WO2006108497A1 - Verbindungen für organische elektronische vorrichtungen - Google Patents

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WO2006108497A1
WO2006108497A1 PCT/EP2006/002531 EP2006002531W WO2006108497A1 WO 2006108497 A1 WO2006108497 A1 WO 2006108497A1 EP 2006002531 W EP2006002531 W EP 2006002531W WO 2006108497 A1 WO2006108497 A1 WO 2006108497A1
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Holger Heil
Philipp Stoessel
Horst Vestweber
Rocco Fortte
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention describes novel compounds and their
  • OLEDs organic electroluminescent devices
  • the operating voltage is quite high, especially with fluorescent OLEDs, and should therefore be further reduced to improve power efficiency. This is especially important for mobile applications.
  • OLEDs according to the prior art show a strong dependence of the operating voltage on the layer thickness of the hole transport layer.
  • organic electroluminescent devices which contain certain compounds listed below as blue-emitting dopants in a host material, have significant improvements over the prior art. With these materials it is possible to obtain longer lifetimes with higher efficiency. In addition, unlike prior art materials, these compounds can also be sublimated in significant quantities without appreciable decomposition, and are therefore much easier to handle than prior art materials.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 is the same or different at each occurrence and is an aryl or heteroaryl group having 5 to 24 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more R 1 ;
  • Ar 4 is the same or different at each occurrence, an aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 40 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more radicals R 1 ;
  • R 2 is the same or different at each occurrence, H or an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms;
  • X 2 , X 3 is the same or different X 1 at each occurrence and spans a cyclic ring system with Ar 2 and Ar 3 ;
  • q is 1, 2 or 3 when Y is bonded through an element of the fifth main group and 2 when Y is oxygen is bound, and is 1 or 2 when Y is linked through another element of the sixth main group;
  • r is (3-q) when Y is bonded through an element of the fifth main group, and is (2-q) when Y is bonded through a member of the sixth main group;
  • An aryl group or a heteroaryl group in the context of this invention is understood as meaning an aromatic group or heteroaromatic group having a common aromatic electron system, where an aryl group has 6 to 24 C atoms and a heteroaryl group has 2 to 24 C atoms and a total of at least 5 aromatic ring atoms includes.
  • the heteroatoms are preferably selected from N, O and / or s.
  • this may be a simple homo- or heterocycle, for example benzene, pyridine, thiophene, etc., or it may be a fused aromatic ring system in which at least two aromatic or heteroaromatic rings, for example benzene rings, are fused together ie, having at least one common edge and thereby also a common aromatic system
  • This aryl or heteroaryl group may be substituted or unsubstituted, and optionally substituted substituents may form further ring systems Naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, etc. as aryl groups and quinoline, acridine, benzothiophene,
  • Carbazole, etc. as heteroaryl groups in the context of this invention while for example biphenyl, fluorene, spirobifluorene, etc. represent no aryl groups, since these are separate aromatic electron systems.
  • An aromatic ring system in the sense of this invention contains 6 to 40 carbon atoms in the ring system.
  • a heteroaromatic ring system in the sense of this invention contains 2 to 40 C atoms and at least one heteroatom in the ring system, with the proviso that the sum of the C atoms and heteroatoms gives at least 5.
  • the heteroatoms are preferably 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 Heteroaryl groups by a short, non-aromatic unit (less than 10% of the atoms other than H, preferably less than 5% of the atoms other than H), such as.
  • a short, non-aromatic unit less than 10% of the atoms other than H, preferably less than 5% of the atoms other than H
  • an sp 3 -hybridized C, N or O atom may be interrupted.
  • systems such as 9,9'-spirobifluorene, 9,9-diaryl fluorene, triarylamine, diaryl ethers, etc. are to be understood as aromatic ring systems in the context of this invention.
  • a C 1 - to C 4 -alkyl group in which individual H atoms or CH 2 groups can also be substituted by the abovementioned groups particularly preferably the radicals methyl, ethyl, n-propyl, i Propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, 2-methylbutyl, n-pentyl, s -pentyl, cyclopentyl, n -hexyl, cyclohexyl, n -heptyl, cycloheptyl, n-octyl, cyclooctyl , 2-ethylhexyl, trifluoromethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, cyclopentenyl,
  • a C 1 to C 4 o-alkoxy group is more preferably understood as meaning methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy or 2-methylbutoxy.
  • aryl or heteroaryl group which may be monovalent or bivalent depending on the use, which may be substituted in each case with the abovementioned radicals R 1 and which may be linked via any position on the aromatic or heteroaromatic, are in particular groups derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, dihydropyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, tetracene, pentacene, benzopyrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzo thiophene, pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline,
  • aromatic and heteroaromatic ring systems are understood to mean, in addition to the abovementioned aryl and heteroaryl groups, for example biphenylene, terphenylene, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, tetrahydropyrene and cis or trans indenofluorene.
  • the choice of the Y unit depends on the desired function of the compound according to formula (1). If the compound of the formula (1) is to be used as an emitter in an emission layer or as a hole transport material, for example in a hole transport layer or hole injection layer, then the symbol Y is preferably nitrogen or phosphorus, particularly preferably nitrogen.
  • R 1 is H when it is bonded directly to one of the groups Ar 1 to Ar 4 .
  • R 1 is particularly preferably when it is bonded to the group X 1 , X 2 , X 3 and / or X 4 , identical or different at each occurrence, methyl, tert-butyl, a phenyl group which by one or more d- to C 4 -alkyl groups may be substituted, or a monovalent heteroaryl group having 5 or 6 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more Ci to C 4 alkyl groups, most preferably methyl or a phenyl group which is replaced by one or more Ci - Can be substituted to C 4 alkyl groups.
  • two or more radicals R 1 together form a ring system.
  • the index q is preferably equal to 2.
  • compounds of formula (1) which are of symmetrical construction and which have a threefold axis of rotation when Y is selected from the fifth main group or have a twofold axis of rotation when Y is selected from the sixth main group, which is not only refers to the aromatic groups Ar 1 to Ar 3 , but also to the bridges X 1 to X 4 and the radicals R 1 and R 2 .
  • Examples of preferred compounds according to formula (1) are the structures (1) to (82) depicted below.
  • Compounds according to the structures (8), (28) and (53) can be used, for example, as comonomers for the production of corresponding conjugated, partially conjugated or non-conjugated polymers, oligomers or as the core of dendrimers.
  • the polymerization is preferably carried out via the halogen functionality.
  • polyfluorenes eg according to EP 842208 or WO 00/22026
  • poly-spirobifluorenes eg according to EP 707020, EP 894107 or EP 04028865.6
  • poly-para-phenylenes e.g.
  • polycarbazoles for example according to WO 04/070772 and WO 04/113468
  • polyvinylcarbazoles for example according to EP 1028136
  • polydihydrophenanthrenes for example US Pat according to WO 05/014689
  • polyindenofluorenes for example according to WO 04/041901 and WO 04/113412
  • polyketones for example according to WO 05/040302 or else copolymerized in copolymers of several of these units.
  • Another object of the invention are thus conjugated, partially conjugated and non-conjugated polymers, oligomers or dendrimers containing one or more compounds of formula (1), wherein one or more bonds of the compound of formula (1) to the polymer or dendrimer are present.
  • the compounds of the invention can according to the expert known synthesis steps, such as. As bromination, Suzuki coupling, Hartwig-Buchwald coupling, etc., are shown.
  • the indenofluorene precursors can be prepared as depicted in Synthetic Scheme 1: by Suzuki coupling of a benzoic boronic acid and 1,4-dibromo-2,5-bis (methylcarboxylate) benzene followed by ring closure on exposure to a strong acid and reduction the unsubstituted trans-indenofluorene, which can be alkylated with alkylating agents. This can be selectively monobrominated by stoichiometric reaction with a brominating agent or converted into the corresponding amino compound by nitration and reduction.
  • Synthesis of tris (indenofluorenyl) amine can be accomplished by Hartwig-Buchwald coupling of the monobromine and amino compounds as shown in Synthetic Scheme 2.
  • unsymmetrical bis (indenofluorenyl) aryl amines can be prepared by Hartwig-Buchwald coupling as shown in Synthetic Scheme 3.
  • Synthesis of tris (indenofluorenyl) phosphines or phosphine oxides can be accomplished from monobromindofluorene by lithiation and reaction with PCI 3 , as shown in Synthetic Scheme 4. Oxidation then gives the corresponding phosphine oxide.
  • other electrophiles can be used here, such as.
  • the compounds according to formula (1) can be used in organic electroluminescent devices.
  • the compound is preferably used in the emitting layer as a mixture with at least one host material. It is preferred if the compound according to Formula (1) in the mixture is the emitting compound (the dopant).
  • Preferred host materials are organic compounds whose emission is shorter than that of the compound of formula (1) or which do not emit at all.
  • the invention therefore furthermore relates to mixtures comprising at least one compound of the formula (1) and at least one host material.
  • host materials are selected from the classes of the oligo- arylenes (eg 2,2 ', 7,7'-tetraphenyl-spirobifluorene according to EP 676461 or dinaphthylanthracene), in particular the oligo-arylenes containing condensed aromatic groups, the oligo-arylenevinylenes (eg DPVBi or spiro-DPVBi according to EP 676461), the polypodal metal complexes (eg according to WO 04/081017), the hole-conducting compounds (eg according to WO 04/058911), the electron-conducting compounds, in particular Ketones, phosphine oxides, sulfoxides, etc.
  • the oligo- arylenes eg 2,2 ', 7,7'-tetraphenyl-spirobifluorene according to EP 676461 or dinaphthylanthracene
  • Particularly preferred host materials are selected from the classes of the oligo- arylenes containing naphthalene, anthracene and / or pyrene or atrop isomers of these compounds, the oligo-arylenevinylene, the ketones, the phosphine oxides and the sulfoxides.
  • Very particularly preferred host materials are selected from the classes of oligoarylenes containing anthracene and / or pyrene or atropisomers of these compounds, the phosphine oxides and the sulfoxides.
  • the proportion of the compound of formula (1) in the mixture of the emitting layer is between 0.1 and 99.0 wt.%, Preferably between 0.5 and 50.0 wt.%, Particularly preferably between 1.0 and 20.0 wt.%, In particular between 1.0 and 10.0 wt. %. Accordingly, the proportion of the host material in the layer is between 1.0 and 99.9% by weight, preferably between 50.0 and 99.5% by weight, especially preferably between 80.0 and 99.0% by weight, in particular between 90.0 and 99.0% by weight.
  • the compounds according to formula (1) are used as hole transport material and / or hole injection material, in particular in a hole transport layer and / or in a hole injection layer. This is especially true if the symbol Y stands for N or P. In this case, it may be preferred if the compound is doped with electron acceptor compounds, for example with F 4 -TCNQ or with compounds as described in EP 1476881 or EP 1596445.
  • compounds of the formula (1) can be employed either as an emissive unit, as a hole-transporting unit, as an electron-transporting unit or as a matrix for phosphorescent units.
  • the compound according to formula (1) is used as hole transport material in a hole transport layer or as hole injection material in a hole injection layer or as electron transport material in an electron transport layer or as hole blocking material in a hole blocking layer, a proportion of 100% may also be preferred
  • organic electroluminescent devices characterized in that a plurality of emitting compounds are used in the same layer or in different layers, wherein at least one of these compounds has a structure according to formula (1).
  • these compounds have a total of several emission maxima between 380 nm and 750 nm, so that a total of white emission results, ie in addition to the compound of formula (1) at least one further emitting compound is used, which can fluoresce or phosphoresce and the yellow, emitted orange or red light.
  • three-layer systems of which at least one of these layers is a
  • the organic electroluminescent device may contain further layers. These may be, for example: hole injection layer, hole transport layer, electron transport layer and / or electron injection layer. However, it should be noted at this point that not necessarily each of these layers must be present. Thus, particularly when using compounds according to formula (1) with electron-conducting host materials, very good results continue to be obtained if the organic electroluminescent device does not contain a separate electron transport layer and the emitting layer directly adjoins the electron injection layer or the cathode. Alternatively, the host material may also simultaneously serve as an electron transport material in an electron transport layer.
  • the organic electroluminescent device does not contain a separate hole transport layer and the emitting layer directly adjoins the hole injection layer or the anode. Furthermore, it may be preferred if identical or different compounds according to formula (1) are used simultaneously as dopant in the emitting layer and as hole-conducting compound (as pure substance or as mixture) in a hole transport layer and / or as electron-conducting compound in an electron transport layer. Further preferred is an organic electroluminescent device, characterized in that one or more layers are coated with a sublimation process. The materials are vacuum deposited in vacuum sublimation at a pressure of less than 10 '5 mbar, preferably less than 10 "6 mbar, more preferably less than 10 ⁇ 7 mbar.
  • an organic electroluminescent device characterized in that one or more layers are coated with the OVPD (Organic Vapor Phase Deposition) method or with the aid of a carrier gas sublimation.
  • the materials are applied at a pressure between 10 '5 mbar and 1 bar.
  • an organic electroluminescent device characterized in that one or more layers of solution, such. B. by spin coating, or with any printing process, such.
  • any printing process such as screen printing, flexographic printing or offset printing, but more preferably LITI (Light Induced Thermal Imaging, thermal transfer printing) or inkjet printing (ink jet printing), are produced.
  • LITI Light Induced Thermal Imaging, thermal transfer printing
  • inkjet printing ink jet printing
  • soluble compounds according to formula (1) are necessary. High solubility can be achieved by suitable substitution of the compounds.
  • the compounds according to the invention When used in organic electroluminescent devices, the compounds according to the invention have the following surprising advantages over the prior art:
  • the stability of corresponding devices is higher compared to systems according to the prior art, which shows above all in a much longer life. 3.
  • the compounds can be sublimated well and without significant decomposition, thereby being easier to process and therefore better suited for use in OLEDs than prior art materials.
  • the higher thermal stability may be due to the absence of olefinic double bonds.
  • the organic electroluminescent devices show no dependence on the layer thickness of the corresponding layer.
  • Example 1 T ⁇ s-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluoren-2-yl) amine a) 6,6,12,12 -Tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1 J 2b] fluorene
  • the preparation is analogous to the preparation of 9,9-dimethylfluorene from 6,12-dihydro-indeno [1, 2b] fluorene, dimethyl sulfate and sodium hydroxide solution according to JP 08113542. Yield 86.0% d. Th .; Purity 98% n. 1 H-NMR.
  • Ethanol is mixed with 4.9 ml (100 mmol) of hydrazine hydrate and then with 300 mg of freshly prepared Raney nickel. After 2 h under reflux, the mixture is allowed to cool, the solvent is removed in vacuo, the residue is taken up in 1000 ml of warm chloroform, the solution is filtered through silica gel, the clear solution is concentrated to 100 ml and 300 ml of ethanol are added. After standing for 12 h, the colorless crystals are filtered off with suction and then recrystallized twice from chloroform / ethanol. Yield: 8.3 g (23.5 mmol), 93.9% of theory. Th .; Purity: 98% n. 1 H-NMR. g) Bis-2- [8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dehydro-indeno [1,2b] fluoren-8-yl] amine
  • Example 4 2- (di (4-methylphenyl) amino) -8-ethyl-dispiro [2,7-di-tert-butyl-9,6 ' -indenofluorene [1,2b] fluoren-12 ' , 9 '' - fluoren] a) dispiro [2,7-di-tert-butyl-fluorene-9,6 '-indenofluoren- [1,2-b] - fluorene-12', 9 'fluorene]
  • Tris ⁇ -ethyl-e. ⁇ .i ⁇ .IZ-tetramethyl- ⁇ .iZ-dihyclro-cis-indenofluoreno-yl) amine can be synthesized in analogy to Example 1, with cis-indenofluorene starting compound according to WO 04 / 113412 can be synthesized.
  • Tris-2- (8-ethyl-1,6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-cis-indenofluoren-2-yl) -phosphine oxide can be synthesized in analogy to Example 3, wherein cis-indenofluorene can be synthesized from starting compound according to WO 04/113412.
  • OLEDs takes place according to a general method according to WO 04/058911, which in individual cases is adapted to the respective circumstances (eg layer thickness variation in order to achieve optimum efficiency or color).
  • HIL Hole Injection Layer 20 nm PEDOT (spun from water, supplied by H.C.
  • HTM-1 evaporated, synthesized according to Example 1
  • HTM Hole transport layer 30 nm NPB (N-naphthyl-N-phenyl-4,4 1 -diaminobiphenyl)
  • OLEDs are characterized by default; For this purpose, the electroluminescence spectra, the efficiency (measured in cd / A) and the power efficiency (measured in Im / W) as a function of the brightness, calculated from current-voltage-brightness characteristics (ILJL characteristics) are determined.
  • Table 1 shows the results of some OLEDs (Examples 9 to 15) in which the layer thickness of the hole transport layer (HTM) consists of tris-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydroxy) indeno [1, 2b] fluoren-2-yl) amine, summarized.
  • HTM hole transport layer
  • NaphDATA is used in Comparative Examples.
  • the host material H is 9,10-bis (1-naphthyl) anthracene, as dopant D is used. Both are shown below:
  • OLEDs containing the hole transport material according to the invention show tris-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1, 2b] fluoren-2-yl) amine a significantly lower operating voltage than with naphDATA according to the prior art as a hole transport material.
  • the operating voltage is independent of the Layer thickness of the hole transport layer. This property is of great advantage for the construction of full-color displays since the thickness of the pixels of the primary colors blue, green and red can be made the same by varying the layer thickness of the hole transport layer.
  • the hole transport material according to the invention therefore serves here as a thickness compensation layer, without adversely affecting the electrooptical properties of the device.
  • this is not the case for a hole transport material (NaphDATA) according to the prior art:
  • a significantly higher operating voltage is required.
  • Example 16 Preparation of Phosphorescent OLEDs with Bis-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1 J 2b] -fluoren-2-yl) ketone and Tris 2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluorene-2-yl) phosphine oxide
  • the preparation of OLEDs is carried out by a general process according to WO 04/093207 which in individual cases is adapted to the respective circumstances (eg layer thickness variation in order to achieve optimum efficiency or color).
  • OLEDs with an emitter layer consisting of the emitter materials according to the invention bis-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluoren-2-yl) ketone and tris-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluoren-2-yl) phosphine oxide.
  • OLEDs are produced with the following structure:
  • PEDOT 60 nm spun from water, PEDOT supplied by H. C. Starck; poly- [3,4-ethylenedioxy-2,5-thiophene])
  • NaphDATA 20 nm (evaporated, NaphDATA purchased from SynTec;
  • Emitter layer CBP (evaporated, CBP obtained from ALDRICH and further purified, finally sublimated twice again, 4,4'-bis (N-carbazolyl) biphenyl) (comparative standard)
  • ketone-1 bis (9,9'-spirobifluoren-2-yl) ketone
  • BCP 10 nm (evaporated, BCP purchased from ABCR, used as received; 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1, 10-phenanthroline); not all examples used AlQ 3 10 nm (evaporated, AlQ 3 supplied by SynTec;
  • OLEDs are characterized by default; For this purpose, the electroluminescence spectra, the efficiency (measured in cd / A), the power efficiency (measured in Im / W) as a function of the brightness, calculated from current-voltage-brightness characteristics (IUL characteristics), and the lifetime are determined. The lifetime is defined as the time after which the initial brightness of 1000 cd / m 2 has fallen to half.
  • the triplet emitters and CBP and ketone-1 used are shown below as comparison materials:
  • the OLEDs both the comparative examples and the OLEDs with M1 or M2 as matrix material show red emission with comparable
  • the service life achieved by using the matrix materials M1 or M2 according to the invention significantly exceeds that of the comparative examples with the matrix material CBP and also exceeds the comparative examples with the matrix material ketone-1.
  • OLEDs are carried out according to a general method according to WO 04/058911, which in each case to the particular circumstances (eg layer thickness variation to achieve optimum efficiency or color) is adjusted.
  • HIL Hole Injection Layer 20 nm PEDOT (spun from water, supplied by H.C.
  • HTM Hole transport layer 50 nm, tris-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluoren-2-yl) amine (abbreviated as HTM -1, evaporated, synthesized according to Example 1)
  • HTM Hole Transport Layer
  • NPB N-Naphthyl-N-phenyl-4,4 1 -diaminobiphenyl
  • Emission Layer EML 30 nm, doped layer of 9,10-bis (1-naphthylanthracene) as host material
  • Table 3 shows the results of some OLEDs (Examples 35-38) in which the electron transport layer (ETM) is prepared from bis-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydroc-indeno [ 1, 2b] fluoren-2-yl) ketone and tris-2- (8- ⁇ ⁇ ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1, 2 b] fluoren-2- yl) phosphine oxide, summarized.
  • ETM electron transport layer
  • the electron transport material according to the invention is used here for thickness compensation layer, without adversely affecting the electrooptical properties of the device. As can be seen from the comparative examples, this is not the case for an electron transport material AIQ 3 according to the prior art.
  • OLEDs takes place according to a general method according to WO 04/058911, which in individual cases is adapted to the respective circumstances (eg layer thickness variation in order to achieve optimum efficiency or color).
  • HIL Hole Injection Layer
  • PEDOT spin-on from water, supplied by HC Starck, Goslar, Germany; poly (3,4-ethylenedioxy-2,5-thiophene)
  • Hole Transport Layer HTM 50 nm tris-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno [1,2b] fluoro-2-yl) amine (abbreviated as HTM) 1, evaporated, synthesized according to Example 1)
  • HTM Hole transport layer
  • NPB N-naphthyl-N-phenyl-4,4 1 -diaminobiphenyl
  • EML emission layer
  • OLEDs are characterized by default; For this purpose, the electroluminescence spectra, the efficiency (measured in cd / A) and the power efficiency (measured in Im / W) as a function of the brightness, calculated from current-voltage-brightness characteristics (IUL characteristics) are determined.
  • Table 4 shows the results of some OLEDs (Examples 40 to 42) in which 2- (di (4-methylphenyl) amino) -8-ethyl-dispiro [2,7-di-tert-butyl-fluorene-9,6 ' -indenofluoren- [1, 2b] fluorene-12', 9 "-fluorene] is used as a deep blue emitter and its degree of doping is varied summarized.
  • the host material H is 9,10-bis (1-naphthyl) anthracene, is hereinafter shown:
  • OLEDs containing the dopants according to the invention show 2- (di (4-methylphenyl) amino) -8-ethyl-dispiro [2,7-di-tert-butyl-fluorene- 9,6'-indenofluorene [1, 2b] fluoren-12 ' , 9 " -fluorene] efficient deep blue emission.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen, insbesondere blau emittierender Vorrichtungen, indem Verbindungen gemäß Formel (1) als Dotanden in der emittierenden Schicht verwendet werden.

Description

Verbindungen für organische elektronische Vorrichtungen
Die vorliegende Erfindung beschreibt neue Verbindungen und deren
Einsatz in organischen elektronischen Vorrichtungen.
Der Einsatz halbleitender organischer Verbindungen, die zur Emission von Licht im sichtbaren Spektralbereich befähigt sind, in organischen Elektro- lumineszenzvorrichtungen (OLEDs) ist bekannt. Der allgemeine Aufbau derartiger Vorrichtungen ist beispielsweise in US 4539507, US 5151629, ° EP 0676461 und WO 98/27136 beschrieben.
Allerdings zeigen diese Vorrichtungen immer noch erhebliche Probleme, die einer dringenden Verbesserung bedürfen:
1. Die Effizienz ist gerade bei fluoreszierenden OLEDs immer noch zu niedrig und muss verbessert werden.
2. Die operative Lebensdauer ist insbesondere bei blauer Emission immer noch gering, so dass bisher nur einfache Anwendungen kommerziell realisiert werden konnten.
3. Die Betriebsspannung ist gerade bei fluoreszierenden OLEDs recht hoch und sollte daher weiter verringert werden, um die Leistungseffizienz zu verbessern. Das ist insbesondere für mobile Anwendungen von großer Bedeutung. Insbesondere zeigen OLEDs gemäß dem Stand der Technik eine starke Abhängigkeit der Betriebsspannung von der Schichtdicke der Lochtransportschicht.
4. Viele blau emittierende Emitter, die sowohl aromatische Amine, wie auch Doppelbindungssysteme enthalten, sind thermisch nicht stabil und zersetzen sich beim Sublimieren oder beim Aufdampfen. Dadurch ist die Verwendung dieser Systeme nicht bzw. nur unter großen Verlusten und mit hohem technischen Aufwand möglich. Als nächstliegender Stand der Technik kann die Verwendung bestimmter Arylvinylamine von Idemitsu genannt werden (z. B. WO 04/013073, WO 04/016575, WO 04/018587). Damit werden sehr gute Lebensdauern bei tiefblauer Emission zitiert. Allerdings sind diese Ergebnisse stark abhängig vom verwendeten Hostmaterial, so dass die zitierten Lebens- dauern nicht als Absolutwerte verglichen werden können, sondern immer nur bei Einsatz in einem optimierten System. Weiterhin sind diese Verbindungen thermisch instabil und lassen sich nicht unzersetzt verdampfen, was daher einen hohen technischen Aufwand für die OLED- Herstellung erfordert und somit einen deutlichen technischen Nachteil darstellt. Einen weiteren Nachteil stellt die Emissionsfarbe dieser
Verbindungen dar. Während Idemitsu tiefblaue Emission (CIE-y-Koordi- naten im Bereich von 0.15-0.18) zitiert, konnten diese Farbkoordinaten nicht in einfachen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik reproduziert werden. Im Gegenteil erhält man hier grünblaue Emission. Es ist nicht offensichtlich, wie mit diesen Verbindungen tatsächlich blaue Emission erzeugt werden kann.
Es besteht also weiterhin ein Bedarf an blau emittierenden Verbindungen, die in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen zu guten Effizienzen und gleichzeitig zu hohen Lebensdauern führen und die technisch unproblematisch zu verarbeiten sind. Es wurde nun überraschend gefunden, dass organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, die bestimmte - im Folgenden aufgeführte - Verbindungen als blau emittierende Dotanden in einem Hostmaterial enthalten, deutliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik aufweisen. Mit diesen Materialien ist es möglich, längere Lebensdauern bei höherer Effizienz zu erhalten. Außerdem lassen sich diese Verbindungen im Gegensatz zu Materialien gemäß dem Stand der Technik ohne merkliche Zersetzung auch in größeren Mengen sublimieren und sind daher deutlich leichter zu handhaben als Materialien gemäß dem Stand der Technik.
Weiterhin eignen sich diese Verbindungen für die Verwendung als Lochtransportmaterial, als Elektronentransportmaterial oder als Matrixmaterial für phosphoreszierende Vorrichtungen. Diese Verbindungen und deren Verwendung in OLEDs sind daher Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Gegenstand der Erfindung sind Verbindungen gemäß Formel (1),
Figure imgf000004_0001
Formel (1)
wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
Y ist bei jedem Auftreten N1 P, P=O, PF2, P=S, As, As=O,
As=S, Sb, Sb=O, Sb=S, C=O, O, S, Se, Te, S=O, SO2, Se=O, SeO2, Te=O oder TeO2;
Ar1, Ar2, Ar3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 24 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
Ar4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, CN, NO2, Si(R2)3, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -CSC-, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, -O-, -S- oder -CONR2- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I1 CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ring- atomen, das durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R1 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches Ringsystem bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 20 C-Atomen;
X1, X4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Brücke, die mit Ar1 und Ar2 ein cyclisches System aufspannt, ausgewählt aus B(R1), C(R1)2, Si(R1)2, C=O, C=NR1, C=C(R1)2, O, S, S=O1 SO2, N(R1), P(R1), P(=O)R1, P(=S)R1 oder einer Kombination aus zwei, drei oder vier dieser Gruppen;
X2, X3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden X1 und spannt mit Ar2 und Ar3 ein cyclisches Ringsystem auf;
n, o, p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , mit der Maßgabe für Y aus der fünften Hauptgruppe, dass n, p und o nur dann gleichzeitig 0 sein können, wenn q = 3 ist; dabei bedeutet n = 0 bzw. o = 0 bzw. p = 0, dass sich an
Stelle der Brücke zwei H-Atome bzw. Reste R1 befinden;
q ist 1 , 2 oder 3, wenn Y über ein Element der fünften Hauptgruppe gebunden ist, und ist 2, wenn Y über Sauerstoff gebunden ist, und ist 1 oder 2, wenn Y über ein anderes Element der sechsten Hauptgruppe gebunden ist;
r ist (3 - q), wenn Y über ein Element der fünften Hauptgruppe gebunden ist, und ist (2 - q), wenn Y über ein Element der sechsten Hauptgruppe gebunden ist;
ausgeschlossen wird dabei die folgende Verbindung:
Figure imgf000006_0001
Unter einer Arylgruppe bzw. einer Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung wird eine aromatische Gruppe bzw. heteroaromatische Gruppe mit einem gemeinsamen aromatischen Elektronensystem verstanden, wobei eine Arylgruppe 6 bis 24 C-Atome und eine Heteroarylgruppe 2 bis 24 C-Atome und insgesamt mindestens 5 aromatische Ringatome umfasst. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder s. Dies kann im Sinne dieser Erfindung ein einfacher Homo- oder Hetero- cyclus sein, beispielsweise Benzol, Pyridin, Thiophen, etc., öder es kann ein kondensiertes aromatisches Ringsystem sein, in dem mindestens zwei aromatische oder heteroaromatische Ringe, beispielsweise Benzolringe, miteinander „verschmolzen", d. h. durch Anellierung einander ankonden- siert sind, also mindestens eine gemeinsame Kante und dadurch auch ein gemeinsames aromatisches System aufweisen. Diese Aryl- oder Heteroarylgruppe kann substituiert oder unsubstituiert sein; ebenso können gegebenenfalls vorhandene Substituenten weitere Ringsysteme bilden. So sind beispielsweise Systeme wie Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, etc. als Arylgruppen und Chinolin, Acridin, Benzothiophen,
Carbazol, etc. als Heteroarylgruppen im Sinne dieser Erfindung zu sehen, während beispielsweise Biphenyl, Fluoren, Spirobifluoren, etc. keine Arylgruppen darstellen, da es sich hierbei um separate aromatische Elektronensysteme handelt. Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 40 C-Atome und mindestens ein Heteroatom im Ringsystem, mit der Maßgabe, dass die Summe der C-Atome und Heteroatome mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroaryl- gruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroaryl- gruppen durch eine kurze, nicht-aromatische Einheit (weniger als 10 % der von H verschiedenen Atome, bevorzugt weniger als 5 % der von H verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiertes C-, N- oder O-Atom, unterbrochen sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-Spirobifluoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer C-r bis C4o- Alkylgruppe, in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, besonders bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-EthyIhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer Cr bis C4o-Alkoxygruppe werden besonders bevorzugt Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy oder 2-Methylbutoxy verstanden. Unter einer C2-C24 Aryl- oder Heteroarylgruppe, die je nach Verwendung monovalent oder bivalent sein kann, die noch jeweils mit den oben genannten Resten R1 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, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzo- thiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8- chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benz- imidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazin- imidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzo- thiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1,2,5-Oxadiazol, 1,3,4-Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,4-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5-Triazin,
1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,4,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, 1 ,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol. Unter aromatischen und heteroaromatischen Ringsystemen im Sinne dieser Erfindung werden außer den oben genannten Aryl- und Heteroarylgruppen beispielsweise Biphenylen, Terphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydro- phenanthren, Tetrahydropyren und eis- oder trans-lndenofluoren verstanden.
Bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1), in denen das Symbol Y für Stickstoff, Phosphor, C=O oder P=O steht, besonders bevorzugt für Stickstoff, C=O oder P=O, ganz besonders bevorzugt für Stickstoff. Dabei hängt die Wahl der Einheit Y von der gewünschten Funktion der Verbindung gemäß Formel (1) ab. Soll die Verbindung der Formel (1) als Emitter in einer Emissionsschicht oder als Lochtransportmaterial, beispielsweise in einer Lochtransport- oder Lochinjektionsschicht, eingesetzt werden, so steht das Symbol Y bevorzugt für Stickstoff oder Phosphor, besonders bevorzugt für Stickstoff. Soll die Verbindung der Formel (1) als Matrixmaterial für phosphoreszierende Emitter in einer Emissionsschicht oder als Elektronentransport- und/oder Lochblockiermaterial, beispielsweise in einer Elektronentransportschicht oder in einer Lochblockierschicht, für phosphoreszierende oder fluoreszierende Vorrichtungen eingesetzt werden, so steht das Symbol Y bevorzugt für C=O oder für P=O. Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1), in denen die Symbole Ar1, Ar2 und Ar3 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen stehen, die mit einem oder zwei Resten R1 substituiert sein kann, besonders bevorzugt für eine Aryl- oder Heteroarylgruppe, ausgewählt aus Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyridin, Pyren und Thiophen, insbesondere Benzol, das jeweils mit einem oder zwei Resten R1 substituiert sein kann.
Besonders bevorzugt sind also Verbindungen gemäß Formel (2),
Figure imgf000009_0001
Formel (2) wobei die verwendeten Symbole und Indizes dieselbe Bedeutung haben, wie oben beschrieben, und wobei jede der Phenyl- bzw. Phenylengruppen noch durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann.
Wenn die Phenyl- bzw. Phenylengruppen der Formel (2) durch R1 substituiert sind, so sind die Reste R1 bevorzugt an der Position gebunden, wie in Formel (2a) gezeigt:
Figure imgf000009_0002
Formel (2a)
Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1), in denen das Symbol Ar4 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5-16 aromatischen Ringatomen oder für Spirobifluoren steht, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, besonders bevorzugt für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem, ausgewählt aus Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyridin, Pyren und Thiophen, insbesondere Benzol, das jeweils mit einem oder zwei Resten R1 substituiert sein kann.
Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1), in denen das Symbol R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für H, F, CN, Si(R2)3, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen oder eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R2)2, -R2C=CR2-, -C=C-, -O- oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder eine monovalente Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, steht, besonders bevorzugt für H, F, CN, Si(Me)3, Methyl, tert-Butyl, eine Phenylgruppe oder eine monovalente Heteroarylgruppe mit 5 oder 6 aromatischen Ringatomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann. Ganz besonders bevorzugt ist R1 = H, wenn es direkt an eine der Gruppen Ar1 bis Ar4 gebunden ist. Besonders bevorzugt ist R1, wenn es an die Gruppe X1, X2, X3 und/oder X4 gebunden ist, gleich oder verschieden bei jedem Auftreten Methyl, tert-Butyl, eine Phenylgruppe, welche durch eine oder mehrere d- bis C-4-Alkylgruppen substituiert sein kann, oder eine monovalente Heteroarylgruppe mit 5 oder 6 aromatischen Ringatomen, welche durch eine oder mehrere C-i- bis C4-Alkylgruppen substituiert sein kann, ganz besonders bevorzugt Methyl oder eine Phenylgruppe, welche durch eine oder mehrere C-i- bis C4-Alkylgruppen substituiert sein kann. Dabei können jeweils auch zwei oder mehrere Reste R1 miteinander ein Ringsystem bilden.
Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen gemäß Formel (1), in denen die Symbole X1, X2, X3 und X4 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Brücke sind, die mit Ar1 und Ar2 bzw. mit Ar2 und Ar3 ein cyclisches System aufspannt, ausgewählt aus C(R1)2, C=O, C=NR1, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1), P(=O)R1, C(R1)2-C(R1)2, C(R1)2-C(R1)2-C(R1)2, C(R1)2-O, C(R1)2-O-C(R1)2. Besonders bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1), in denen die Symbole X1, X2, X3 und X4 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt sind aus C(R1)2, N(R1), P(R1) und P(=O)(R1). Ganz besonders bevorzugt ist C(R1)2.
Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen, in denen p = 0 ist und einer der beiden Indizes n oder o = 1 ist, während der andere der beiden Indizes = 0 ist; besonders bevorzugt sind p und n = 0 und o = 1.
Besonders bevorzugt sind also Verbindungen gemäß Formel (3) bzw. gemäß Formel (4),
Figure imgf000011_0001
Formel (3)
Figure imgf000011_0002
Formel (4)
wobei die verwendeten Symbole und Indizes dieselbe Bedeutung haben, wie oben beschrieben, und wobei jede der Phenyl- bzw. Phenylengruppen noch durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann.
Bevorzugt sind weiterhin Verbindungen, in denen der Index q gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für 2 oder 3 steht, ganz besonders bevorzugt für 3, wenn Y aus der fünften Hauptgruppe ausgewählt ist. Wenn Y aus der sechsten Hauptgruppe ausgewählt ist, ist der Index q bevorzugt gleich 2. Besonders bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1), die symmetrisch aufgebaut sind und die eine dreizählige Drehachse aufweisen, wenn Y aus der fünften Hauptgruppe ausgewählt ist, bzw. eine zweizählige Drehachse aufweisen, wenn Y aus der sechsten Hauptgruppe ausgewählt ist, was sich nicht nur auf die aromatischen Gruppen Ar1 bis Ar3 bezieht, sondern auch auf die Brücken X1 bis X4 und die Reste R1 und R2.
Beispiele für bevorzugte Verbindungen gemäß Formel (1) sind die im Folgenden abgebildeten Strukturen (1) bis (82).
Figure imgf000012_0001
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Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen, z. B. Verbindungen gemäß den Strukturen (8), (28) und (53), können beispielsweise als Comonomere zur Erzeugung entsprechender konjugierter, teilkonjugierter oder nicht-konjugierter Polymere, Oligomere oder auch als Kern von Dendrimeren Verwendung finden. Die Polymerisation erfolgt dabei bevorzugt über die Halogenfunktionalität.
So können sie u. a. in lösliche Polyfluorene (z. B. gemäß EP 842208 oder WO 00/22026), Poly-spirobifluorene (z. B. gemäß EP 707020, EP 894107 oder EP 04028865.6), Poly-para-phenylene (z. B. gemäß WO 92/18552), Poly-carbazole (z. B. gemäß WO 04/070772 und WO 04/113468), PoIy- vinylcarbazole, Polythiophene (z. B. gemäß EP 1028136), Polydihydro- phenanthrene (z. B. gemäß WO 05/014689), Polyindenofluorene (z. B. gemäß WO 04/041901 und WO 04/113412), Polyketone (z. B. gemäß WO 05/040302) oder auch in Copolymere aus mehreren dieser Einheiten einpolymerisiert werden. Weiterer Gegenstand der Erfindung sind somit konjugierte, teilkonjugierte und nicht-konjugierte Polymere, Oligomere oder Dendrimere enthaltend eine oder mehrere Verbindungen gemäß Formel (1), wobei eine oder mehrere Bindungen der Verbindung gemäß Formel (1) zum Polymer oder Dendrimer vorhanden sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach dem Fachmann bekannten Syntheseschritten, wie z. B. Bromierung, Suzuki-Kupplung, Hartwig-Buchwald-Kupplung, etc., dargestellt werden.
So können die Indenofluoren-Vorstufen beispielsweise hergestellt werden, wie in Syntheseschema 1 abgebildet: Durch Suzuki-Kupplung einer Benzolboronsäure und 1 ,4-Dibrom-2,5-bis(methyIcarboxylat)benzol, gefolgt von Ringschluss unter Einwirkung einer starken Säure und Reduktion ist das unsubstituierte trans-Indenofluoren erhältlich, welches mit Alkylierungsmitteln alkyliert werden kann. Dieses kann durch stöchiometrische Reaktion mit einem Bromierungsmittel selektiv monobromiert werden bzw. durch Nitrierung und Reduktion in die entsprechende Aminoverbindung umgewandelt werden. Die Synthese von Tris(indenofluorenyl)amin kann durch Hartwig-Buchwald-Kupplung der Monobrom- und der Aminoverbindung erfolgen, wie in Syntheseschema 2 dargestellt. Ebenso können unsymmetrische Bis(indenofluorenyl)arylamine durch Hartwig-Buchwald-Kupplung dargestellt werden, wie in Syntheseschema 3 dargestellt. Die Synthese von Tris(indenofluorenyl)phosphinen bzw. -phosphinoxiden kann aus Monobromindenofluoren durch Lithiierung und Umsetzung mit PCI3 erfolgen, wie in Syntheseschema 4 dargestellt. Oxidation ergibt dann das entsprechende Phosphinoxid. Ebenso lassen sich hier andere Elektrophile einsetzen, wie z. B. AsCI3, ArylPCI2, SOCI2, Ar2S2, etc. Weitere erfindungsgemäße Verbindungen können nach diesen und ähnlichen Syntheseschemata gemäß Verfahren, die dem Fachmann für organische Synthese bekannt sind, synthetisiert werden. Weiterhin können sich die erhaltenen Verbindungen nach Standardverfahren bromieren lassen und können so als Monomere für Polymere, Oligomere oder Dendrimere eingesetzt werden. Syntheseschema 1: Vorstufen Indenofluorenderivate
H2SO4 / Δ
Figure imgf000022_0001
N2H4 x H2O / Δ MeI / K-O-tert-Bu Diethylenglykol
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000022_0003
Figure imgf000022_0004
(3)
Syntheseschema 2: Indenofluoren-Amin-Verbindungen
Figure imgf000023_0001
(D (3)
Figure imgf000023_0002
(D
Syntheseschema 3: Indenofluoren-Amin-Verbindungen
Figure imgf000023_0003
Syntheseschema 4: Indenofluoren-Phosphin-Verbindungen
Figure imgf000023_0004
Analog umsetzbare Elektrophile:
AsCI3, SbCI3, BiCI3, ArylPCI2, Aryl2PCI, SCI2, SOCI2, SO2CI2, Ar2S2, Ar2Se2, Ar2Te2, etc.
Die Verbindungen gemäß Formel (1) können in organischen Elektro- lumineszenzvorrichtungen eingesetzt werden. Dabei wird die Verbindung bevorzugt in der emittierenden Schicht als Mischung mit mindestens einem Hostmaterial eingesetzt. Es ist bevorzugt, wenn die Verbindung gemäß Formel (1) in der Mischung die emittierende Verbindung (der Dotand) ist. Bevorzugte Hostmaterialien sind organische Verbindungen, deren Emission kürzerwellig ist als die der Verbindung gemäß Formel (1) oder die überhaupt nicht emittieren.
Gegenstand der Erfindung sind daher weiterhin Mischungen enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß Formel (1) und mindestens ein Hostmaterial.
Wenn die Verbindung der Formel (1) als emittierender Dotand eingesetzt wird, kommen als Hostmaterialien verschiedene Stoffklassen in Frage. Bevorzugte Hostmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligo- arylene (z. B. 2,2',7,7'-tetraphenyl-spirobifluoren gemäß EP 676461 oder Dinaphthylanthracen), insbesondere der Oligo-arylene enthaltend kondensierte aromatische Gruppen, der Oligo-arylenvinylene (z. B. DPVBi oder Spiro-DPVBi gemäß EP 676461), der polypodalen Metallkomplexe (z. B. gemäß WO 04/081017), der lochleitenden Verbindungen (z. B. gemäß WO 04/058911), der elektronenleitenden Verbindungen, insbesondere Ketone, Phosphinoxide, Sulfoxide, etc. (z. B. gemäß WO 05/084081 oder WO 05/084082) oder der Atropisomere (z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung EP 04026402.0). Besonders bevorzugte Hostmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligo- arylene, enthaltend Naphthalin, Anthracen und/oder Pyren oder Atrop- isomeren dieser Verbindungen, der Oligo-arylenvinylene, der Ketone, der Phosphinoxide und der Sulfoxide. Ganz besonders bevorzugte Host- materialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Anthracen und/oder Pyren oder Atropisomeren dieser Verbindungen, der Phosphinoxide und der Sulfoxide.
Der Anteil der Verbindung gemäß Formel (1) in der Mischung der emittierenden Schicht beträgt zwischen 0.1 und 99.0 Gew.%, bevorzugt zwischen 0.5 und 50.0 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 1.0 und 20.0 Gew.%, insbesondere zwischen 1.0 und 10.0 Gew.%. Entsprechend beträgt der Anteil des Hostmaterials in der Schicht zwischen 1.0 und 99.9 Gew.%, bevorzugt zwischen 50.0 und 99.5 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 80.0 und 99.0 Gew.%, insbesondere zwischen 90.0 und 99.0 Gew.%.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Verbindungen gemäß Formel (1) als Lochtransportmaterial und/oder Lochinjektionsmaterial eingesetzt werden, insbesondere in einer Lochtransportschicht und/oder in einer Lochinjektionsschicht. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Symbol Y für N oder P steht. Hierbei kann es bevorzugt sein, wenn die Verbindung mit Elektronenakzeptor-Verbindungen dotiert ist, beispielsweise mit F4-TCNQ oder mit Verbindungen, wie sie in EP 1476881 oder EP 1596445 beschrieben werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Verbindungen gemäß Formel (1) als Matrixmaterial für phosphoreszierende Emitter (Triplett-Emitter) eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Symbol Y für C=O, P=O, S=O oder SO2 steht.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Verbindungen gemäß Formel (1) als Elektronentransportmaterial, insbesondere in einer Elektronentransport- schicht, und/oder als Lochblockiermaterial, insbesondere in einer Loch- blockierschicht, in fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Elektro- lumineszenzvorrichtungen eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Symbol Y für C=O, P=O, S=O oder SO2 steht.
Auch in Polymeren können Verbindungen gemäß Formel (1) entweder als emittierende Einheit, als lochtransportierende Einheit, als elektronentransportierende Einheit oder als Matrix für phosphoreszierende Einheiten eingesetzt werden.
Wird die Verbindung gemäß Formel (1) als Lochtransportmaterial in einer Lochtransportschicht bzw. als Lochinjektionsmaterial in einer Lochinjektionsschicht bzw. als Elektronentransportmaterial in einer Elektronen- transportschicht bzw. als Lochblockiermaterial in einer Lochblockierschicht eingesetzt, kann auch ein Anteil von 100 % bevorzugt sein, also die
Verwendung dieser Verbindung als Reinmaterial. Weiterhin bevorzugt sind organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere emittierende Verbindungen in derselben Schicht oder in unterschiedlichen Schichten verwendet werden, wobei mindestens eine dieser Verbindungen eine Struktur gemäß Formel (1) aufweist. Besonders bevorzugt weisen diese Verbindungen insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. außer der Verbindung gemäß Formel (1) wird noch mindestens eine weitere emittierende Verbindung verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren kann und die gelbes, orange oder rotes Licht emittiert. Insbesondere bevorzugt sind Dreischichtsysteme, wovon mindestens eine dieser Schichten eine
Verbindung gemäß Formel (1) enthält und wobei die Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen (für den prinzipiellen Aufbau siehe z. B. WO 05/011013).
Außer Kathode, Anode und der emittierenden Schicht kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung noch weitere Schichten enthalten. Diese können beispielsweise sein: Lochinjektionsschicht, Lochtransportschicht, Elektronentransportschicht und/oder Elektroneninjektionsschicht. Es sei aber an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss. So werden insbesondere bei Verwendung von Verbindungen gemäß Formel (1) mit elektronenleitenden Hostmaterialien weiterhin sehr gute Ergebnisse erhalten, wenn die organische Elektrolumineszenzvorrichtung keine separate Elektronentransportschicht enthält und die emittierende Schicht direkt an die Elektroneninjektionsschicht oder an die Kathode grenzt. Alternativ kann das Hostmaterial auch gleichzeitig in einer Elektronentransportschicht als Elektronentransportmaterial dienen. Ebenfalls kann es bevorzugt sein, wenn die organische Elektrolumineszenzvorrichtung keine separate Lochtransportschicht enthält und die emittierende Schicht direkt an die Lochinjektionsschicht oder an die Anode grenzt. Weiterhin kann es bevorzugt sein, wenn gleiche oder verschiedene Verbindungen gemäß Formel (1) gleichzeitig als Dotand in der emittierenden Schicht und als lochleitende Verbindung (als Reinsubstanz oder als Mischung) in einer Lochtransportschicht und/oder als elektronenleitende Verbindung in einer Elektronentransportschicht verwendet wird. Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Druck kleiner 10'5 mbar, bevorzugt kleiner 10"6 mbar, besonders bevorzugt kleiner 10~7 mbar aufgedampft.
Bevorzugt ist ebenfalls eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10'5 mbar und 1 bar aufgebracht.
Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck oder Offsetdruck, besonders bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck) oder InkJet Druck (Tintenstrahldruck), hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen gemäß Formel (1) nötig. Hohe Löslichkeit lässt sich durch geeignete Substitution der Verbindungen erreichen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen bei Verwendung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen folgende überraschende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf:
1. Die Effizienz entsprechender Vorrichtungen wird höher im Vergleich zu Systemen gemäß dem Stand der Technik. Dies gilt insbesondere bei Verwendung von Verbindungen gemäß Formel (1) als Emitter für tiefblau emittierende Systeme.
2. Die Stabilität entsprechender Vorrichtungen wird höher im Vergleich zu Systemen gemäß dem Stand der Technik, was sich vor allem in einer deutlich höheren Lebensdauer zeigt. 3. Die Verbindungen lassen sich gut und ohne erhebliche Zersetzung sublimieren, sind dadurch leichter zu verarbeiten und deshalb besser für die Verwendung in OLEDs geeignet als Materialien gemäß dem Stand der Technik. Die höhere thermische Stabilität ist möglicherweise auf die Abwesenheit olefinischer Doppelbindungen zurück- zuführen.
4. Werden die Verbindungen in einer Lochinjektions- bzw. Lochtransportschicht oder in einer Elektronentransportschicht eingesetzt, so zeigen die organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen keine Abhängigkeit von der Schichtdicke der entsprechenden Schicht.
Insbesondere bleiben die Betriebsspannung und die Leistungseffizienz auch bei großen Schichtdicken unverändert. Diese Eigenschaft ist von großer technischer Bedeutung für die Herstellung von Vollfarbdisplays.
Im vorliegenden Anmeldetext und auch in den im Weiteren folgenden Beispielen wird auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in Bezug auf OLEDs und die entsprechenden Displays abgezielt. Trotz dieser Beschränkung der Beschreibung ist es für den Fachmann ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, die erfindungsgemäßen Verbindungen auch für weitere Verwendungen in anderen elektronischen Vorrichtungen einzusetzen, z. B. für organische Feld-Effekt- Transistoren (O-FETs), organische Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organische lichtemittierende Transistoren (O-LETs), organische integrierte Schaltungen (O-ICs), organische Solarzellen (O-SCs), organische FeId- Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierende elektrochemische Zellen (LECs), organische Photorezeptoren oder auch organische Laserdioden (O-Laser), um nur einige Anwendungen zu nennen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in den entsprechenden Vorrichtungen ebenso wie diese Vorrichtungen selbst sind ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen. Beispiele:
Die nachfolgenden Synthesen werden, sofern nicht anders angegeben, unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Die Edukte wurden von der Firma ALDRICH (Palladium(ll)acetat, Tri-tert-butylphosphin, Anorganika, Lösemittel) bezogen. 6,12-Dihydro-[1 ,2b]indenofluoren kann nach Hadizad et al., Org. Lett. 2005, 7(5), 795-797, [1 ,2b]lndenofluoren-
6,12-dion nach Deuschel et al., HeIv. Chimica Acta 1951 , 34, 2403, 2~Brom-4,4'-di-tert-butylbiphenyl nach Tashiro et al., J. Org. Chem. 1979, 44(17), 3037 dargestellt werden.
Beispiel 1 : Tπs-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-yI)amin a) 6,6,12,12-Tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1J2b]fluoren
Figure imgf000029_0001
Die Darstellung erfolgt analog zur Darstellung von 9,9-Dimethylfluoren aus 6,12-Dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren, Dimethylsulfat und Natronlauge nach JP 08113542. Ausbeute 86.0 % d. Th.; Reinheit 98 % n. 1H-NMR.
b) 2-Acetyl-6,6512,12-tetramethyl-6,12-dϊhydro-indeno[1,2b]fluoren
Figure imgf000029_0002
Eine Suspension von 16.0 g (120 mmol) Aluminiumchlorid in 500 ml 1 ,2-Dichlorethan wird tropfenweise mit 7.8 ml (110 mmol) Acetylchlorid versetzt. Zu dieser Mischung gibt man tropfenweise eine Lösung von
31.1 g (100 mmol) 6,6,12,12-Tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 500 ml 1 ,2-Dichlorethan. Anschließend rührt man 4 h bei Raumtemperatur nach, gießt die Mischung unter gutem Rühren in ein Gemisch aus 1000 g Eis und 200 ml 2 N Salzsäure ein und saugt vom ausgefallenen Feststoff ab. Der Feststoff wird dreimal mit 500 ml Wasser und dann dreimal mit 200 ml Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 31.1 g (88 mmol), 88.3 % d. Th.; Reinheit: 98 % n.
1
H-NMR.
c) 2-Ethyl-656,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2b]fluoren
Figure imgf000030_0001
Eine Suspension von 28.2 g (80 mmol) 2-Acetyl-6,6,12,12-tetramethyl- ^ Q 6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 300 ml Diethylenglykol wird mit 23.3 ml (480 mmol) Hydrazinhydrat versetzt und 24 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten wird tropfenweise mit 300 ml 5 %igem Wasserstoffperoxid versetzt und 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Der farblose Feststoff wird abgesaugt, dreimal mit 300 ml Wasser und dreimal mit 200 ml Ethanol ^ 5 gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 25.9 g (76 mmol), 95.7 % d. Th.; Reinheit: 97 % n. 1H-NMR.
d) 2-Brom-8-ethyI-6J6,12>12-tetramethyI-6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren
Figure imgf000030_0002
Eine Lösung von 10.2 g (30 mmol) 2-Ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12- 5 dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 300 ml Dichlormethan wird unter
Lichtausschluss tropfenweise mit einem Gemisch aus 1.7 ml (32 mmol) Brom und 20 ml Dichlormethan versetzt. Nach 16 h Rühren bei Raumtemperatur gibt man 200 ml Ethanol und dann 50 ml gesättigte Natriumsulfitlösung zu. Der farblose Feststoff wird abgesaugt, dreimal mit 0 200 ml Wasser und dreimal mit 100 ml Ethanol gewaschen, im Vakuum getrocknet und dann zweimal aus DMF umkristallisiert. Ausbeute: 10.4 g (25 mmol), 83.0 % d. Th.; Reinheit: 97 % n. 1H-NMR.
e) 2-Ethyl-8-nitro-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro- 5 indeno[1,2b]fluoren
Figure imgf000031_0001
Eine gut gerührte, auf O 0C gekühlte Suspension von 10.2 g (30 mmol)
2-Ethyl-6,6,12>12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 100 ml Dichlormethan wird unter Lichtausschluss tropfenweise mit einem Gemisch aus 4 mMOO %ige Salpetersäure und 5 ml konz. Schwefelsäure versetzt. Nach 3 h Rühren bei Raumtemperatur gibt man 200 ml Wasser zu. Der gelbe Feststoff wird abgesaugt, dreimal mit 200 ml Wasser und dreimal mit 100 ml Ethanol gewaschen, im Vakuum getrocknet und dann zweimal aus o-Dichlorbenzol umkristallisiert. Ausbeute: 10.8 g (28 mmol), 93.7 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. 1H-NMR.
f) 2-Amino-8~ethy!-6,6,12,12-tetramethyl~6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren
Figure imgf000031_0002
Eine gut gerührte, unter Rückfluss kochende Suspension von 9.6 g (25 mmol) 2-Ethyl-8-nitro-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren in einem Gemisch von 100 ml Toluol und 200 ml
Ethanol wird mit 4.9 ml (100 mmol) Hydrazinhydrat und dann mit 300 mg frisch bereitetem Raney-Nickel versetzt. Nach 2 h unter Rückfluss lässt man die Mischung erkalten, entfernt das Lösemittel im Vakuum, nimmt den Rückstand in 1000 ml warmem Chloroform auf, filtriert die Lösung über Kieselgel, engt die klare Lösung auf 100 ml ein und gibt 300 ml Ethanol zu. Nach 12 h stehen werden die farblosen Kristalle abgesaugt und anschließend zweimal aus Chloroform / Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 8.3 g (23.5 mmol), 93.9 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. 1H-NMR. g) Bis-2-[8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyI-6,12-dϊhydro-indeno[1 ,2b] fluoren-8-yI]amin
Figure imgf000032_0001
Eine Suspension von 7.1 g (20 mmol) 2-Amino-8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren und 8.3 g (20 mmol) 2-Brom- 8-ethyl-6,6,12I12-tetramethyl-6I12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 250 ml Toluol wird mit 2.1 g (22 mmol) Natrium-tert-butylat, 55 mg (0.1 mmol) 1 ,1 '-Diphenylphosphinoferrocen und 22 mg (0.1 mmol) Palladium(II)acetat versetzt und anschließend 16 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten gibt man 250 ml Wasser zu, trennt die organische Phase ab, filtriert über Kieselgel und engt dann auf 30 ml ein. Nach Zugabe von 200 ml Ethanol und 16 h stehen werden die Kristalle abgesaugt und anschließend zweimal aus Chloroform / Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 9.9 g (14 mmol), 71.8 % d. Th.; Reinheit: 99 % n. 1H-NMR.
h) Tris-2-[8-ethyI-6,6512)12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1,2b] fluoren-8-yI]amin
Figure imgf000032_0002
Eine Suspension von 6.9 g (10 mmol) Bis[2-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl- 6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-8-yl]amin und 4.2 g (10 mmol) 2-Brom-8- ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 200 ml Toluol wird mit 1.2 g (12 mmol) Natrium-tert-butylat, 23.5 mg (0.13 mmol) Di-tert-butylchlorphosphin und 22.4 mg (0.1 mmol) Palladium(ll)acetat versetzt und anschließend 16 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten gibt man 300 ml Wasser zu, trennt die organische Phase ab, filtriert über Kieselgel und engt dann auf 30 ml ein. Nach Zugabe von 200 ml Ethanol und 16 h stehen, werden die Kristalle abgesaugt, anschließend siebenmal aus DMF umkristallisiert und dann im Vakuum (p = 1 x 10 Λ-5 mbar, T = 390 0C) sublimiert. Ausbeute: 5.3 g (5 mmol), 51.6 % d. Th.; Reinheit: 99.8 % n. 1H-NMR.
Beispiel 2: Bis-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fIuoren-2-y!)keton
Figure imgf000033_0001
Eine auf -78 0C gekühlte Suspension von 8.4 g (20 mmol) 2-Brom-8-ethyl- 6,6,12, 12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 300 ml THF wird mit 27.3 ml (41 mmol) tert-BuLi (1.5 M in Hexan) versetzt und 8 h gerührt. Anschließend gibt man 0.9 ml (10 mmol) N,N-Dimethylcarbamoylchlorid zu, lässt auf Raumtemperatur erwärmen, rührt 16 h nach und gibt dann 10 ml Essigsäure und 20 ml Wasser zu. Nach Einengen der Reaktionsmischung im Vakuum nimmt man den Rückstand in 200 ml NMP auf, erhitzt unter Rückfluss, lässt auf 100 0C abkühlen, gibt 50 ml Wasser zu, lässt erkalten, saugt vom Feststoff ab und wäscht dreimal mit je 100 ml Ethanol nach. Anschließend wird fünfmal aus NMP umkristallisiert und dann im Vakuum (p = 1 x 10"5 mbar, T = 365 0C) sublimiert. Ausbeute: 4.8 g (7 mmol), 68.8 % d. Th.; Reinheit: 99.9 % n. 1H-NMR.
Beispiel 3: Tris-2-(8-ethyl-656,12)12-tetramethyl-6,12-dihydro- indeno[1,2b]fluoren-2-yl)phosphinoxid
Figure imgf000033_0002
Eine auf -78 0C gekühlte Suspension von 8.8 g (21 mmol) 2-Brom-8-ethyl- 6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren in 300 ml THF wird mit 28.7 ml (43 mmol) tert-BuLi, 1.5 M in Hexan versetzt und 8 h gerührt. Anschließend gibt man 0.6 ml (7 mmol) Phosphortrichlorid zu, lässt auf Raumtemperatur erwärmen, rührt 16 h nach und gibt dann 20 ml Wasser zu. Nach Einengen der Reaktionsmischung im Vakuum nimmt man den Rückstand in 200 ml Chloroform auf, gibt 0.9 ml (10 mmol) Wasserstoffperoxid 35 %ig und 20 ml Wasser zu. Man erhitzt das Gemisch 5 h auf 60 0C, lässt erkalten, saugt vom Feststoff ab und wäscht dreimal mit je 100 ml Wasser und dreimal mit je 100 ml Ethanol nach. Anschließend wird fünfmal aus DMF umkristallisiert und dann im Vakuum (p = 1 x 10'5 mbar,
T = 395 0C) sublimiert. Ausbeute: 5.4 g (5 mmol), 72.9 % d. Th.; Reinheit: 99.9 % n. 1H-NMR.
Beispiel 4: 2-(Di(4-methyIphenyI)amino)-8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert- butyI-fIuoren-9,6'-indenofluoren-[1,2b]fluoren-12',9''- fluoren] a) Dispiro[2,7-di-tert-butyI-fluoren-9,6'-indenofluoren-[1,2b]- fluoren-12',9' -fluoren]
Figure imgf000034_0001
Aus 6.2 g (255 mmol) Magnesium und 86.3 g (250 mmol) 2-Brom-4,4'-di- tert-butylbiphenyl in 500 ml THF wird das entsprechende Grignard- Reagenz dargestellt. Zu diesem Grignard-Reagenz gibt man weitere 500 ml THF und 28.8 g (100 mmol) [1 ,2b]lndenofluoren-6,12-dion. Die Reaktionsmischung wird 10 h unter Rückfluss erhitzt, nach Erkalten mit 50 ml Ethanol versetzt und im Vakuum zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wird in einem Gemisch aus 1000 ml Essigsäure und 25 ml konz. Salzsäure 3 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten werden die farblosen Kristalle abgesaugt, mit 100 ml Essigsäure, dann dreimal mit je 100 ml Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Anschließend wird zweimal aus Chlorbenzol umkristallisiert. Ausbeute: 56.9 g (73 mmol), 73.0 % d. Th.; Reinheit: 99 % n. 1H-NMR. b) 2-Acetyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fIuoren-9,6'-indenofluoren-[1,2b] fluoren-12',9' -fluoren]
Figure imgf000035_0001
Durchführung analog Beispiel 1b. Anstelle von 6,6,12,12-Tetramethyl- 6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren werden 77.9 g (100 mmol) Dispiro[2,7-di- tert-butyl-fluoren-9,6'-indenofluoren-[1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren] eingesetzt. Aufarbeitung: Man gießt die Mischung unter gutem Rühren in ein Gemisch aus 1000 g Eis und 200 ml 2 N Salzsäure ein, trennt die organische Phase ab, wäscht diese dreimal mit 500 ml Wasser und engt im Vakuum ein. Der Feststoff wird mit 500 ml Ethanol heiß ausgerührt, abgesaugt, mit 100 ml Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 65.0 g (79 mmol), 79.2 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. 1H-NMR.
c) 2-Ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fiuoren-9,6 -indenofluoren-[1,2b] fluoren-12',9"-fluoren]
Figure imgf000035_0002
Durchführung analog Beispiel 1c. Anstelle von 2-Acetyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren werden 65.8 g (80 mmol) 2- Acetyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'-indenofluoren-[1 ,2b]fluoren- 12',9"-fluoren] eingesetzt. Ausbeute: 62.2 g (77 mmol), 96.3 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. 1H-NMR. d) 2-Brom-8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'-indenofluoren- [1,2b]fluoren-12',9 "-fluoren]
Figure imgf000036_0001
Durchführung analog Beispiel 1c. Anstelle von 2-Ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren werden 24.2 g (30 mmol) 2-Ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'-indenofluoren-[1,2b]fluoren- 12',9"-fluoren] eingesetzt. Die Umkristallisation erfolgt aus Chlorbenzol. Ausbeute: 23.3 g (26 mmol), 87.8 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. 1H-NMR.
e) 2-(Di(4-methylphenyl)amino)-8-ethyI-dispiro[2,7-di-tert- butyl-fluoren-9,6'-indenofIuoren-[1,2b]fluoren-12',9"-fluoren]
Figure imgf000036_0002
Durchführung analog Beispiel 1g. Anstelle von 2-Brom-8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12~dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren werden 8.7 g (10 mmol) 2-Brom-8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'-indenofluoren- [1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren], anstelle von Bis[2-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-8-yl]amin werden 2.0 g (10 mmol) Bis(4-methylphenyl)amin eingesetzt. Die Umkristallisation erfolgt aus Chlorbenzol, anschließend wird im Vakuum (p = 1 x 10'5 mbar, T = 410 0C) sublimiert. Ausbeute: 6.0 g (6 mmol), 59.7 % d. Th; Reinheit: 99.9 % n. 1H-NMR. Beispiel 5: Tris~2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-cis- indenofIuoren-2-yl)amin
Tris^δ-ethyl-e.θ.i Σ.IZ-tetramethyl-β.iZ-dihyclro-cis-indenofluoren^- yl)amin lässt sich in Analogie zu Beispiel 1 synthetisieren, wobei sich cis- Indenofluoren aus Ausgangsverbindung gemäß WO 04/113412 synthetisieren lässt.
Beispiel 6: Bis-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-cis- indenofIuoren-2-yl)keton
Figure imgf000037_0002
Bis-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-cis-indenofluoren-2- yl)keton lässt sich in Analogie zu Beispiel 2 synthetisieren, wobei sich cis- Indenofluoren aus Ausgangsverbindung gemäß WO 04/113412 synthetisieren lässt.
Beispiel 7: Tris-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-cis- indenofluoren-2-yl)phosphinoxid
Figure imgf000037_0003
Tris-2-(8-ethy 1-6,6, 12,12-tetramethyl-6, 12-dihydro-cis-indenofluoren-2- yl)phosphinoxid lässt sich in Analogie zu Beispiel 3 synthetisieren, wobei sich cis-lndenofluoren aus Ausgangsverbindung gemäß WO 04/113412 synthetisieren lässt.
Beispiel 8: Herstellung von OLEDs mit Tris-2-(8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)amin
Die Herstellung von OLEDs erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 04/058911 , das im Einzelfall auf die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schichtdickenvariation, um optimale Effizienz bzw. Farbe zu erreichen) angepasst wird.
In den folgenden Beispielen 9 bis 15 werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs vorgestellt. Der grundlegende Aufbau und die verwendeten Materialien (außer der Lochtransportschicht) sind in den Beispielen zur besseren Vergleichbarkeit identisch. Analog dem o. g. allgemeinen Verfahren werden OLEDs mit folgendem Aufbau erzeugt:
Lochinjektionsschicht (HIL) 20 nm PEDOT (aus Wasser aufgeschleudert; bezogen von H. C.
Starck, Goslar, Deutschland; Poly(3,4- ethylendioxy-2,5-thiophen)) Lochtransportschicht (HTM) Variable Schichtdicke, s. Tabelle 1 , Tris-2-
(8-ethy I-6 ,6,12,12-tetramethyl-6 , 12- dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)amin
(abgekürzt als HTM-1, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 1);
ODER: als Vergleichsbeispiel 4,4',4"~Tris(N-1- naphthyl-N-phenyl-amino)-triphenylamin
(abgekürzt als NaphDATA bezogen von
SynTec)
Lochtransportschicht (HTM) 30 nm NPB (N-Naphthyl-N-phenyl-4,41- diaminobiphenyl)
Emissionschicht (EML) 30 nm, dotierte Schicht aus 9,10-Bis(1- naphthylanthracen) als Hostmaterial
(abgekürzt H), dotiert mit 5 % Tris[4-(2,2- diphenyl-vinyl)-phenyl]amin als Dotand (abgekürzt D, aufgedampft, synthetisiert nach WO 06/000388)
Elektronenleiter (ETL) 20 nm AlQ3 (bezogen von SynTec,
Tris(chinolinato)aluminium(lll))
Kathode 1 nm LiF, darauf 150 nm AI.
Diese OLEDs werden standardmäßig charakterisiert; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Effizienz (gemessen in cd/A) und die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) in Abhängigkeit der Helligkeit, berechnet aus Strom-Spannungs-Helligkeit-Kennlinien (ILJL-Kennlinien), bestimmt.
In Tabelle 1 sind die Ergebnisse einiger OLEDs (Beispiele 9 bis 15), bei denen die Schichtdicke der Lochtransportschicht (HTM) aus Tris-2-(8- ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)amin variiert wird, zusammengefasst. Als Vergleichsmaterial wird in den Vergleichsbeispielen NaphDATA verwendet.
Das Hostmaterial H ist 9,10-Bis(1-naphthyl)anthracen, als Dotand wird D eingesetzt. Beide sind im Folgenden dargestellt:
Figure imgf000039_0001
Host H Dotand D
Wie man den erfindungsgemäßen Beispielen 11 bis 15 in der Tabelle 1 entnehmen kann, zeigen OLEDs enthaltend das erfindungsgemäße Lochtransportmaterial Tris-2-(8-ethyl-6,6, 12,12-tetramethyl-6, 12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)amin eine deutlich niedrigere Betriebsspannung als mit NaphDATA gemäß dem Stand der Technik als Lochtransport- material. Weiterhin ist die Betriebsspannung unabhängig von der Schichtdicke der Lochtransportschicht. Diese Eigenschaft ist für den Aufbau vollfarbiger Displays von großem Vorteil, da man durch Variation der Schichtdicke der Lochtransportschicht die Dicke der Pixel der Grundfarben Blau, Grün und Rot gleich gestalten kann. Das erfindungsgemäße Lochtransportmaterial dient hier also aus Dickenausgleichsschicht, ohne dass dadurch die elektooptischen Eigenschaften des Devices nachteilig beeinflusst werden. Wie den Vergleichsbeispielen zu entnehmen ist, ist dies für ein Lochstransportmaterial (NaphDATA) gemäß Stand der Technik nicht der Fall: Hier wird bei größerer Schichtdicke der Lochtransportschicht eine deutlich höhere Betriebsspannung benötigt.
Tabelle 1
Figure imgf000041_0001
Beispiel 16: Herstellung von phosphoreszierenden OLEDs mit Bis-2- (8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1J2b]- fluoren-2-yl)keton und Tris-2-(8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2- yl)phosphinoxid Die Herstellung von OLEDs erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 04/093207, das im Einzelfall auf die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schichtdickenvariation, um optimale Effizienz bzw. Farbe zu erreichen) angepasst wird.
Hier werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs gegenübergestellt. Der grundlegende Aufbau, wie die verwendeten Materialien, Dotierungsgrad und ihre Schichtdicken ist für die Beispielexperimente zur besseren Vergleichbarkeit identisch. Es wurde ausschließlich das Matrixmaterial in der Emitterschicht getauscht, und die Beispiele werden mit unterschiedlichen Triplett-Emittern durchgeführt. Beispiel 17 und 18 beschreiben Vergleichsstandards nach dem Stand der Technik, bei dem die Emitterschicht als Matrixmaterial CBP bzw. ein Keton (abgekürzt als Keton-1) enthält. Des Weiteren werden OLEDs mit einer Emitterschicht bestehend aus den erfindungsgemäßen Emittermaterialien Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12,12-tetramethyl-6, 12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2- y|)keton und Tris-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)phosphinoxid beschrieben. Analog dem o. g. allgemeinen Verfahren werden OLEDs mit folgendem Aufbau erzeugt:
PEDOT 60 nm (aus Wasser aufgeschleudert; PEDOT bezogen von H. C. Starck; Poly-[3,4-ethylendioxy-2,5-thiophen])
NaphDATA 20 nm (aufgedampft; NaphDATA bezogen von SynTec;
4,4',4"-Tris(N-1-naphthyl-N-phenyl-amino)-triphenylamin S-TAD 20 nm (aufgedampft; S-TAD hergestellt nach
WO99/12888; 2,2',7,7'-Tetrakis(diphenylamino)- spirobifluoren)
Emitter-Schicht: CBP (aufgedampft; CBP bezogen von ALDRICH und weiter gereinigt, schließlich noch zweimal sublimiert; 4,4'-Bis-(N-carbazolyl)biphenyl) (Vergleichsstandard) ODER: Keton-1 (Bis(9,9'-spirobifluoren-2-yl)keton
(aufgedampft, synthetisiert nach WO 04/093207) (Vergleichsstandard)
ODER: Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)keton (abgekürzt M1, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 2), ODER: Tris-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-y!)ρhosphinoxid (abgekürzt M2, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 3), jeweils dotiert mit 10 % Triplett-Emitter E1 (synthetisiert nach
WO 05/033244), E2 (synthetisiert nach US 2003/0068526) oder E3 (synthetisiert nach US 2003/0068526) Bathocuproin
(BCP) 10 nm (aufgedampft; BCP bezogen von ABCR, verwendet wie erhalten; 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1 ,10- phenanthrolin); nicht in allen Beispielen verwendet AlQ3 10 nm (aufgedampft; AlQ3 bezogen von SynTec;
Tris(chinolinolato)aluminium(lll)), nicht in allen Beispielen verwendet Ba-Al 3 nm Ba, darauf 150 nm AI als Kathode.
Diese OLEDs werden standardmäßig charakterisiert; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Effizienz (gemessen in cd/A), die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) in Abhängigkeit der Helligkeit, berechnet aus Strom-Spannungs-Helligkeit-Kennlinien (IUL-Kennlinien), und die Lebensdauer bestimmt. Als Lebensdauer wird die Zeit definiert, nach der die Anfangshelligkeit von 1000 cd/m2 auf die Hälfte gesunken ist. Zur Übersicht sind im Folgenden die verwendeten Triplett-Emitter und CBP und Keton-1 als Vergleichsmaterialien abgebildet:
Figure imgf000044_0001
E3
Figure imgf000044_0002
CBP (Vergleichsmatrixmaterial) Bis(9,9'-spirobifluoren-2-yl)keton (Vergleichsmaterial Keton-1)
Tabelle 2:
10
15
20
Figure imgf000045_0001
10
15
Figure imgf000046_0001
20
Figure imgf000047_0001
10 4-
15
20
Elektrolumineszenzspektren:
Die OLEDs, sowohl die Vergleichsbeispiele als auch die OLEDs mit M1 bzw. M2 als Matrixmaterial zeigen rote Emission mit vergleichbaren
Farbkoordinaten.
Effizienz:
Mit OLEDs hergestellt mit den erfindungsgemäßen Matrixmaterialien M1 bzw. M2 zeigen sowohl deutliche besser photometrische Effizienz als auch bessere Leistungseffizienzen im Vergleich zu Matrixmaterialien gemäß dem Stand der Technik. Dies gilt insbesondere für die in anwendungstechnischer Hinsicht maßgebliche Leistungseffizienz, bedingt durch die geringeren Betriebsspannungen bei Verwendung der Matrixmaterialien M1 bzw. M2.
Lebensdauer:
Die Lebensdauer, die bei durch Verwendung der erfindungsgemäßen Matrixmaterialen M1 bzw. M2 erreicht wird, übertrifft die der Vergleichsbeispiele mit dem Matrixmaterial CBP erheblich und übertrifft auch die Vergleichsbeispiele mit dem Matrixmaterial Keton-1.
Schichtvereinfachung:
Wie den Beispielen 20 bis 23 entnommen werden kann, ist es mit den erfindungsgemäßen Matrixmaterialien IV11 und IVI2 möglich, OLEDs, die weder eine Lochblockierschicht noch eine Elekronenleiterschicht enthalten herzustellen, ohne dass dadurch das elektrooptische Gesamteigenschafts- profil verschlechtert wird. Dies ist produktionstechnisch ein erheblicher Vorteil, der bei Verwendung von Matrixmaterialen gemäß dem Stand der Technik nicht realisiert werden kann.
Beispiel 32: Herstellung von fluoreszierenden OLEDs mit Bis-2-(8- ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]- fluoren-2-yl)keton und Trϊs-2-(8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydiO~indenoF_1 ,2b]fluoren-2- yl)phosphinoxid
Die Herstellung von OLEDs erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 04/058911, das im Einzelfall auf die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schichtdickenvariation, um optimale Effizienz bzw. Farbe zu erreichen) angepasst wird.
In den folgenden Beispielen 33 bis 38 werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs vorgestellt. Der grundlegende Aufbau und die verwendeten Materialien (außer der Elektronentransportschicht) sind in den Beispielen zur besseren Vergleichbarkeit identisch. Analog dem o. g. allgemeinen Verfahren werden OLEDs mit folgendem Aufbau erzeugt:
Lochinjektionsschicht (HIL) 20 nm PEDOT (aus Wasser aufgeschleudert; bezogen von H. C.
Starck, Goslar, Deutschland; Poly(3,4- ethylendioxy-2,5-thiophen))
Lochtransportschicht (HTM) 50 nm, Tris-2-(8-ethyl-6,6,12,12- tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]- fluoren-2-yl)amin (abgekürzt als HTM-1 , aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 1)
Lochtransportschicht (HTM) 30 nm NPB (N-Naphthyl-N-phenyl-4,41- diaminobiphenyl) Emissionschicht (EML) 30 nm, dotierte Schicht aus 9,10-Bis(1- naphthylanthracen) als Hostmaterial
(abgekürzt H), dotiert mit 5 % Tris[4-(2,2- diphenyl-vinyl)-phenyl]amin als Dotand
(abgekürzt D, aufgedampft, synthetisiert nach WO 06/000388)
Elektronenleiter (ETL) Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12- dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)keton
(abgekürzt EL1 , aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 2),
ODER: Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12- dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)phosphin- oxid, (abgekürzt EL2, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 3),
ODER: 10 nm (aufgedampft; AIQ3 bezogen von
SynTec; Tris(chinolinolato)-aluminium(lll)) Kathode 1 nm LiF, darauf 150 nm AI. Diese OLEDs werden standardmäßig charakterisiert; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Effizienz (gemessen in cd/A) und die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) in Abhängigkeit der Helligkeit, berechnet aus Strom-Spannungs-Helligkeit-Kennlinien (ILJL-Kennlinien), bestimmt.
In Tabelle 3 sind die Ergebnisse einiger OLEDs (Beispiele 35 bis 38), bei denen die Elektronentransportschicht (ETM) aus Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12,12- tetramethyl-6,12-dihydrc-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)keton bzw. Tris-2-(8- ι υ ethyl-6,6,12,12-tetramethyl-6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2- yl)phosphinoxid besteht, zusammengefasst. Als Vergleichsmaterial wird in den Vergleichsbeispielen AlQ3 gemäß dem Stand der Technik verwendet.
Wie man den Beispielen 33 bis 38 in der Tabelle 3 entnehmen kann,
•j e zeigen OLED-Devices enthaltend die erfindungsgemäßen Elektronen- transportmaterialien Bis-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl-6, 12-dihydro- indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)keton bzw. Tris-2-(8-ethyl-6,6, 12, 12-tetramethyl- 6,12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2-yl)phosphinoxid eine von der Schichtdicke unabhängige Betriebsspannung. Diese Eigenschaft ist für den
20
Aufbau vollfarbiger Displays von großem Vorteil, da man durch Variation der Schichtdicke der Elektronentransportschicht die Dicke der Pixel der Grundfarben Blau, Grün und Rot gleich gestalten kann. Das erfindungsgemäße Elektronentransportmaterial dient hier also aus Dickenausgleichsschicht, ohne dass dadurch die elektooptischen Eigenschaften des Devices nachteilig beeinflusst werden. Wie den Vergleichsbeispielen zu entnehmen ist, ist dies für ein Elektronentransportmaterial AIQ3 gemäß dem Stand der Technik nicht der Fall.
30
5 Tabelle 3
Figure imgf000051_0001
Beispiel 39: Herstellung von OLEDs mit 2-(Di(4-methylphenyl)amino)- 8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6 - indenofluoren-[1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren]
Die Herstellung von OLEDs erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 04/058911 , das im Einzelfall auf die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schichtdickenvariation, um optimale Effizienz bzw. Farbe zu erreichen) angepasst wird.
In den folgenden Beispielen 40 bis 42 werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs vorgestellt. Der grundlegende Aufbau und die verwendeten Materialien (außer der emittierenden Schicht) sind in den Beispielen zur besseren Vergleichbarkeit identisch. Analog dem o. g. allgemeinen Verfahren werden OLEDs mit folgendem Aufbau erzeugt:
Lochinjektionsschicht (HIL) 20 nm PEDOT (aus Wasser aufgeschleudert; bezogen von H. C. Starck, Goslar, Deutschland; Poly(3,4- ethylendioxy-2,5-thiophen)) Lochtransportschicht (HTM) 50 nm Tris-2-(8-ethyl-6,6, 12,12- tetramethyl-6, 12-dihydro-indeno[1 ,2b]- fiuoren-2-yl)amin (abgekürzt als HTM-1, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 1)
Lochtransportschicht (HTM) 30 nm NPB (N-Naphthyl-N-phenyI-4,41- diaminobiphenyl) Emissionschicht (EML) 30 nm, dotierte Schicht aus 9,10-Bis(1- naphthylanthracen) als Hostmaterial
(abgekürzt H), dotiert mit x %, s. Tabelle,
2-(Di(4-methylphenyl)amino)-8-ethyl- dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'- indenofluoren-[1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren] als Dotand (abgekürzt D, aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 4)
Elektronenleiter (ETL) 20 nm Bis-2-(8-ethyl-6,6,12,12-tetra- methyl-6, 12-dihydro-indeno[1 ,2b]fluoren-2- yl)keton (abgekürzt EL1 , aufgedampft, synthetisiert nach Beispiel 2),
Kathode 1 nm LiF, darauf 150 nm AI.
Diese OLEDs werden standardmäßig charakterisiert; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Effizienz (gemessen in cd/A) und die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) in Abhängigkeit der Helligkeit, berechnet aus Strom-Spannungs-Helligkeit-Kennlinien (IUL-Kennlinien), bestimmt.
In Tabelle 4 sind die Ergebnisse einiger OLEDs (Beispiele 40 bis 42), bei denen 2-(Di(4~methylphenyl)amino)-8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren- 9,6'-indenofluoren-[1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren] als tiefblauer Emitter verwendet und dessen Dotierungsgrad variiert wird, zusammengefasst. Das Hostmaterial H ist 9,10-Bis(1-naphthyl)anthracen, ist im Folgenden dargestellt:
Figure imgf000053_0001
Host H
Wie man den Beispielen 40 bis 42 in der Tabelle 1 entnehmen kann, zeigen OLEDs enthaltend den erfindungsgemäßen Dotanden 2-(Di(4- methylphenyl)amino)-8-ethyl-dispiro[2,7-di-tert-butyl-fluoren-9,6'- indenofluoren-[1 ,2b]fluoren-12',9"-fluoren] effiziente tiefblaue Emission.
Tabelle 4
Figure imgf000053_0002

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungen gemäß Formel (1),
Figure imgf000054_0001
Formel (1)
wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
Y ist bei jedem Auftreten N, P, P=O, PF2, P=S, As, As=O, As=S, Sb, Sb=O, Sb=S, C=O, O, S, Se, Te, S=O, SO2, Se=O, SeO2, Te=O oder TeO2;
Ar1, Ar2, Ar3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 24 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
Ar4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, F, Cl, Br, I, CN, NO2, Si(R2)3, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R2C=CR2-, -C≡C-, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O,
C=S, C=Se, C=NR2, -O-, -S- oder -CONR2- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxy- gruppe mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R1 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches aliphatisches Ringsystem bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H oder ein aliphatischer oder aromatischer
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen;
X1 , X4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine
Brücke, die mit Ar1 und Ar2 ein cyclisches System aufspannt, ausgewählt aus C(R1)2, Si(R1)2, C=O, C=NR1, C=C(R1)2, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1),
P(=O)R1, P(=S)R1, B(R1) oder einer Kombination aus zwei, drei oder vier dieser Gruppen;
X2, X3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden X1 und spannt mit Ar und Ar ein cyclisches Ringsystem auf;
n, o, p ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 0 oder 1 , mit der Maßgabe für Y aus der fünften Hauptgruppe, dass n, p und o nur dann gleichzeitig O sein können, wenn q = 3 ist; dabei bedeutet n = O bzw. o = 0 bzw. p = 0, dass sich an Stelle der Brücke zwei H-Atome oder Reste R1 befinden;
q ist 1 , 2 oder 3, wenn Y über ein Element der fünften
Hauptgruppe gebunden ist, und ist 2, wenn Y über Sauerstoff gebunden ist, und ist 1 oder 2, wenn Y über ein anderes Element der sechsten Hauptgruppe gebunden ist;
r ist (3 - q), wenn Y über ein Element der fünften
Hauptgruppe gebunden ist, und ist (2 - q), wenn Y über ein anderes Element der sechsten Hauptgruppe gebunden ist;
ausgeschlossen wird dabei die folgende Verbindung :
Figure imgf000056_0001
2. Verbindungen gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol Y für Stickstoff, C=O, Phosphor oder P=O steht.
3. Verbindungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbole Ar1, Ar2 und Ar3 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen stehen, die mit einem oder zwei Resten R1 substituiert sein kann. 4. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 gemäß Formel (2),
Figure imgf000057_0001
Formel (2) wobei die verwendeten Symbole und Indizes dieselbe Bedeutung haben, wie in Anspruch 1 beschrieben, und wobei jede der Phenyl- bzw. Phenylengruppen noch durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann.
Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol Ar4 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen oder für Spirobifluoren steht, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann.
6. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol R1 gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für H, F, CN, Si(R2)3, eine gerad- kettige Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen oder eine verzweigte Alkyl- gruppe mit 3 bis 5 C-Atomen, wobei jeweils eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch Si(R2)2, -R2C=CR2-, -C≡C-, -O- oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, oder eine monovalente Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 2 bis 16 C-Atomen, die mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, steht.
7. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbole X1, X2, X3 und X4 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Brücke darstellen, die mit Ar1 und Ar2 bzw. mit Ar2 und Ar3 ein cyclisches System aufspannt, ausgewählt aus C(R1)2, C=O, C=NR1, O, S, S=O, SO2, N(R1), P(R1), P(=O)R1, C(R1)2-C(R1)2, C(R1)2-C(R1)2-C(R1)2, C(R1)2-O, C(R1)2-O-C(R1)2.
8. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Index p = O ist und einer der beiden Indizes n oder o = 1 ist, während der andere der beiden Indizes = O ist.
9. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Index q bei jedem Auftreten für 2 oder 3 steht für Y aus der fünften Hauptgruppe und dass der Index q bei jedem Auftreten für 2 steht für Y aus der sechsten Hauptgruppe.
10. Verbindungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen symmetrisch aufgebaut sind und die eine dreizählige Drehachse aufweisen für Y aus der fünften Hauptgruppe und eine zweizählige Drehachse für Y aus der sechsten Hauptgruppe.
11. Konjugierte, teilkonjugierte oder nicht-konjugierte Polymere, Oligomere oder Dendrimere, enthaltend eine oder mehrere Verbindungen gemäß Formel (1), wobei eine oder mehrere Bindungen der Verbindung gemäß Formel (1) zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer vorhanden sind.
12. Polymere, Oligomere oder Dendrimere gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Polymergrundgerüst ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyfluorenen, Poly-spirobifluorenen,
Poly-para-phenylenen, Polycarbazolen, Polyvinylcarbazolen, Polythiophenen, Polydihydrophenanthrenen, Polyindenofluorenen, Polyketonen oder Copolymeren enthaltend mehrere dieser Einheiten. 13. Mischungen, enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 und mindestens ein Hostmaterial.
14. Verwendung von Verbindungen oder Mischungen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 in organischen elektronischen Vorrichtungen.
15. Organische elektronische Vorrichtung, enthaltend mindestens eine
Verbindung oder Mischung gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 13.
16. Organische elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 15, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektro- lumineszenzvorrichtungen (OLEDs), organischen Feld-Effekt- Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (LECs), organischen Photorezeptoren oder organischen Laserdioden (O-Laser).
17. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung, enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierende Schicht mindestens eine Verbindung oder Mischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 enthält.
18. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Hostmaterial ausgewählt ist aus den Klassen der Oligo-arylene, der Oligo-arylene enthaltend kondensierte aromatische Gruppen, der Oligo-arylenvinylene, der polypodalen Metallkomplexe, der lochleitenden Verbindungen, der elektronenleitenden Verbindungen, der Ketone, der Phosphinoxide, der Sulfoxide oder der Atropisomere. 19. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verbindung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 in der Mischung der emittierenden Schicht zwischen 0.5 und 50.0 Gew.% beträgt und der Anteil des Hostmaterials entsprechend zwischen 50.0 und
99.5 Gew.% beträgt.
20. Organische elektronische Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass weitere
Schichten vorhanden sind, ausgewählt aus Lochinjektionsschicht,
Lochtransportschicht, Elektronentransportschicht und/oder Elektroneninjektionsschicht.
21. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung, enthaltend Anode,
Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, dadurch gekennzeichnet, mindestens eine Lochtransportschicht und/oder mindestens eine Lochinjektionsschicht vorhanden ist, welche mindestens eine Verbindung gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 12 enthält.
22. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung, enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, welche mindestens einen phosphoreszierenden Emitter enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierende Schicht als Matrixmaterial mindestens eine Verbindung gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 12 enthält.
23. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung, enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektronentransportschicht und/oder mindestens eine Lochblockierschicht vorhanden ist, welche mindestens eine Verbindung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 enthält.
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