000059_0003
12
Figure imgf000060_0001
a a
22 26
Figure imgf000060_0002
und wobei die Anknüpfungspositionen für eine weitere chemische Einheit AF2 und/oder eine Einheit AF1 mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind.
4. Organisches Molekül nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei das organische Molekül an mindestens einer Position mindestens einen Rest R 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-, 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 monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern bilden; wobei R2 bis R9 definiert sind wie in Anspruch 1 ;
und wobei für polymerisierbare Reste gilt:
polymerisierbare Reste sind solche Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymiersiert werden können, wodurch das organische Molekül als Polymer mit Wiederholungseinheiten nach den Formeln 4 und/oder 5 erhalten werden
Figure imgf000061_0001
Formel 4 Formel 5 mit
gewellte Linie = Position, über die eine 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; wobei
L3 = eine weitere Linkergruppe ist, dieausgewählt ist aus der Gruppe aus einer substituierten und unsubstituierten Alkylengruppe (linear, verzweigt oder cyclisch) und einer substituierten und unsubstituierten Arylengruppe, wobei auch Kombinationen möglich sind.
5. Verwendung eines organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 4 als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement.
6. Verwendung nach Anspruch 5, 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.
7. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Anteil des organischen Moleküls an dem Emitter 1 % bis 99 % beträgt.
8. Verwendung nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die Konzentration des organischen Moleküls als Emitter in optischen Licht emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % beträgt.
9. Optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4, insbesondere ausgeformt als ein Bauelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischer lichtemittierender Diode (OLED), Licht-emittierender elektrochemischer Zelle, OLED-Sensor, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, organischer Diode, organischer Solarzelle, organischem Transistor, organischem Feldeffekttransistor, organischem Laser und Down-Konversion-Element.
10. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9, aufweisend
- ein Substrat,
- eine Anode und
- eine Kathode, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und
- mindestens eine lichtemittierende Schicht, die zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4 enthält.
1 1 . Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, in dem die lichtemittierende Schicht mindestens ein Hostmaterial aufweist, wobei 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 (Ti) des organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 4.
12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9 bis 1 1 , aufweisend mindestens ein Hostmaterial bestehend aus einem Material gemäß Anspruch 1 bis 4.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9 bis 12, wobei die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien beinhaltet und wobei es sich bei den Materialien der lichtemittierenden Schicht um organische Moleküle nach Anspruch 1 bis 4 handelt.
14. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 13, in dem ein organisches Molekül gemäß Anspruch 1 bis 4 zusammen mit einem funktionellen Material einen Exciplex bilden.
15. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9 bis 14, in dem ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4 als Ladungstransportschicht verwendet wird.
16. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4 verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Verarbeitung des organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung erfolgt.
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