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WO2016116518A1 - Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in optoelektronischen bauelementen - Google Patents

Organische moleküle, insbesondere zur verwendung in optoelektronischen bauelementen Download PDF

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WO2016116518A1
WO2016116518A1 PCT/EP2016/051156 EP2016051156W WO2016116518A1 WO 2016116518 A1 WO2016116518 A1 WO 2016116518A1 EP 2016051156 W EP2016051156 W EP 2016051156W WO 2016116518 A1 WO2016116518 A1 WO 2016116518A1
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WO
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group
formula
atoms
substituted
radicals
Prior art date
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PCT/EP2016/051156
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French (fr)
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David Ambrosek
Michael Danz
Harald FLÜGGE
Jana Friedrichs
Tobias Grab
Andreas Jacob
Stefan Seifermann
Daniel Volz
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Cynora GmbH
Original Assignee
Cynora GmbH
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Publication date
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the invention relates to purely organic molecules and their use in organic light-emitting diodes (OLEDs) and in other optoelectronic components.
  • OLED organic light-emitting diodes
  • OLEDs are usually realized in layer structures, which consist predominantly of organic materials.
  • layer structures consist predominantly of organic materials.
  • FIG. 1 The heart of such components is the emitter layer, in which usually emitting molecules are embedded in a matrix.
  • the energy contained in the excitons can be emitted by the corresponding emitters in the form of light, in this case speaking of electroluminescence.
  • An overview of the function of OLEDs can be found, for example, in H. Yersin, Top. Curr. Chem., 2004, 241, 1 and H. Yersin, "Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials”; Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008.
  • a new generation of OLEDs is based on the utilization of delayed fluorescence (TADF: thermally activated delayed fluorescence or singlet harvesting).
  • TADF thermally activated delayed fluorescence or singlet harvesting
  • Cu (I) complexes can be used which, due to a small energy gap between the lowest triplet state ⁇ and the overlying singlet state Si (AE (Si-Ti)), can thermally recombine triplet exitones into a singlet state.
  • AE overlying singlet state Si
  • transition metal complexes purely organic molecules (without metal ion) can exploit this effect.
  • the invention relates in one aspect to purely organic molecules that can be used in optoelectronic devices.
  • Such organic molecules have a structure of the formula 1 or have a structure of the formula 1:
  • x 1, 2 or 3
  • y is 1, 2 or 3 with
  • the organic molecules have a structure of sub-formula 1 or have a structure of sub-formula 1:
  • Sub-formula 1 where: El is an element of Group 14 of the Periodic Table of the Elements, namely: Si, Ge, Sn or Pb;
  • R *** is independently at each occurrence a unit AF, a radical R * or has a structure of the formula 1a
  • e is 0 or 1;
  • b is 1, 2 or 3 or 4,
  • d 0, 1, 2, 3 or 4;
  • VP denotes the point of attachment to El or is R *, where always exactly one unit VP denotes a point of attachment and the remaining VPs are equal to R *;
  • the molecules according to the invention contain at least two units AF (AF1 and AF2) for which AF1 + AF2 applies and in the case where more than two chemical units are contained in one molecule, it holds that each further chemical entity AF is identical to AF1 or AF2 is;
  • AF are chemical entities comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons (eg in the form of at least one aromatic system).
  • R *** each occurrence is independently a unit AF, a group R * or is selected from the group consisting of:
  • the unit AF is referred to as AF2, which in comparison to the respective other AF has a lower absolute value HOMO (and thus correspondingly a lower magnitude LUMO numerical value), from which follows (
  • separator S The part of the organic molecule according to formula 1 and sub-formula 1 which does not represent the chemical entities AF and which contains a Si atom, a Ge atom, a Sn atom or a Pb atom is also referred to as separator S.
  • the separator S prevents the units AF from being in conjugation with each other, at least one of the frontier orbitals (HOMO or LUMO) not being on the Si, Ge, Sn or Pb atom and, in particular, none of the frontier orbitals (HOMO or LUMO) lies on the Si, the Ge atom, the Sn or the Pb atom.
  • the presence of the separator S in the molecules according to the invention leads to a very small singlet-triplet distance, which allows emission by the TADF mechanism (Thermally Activated Delayed Fluorescence).
  • R 3 is independently selected for each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H Atoms may be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 3 may also together form a mono- or polycyclic aliphatic ring system;
  • R 8 is independently selected in each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, F, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H atoms can be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 8 may also together form a mono- or polycyclic aliphatic ring system;
  • An aryl group or heteroaryl group is understood to mean a simple aromatic cycle, ie benzene, or a simple heteroaromatic cycle, for example pyridine, pyrimidine or thiophene, or a heteroaromatic polycycle, for example naphthalene, phenanthrene, quinoline or carbazole.
  • a condensed (fused) aromatic or heteroaromatic polycycle consists in the context of the present application of two or more fused simple aromatic or heteroaromatic cycles.
  • An aryl or heteroaryl group which may be substituted in each case by the abovementioned radicals and which may be linked via any position on the aromatic or heteroaromatic compounds is understood in particular to mean groups which are derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, Dihydropyrenes, chrysene, perylene, fluoranthene, benzanthracene, benzphenanthrene, tetracene, pentacene, benzpyrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzothiophene; Pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline, isoquinoline
  • An aromatic ring system in the sense of this invention contains 6 to 60 carbon atoms in the ring system.
  • a heteroaromatic ring system in the context of this invention contains 5 to 60 aromatic ring atoms, at least one of which represents a heteroatom.
  • the heteroatoms are in particular selected from N, O and / or S.
  • An aromatic or heteroaromatic ring system in the sense of this invention is to be understood as meaning a system which does not necessarily contain only aryl or heteroaryl groups, but in which also has several aryl or heteroaryl groups through a non-aromatic moiety (especially less than 10% of the various atoms), such as an sp3-hybridized C, Si, or N atom, an sp 2 -hybridized -, N or O atom or a sp-hybridized carbon atom, may be connected.
  • a non-aromatic moiety especially less than 10% of the various atoms
  • systems such as 9, 10-T-diarylfluorene, triarylamine, diaryl ethers, stilbene, etc.
  • aromatic ring systems in the context of this invention, and systems in which two or more aryl groups are exemplified by a linear or cyclic alkyl, alkenyl or alkynyl groups or by a silyl group.
  • systems in which two or more aryl or heteroyrayl groups are linked together via single bonds are understood as aromatic or heteroaromatic ring systems in the context of this invention, such as systems such as biphenyl, terphenyl or diphenyltriazine.
  • aromatic or heteroaromatic ring system having 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted in each case with radicals as defined above and which may be linked via any positions on the aromatic or heteroaromatic, are understood in particular groups which are derived from benzene, naphthalene , Anthracene, benzanthracene, phenanthrene, benzphenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzpyrene, biphenyl, biphenylene, terphenyl, terphenyls, quaterphenyl, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, dihydropyrene, tetrahydro-pyrene, cis- or trans- indenofluorene, truxene, isotruxene, spirotruxene, spiroiso
  • the energy values HOMO (AF1), HOMO (AF2), LUMO (AF1), LUMO (AF2) are calculated using the density functional theory (DFT), whereby the attachment positions of the ambifunctional units and the separators are saturated with a hydrogen atom according to their chemical valences.
  • DFT density functional theory
  • the limits given refer to orbital energies in eV calculated with the BP86 functional (Becke, A.D. Phys Rev. A1988, 38, 3098-3100, Perdew, J.P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827).
  • AF2 always has a lower HOMO value compared to AF1 (and correspondingly a lower LUMO number than AF1).
  • the organic molecules have a structure of the formula 2a to 2x or have a structure of the formulas 2a to 2z, wherein in each case the not designated as AF moiety represents the separator S.
  • G is independently CR * at each occurrence; J is independent of each occurrence CR * or the C-atom to which the unit AF is attached.
  • the chemical units AF2 have a structure of the formula 3a or have a structure of the formula 3a
  • the chemical units AF1 have a structure of the formula 3b or have a structure of the formula 3b.
  • n 0 or 1
  • n 0 or 1
  • o 0 or 1
  • X is selected from the group consisting of O, S, NR *, BR *, CR * 2 , and one
  • Y is independently O, S, NR ** or CR ** 2 at each occurrence, and two units Y are not simultaneously CR ** 2 or Y is equal to a CC single bond, and two units Y are not equal to one CC at a time Single bond;
  • X is equal to a CC single bond or is equal to CR ** 2 when M is equal to CR ** 2 ;
  • R ** is either a radical R * or the point of attachment of the AF to the separator S; two or more adjacent substituents R ** may also together form a mono- or polycyclic, aliphatic or aromatic ring system such as phenylene, naphthyl, anthracene and perylene, if the respective radicals R ** are R *.
  • R * is defined as in sub-formula 1.
  • p is 0 or 1;
  • q is 0 or 1
  • r is 0 or 1;
  • E is independently selected from the group consisting of each occurrence
  • Z is independently selected from the group consisting of each occurrence
  • T is selected from the group consisting of
  • R ** is either a radical R * or the point of attachment of the AF to the separator S; in this case, two or more adjacent substituents R ** can also form a mono- or polycyclic, aliphatic or aromatic ring system with one another, such as phenylene, naphthyl, anthracene and perylene, if the relevant radicals R ** are identical to R *.
  • R * is defined as in sub-formula 1.
  • the units AF2 are selected from the structures of
  • Alk is methyl, ethyl, propyl / so-propyl, butyl, ferf-butyl, pentyl, hexyl, 2-ethylhexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl or dodecyl;
  • EZG is independently selected from the group consisting of each occurrence
  • FG independently of each occurrence is CN, H, D, alkyl, phenyl, pyridyl or denotes the point of attachment to the separator;
  • Sub-formula 31 Sub-formula 3m Sub-formula 3n Sub-formula 3o and where:
  • Het is NR **, O, S or S0 2 ;
  • D is N or CR **
  • Q is N or CR **, with a maximum of three units Q equal to N at a time; and wherein two adjacent units Q are not equal to N at the same time;
  • the units AF2 of the formula 3a are selected from the structures listed in Table 1, and the units AF1 of the formula 3b are selected from the structures of Table 2.
  • Table 1 List of chemical entities AF2. Possible connecting points of the chemical unit AF1 to a Se arator s are indicated by lowercase letters.
  • Table 2 List of chemical units AF1. Possible connecting points of the chemical unit AF1 to a separator s are indicated by lowercase letters.
  • the separator S is selected from the structures of the formulas 3.1 to 3.42, wherein # denotes the point at which the AF are bound to the separator and the molecule contains at least two different chemical entities AF.
  • Formula 3.39 Formula 3.40
  • Formula 3.42 where for the formulas 3.1 to 3.42 the definitions from sub-formula 1 and from the formulas 2a to 2z apply;
  • # denotes the locations at which the units AF are bound to the separator.
  • the separator S functionally distinguishes the organic molecules from prior art molecules, as the type of separation of AFs (or donors and acceptors) shown here is not yet known.
  • AFs or donors and acceptors
  • Known organic emitters usually consist of directly linked chemical units. Separation of the conjugated aromatic systems has not taken place so far, especially in connection with the localization of HOMO and LUMO on separate parts of the molecule.
  • That part of the molecule which does not represent the chemical units AF and which contains an Si atom, a Ge atom, an Sn atom or a Pb atom acts as a separator (see also formula 3.1 to formula 3.42).
  • the separator S prevents the units AF from being in conjugation with each other, at least one of the frontier orbitals (HOMO or LUMO) not being on the Si, Ge, Sn or Pb atom and, in particular, none of the frontier orbitals (HOMO or LUMO) on the Si, the Ge atom, the Sn or the Pb atom (see compounds A, B, C and Figures 4-9).
  • the presence of the separator S in the molecules according to the invention leads to a very small singlet-triplet distance, which allows emission by the TADF mechanism (Thermally Activated Delayed Fluorescence).
  • separators do not significantly alter the position of the HOMO or LUMO of the AFs shown in Table 1 and Table 2. Not significant in the context of this invention is a change of not more than +/- 0.4 eV. The calculation of such energies is known and works according to the manner described above by DFT calculation.
  • spectroscopic selection rules symmetric molecules or by measuring the extinction coefficient (UV / VIS spectroscopy) or quantum chemical calculation of the oscillator strength, it can be predicted whether a quantum mechanical transition is allowed.
  • the goal is a decay time of ⁇ 50 ps.
  • a measure of the decay time is the AE (Si-Ti) distance. This is influenced by the overlap of HOMO and LUMO.
  • the size of the quantum mechanical overlap integral which can be calculated by the above-mentioned DFT method, can be controlled in a targeted manner by selecting the separator. If it comes to the complete separation of HOMO and LUMO this has a value of 0. The probability of an efficient emission of the organic molecule decreases drastically. At a value of 1 there is no longer delayed fluorescence (TADF) but spontaneous emission.
  • TADF delayed fluorescence
  • the separators S shown in particular fulfill two essential functional features (see FIG. 1 ).
  • the HOMO energy is lower than the HOMO energy of the donor chemical unit AF and
  • the LUMO energy is higher than the LUMO energy of the acceptor chemical entity AF.
  • Table 3 Selected examples of inventive molecules according to formula 1 and according to sub-formula 1 and / or according to the formulas 2a to 2z. The calculated values for the Singlet-triplet distance in the geometry of the SO ground state are indicated in brackets under the corresponding molecular structure.
  • organic molecules according to the invention which result from the combination of the above-defined pairs of chemical entities AF1 and AF2, the separator S and the determination of the linkage, are shown in Table 4.
  • Further organic molecules can be obtained by combining said molecular units, wherein at least two different AF and a maximum of four AF can be contained in one molecule.
  • the naming of the molecules takes place according to the scheme AF2-S-AF1, with reference being made to Table 1 for the naming of the chemical unit AF2 and to Table 2 for the designation of the chemical units AF1.
  • Table 4 Organic molecules according to the invention according to the scheme AF2-S-AF1.
  • One molecule contains at least two different AFs, with the other AFs being identical to the two different AFs.
  • Each S is a separator S selected from the formulas 3-1 to 3-42. In brackets the values for ⁇ , ALUMO and Gap are given.
  • 6- S-28 (1.191.31 1.34) 6- S-29 (0.961.031.62) 6- S- 43 (1.771.680.98) 6- S-46 (2.361.201.45)
  • 6- S-86 (0.831.371.28) 6- S-110 (1.171.331.33) 6- S-112 (1.060.821.83) 6- S-119 (1.120.941.72)
  • 6- S-133 (1.881.451.20) 6- S-150 (2.701.331.33) 6- S-151 (2.61 1.581.07) 6- S-153 (2.631.431.23)
  • 6- S-177 (1.71 1.11 1.55) 6- S-192 (2.051.441.22) 6- S-198 (1.590.821.83) 6- S-217 (0.980.81 1.84) -S- -218 (0.950.991.67) 6- -S- -231 (2.101.551.10) 6- -S- 237 (1.311.351.30) 6- -S- 244 (1.370.971.69) -S 6- S- -430 (0.831.371.28) 6- S -440 (1.501.181.47) 6- S-441 (1.431.111.55) - -S- -27 (1.121.061.62) 7- -S- -28 (1.191.321.35) 7- -S- -29 (0.951.051.63) 7- -S- -43 (1.761.690.98) - -S- -46 (2.361.
  • 21 - s - 28 (1.071.351.47)
  • 21 - s - 29 (0.831.071.74)
  • 21 - s - 36 (1.231.860.95)
  • 64 - s - 28 (0.86 1.29 1.68)
  • 64- S- 36 (1.02 1.80 1.16)
  • 64 s - 43 (1.44 1.65 1.31)
  • 64 s - 46 (2.03 1.17 1.79)
  • 64 - s - 110 (0.83 1.30 1.66)
  • 64- S- 133 (1.54 1.43 1.53)
  • 64 s - 150 (2.36 1.30 1.66)
  • 64 s - 151 (2.27 1.56 1.40)
  • 71 - s - 27 (0.87 1.03 1.87)
  • 71-S- 28 (0.94 1.30 1.60)
  • 71 s - 36 (1.10 1.81 1.09)
  • 71 s - 43 (.51 1.67 1.23)
  • 71 - s - 46 (2.11 1.19 1.71)
  • 71- S- 110 (0.91 1.32 1.59)
  • 71 s - 112 (0.80 0.81 2.09)
  • 71 s - 119 (0.86 0.93 1.97)
  • 222 - s - 133 (1.011.062.06)
  • 222 - s - 150 (1.830.932.19)
  • 222 - s - 151 (1.741.191.93)
  • 222 - s - 152 (2.391.491.63)
  • 242 - s - 119 (0.831.632.01) 242 - s - 133 (1.582.141.50) 242 - s - 150 (2.402.011.62) 242 - s - 151 (2.312.271.37)
  • 242 - s - 152 (2,952,571.07) 242 - s - 153 (2.332.121.52) 242 - s - 154 (1.871.242.39) 242 - s - 166 (1.591.072.57)
  • 242 - s - 245 (0.991.432.21) 242 - s - 246 (1.332.001.64) 242 - s - 440 (1.211.871.77) 242 - s - 441 (1.141.801.84)
  • 360 - s - 133 (1.43 1.27 1.65)
  • 360 - s - 150 (2.25 1.14 1.78)
  • 360 - s - 151 (2.16 1.40 1.52)
  • 360 - s - 152 (2.80 1.70 1.22)
  • 360 - s - 153 (2.18 1.24 1.68) 360 - s - 177 (1.26 0.92 2.00) 360 - s - 192 (1.60 1.25 1.66) 360 - s - 231 (1.65 1.37 1.55)
  • 360 - s - 237 (0.86 1.17 1.75)
  • 360 - s - 246 (1.17 1.12 1.79)
  • 360 - s - 440 (1.06 1.00 1.92)
  • 360 - s - 441 (0.99 0.92 1.99)
  • 385 - s - 482 (0.87 1.89 1.37) 385 - s - 483 (0.91 1.97 1.30) 389 - s - 27 (.51 2.00 1.23) 389 - s - 28 (.58 2.27 0.96)
  • 406 - s - 358 (1.06 1.87 1.80) 406 - s - 379 (0.94 1.64 2.04) 406 - s - 391 (0.95 1.62 2.05) 406 - s - 430 (0.89 2.46 1.22) 406- S-440 (1.56 2.26 1.41) 406- S-441 (1.49 2.19 1.49) 410- S-27 (1.26 2.29 1.49) 410- S-28 (1.32 2.56 1.22)
  • further radicals R are added to the chemically substitutable positions of the organic molecules thus obtained in order to increase the solubility of the emitters and / or to allow the polymerizability without significantly changing the electronic properties of the molecule, so that even when using R an emitter is present, wherein
  • R 3 is independently selected for each occurrence from the group consisting of H, deuterium, phenyl, naphthyl, CF 3 or an aliphatic, aromatic and / or heteroaromatic hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, in which also one or more H Atoms may be replaced by F or CF 3 ; two or more substituents R 3 may also together form a mono- or polycyclic aliphatic ring system;
  • Polymerizable radicals are those radicals which carry polymerizable functional units which can be homopolymerized with themselves or copolymerized with other monomers.
  • the molecules of the invention can be obtained as a polymer having the following repeating units of the formulas 4 and 5, which can be used as polymers in the light-emitting layer of the optoelectronic component.
  • L1 and L2 represent the same or different linker groups having 0 to 20, more preferably 1 to 15, or 2 to 10 carbon atoms, and wherein the wavy line indicates the position via which the linker group bonds to the organic molecule of the Formula 1 or sub-formula 1 is connected.
  • the linker group L1 and / or L2 has a form -X-L3-, where X is O or S and L3 is a linker group selected from the group consisting of a substituted and unsubstituted alkylene group (linear, branched or cyclic) and a substituted and unsubstituted arylene group, in particular a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenylene group, whereby combinations are possible.
  • the polymerizable functional units are attached to the organic molecule of the formula 1 or the sub-formula 1 via a linker group of the formulas 12 to 17 having a hydroxyl moiety and those thereof resulting compounds are homopolymerized with themselves or copolymerized with other suitable monomers.
  • Formula 12 Formula 13 Formula 14 Formula 15 Formula 16 Formula 17 Polymers which have a unit according to formula 4 or formula 5 can either exclusively comprise repeat units having a structure of general formula 4 or 5 or repeat units having a different structure. Examples of repeat units having other structures include moieties resulting from corresponding monomers typically used or used in copolymerizations. Examples of such repeat units resulting from monomers are repeat units having unsaturated moieties such as ethylene or styrene.
  • AE Si-T-i
  • Si lowest excited singlet
  • T-i triplet
  • a further embodiment of the invention relates to the use of a separator S in the form of a neutral chemical entity for providing an organic molecule according to the invention, wherein at least one first chemical entity AF1 comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons in conjugation and at least one second chemical unit AF2, comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons, covalently linked via the separator S such that the separator S is a direct electronic interaction via conjugated bonds between the conjugate system of the first chemical unit AF1 and the Conjugated system of the second chemical unit AF2 prevented.
  • first chemical entity AF1 comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons in conjugation
  • at least one second chemical unit AF2 comprising a conjugated system, in particular at least six conjugated ⁇ -electrons
  • the invention relates in one aspect to the use of an organic molecule according to the invention as a luminescent emitter and / or as a host material and / or as an electron transport material and / or as a hole injection material and / or as a hole blocking material in an optoelectronic component, which is produced in particular by a vacuum evaporation method or from solution , wherein the optoelectronic component is in particular selected from the group consisting of:
  • OLEDs Organic light emitting diodes
  • the proportion of the organic molecule according to the invention on the luminescent emitter and / or host material and / or electron transport material and / or hole injection material and / or hole blocking material in one embodiment is 1% to 99% (wt%), in particular the proportion of the emitter in optical light-emitting components especially in OLEDs, between 5% and 80%.
  • the invention relates in a further aspect to optoelectronic components comprising an organic molecule according to the invention, wherein the optoelectronic component is in particular formed as a component selected from the group consisting of organic light emitting component (OLED), light emitting electrochemical cell, OLED sensor, in particular in non-hermetically shielded gas and vapor sensors, organic diode, organic solar cell, organic transistor, organic light emitting diode, organic field effect transistor, organic laser and downconversion element.
  • OLED organic light emitting component
  • OLED light emitting electrochemical cell
  • OLED sensor in particular in non-hermetically shielded gas and vapor sensors
  • organic diode organic solar cell
  • organic transistor organic light emitting diode
  • organic field effect transistor organic laser and downconversion element
  • One embodiment relates to the optoelectronic component according to the invention comprising a substrate, an anode and a cathode, wherein the anode and the cathode are applied to the substrate, and at least one light-emitting layer which is arranged between anode and cathode and which contains an organic molecule according to the invention.
  • the organic molecule is used as the emission material in an emission layer, wherein it can be used in combination with at least one host material or, in particular, as a pure layer.
  • the proportion of the organic molecule as emission material in an emission layer in optical light-emitting components, in particular in OLEDs is between 5% and 80% (% by weight).
  • the light-emitting layer having an organic molecule according to the invention is applied to a substrate.
  • the invention relates to an optoelectronic component in which the light-emitting layer comprises only an organic molecule according to the invention in 100% concentration, wherein the anode and the cathode is applied to the substrate, and the light-emitting layer between the anode and cathode is applied.
  • the optoelectronic component has at least one host material, in particular the excited singlet state (Si) and / or the excited triplet state (Ti) of the at least one host material being higher than the excited singlet state (Si) and / or the excited triplet state ( ⁇ ) of the organic molecule, and wherein the anode and the cathode are deposited on the substrate, and the light emitting layer is disposed between the anode and the cathode.
  • the optoelectronic component comprises a substrate, an anode, a cathode and at least one hole injecting and an electron injecting layer and at least one light emitting layer, wherein the at least one light emitting layer comprises an organic molecule according to the invention and a host material whose triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels are higher than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and where the anode and cathode are deposited on the substrate, and the hole and electron injecting Layer between the anode and cathode is applied and the light-emitting layer between holes and electron injecting layer is applied.
  • the at least one light emitting layer comprises an organic molecule according to the invention and a host material whose triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels are higher than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and where the anode and cathode are deposited on the substrate, and the
  • the optoelectronic component comprises a substrate, an anode, a cathode and at least one hole-injecting and an electron-injecting layer, and at least one hole-transporting and one electron-transporting layer, and at least one light-emitting layer, wherein the at least one light-emitting layer
  • the organic molecule and a host material whose triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels are higher in energy than the triplet (Ti) and singlet (Si) energy levels of the organic molecule, and wherein the anode and the cathode the substrate is deposited, and the hole and electron injecting layer is disposed between the anode and the cathode, and the hole and electron transporting layer is interposed between the hole and electron injecting layers, and the light emitting layer is interposed between hole and electron tran athletic layer is applied.
  • the optoelectronic component has at least one host material made of a material according to formula
  • the light-emitting layer contains fluorescent or phosphorescent materials, which may be selected from formula 1 or sub-formula 1.
  • an organic molecule according to formula 1 or sub-formula 1 and a functional material for example in the form of a further emitter material, a host material, or another organic molecule which forms an exciplex with the molecule according to formula 1 or sub-formula 1, an exciplex.
  • Functional materials include, for example, host materials such as MCP, electron transport materials such as TPBI, and hole transport materials such as N PD or MTDATA.
  • Exciplexes are adducts of electronically excited and electronically grounded molecules capable of emitting light.
  • the emission is characterized by thermally activated delayed fluorescence (TADF).
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • organic molecules according to formula 1 or sub-formula 1 are used as charge transport layer.
  • the invention in one aspect relates to a light-emitting material comprising an organic molecule and a host material according to the invention, wherein the triplet ( ⁇ ) and singlet (Si) energy levels of the host material are higher in energy than the triplet (Ti) and singlet (Si) Energy levels of the organic molecule, and wherein the organic molecule emits fluorescence or thermally activated delayed fluorescence (TADF), and an AE (Si-Ti) value between the lowest excited singlet (Si) and the underlying triplet (Ti) - Condition of less than 0.2 eV, in particular less than 0, 1 eV has.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • One aspect of the invention relates to a method for producing an optoelectronic component comprising an organic molecule according to the invention.
  • the method comprises the step of processing the organic molecule by a vacuum evaporation process or from a solution.
  • the method comprises applying the organic molecule to a carrier, the application being carried out in particular wet-chemically, by means of colloidal suspension or by means of sublimation.
  • One aspect of the invention relates to a method for changing the emission and / or absorption properties of an electronic component, wherein an organic molecule according to the invention is introduced into a matrix material for conducting electrons or holes in an optoelectronic component.
  • the invention additionally relates to the use of a molecule according to the invention for converting UV radiation or blue light into visible light, in particular into green, yellow or red light (down conversion), in particular in an optoelectronic component of the type described here ,
  • the invention relates to an application in which at least one material according to formula 1 or sub-formula 1 is excited to glow by external energetic excitation.
  • the external stimulation can be electronic or optical or radioactive.
  • BP86 functional (Becke, AD Phys Rev. A1988, 38, 3098-3100, Perdew, JP Phys Rev. B1986, 33, 8822-8827) was used, with the resolution-of-identity Approach (RI) (Sierka, M., Hogekamp, A., Ahlrichs, RJ Chem. Phys., 2003, 18, 9136-9148; Becke, AD, J. Chem. Phys., 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, RG Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789).
  • RI resolution-of-identity Approach
  • Excitation energies were determined in the BP86-optimized structure by the time-dependent DFT method (TD-DFT) using the B3LYP functional (Becke, AD, J. Chem. Phys. 98 (1993) 5648-5652, Lee, C; Yang, W; Parr, RG Phys Rev. B 37 (1988) 785-789; Vosko, SH; Wilk, L; Nusair, M. Can. J. Phys. 58 (1980) 1200-121 1; Stephens, PJ Devlin, FJ; Chabalowski, CF; Frisch, MJJ Phys. Chem 98 (1994) 1 1623-1 1627).
  • def2-SV (P) base sets Weigend, F., Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, 7, 3297-3305, Rappoport, D .; Furche, FJ Chem. Phys. 2010, 133, 134105 / 1-134105 / 1
  • All DFT calculations were performed with the Turbomole program package (version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, University of Düsseldorf and Anlagens scholar Düsseldorf GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, 2007, http://www.turbomole.com).
  • AAV1 Arylation of Ph 3 SiCl or Ph 3 GeCl
  • Diethyl ether 7 mL per mmol of aryl halide.
  • the solution was cooled to -78 ° C and n-butyllithium (2.5 M in hexane, 1.1 equiv.) was added dropwise with stirring.
  • a solution of chlorotriphenylsilane or chlorotriphenylgerman 1.2 equiv.
  • AAV2 Arylation of Ph 2 SiCl 2 or Ph 2 GeCl 2
  • AAV3 Arylation of SiCI 4 and GeCl 4 to SiAr 4 and GeAr 4, respectively
  • AAV4 Synthesis of bis (carbazolyl) SiCl 2 derivatives (protocol slightly modified according to: J. Organomet. Chem. 1988, 350, 217-226.)
  • AAV8 Introduction of cyano groups
  • the corresponding aryl bromide or iodide and CuCN in the desired stoichiometric ratio (1, 25 mmol CuCN per mmol to be substituted halide atom) are suspended in absolute DMF.
  • the mixture is heated to 150 ° C until complete reaction.
  • the copper salts contained are precipitated by addition of dichloromethane and then filtered off. The filtrate is freed from the solvent under reduced pressure and the residue is purified by recrystallization or by MPLC.
  • the sample concentration corresponded to 10mg / ml, given in toluene or chlorobenzene.
  • the concentration of the optically neutral host polymer PMMA corresponded to 10 mg / mL, prepared in toluene or chlorobenzene.
  • the film preparation was carried out from a mixture of the PMMA solution and the sample solution in the volumetric ratio 90:10.
  • Steady-state emission spectroscopy was performed with a Horiba Scientific FluoroMax-4 fluorescence spectrometer equipped with a 150 W xenon-arc lamp, excitation and emission monochromators and a Hamamatsu R928 photomultiplier tube, and a TCSPC option. Emission and excitation spectra were corrected by standard correction curves.
  • Emission decay times were also measured on this system using the TCSPC method with the FM-2013 accessory and a TCSPC hub from Horiba Yvon Jobin.
  • Excitation sources NanoLED 370 (wavelength: 371 nm, pulse duration: 1 .1 ns), NanoLED 290 (wavelength: 294 nm, pulse duration: ⁇ 1 ns), SpectraLED 310 (wavelength: 314 nm), SpectraLED 355 (wavelength: 355 nm).
  • the photoluminescence quantum yield (PLQY) was measured by means of an Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G system from Hamamatsu Photonics. This consists of a 150 W xenon gas discharge lamp, automatically adjustable Czerny-Turner monochromators (250-950 nm) and an Ulbricht sphere with highly reflecting Spektralon coating (a Teflon derivative), which has a fiber optic cable with a PMA-12 multichannel detector BT (back thinned) CCD chip with 1024 x 122 pixels (size 24 x 24 pm) is connected. The evaluation of the quantum efficiency and the CIE coordinates took place with the help of the software U6039-05 version 3.6.0
  • PLQY was determined for polymer films, solutions and powder samples according to the following protocol:
  • the reference material is anthracenes in ethanol of known concentration.
  • OLED organic light emitting diode

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Abstract

Die Erfindung betrifft organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen, wie OLED. Erfindungsgemäß weist das organisches Molekül eine Struktur der Unterformel 1 auf.

Description

Organische Moleküle,
insbesondere zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen
Die Erfindung betrifft rein organische Moleküle und deren Verwendung in organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und in anderen optoelektronischen Bauelementen.
Stand der Technik
In den letzten Jahren hat sich die auf OLED (organische lichtemittierende Dioden) basierende Technik im Bereich Bildschirmtechnik etabliert, so dass nun die ersten hierauf aufbauenden kommerziellen Produkte erhältlich werden. Neben der Bildschirmtechnik eignen sich OLEDs auch für die Anwendung in flächiger Beleuchtungstechnik. Aus diesem Grund wird bezüglich der Entwicklung neuer Materialien intensive Forschung betrieben.
OLEDs sind in der Regel in Schichtenstrukturen realisiert, welche überwiegend aus organischen Materialien bestehen. Zum besseren Verständnis ist in Figur 1 ein vereinfachter Aufbau exemplarisch dargestellt. Herzstück solcher Bauteile ist die Emitterschicht, in der in der Regel emittierende Moleküle in einer Matrix eingebettet sind. In dieser Schicht treffen sich negative Ladungsträger (Elektronen) und positive Ladungsträger (Löcher), die zu sogenannten Exzitonen (= angeregte Zustände) rekombinieren. Die in den Exzitonen enthaltene Energie kann von den entsprechenden Emittern in Form von Licht abgegeben werden, wobei man in diesem Fall von Elektrolumineszenz spricht. Einen Überblick über die Funktion von OLEDs findet sich beispielsweise bei H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und H. Yersin, „Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials"; Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008.
Seit den ersten Berichten bezüglich OLEDs (Tang et al. Appl. Phys. Lett. 1987, 51 , 913) ist diese Technik besonders auf dem Gebiet der Emittermaterialien immer weiterentwickelt worden. Während die ersten Materialien, die auf rein organischen Molekülen beruhen, aufgrund von Spinstatistik maximal 25 % der Exzitonen in Licht umwandeln konnten, konnte durch die Verwendung von phosphoreszierenden Verbindungen dieses grundsätzliche Problem umgangen werden, so dass zumindest theoretisch alle Exzitonen in Licht umgewandelt werden können. Bei diesen Materialien handelt es sich in der Regel um Übergangsmetall-Komplexverbindungen, in denen das Metall aus der dritten Periode der Übergangsmetalle gewählt wird. Hierbei werden vorwiegend sehr teure Edelmetalle wie Iridium, Platin oder auch Gold eingesetzt. (Siehe dazu auch H. Yersin, Top. Curr. Chem. 2004, 241 , 1 und M. A. Baldo, D. F. O'Brien, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Phys. Rev. B 1999, 60, 14422). Neben den Kosten ist auch die Stabilität der Materialien zum Teil nachteilig für die Verwendung.
Eine neue Generation von OLEDs basiert auf der Ausnutzung von verzögerter Fluoreszenz (TADF: thermally activated delayed fluorescence oder auch singlet harvesting). Hierbei können beispielsweise Cu(l)-Komplexe verwendet werden, die aufgrund eines geringen Energieabstandes zwischen dem untersten Triplett-Zustand ΤΊ und dem darüberliegenden Singulett-Zustand Si (AE(Si-T-i) Triplett-Exitonen thermisch in einen Singulett-Zustand rückbesetzen können. Neben der Verwendung von Übergangsmetallkomplexen können auch rein organische Moleküle (ohne Metallion) diesen Effekt ausnutzen.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt rein organische Moleküle, die in optoelektronischen Bauelementen verwendet werden können.
Derartige organische Moleküle weisen eine Struktur der Formel 1 auf oder haben eine Struktur der Formel 1 :
Figure imgf000003_0001
Formel 1 wobei gilt:
x ist 1 , 2 oder 3
y ist 1 , 2 oder 3 mit
(x + y) gleich 2, 3 oder 4.
In einer Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Unterformel 1 auf oder haben eine Struktur der Unterformel 1 :
E\'
Unterformel 1 wobei gilt: El ist ein Element der Gruppe 14 des Periodensystems der Elemente, nämlich: Si, Ge, Sn oder Pb;
R*** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander eine Einheit AF, ein Rest R* oder weist eine Struktur der Formel 1 a auf
Figure imgf000004_0001
e ist 0 oder 1 ;
a ist (6-b) bei e =0 oder (4-b) bei e = 1 ;
b ist 1 , 2 oder 3 oder 4,
c ist 0 oder (4-d)
d ist 0, 1 , 2, 3 oder 4;
VP kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an El oder ist R*, wobei immer genau eine Einheit VP einen Anknüpfungspunkt kennzeichnet und die restlichen VP gleich R* sind;
wobei (b+d) mindestens gleich 2 ist;
wobei die erfindungsgemäßen Moleküle mindestens zwei Einheiten AF (AF1 und AF2) enthalten, für die gilt AF1 + AF2 und wobei für den Fall, dass mehr als zwei chemische Einheiten in einem Molekül enthalten sind, gilt, dass jede weitere chemische Einheit AF identisch mit AF1 oder AF2 ist;
und wobei die Gesamtanzahl enthaltener Einheiten AF maximal gleich vier ist;
wobei gilt:
AF sind chemische Einheiten, aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen (z. B. in Form mindestens eines aromatischen Systems).
In einer Ausführungsform ist R*** bei jedem Auftreten unabhängig voneinander eine Einheit AF, ein Rest R* oder ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Figure imgf000004_0002
Figure imgf000005_0001
In den organischen Molekülen wird diejenige Einheit AF als AF2 bezeichnet wird, die im Vergleich zur jeweils anderen AF einen betragsmäßig niedrigeren HOMO-Zahlenwert aufweist (und damit auch entsprechend einen betragsmäßig niedrigeren LUMO-Zahlenwert), woraus folgt ( | EHOMO(AF2) | < | EHOMO(AF1 ) | und | ELUMo(AF2) | < | ELUMo(AF1 ) | ); in Folge dessen wird die jeweils andere Einheit AF als AF1 bezeichnet;
Der Teil des organischen Moleküls gemäß Formel 1 und Unterformel 1 , der nicht die chemischen Einheiten AF darstellt und der ein Si-Atom, ein Ge-Atom, ein Sn-Atom oder ein Pb-Atom enthält, wird auch als Separator S bezeichnet.
Der Separator S verhindert, dass die Einheiten AF miteinander in Konjugation stehen, wobei mindestens eines der Grenzorbitale (HOMO oder LUMO) nicht auf dem Si- , dem Ge-Atom, dem Sn- oder dem Pb-Atom liegt und wobei insbesondere keines der Grenzorbitale (HOMO bzw. LUMO) auf dem Si- , dem Ge-Atom, dem Sn- oder dem Pb-Atom liegt. Insbesondere führt die Anwesenheit des Separators S in den erfindungsgemäßen Molekülen zu einem sehr geringen Singulett-Triplett-Abstand, welcher eine Emission nach dem TADF-Mechanismus (Thermally Activated Delayed Fluorescence) erlaubt. R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C- Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -NR2- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden. In einer Ausfürhungsform ist das Ringsystem, dass aus zwei oder mehreren Substituenten R* gebildet werden kann auf ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern beschränkt.
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, As(=0)(R5)2 P(=S)(R5)2, As(=S)(R5)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, - As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S-ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, As(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, As(=S)(R5)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R6C=CR6-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, - P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, As(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 aromatische Ringatome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere N, O, und S. Werden in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung davon abweichende Definitionenen angegeben, beispielsweise bezüglich der Zahl der aromatischen Ringatome oder der enthaltenen Heteroatome, so gelten diese abweichenden Definitionen.
Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin oder Thiophen, oder ein heteroaromatischer Polycyclus, beispielsweise Napthalin, Phenanthren, Chinolin oder Carbazol verstanden. Ein kondensierter (annelierter) aromatischer bzw. heteroaromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einfachen aromatischen bzw. heteroaromatischen Cyclen.
Unter einer Aryl- oder Heteroarylgruppe, die jeweils mit den oben genannten Resten substituiert sein kann und die über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, welche abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen; Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Isochinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4- Triazol, Benztriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 60 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome sind insbesondere ausgewählt aus N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine nicht-aromatische Einheit (insbesondere weniger als 10% der verschiedenen Atome), wie z.B. ein sp3-hybridisiert.es C- , Si-, oder N-Atom, ein sp2-hybridisiert.es C-, N- oder O-Atom oder ein sp-hybridisiertes C- Atom, verbunden sein können. So sollen beispielsweise auch System wie 9,£T-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben etc als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden, und ebenso Systeme, in denen zwei oder mehrere Arylgruppen beispielsweise durch eine lineare oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppen oder durch eine Silyigruppe verbunden sind. Weiterhin werden auch Systeme, in denen zwei oder mehr Aryl- oder Heteroyraylgruppen über Einfachbindungen miteinander verknüpft sind, als aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden, wie beispielsweise Systeme wie Biphenyl, Terphenyl oder Diphenyltriazin.
Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit Resten wie oben definiert substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Benzanthracen, Phenanthren, Benzphenanthren, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Napthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Quaterphenyl, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetra hydro pyren, eis- oder trans-lndenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Indolocarbazol, Indenocarbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyarzinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Napthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1 ,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1 ,6- Diazapyren, 1 ,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9, 10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,2,3 Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5- Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,3,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Kombinationen dieser Gruppen.
In einer Ausführungsform ist bei den erfindungsgemäßen Molekülen - die Differenz der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des HOMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ HOMO = HOMO(AF2) - HOMO(AF1 ) > 0,8 eV);
- die Differenz der Energie des LUMO der zweiten chemischen Einheit AF2 und der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 > 0,8 eV ist (Δ LUMO = LUMO(AF2) - LUMO(AF1 ) > 0,8 eV); und/oder
- die Differenz der Energie des LUMO der ersten chemischen Einheit AF1 und der Energie des HOMO der zweiten chemischen Einheit AF2 > 0,9 eV ist (Δ Gap = LUMO (AF1 ) - HOMO(AF2)> 0,9 eV).
Dabei werden die Energiewerte HOMO(AF1 ), HOMO(AF2), LUMO(AF1 ), LUMO(AF2) mithilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) berechnet, wobei die Anknüpfungspositionen der ambifunktionalen Einheiten und der Separatoren mit einem Wasserstoffatom entsprechend ihrer chemischen Valenzen abgesättigt werden. Die angegeben Grenzen beziehen sich auf Orbitalenergien in eV, die mit dem BP86-Funktional berechnet werden (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827).
AF2 weist im Vergleich zu AF1 immer einen niedrigeren HOMO-Zahlenwert auf (und damit auch entsprechend einen niedrigeren LUMO-Zahlenwert als AF1 ).
In einer Ausführungsform weisen die organischen Moleküle eine Struktur der Formel 2a bis 2x auf oder haben eine Struktur der Formeln 2a bis 2z, wobei jeweils der nicht als AF bezeichnete Molekülteil den Separator S darstellt.
Figure imgf000012_0001
Formel 2a Formel 2b Formel 2c Formel 2d Formel 2e
Figure imgf000012_0002
Formel 2f Formel 2g Formel 2h Formel 2i
Figure imgf000013_0001
Formel 2j Formel 2k Formel 21
Figure imgf000013_0002
Formel 2n Formel 2o Formel 2p Formel 2q
Figure imgf000013_0003
Formeln 2r Formel 2s Formel 2t
Figure imgf000013_0004
Formel 2u Formel 2v Formel 2w
Figure imgf000013_0005
Formel 2x Formel 2y Formel 2z wobei die Definitionen aus Unterformel 1 gelten und wobei außerdem gilt:
G ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR*; J ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR*oder das C-Atom an das die Einheit AF angebunden ist.
In einer Ausführungsform weisen die chemischen Einheiten AF2 eine Struktur der Formel 3a auf oder haben eine Struktur der Formel 3a, während die chemischen Einheiten AF1 eine Struktur der Formel 3b aufweisen oder eine Struktur der Formel 3b haben.
Figure imgf000014_0001
Formel 3a wobei gilt:
m ist 0 oder 1 ;
n ist 0 oder 1 , und n ist 0 wenn o = 0;
o ist 0 oder 1 ;
X ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, S, NR*, BR*, CR*2,
Figure imgf000014_0002
und einer
C-C-Einfachbindung;
Y ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander O, S, NR** oder CR**2, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich CR**2 sind oder Y ist gleich einer C-C-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich einer C-C-Einfachbindung sind;
A ist CR** wenn o = 0 oder ist C wenn o = 1 ;
K ist gleich C, wenn gleichzeitig o = 1 und m = 1 sind oder ist gleich CR**, wenn o = 1 und gleichzeitig m = 0 sind oder wenn o = 0 und gleichzeitig m = 1 sind oder ist gleich H, wenn gleichzeitig o = 0 und m = 0 sind oder ist gleich CR** oder N, wenn m = 0 und gleichzeitig X gleich einer C-C-Einfachbindung sind oder ist gleich CR**2, wenn M gleich CR**2 ist;
L ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR** oder C als Anknüpfungsstelle für Y oder L ist N, wobei maximal zwei Einheiten L gleichzeitig gleich N sind und wobei nicht zwei einander benachbarte Einheiten gleichzeitig gleich N sind; M ist C, wenn m = 1 ist oder ist CR**, wenn m = 0 ist oder ist CR**2, wenn K gleich CR**2 ist;
R** ist entweder ein Rest R* oder der Anknüpfungspunkt der AF an den Separator S; dabei können zwei oder mehrere einander benachbarte Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem wie Phenylen, Naphthyl, Anthracen und Perylen bilden, wenn die betreffenden Reste R** gleich R* sind.
R* ist wie bei Unterformel 1 definiert.
Figure imgf000015_0001
Formel 3b
wobei gilt:
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
r ist 0 oder 1 ;
E ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
O, S, CR**, eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht 2 Einheiten E gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind;
BR**, NR**, wobei nicht zwei Einheiten E gleichzeitig gleich BR**, NR** sind;
,
Figure imgf000015_0002
, Sind;
U ist C, wenn p = 1 und gleichzeitig q = 1 oder U ist CR** oder
Figure imgf000015_0003
wenn q = 0 und gleichzeitig p = 1 oder wenn q = 1 und gleichzeitig p = 0; V ist C oder ist CR**,
Figure imgf000016_0001
oder N wenn q = 0;
Z ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
C, wenn p = 1 und
CR** oder N oder
Figure imgf000016_0002
, wenn p = 1 und gleichzeitig r = 0 oder wenn p = 0 und gleichzeitig r = 1 ;
R*, wenn p = 0 und gleichzeitig r = 0;
CR**2, wenn zwischen Z und T eine Einfachbindung besteht und gleichzeitig r = 0 ist; T ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
C, wenn r =
- CR** oder
Figure imgf000016_0003
oder N, wenn r = 0;
CR**2, wenn zwischen T und Z eine Einfachbindung besteht und gleichzeitig r = 0 ist;
CN
W ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR**oder und wobei maximal 3 der Einheiten T, U, V gleichzeitig gleich N sind und wobei T, U, V nur dann gleich N sind, wenn eine Einheit E gleich einer Element-Element-Einfachbindung ist; und wobei mindestens 1 der Einheiten E, T, U, V, W gleich einer von C-H verschiedenen Gruppe ist, die mindestens 1 Stickstoff- oder ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom enthält; und wobei außerdem gilt: bei p = 1 und gleichzeitig q = 0 und gleichzeitig r = 0 können U iten verbrückt sein:
Figure imgf000016_0004
wobei in diesem Fall U und V gleich C sind und E, Z und T gleich CR** sind;
R** ist entweder ein Rest R* oder der Anknüpfungspunkt der AF an den Separator S; dabei können zwei oder mehrere einander benachbarte Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem wie Phenylen, Naphthyl, Anthracen und Perylen bilden, wenn die betreffenden Reste R** gleich R* sind. R* ist wie bei Unterformel 1 definiert.
In einer Ausführungsform sind die Einheiten AF2 ausgewählt aus den Strukturen der
Unterformeln 3a bis 3o;
Figure imgf000017_0001
Unterformel 3a Unterformel 3b Unterformel 3c
wobei gilt:
Alk ist Methyl, Ethyl, Propyl /so-Propyl, Butyl, ferf-Butyl, Pentyl, Hexyl, 2-Ethylhexyl, Cyclohexyl, Heptyl Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl;
EZG ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
N °* 'P
' Λ Λ , ==/ oder NR**, wobei nicht zwei Einheiten EZG gleichzeitig gleich NR** sind;
eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten EZG gleichzeitig gleich eine Element-Element-Einfachbindung sind;
Figure imgf000017_0002
Unterformel 3d Unterformel 3e Unterformel 3f
Figure imgf000017_0003
Unterformel 3g Unterformel 3h Unterformel 3i Unterformel 3j Unterformel 3k wobei gilt:
FG ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CN, H, D, Alkyl, Phenyl, Pyridyl oder kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an den Separator;
wobei maximal 4 CN-Gruppen auftreten;
Figure imgf000018_0001
Unterformel 31 Unterformel 3m Unterformel 3n Unterformel 3o und wobei gilt:
Het ist NR**, O, S oder S02;
D ist N oder CR**;
Q ist Noder CR**, wobei maximal drei Einheiten Q gleichzeitig gleich N sind; und wobei nicht zwei benachbarte Einheiten Q gleichzeitig gleich N sind;
wobei im Übrigen die bei Formel 3a angegebenen Definitionen gelten.
In einer Ausführungsform sind die Einheiten AF2 nach der Formel 3a ausgewählt aus den in Tabelle 1 aufgeführten Strukturen und die Einheiten AF1 nach der Formel 3b sind ausgewählt aus den Strukturen der Tabelle 2.
Tabelle 1 : Auflistung von chemischen Einheiten AF2. Mögliche Anknüpfungspunkte der chemischen Einheit AF1 an einen Se arator s sind mit Kleinbuchstaben bezeichnet.
Figure imgf000018_0002
a
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000021_0001
64 66 71
Figure imgf000022_0001
78
Figure imgf000022_0002
00 222
Figure imgf000022_0003
b n
242 317
Figure imgf000023_0001
417 418 419
Figure imgf000024_0001
Tabelle 2: Auflistung der chemischen Einheiten AF1 . Mögliche Anknüpfungspunkte der chemischen Einheit AF1 an einen Separator s sind mit Kleinbuchstaben bezeichnet.
f
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000026_0001

Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000027_0003
In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind mögliche Anknüpfungspositionen der chemischen Einheit AF zur Verknüpfung mit einem Separator s des erfindungsgemäßen Moleküls mit Kleinbuchstaben a bis z bezeichnet. Jede aromatische C-H und N-H Bindung ist optional mit einem löslichkeitsvermittelnden und/oder einem die Polymerisierbarkeit ermöglichenden Rest R substituiert.
In einer Ausführungsform ist der Separator S ausgewählt aus den Strukturen der Formel 3.1 bis 3.42, wobei # die Stelle kennzeichnet, an denen die AF an den Separator gebunden werden und das Molekül mindestens zwei verschiedene chemische Einheiten AF enthält.
Figure imgf000028_0001
Formel 3.1 Formel 3.2 Formel 3.3 Formel 3.4 Formel 3.5
Figure imgf000028_0002
Formel 3.11 Formel 3.12 Formel 3.13 Formel 3.14
Figure imgf000028_0003
Formel 3.15 Formel 3.16 Formel 3.17 Formel 3.18
Figure imgf000028_0004
Formel 3.19 Formel 3.20 Formel 3.21 Formel 3.22
Figure imgf000029_0001
Formel 3.23 Formel 3.24 Formel 3.25 Formel 3.26
Figure imgf000029_0002
Formel 3.27 Formel 3.28 Formel 3.29 Formel 3.30
Figure imgf000029_0003
Formel 3.31 Formel 3.32 Formel 3.33 Formel 3.34
Figure imgf000029_0004
Formel 3.35 Formel 3.36 Formel 3.37 Formel 3.38
Figure imgf000029_0005
Formel 3.39 Formel 3.40 Formel 3.41 Formel 3.42 wobei für die Formeln 3.1 bis 3.42 die Definitionen aus Unterformel 1 und aus den Formeln 2a bis 2z gelten;
und wobei gilt: # kennzeichnet die Stellen, an denen die Einheiten AF an den Separator gebunden werden.
Insbesondere der Separator S unterscheidet die organischen Moleküle funktionell von Molekülen gemäß dem Stand der Technik, da die hier gezeigte Art der Trennung von AFs (oder Donoren und Akzeptoren) bisher noch nicht bekannt ist. Bekannte organische Emitter bestehen in der Regel aus direkt verknüpften chemischen Einheiten. Eine Trennung der konjugierten aromatischen Systeme fand bisher nicht statt, insbesondere in Verbindung mit der Lokalisierung von HOMO und LUMO auf separaten Molekülteilen.
In erfindungsgemäßen Molekülen wirkt jeweils derjenige Molekülteil als Separator, der nicht die chemischen Einheiten AF darstellt und der ein Si-Atom, ein Ge-Atom, ein Sn-Atom oder ein Pb-Atom enthält (s. auch Formel 3.1 bis Formel 3.42). Der Separator S verhindert, dass die Einheiten AF miteinander in Konjugation stehen, wobei mindestens eines der Grenzorbitale (HOMO oder LUMO) nicht auf dem Si- , dem Ge-Atom, dem Sn- oder dem Pb- Atom liegt und wobei insbesondere keines der Grenzorbitale (HOMO bzw. LUMO) auf dem Si- , dem Ge-Atom, dem Sn- oder dem Pb-Atom liegt (vgl. Verbindungen A, B, C bzw. Figuren 4-9). Insbesondere führt die Anwesenheit des Separators S in den erfindungsgemäßen Molekülen zu einem sehr geringen Singulett-Triplett-Abstand, welcher eine Emission nach dem TADF-Mechanismus (Thermally Activated Delayed Fluorescence) erlaubt.
Separatoren im Sinne dieser Erfindung verändern die Lage des HOMO bzw. LUMO der in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigten AFs nicht signifikant. Als nicht signifikant gilt im Rahmen dieser Erfindung eine Veränderung von nicht mehr als +/- 0,4 eV. Die Berechnung derartiger Energien ist bekannt und funktioniert nach der oben beschriebenen Weise per DFT- Rechnung.
Anhand spektroskopischer Auswahlregeln (symmetrische Moleküle) oder durch Messung des Extinktionskoeffizienten (UV/VIS-Spektroskopie) oder quantenchemische Berechnung der Oszillatorstärke kann vorhergesagt werden, ob ein quantenmechanischer Übergang erlaubt ist. Je größer die Oszillatorstärke, desto eher ist ein Übergang erlaubt und desto schneller ist der damit verbundene Prozess (Abklingdauer). Angestrebt sind Abklingdauern von < 50 ps. Bei einer langen Abklingdauer des (organischen) Emitters kommt es bei hohen Stromstärken schnell zu Sättigungseffekten, was die Bauteillebensdauer negativ beeinflusst und die Erreichung hoher Helligkeiten verhindert. Ein Maß für die Abklingdauer ist der AE(Si-T-i)-Abstand. Dieser wird durch die Überlappung von HOMO und LUMO beeinflusst. Die Größe des quantenmechanischen Überlappungsintegrals, welche nach oben genannter DFT-Methode berechenbar ist, kann durch Wahl des Separators gezielt gesteuert werden. Kommt es zur völligen Trennung von HOMO und LUMO hat dieses einen Wert von 0. Die Wahrscheinlichkeit einer effizienten Emission des organischen Moleküls sinkt drastisch. Bei einem Wert von 1 liegt nicht mehr verzögerte Fluoreszenz (TADF) sondern spontane Emission vor. Die gewünschte Überlappung wird durch die geeignete Wahl eines erfindungsgemäßen Separators S erreicht.
Die gezeigten Separatoren S erfüllen insbesondere zwei wesentliche funktionelle Merkmale (s. Figur 2):
- die HOMO-Energie ist niedriger als die HOMO-Energie der als Donor fungierenden chemischen Einheit AF und
- die LUMO-Energie ist höher als die LUMO-Energie der als Akzeptor fungierenden chemischen Einheit AF.
Bei TADF ist maßgeblich, wie schnell Übergänge zwischen Si und T-i möglich sind (Intersystemcrossing, ISC und reverse Intersystemcrossing, rISC). Durch ein Schweratom wird die quantenmechanische Rate für diesen Übergang deutlich erhöht. In der Folge steigt die Quanteneffizienz des resultierenden Moleküls, während die Emissionsabklingdauer durch die verstärkte quantenmechanische Mischung der Si und T-i Niveaus sinkt (siehe Figur 3). Der Abstand zwischen dem Singulett-Niveau Si und dem Triplett-Niveau T-i ist maßgeblich für die Elektrolumineszenz-Quantenausbeute. Ist dieser klein, so kann eine Rückbesetzung des anregeregten Singulett-Niveaus aus dem Triplett-Niveau stattfinden. Photophysikalisch nennt man dieses Phänomen Verzögerte Fluoreszenz. In OLED-Bauteilen lassen sich so ähnlich wie bei Triplett-Emittern 100% aller Excitonen nutzen, man spricht daher analog von Singlet Harvesting.
Durch Kombination der oben definierten Paare aus chemischen Einheiten AF1 und AF2 und der Festlegung der Verknüpfung durch einen Separator S, der insbesondere von einer Struktur der Formeln 3.1 bis 3.42 ist, ergeben sich entsprechend die beispielhaften erfindungsgemäßen Moleküle der Tabelle 3.
Tabelle 3: Ausgewählte Beispiele erfindungsgemäßer Moleküle nach Formel 1 und nach Unterformel 1 und/oder nach den Formeln 2a bis 2z. Die berechneten Werte für den Singulett-Triplett-Abstand in der Geometrie des SO-Grundzustands sind in Klammern unter der entsprechenden Molekülstruktur vermerkt.
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(0.008 eV) (0.022
Figure imgf000033_0001
(0.050 eV) (0.099
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(0.111 eV) (0.103 eV)
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(0.130 eV)
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
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
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43
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44
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
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Ausgewählte Beispiele erfindungsgemäßer organischer Moleküle, die sich durch Kombination der oben definierten Paare aus chemischen Einheiten AF1 und AF2, dem Separator S und der Festlegung der Verknüpfung ergeben, sind in Tabelle 4 dargestellt. Weitere organische Moleküle können durch Kombination der genannten Moleküleinheiten erhalten werden, wobei mindestens zwei unterschiedliche AF und maximal vier AF in einem Molekül enthalten sein können. Die Benennung der Moleküle erfolgt nach dem Schema AF2-S-AF1, wobei hinsichtlich der Benennung der chemischen Einheit AF2 auf Tabelle 1 und hinsichtlich der Benennung der chemischen Einheiten AF1 auf Tabelle 2 verweisen wird.
Tabelle 4: Erfindungsgemäße organische Moleküle nach dem Schema AF2-S-AF1. In einem Molekül sind mindestens zwei verschiedene AFs enthalten, wobei die weiteren AF identisch zu den beiden verschiedenen AF sein können. S steht jeweils für einen Separator S, ausgewählt aus den Formeln 3-1 bis 3-42. In Klammern sind die Werte für ΔΗΟΜΟ, ALUMO und Gap angegeben.
3— S— 27(1.141.51 1.61) 3— S— 28 (1.201.781.34) 3— S— 29 (0.961.501.61) 3— S— 43(1.772.150.97)
3— S— 46 (2.371.671.45) 3— S— 86 (0.841.841.28) 3— S— 110(1.171.801.32) 3— S— 111 (1.870.922.20)
3— S— 112(1.071.291.82) 3— S— 118(1.161.191.92) 3— S— 119(1.131.41 1.71) 3— S— 133(1.881.921.19)
3— S— 150 (2.701.791.32) 3— S— 151 (2.612.051.06) 3— S— 153 (2.641.891.22) 3— S— 154(2.171.022.09)
3— S— 166(1.890.852.27) 3— S— 171 (1.660.852.27) 3— S— 177(1.721.571.54) 3— S— 192(2.061.91 1.21)
3— S— 193 (0.981.072.05) 3— S— 198(1.591.291.82) 3— S— 217(0.981.281.84) 3— S— 218(0.951.461.66)
3— S— 222 (0.870.862.25) 3— S— 231 (2.102.021.10) 3— S— 237(1.321.821.29) 3— S— 244(1.371.441.68)
3— S— 245(1.291.21 1.91) 3— S— 246(1.631.781.34) 3— S— 285(0.891.21 1.91) 3— S— 332(1.061.092.02)
3— S— 358(1.01 1.261.86) 3— S— 379 (0.891.022.09) 3— S— 391 (0.901.012.11) 3— S— 430 (0.841.841.28)
3— S— 440(1.51 1.651.47) 3— S— 441 (1.441.581.54) 4— S— 28 (0.821.241.71) 4— S— 36 (0.981.761.20)
4— S— 43(1.401.61 1.35) 4— S— 46 (1.991.131.83) 4— S— 133(1.51 1.391.57) 4— S— 150 (2.331.261.70)
4— S— 151 (2.231.521.44) 4— S— 152 (2.881.821.14) 4— S— 153 (2.261.361.60) 4— S— 177(1.341.041.92)
4— S— 192(1.681.371.59) 4— S— 231 (1.731.481.47) 4— S— 237 (0.941.291.67) 4— S— 244 (1.000.902.06)
4— S— 246(1.251.241.72) 4— S— 440(1.131.11 1.84) 4— S— 441 (1.061.041.92) 6— S— 27 (1.131.041.61)
6— S— 28(1.191.31 1.34) 6— S— 29 (0.961.031.62) 6— S— 43(1.771.680.98) 6— S— 46 (2.361.201.45)
6— S— 86 (0.831.371.28) 6— S— 110(1.171.331.33) 6— S— 112(1.060.821.83) 6— S— 119(1.120.941.72)
6— S— 133(1.881.451.20) 6— S— 150 (2.701.331.33) 6— S— 151 (2.61 1.581.07) 6— S— 153 (2.631.431.23)
6— S— 177(1.71 1.11 1.55) 6— S— 192 (2.051.441.22) 6— S— 198(1.590.821.83) 6— S— 217(0.980.81 1.84) - -S- -218 (0.950.991.67) 6- -S- -231 (2.101.551.10) 6- -S- -237 (1.311.351.30) 6- -S- -244 (1.370.971.69)- -S- -246 (1.621.311.35) 6- -S- -430 (0.831.371.28) 6- -S- -440 (1.501.181.47) 6- -S- -441 (1.431.111.55)- -S- -27 (1.121.061.62) 7- -S- -28 (1.191.321.35) 7- -S- -29 (0.951.051.63) 7- -S- -43(1.761.690.98)- -S- -46 (2.361.211.46) 7- -S- -86 (0.821.381.29) 7- -S- -110 (1.161.341.33) 7- -S- -112 (1.050.841.84)- -S- -119 (1.120.951.72) 7- -S- - 133 (1.871.471.21) 7- -S- - 150 (2.691.341.34) 7- -S- - 151 (2.601.601.08)- -S- - 153 (2.621.441.23) 7- -S- - 177 (1.701.121.56) 7- -S- - 192 (2.051.451.22) 7- -S- - 198 (1.580.841.84)- -S- -217 (0.970.821.85) 7- -S- -218 (0.941.001.67) 7- -S- -231 (2.091.561.11) 7- -S- -237 (1.301.371.31)- -S- -244 (1.360.981.69) 7- -S- -246 (1.611.321.35) 7- -S- -358 (0.990.801.87) 7- -S- -430 (0.821.391.29)- -S- -440 (1.501.191.48) 7- -S- -441 (1.431.121.55) 8- -S- -27 (0.981.181.76) 8- -S- -28 (1.051.451.49)- -S- -29 (0.811.171.77) 8- -S- -36(1.211.960.98) 8- -S- -43 (1.621.821.12) 8- -S- -46 (2.221.341.60)- -S- -110 (1.021.471.47) 8- -S- -112 (0.910.961.98) 8- -S- -118 (1.000.862.08) 8- -S- -119 (0.971.081.86)- -S- - 133 (1.731.591.35) 8- -S- - 150 (2.551.461.48) 8- -S- - 151 (2.461.721.22) 8- -S- - 152 (3.102.020.92)- -S- - 153 (2.481.561.38) 8- -S- - 177 (1.561.241.70) 8- -S- - 192 (1.901.581.36) 8- -S- - 198 (1.440.961.98)- -S- -217 (0.830.951.99) 8- -S- -231 (1.951.691.25) 8- -S- -237 (1.161.491.45) 8- -S- -244 (1.221.111.83)- -S- -245 (1.140.882.06) 8- -S- -246 (1.471.451.49) 8- -S- -358 (0.850.932.01) 8- -S- -440 (1.361.321.62)- -S- -441 (1.291.251.69) 10 — S — 27(1.160.991.59) 10 — S — 28(1.221.251.32) 10 — S — 29 (0.980.981.60)
— S — 43 (1.791.620.95) 10 — S — 46 (2.391.141.43) 10 — S — 86(0.861.311.26) 10 — S — 110 (1.191.271.30)
— S — 119 (1.150.881.69) 10 — S — 133 (1.901.401.18) 10 — S — 150 (2.721.271.30) 10 — S — 151 (2.631.531.05)
— S — 153 (2.651.371.20) 10 — S — 177 (1.731.051.52) 10 — S — 192 (2.081.381.19) 10 — S — 218(0.970.931.64)
— S — 231 (2.121.491.08) 10 — S — 237 (1.341.301.28) 10 — S — 244(1.390.911.66) 10 — S — 246 (1.641.251.32)
— S — 430 (0.851.321.26) 10 — S — 440 (1.531.121.45) 10 — S — 441 (1.461.051.52) 12 — S — 28(1.221.011.32)
— S — 43 (1.791.380.95) 12 — S — 46 (2.390.901.43) 12 — S — 86 (0.861.071.26) 12 — S — 110 (1.191.031.30)
— S — 133 (1.901.151.18) 12 — S — 150 (2.721.021.30) 12 — S — 151 (2.631.281.05) 12 — S — 153 (2.651.121.20)
— S — 177 (1.730.801.52) 12 — S — 192 (2.081.141.19) 12 — S — 231 (2.121.251.08) 12 — S — 237 (1.341.051.28)
— S — 246(1.641.011.32) 12 — S — 430 (0.851.071.26) 12 — S — 440(1.530.881.45) 12 — S — 441 (1.460.811.52)
— s — 27(1.011.081.74) 21 — s — 28(1.071.351.47) 21 — s — 29 (0.831.071.74) 21 — s — 36(1.231.860.95)
— s — 43 (1.651.711.10) 21 — s — 46 (2.241.231.58) 21 — s — 110 (1.041.361.45) 21 — s — 112 (0.940.861.95)
— s — 119 (1.000.971.84) 21 — s — 133 (1.751.491.32) 21 — s — 150 (2.571.361.45) 21 — s — 151 (2.481.621.19)
— s — 153 (2.511.461.35) 21 — s — 177 (1.591.141.67) 21 — s — 192 (1.931.471.34) 21 — s — 198 (1.460.861.95)
— s — 217(0.850.851.97) 21 — s — 218 (0.821.021.79) 21 — s — 231 (1.971.591.23) 21 — s — 237 (1.191.391.42)
— s — 244 (1.241.001.81) 21 — s — 246 (1.501.341.47) 21 — s — 358 (0.880.821.99) 21 — s — 440 (1.381.221.60)
— s — 441 (1.311.141.67) 22 — s — 27(1.531.421.21) 22 — s — 28(1.601.680.94) 22 — s — 29(1.361.411.22)
— s — 38 (0.980.841.78) 22 — s — 46 (2.771.571.05) 22 — s — 110 (1.571.700.92) 22 — s — 111 (2.270.821.80)
— s — 112 (1.461.201.43) 22 — s — 118 (1.551.101.53) 22 — s — 119 (1.531.311.31) 22 — s — 150 (3.101.700.93)
— s — 154 (2.560.931.70) 22 — s — 177 (2.111.481.15) 22 — s — 193 (1.370.971.65) 22 — s — 198 (1.991.201.43)
— s — 217 (1.381.181.44) 22 — s — 218 (1.351.361.26) 22 — s — 219(1.150.921.71) 22 — s — 244 (1.771.341.28)
— s — 245(1.691.111.51) 22 — s — 246 (2.021.680.94) 22 — s — 285(1.291.111.51) 22 — s — 332 (1.461.001.63)
— s — 358 (1.401.161.46) 22 — s — 379(1.280.931.70) 22 — s — 391 (1.290.911.71) 22 — s — 440 (1.911.551.07)
— s — 441 (1.841.481.14) 22 — s — 482 (0.941.331.30) 22 — s — 483 (0.991.401.23) 24 — s — 27(1.160.971.58)
— s — 28(1.231.241.31) 24 — s — 29 (0.990.961.59) 24 — s — 43 (1.801.600.94) 24 — s — 46 (2.401.131.42)
— s — 86 (0.861.301.25) 24 — s — 110 (1.201.251.29) 24 — s — 119 (1.150.861.68) 24 — s — 133 (1.911.381.17)
— s — 150 (2.731.251.30) 24 — s — 151 (2.641.511.04) 24 — s — 153 (2.661.351.20) 24 — s — 177 (1.741.031.52)
— s — 192 (2.081.361.18) 24 — s — 218(0.980.911.63) 24 — s — 231 (2.131.481.07) 24 — s — 237 (1.341.281.27)
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414 — s — 391 (1.51 2.06 1.49) 414 — s — 421 (1.21 1.09 2.46) 414 — s — 441 (2.05 2.63 0.93 414 — s — 482 (1.16 2.47 1.08)
414 — s — 483 (1.21 2.55 1.01) 417 — s — 27 ( .33 2.30 1.41 ) 417 — s — 28 ( .40 2.57 1.14) 417 — s — 29 ( .16 2.29 1.42)
417 — s — 44 ( .05 1.45 2.26) 417 — s — 46 (2.56 2.46 1.25) 417 — s — 86 ( .03 2.63 1.08) 417 — s — 110 (1.37 2.58 1.13)
417 — s — 111 (2.07 1.70 2.01) 417 — s — 112 (1.26 2.08 1.63) 417 — s — 118 (1.35 1.98 1.73 417 — s — 119 (1.32 2.19 1.52)
417 — s — 133 (2.08 2.71 1.00) 417 — s — 150 (2.90 2.58 1.13) 417 — s — 153 (2.83 2.68 1.03 417 — s — 154 (2.36 1.81 1.90)
417 — s — 158 (1.43 1.02 2.69) 417 — s — 166 (2.08 1.64 2.07) 417 — s — 167 (1.95 1.32 2.39 417 — s — 170 (2.15 1.05 2.66)
417 — s — 171 (1.85 1.63 2.08) 417 — s — 177 (1.91 2.36 1.35) 417 — s — 182 (1.05 1.20 2.51 417 — s — 187 (1.79 1.55 2.16)
417 — s — 192 (2.25 2.70 1.02) 417 — s — 193 (1.17 1.86 1.85) 417 — s — 194 (2.02 1.30 2.41 417 — s — 198 (1.79 2.08 1.63)
417 — s — 217 (1.18 2.07 1.64) 417 — s — 218 (1.15 2.25 1.47) 417 — s — 219 (0.95 1.80 1.91 417 — s — 222 (1.06 1.65 2.06)
417 — s — 231 (2.30 2.81 0.90) 417 — s — 237 (1.51 2.61 1.10) 417 — s — 244 (1.57 2.23 1.49 417 — s — 245 (1.48 2.00 1.71)
417 — s — 246 (1.82 2.56 1.15) 417 — s — 285 (1.08 2.00 1.71) 417 — s — 332 (1.26 1.88 1.83 417 — s — 358 (1.20 2.05 1.66)
417 — s — 379 (1.08 1.81 1.90) 417 — s — 391 (1.09 1.80 1.91) 417 — s — 430 (1.03 2.63 1.08 417 — s — 440 (1.70 2.44 1.27)
417 — s — 441 (1.63 2.36 1.35) 418 — s — 27 ( .29 1.65 1.45) 418 — s — 28 ( .36 1.92 1.18) 418 — s — 29 ( .12 1.65 1.46)
418 — s — 44 ( .01 0.80 2.30) 418 — s — 46 (2.53 1.81 1.29) 418 — s — 86 (0.99 1.98 1.12) 418 — s — 110 (1.33 1.94 1.17)
418 — s — 111 (2.03 1.06 2.05) 418 — s — 112 (1.22 1.44 1.67) 418 — s — 118 (1.31 1.34 1.77 418 — s — 119 (1.28 1.55 1.55)
418 — s — 133 (2.04 2.06 1.04) 418 — s — 150 (2.86 1.94 1.17) 418 — s — 151 (2.77 2.20 0.91 418 — s — 153 (2.79 2.04 1.07)
418 — s — 154 (2.32 1.17 1.94) 418 — s — 166 (2.04 0.99 2.11) 418 — s — 171 (1.81 0.99 2.11 418 — s — 177 (1.87 1.72 1.39)
418 — s — 187 (1.75 0.90 2.20) 418 — s — 192 (2.21 2.05 1.05) 418 — s — 193 (1.13 1.21 1.89 418 — s — 198 (1.75 1.44 1.67)
418 — s — 217 (1.14 1.42 1.68) 418 — s — 218 (1.11 1.60 1.50) 418 — s — 219 (0.91 1.16 1.95 418 — s — 222 (1.02 1.01 2.10)
418 — s — 231 (2.26 2.16 0.94) 418 — s — 237 (1.47 1.97 1.14) 418 — s — 244 (1.53 1.58 1.52 418 — s — 245 (1.45 1.35 1.75)
418 — s — 246 (1.78 1.92 1.18) 418 — s — 285 (1.04 1.35 1.75) 418 — s — 332 (1.22 1.24 1.87 418 — s — 358 (1.16 1.40 1.70)
418 — s — 379 (1.04 1.17 1.94) 418 — s — 391 (1.05 1.15 1.95) 418 — s — 430 (0.99 1.98 1.12 418 — s — 440 (1.66 1.79 1.31)
418 — s — 441 (1.60 1.72 1.39) 419 — s — 36 ( .02 1.29 1.16) 419 — s — 43 ( .44 1.14 1.31 ) 419 — s — 133 (1.55 0.92 1.53)
419 — s — 151 (2.27 1.05 1.40) 419 — s — 152 (2.92 1.35 1.10) 419 — s — 153 (2.30 0.89 1.56 419 — s — 192 (1.72 0.90 1.55)
419 — s — 231 (1.77 1.02 1.43) 419 — s — 237 (0.98 0.82 1.63) 425 — s — 38 ( .44 0.87 1.32) 425 — s — 111 (2.73 0.84 1.34)
425 — s — 112 (1.92 1.22 0.97) 425 — s — 118 (2.01 1.12 1.07) 425 — s — 154 (3.02 0.95 1.24 425 — s — 193 (1.83 1.00 1.19)
425 — s — 198 (2.45 1.22 0.97) 425 — s — 217 (1.84 1.21 0.98) 425 — s — 219 (1.61 0.94 1.25 425 — s — 245 (2.15 1.14 1.05)
425 — s — 285 (1.75 1.14 1.05) 425 — s — 332 (1.92 1.02 1.17) 425 — s — 358 (1.86 1.19 1.00 425 — s — 379 (1.74 0.95 1.24)
425 — s — 391 (1.75 0.94 1.25) 434 — s — 43 (0.88 0.83 1.87) 434 — s — 152 (2.36 1.04 1.66 436 — s — 27 ( .05 1.31 1.69)
436 — s — 28 ( .12 1.58 1.42) 436 — s — 29 (0.88 1.30 1.70) 436 — s — 36 ( .28 2.09 0.91 ) 436 — s — 43 ( .69 1.94 1.05)
436 — s — 46 (2.29 1.46 1.53) 436 — s — 110 (1.09 1.59 1.40) 436 — s — 112 (0.98 1.09 1.91 436 — s — 118 (1.07 0.99 2.01)
436 — s — 119 (1.05 1.20 1.79) 436 — s — 133 (1.80 1.72 1.28) 436 — s — 150 (2.62 1.59 1.40 436 — s — 151 (2.53 1.85 1.15)
436 — s — 153 (2.55 1.69 1.30) 436 — s — 154 (2.09 0.82 2.18) 436 — s — 177 (1.63 1.37 1.62 436 — s — 192 (1.98 1.70 1.29)
436 — s — 193 (0.89 0.87 2.13) 436 — s — 198 (1.51 1.09 1.91) 436 — s — 217 (0.90 1.08 1.92 436 — s — 218 (0.87 1.25 1.74)
436 — s — 231 (2.02 1.82 1.18) 436 — s — 237 (1.24 1.62 1.38) 436 — s — 244 (1.29 1.23 1.76 436 — s — 245 (1.21 1.01 1.99) 436— S— 246 (1 .54 1.57 1.42) 436— S— 285 (0.81 1.00 1.99) 436— S— 332 (0.98 0.89 2.1 1 ) 436— S 358 (0.92 1.06 1.94)
436 — S — 379 (0.80 0.82 2.18) 436 — S — 391 (0.81 0.81 2.19) 436 — S _ 440 (1 .43 1.45 1.55) 436 — S 441 (1 .36 1.37 1.62)
437 — S — 46 (1.20 0.81 2.62) 437 — S — 150 (1 .54 0.94 2.49) 437 — S — 151 (1 .45 1.19 2.23) 437 — S 152 (2.09 1.49 1.93)
437 — S — 153 (1 .47 1.04 2.39) 437 — S — 192 (0.89 1.05 2.38) 437 — S — 231 (0.94 1.16 2.26) 477 — S 27 (1.57 1.32 1.17)
477 — S — 28 (1.64 1.59 0.90) 477 — S — 29 (1.40 1.32 1.18) 477 — S — 46 (2.81 1.48 1.01 ) 477 — S 112 (1 .50 1.1 1 1.39)
477 — S — 118 (1 .59 1.00 1.49) 477 — S — 119 (1 .56 1.22 1.27) 477 — S — 154 (2.60 0.84 1.66) 477 — S 177 (2.15 1.39 1.1 1 )
477 — S — 193 (1 .41 0.88 1.61 ) 477 — S — 198 (2.03 1.10 1.39) 477 — S — 217 (1 .42 1.09 1.40) 477 — S 218 (1 .39 1.27 1.22)
477 — S — 219 (1 .19 0.83 1.67) 477 — S — 244 (1 .81 1.25 1.24) 477 — S — 245 (1 .73 1.02 1.47) 477 — S 246 (2.06 1.59 0.90)
477 — S — 285 (1 .33 1.02 1.47) 477 — S — 332 (1 .50 0.91 1.59) 477 — S — 358 (1 .44 1.07 1.42) 477 — S 379 (1 .32 0.83 1.66)
477 — S — 391 (1 .33 0.82 1.67) 477 — S — 440 (1 .95 1.46 1.03) 477 — S — 441 (1 .88 1.39 1.10) 477 — S 482 (0.98 1.23 1.26)
477 — S — 483 (1 .03 1.31 1.19)
Die Eigenschaft des Separators S die Konjugation zwischen AF1 und AF2 zu unterbinden und dadurch die räumliche Trennung der Grenzorbitale HOMO und LUMO zu gewährleisten wird anhand der in nachfolgend gezeigten Beispielverbindungen bzw. deren Grenzorbitaldarstellungen deutlich.
Figure imgf000055_0001
Verbindung A
Das HOMO dieser Verbindung A ist in Figur 4 und das LUMO in Figur 5 gezeigt.
Figure imgf000055_0002
Verbindung B
Das HOMO dieser Verbindung B ist in Figur 6 und das LUMO in Figur 7 gezeigt.
Figure imgf000056_0001
Verbindung C
Das HOMO dieser Verbindung C ist in Figur 8 und das LUMO in Figur 9 gezeigt.
In einer Ausführungsform werden an die chemisch substituierbaren Positionen der so erhaltenen organischen Moleküle weitere Reste R angefügt, um die Löslichkeit der Emitter zu steigern und/oder die Polymerisierbarkeit zu ermöglichen ohne dabei die elektronischen Eigenschaften des Moleküls signifikant zu verändern, sodass auch bei Verwendung von R ein Emitter vorliegt, wobei
jedes R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, Cl, Br, I, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, -CF3, - N02, -OH, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden. In einer Ausführungsform ist das Ringsystem das gebildet werden kann, auf ein monozyklisches aliphatisches Ringsystem mit insgesamt fünf oder sechs Ringgliedern beschränkt.
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2 P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, - As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S-ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, CF3, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R9C=CR9-, -CEC-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch-Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, - P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R6 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R7 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, bzw. eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
Polymerisierbare Reste sind solche Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen, die mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymiersiert werden können. Somit können die erfindungsgemäßen Moleküle als Polymer mit folgenden Wiederholungseinheiten der Formeln 4 und 5 erhalten werden, die als Polymere in der lichtemittierenden Schicht des optoelektronischen Bauelements Verwendung finden können.
Figure imgf000060_0001
Formel 4 Formel 5
In Formel 4 und 5 stehen L1 und L2 für gleiche oder verschiedene Linkergruppen, die 0 bis 20, insbesondere 1 bis 15, oder 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und wobei die gewellte Linie die Position kennzeichnet, über die die Linkergruppe an das organische Molekül der Formel 1 oder Unterformel 1 angebunden ist. In einer Ausführungsform weist die Linkergruppe L1 und/oder L2 eine Form -X-L3- auf, wobei X für O oder S steht und L3 für eine Linkergruppe ausgewählt aus der Gruppe aus einer substituierten und unsubstituierten Alkylengruppe (linear, verzweigt oder cyclisch) und einer substituierten und unsubstituierten Arylengruppe, insbesondere eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, wobei auch Kombinationen möglich sind. In einer weiteren Ausführungsform weist die Linkergruppe L1 und/oder L2 eine Form -C(=0)0- auf.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Wiederholungseinheiten sind Strukturen der Formeln 6
Figure imgf000061_0001
Formel 6 Formel 7 Formel 8 Formel 9 Formel 10 Formel 11
Zur Herstellung der Polymere, die die Wiederholungseinheiten gemäß Formel 6 bis 1 1 aufweisen, werden die polymerisierbaren funktionellen Einheiten über eine Linkergruppe der Formeln 12 bis 17, die eine Hydroxyleinheit aufweisen, an das organische Molekül der Formel 1 oder der Unterformel 1 angebunden und die daraus resultierenden Verbindungen mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen geeigneten Monomeren copolymerisiert.
Figure imgf000061_0002
Formel 12 Formel 13 Formel 14 Formel 15 Formel 16 Formel 17 Polymere, die eine Einheit gemäß Formel 4 oder Formel 5 aufweisen, können dabei entweder ausschließlich Wiederholungseinheiten mit einer Struktur der allgemeinen Formel 4 oder 5, oder Wiederholungseinheiten mit einer anderen Struktur aufweisen. Beispiele von Wiederholungseinheiten mit anderen Strukturen weisen Einheiten auf, die sich aus entsprechenden Monomeren ergeben, die typischerweise in Copolymerisationen eingesetzt oder verwendet werden. Beispiele für derartige Wiederholungseinheiten, die sich aus Monomeren ergeben, sind Wiederholungseinheiten, die ungesättigte Einheiten wie Ethylen oder Styrol aufweisen.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft organischen Moleküle, welche
- einen AE(Si-T-i)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (Si)- und dem darunter liegenden Triplett (T-i)-Zustand von kleiner als 0,2 eV, insbesondere kleiner als 0,1 eV aufweisen und/oder
- eine Emissionslebensdauer von höchstens 50 ps aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung eines Separators S in Form einer neutralen chemischen Einheit zur Bereitstellung eins erfindungsgemäßen organischen Moleküls, wobei mindestens eine erste chemische Einheit AF1 , aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen und mindestens eine zweite chemische Einheit AF2, aufweisend ein konjugiertes System, insbesondere mindestens sechs in Konjugation stehende π-Elektronen, kovalent über den Separator S derart verknüpft wird, dass der Separator S eine direkte elektronische Wechselwirkung über konjugierte Bindungen zwischen dem konjugierten System der ersten chemischen Einheit AF1 und dem konjugierten System der zweiten chemischen Einheit AF2 unterbindet.
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen organischen Moleküls als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement, das insbesondere durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder aus Lösung hergestellt wird, wobei das optoelektronische Bauelement insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- Organischen lichtemittierende Dioden (OLEDs),
- Licht-emittierenden elektrochemischen Zellen,
- OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren,
- organischen Dioden,
- organischen Solarzellen, - organischer Transistor,
- organischen Feldeffekttransistoren,
- organischen Lasern und
- Down-Konversions-Elementen.
Der Anteil des erfindungsgemäßen organischen Moleküls am lumineszierenden Emitter und/oder Hostmaterial und/oder Elektronentransportmaterial und/oder Lochinjektionsmaterial und/oder Lochblockiermaterial beträgt in einer Ausführungsform 1 % bis 99 % (Gew%), insbesondere beträgt der Anteil am Emitter in optischen Licht emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 %.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt optoelektronische Bauelemente, aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül, wobei das optoelektronische Bauelement insbesondere ausgeformt ist als ein Bauelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischem lichtemittierendem Bauelement (OLED), Licht-emittierender elektrochemischer Zelle, OLED-Sensor, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, organischer Diode, organischer Solarzelle, organischem Transistor, organischer lichtemittierender Diode, organischem Feldeffekttransistor, organischem Laser und Down-Konversion-Element.
Eine Ausführungsform betrifft das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement aufweisend ein Substrat, eine Anode und eine Kathode, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und mindestens eine lichtemittierende Schicht, welche zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül enthält.
In einer weiteren Ausführungsform des Bauelements wird das organische Molekül als Emissionsmaterial in einer Emissionsschicht eingesetzt wird, wobei sie in Kombination mit mindestens einem Hostmaterial oder insbesondere als Reinschicht eingesetzt werden kann. In einer Ausführungsform beträgt dabei der Anteil des organischen Moleküls als Emissionsmaterial in einer Emissionsschicht in optischen Licht-emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % (Gew%).
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelements ist die ein erfindungsgemäßes organisches Molekül aufweisende lichtemittierende Schicht auf ein Substrat aufgebracht. In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauelement, bei dem die lichtemittierende Schicht ausschließlich ein erfindungsgemäßes organisches Molekül in 100 % Konzentration aufweist, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement neben dem erfindungsgemäßen organischen Molekül mindestens ein Hostmaterial auf, wobei insbesondere der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (T-i) des mindestens einen Hostmaterials höher ist als der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (ΤΊ) des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein Substrat, eine Anode, eine Kathode und mindestens je eine löcherinjizierende und eine elektroneninjizierende Schicht und mindestens eine lichtemittierende Schicht auf, wobei die mindestens eine lichtemittierende Schicht ein erfindungsgemäßes organisches Molekül und ein Hostmaterial aufweist, dessen Triplett (ΤΊ)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus energetisch höher liegen als die Triplett (T-i)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht aufgebracht ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein Substrat, eine Anode, eine Kathode und mindestens je eine löcherinjizierende und eine elektroneninjizierende Schicht, und mindestens je eine löchertransportierende und eine elektronentransportierende Schicht, und mindestens eine lichtemittierende Schicht auf, wobei die mindestens eine lichtemittierende Schicht ein erfindungsgemäßes organisches Molekül sowie ein Hostmaterial aufweist, dessen Triplett (T-i)- und Singulett (Si)- Energieniveaus energetisch höher liegen als die Triplett (T-i)- und Singulett (Si)- Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht ist, und die löcher- und elektroneninjizierende Schicht zwischen Anode und Kathode aufgebracht ist, und die löcher- und elektronentransportierende Schicht zwischen löcher- und elektroneninjizierende Schicht aufgebracht ist, und die lichtemittierende Schicht zwischen löcher- und elektronentransportierende Schicht aufgebracht ist. In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mindestens ein Hostmaterial aus einem Material gemäß Formel 1 oder Unterformel 1 auf.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements beinhaltet die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien, welche ausgewählt sein können aus Formel 1 oder Unterformel 1 .
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bilden ein organisches Molekül gemäß Formel 1 oder Unterformel 1 und ein funktionelles Material, beispielsweise in Form eines weiteren Emitter-Materials, eines Host-Materials, oder eines weiteren organischen Moleküls, welches zur Bildung eines Exciplex mit dem Molekül gemäß Formel 1 oder Unterformel 1 befähigt ist, einen Exciplex. Funktionelle Materialien sind beispielsweise Hostmaterialien wie MCP, Elektronentransportmaterialien wie TPBI und Lochtransportmaterialien wie N PD oder MTDATA. Exciplexe sind Addukte aus elektronisch angeregten Molekülen und solchen im elektronischen Grundzustand, die zur Lichtemission fähig sind.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Emission durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) charakterisiert.
In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements werden organische Moleküle gemäß Formel 1 oder Unterformel 1 als Ladungstransportschicht verwendet.
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein lichtemittierendes Material, aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül und ein Hostmaterial, wobei die Triplett (ΤΊ)- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des Hostmaterials energetisch höher liegen als die Triplett (T-i )- und Singulett (S-i)-Energieniveaus des organischen Moleküls, und wobei das organische Molekül Fluoreszenz oder thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) emittiert, und einen AE(Si-T-i)-Wert zwischen dem untersten angeregten Singulett (Si )- und dem darunter liegenden Triplett (T-i)-Zustand von kleiner als 0,2 eV, insbesondere kleiner als 0, 1 eV aufweist.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements aufweisend ein erfindungsgemäßes organisches Molekül. In einer Ausführungsform weist Verfahren den Schritt der Verarbeitung des organischen Moleküls mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung aus. In einer Ausführungsform weist das Verfahren das Aufbringen des organischen Moleküls auf einen Träger auf, wobei das Aufbringen insbesondere nass-chemisch, mittels kolloidaler Suspension oder mittels Sublimation erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens eine Schicht
- mit einem Sublimationsverfahren beschichtet,
- mit einem OVPD (Organic Vapor Phase Deposition) Verfahren beschichtet,
- mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet oder
- aus Lösung oder mit einem beliebigen Druckverfahren hergestellt.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der Emissions- und/oder Absorptionseigenschaften eines elektronischen Bauelements, wobei ein erfindungsgemäßes organisches Molekül in ein Matrixmaterial zur Leitung von Elektronen oder Löchern in einem optoelektronischen Bauelement eingebracht wird.
Die Erfindung betrifft zudem in einem weiteren Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Moleküls zur Umwandlung von UV-Strahlung oder von blauem Licht in sichtbares Licht, insbesondere in grünes, gelbes oder rotes Licht (Down-Konversion), insbesondere in einem optoelektronischen Bauelement der hier beschriebenen Art.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anwendung, in der mindestens ein Material gemäß Formel 1 oder Unterformel 1 , durch äußere energetische Anregung zum Leuchten angeregt wird. Die äußere Anregung kann elektronisch oder optisch oder radioaktiv sein.
Beispiele
Berechnungen nach der Dichtefuntionaltheorie
Variante 1 (BP86)
Für die DFT-Rechnungen (Dichtefunktionaltheorie) wurde das BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) und def2-SV(P)-Basissätze (Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297- 3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys.2010, 133, 134105/1-134105/1 1 ) verwendet. Zur numerischen Integration kam das m4-Grid zum Einsatz und die resolution-of-identity- Näherung (Rl) (Häser, M.; Ahlrichs, R. J. Comput. Chem. 1989, 10, 104-1 1 1 ; Weigend, F.; Häser, M. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 331-340; Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 1 18, 9136-9148) wurde in allen Rechnungen verwendet. Die DFT- Rechnungen wurden mit dem Turbomole-Programmpaket (Version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, University of Karlsruhe/Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, 2007; http://www.turbomole.com) durchgeführt.
Variante 2 (TD-B3LYP)
Für die Optimierung der Molekülstrukturen wurde das BP86-Funktional (Becke, A. D. Phys. Rev. A1988, 38, 3098-3100; Perdew, J. P. Phys. Rev. B1986, 33, 8822-8827) verwendet, wobei die resolution-of-identity-Näherung (Rl) (Sierka, M.; Hogekamp, A.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 1 18, 9136-9148; Becke, A.D. , J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789) zum Einsatz kam. Anregungsenergien wurden bei der mit BP86 optimierten Struktur mit der Time-Dependent DFT-Methode (TD-DFT) unter Verwendung des B3LYP-Funktionals (Becke, A.D. , J.Chem.Phys. 98 (1993) 5648-5652; Lee, C; Yang, W; Parr, R.G. Phys. Rev. B 37 (1988) 785-789; Vosko, S. H.; Wilk, L; Nusair, M. Can. J. Phys. 58 (1980) 1200-121 1 ; Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F. ; Frisch, M. J. J.Phys.Chem. 98 (1994) 1 1623-1 1627) berechnet. In allen Rechnungen wurden def2-SV(P)-Basissätze (Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305; Rappoport, D.; Furche, F. J. Chem. Phys.2010, 133, 134105/1-134105/1 1 ) und ein m4 -Grid zur numerischen Integration verwendet. Alle DFT-Rechnungen wurden mit dem Turbomole-Programmpaket (Version 6.5) (TURBOMOLE V6.4 2012, University of Karlsruhe und Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1989-2007, TURBOMOLE GmbH, 2007; http://www. turbomole.com) durchgeführt.
Synthesevorschriften:
AAV1: Arylierung von Ph3SiCI bzw. Ph3GeCI In einem Zweihalskolben mit Septum wurde unter Schutzgasatmosphäre das entsprechende Arylhalogenid (1.0 Äquiv.) in abs. Diethylether (7 mL pro mmol Arylhalogenid) gelöst. Die Lösung wurde auf -78 °C gekühlt und unter Rühren tropfenweise mit n-Butyllithium (2.5 M in Hexan; 1.1 Äquiv.) versetzt. Nach 30 min Rühren bei -78 °C wurde eine Lösung von Chlortriphenylsilan bzw. Chlortriphenylgerman (1.2 Äquiv.) in abs. Diethylether (3 mL pro mmol Silan bzw. German) tropfenweise zugegeben. Das Kühlbad wurde entfernt und das Reaktionsgemisch bis zur Beendigung der Reaktion (Reaktionskontrolle per GC/MS bzw. LC/MS) bei RT gerührt. Es wurde Ethanol (10 mL) zugegeben und die resultierende Lösung mit Wasser (3x) gewaschen. Die wässrige Phase wurde mit Diethylether extrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgS04 getrocknet. Unter vermindertem Druck wurde das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV2: Arylierung von Ph2SiCI2 bzw. Ph2GeCI2
In einem Zweihalskolben mit Septum wurde unter Schutzgasatmosphäre das entsprechende Arylhalogenid (2.1 Äquiv.) in abs. Diethylether (7 mL pro mmol Arylhalogenid) gelöst. Die Lösung wurde auf -78 °C gekühlt und unter Rühren tropfenweise mit n-Butyllithium (2.5 M in Hexan; 2.2 Äquiv.) versetzt. Nach 30 min Rühren bei -78 °C wurde eine Lösung von Dichlordiphenylsilan bzw. Dichlordiphenylgerman (1.0 Äquiv.) in abs. Diethylether (3 mL pro mmol Silan bzw. German) tropfenweise zugegeben. Das Kühlbad wurde entfernt und das Reaktionsgemisch bis zur Beendigung der Reaktion (Reaktionskontrolle per GC/MS bzw. LC/MS) bei RT gerührt. Es wurde Ethanol (10 mL) zugegeben und die resultierende Lösung mit Wasser (3x) gewaschen. Die wässrige Phase wurde mit Diethylether extrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgS04 getrocknet. Unter vermindertem Druck wurde das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV3: Arylierung von SiCI4 bzw. GeCI4 zu SiAr4 bzw. GeAr4
In einem Zweihalskolben mit Septum wurde unter Schutzgasatmosphäre das entsprechende Arylhalogenid (4.2 Äquiv.) in abs. Diethylether (3 mL pro mmol Arylhalogenid) gelöst. Die Lösung wurde auf -78 °C gekühlt und unter Rühren tropfenweise mit n-Butyllithium (2.5 M in Hexan; 4.2 Äquiv.) versetzt. Nach 30 min Rühren bei -78 °C wurde das Gemisch weitere 3 h bei 0 °C gerührt. Nach erneutem Abkühlen auf -78 °C wurde tropfenweise eine Lösung von SiCI4 bzw. GeCI4 (1 .0 Äquiv.) in abs. Diethylether (2 mL pro mmol Silan bzw. German) zugegeben. Das Kühlbad wurde entfernt und das Reaktionsgemisch bis zur Beendigung der Reaktion (Reaktionskontrolle per GC/MS bzw. LC/MS) bei RT gerührt. Es wurde Ethanol (10 mL) zugegeben und die resultierende Lösung mit Wasser (3x) gewaschen. Die wässrige Phase wurde mit Diethylether extrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgS04 getrocknet. Unter vermindertem Druck wurde das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV4: Synthese von Bis(carbazolyl)SiCI2-Derivaten (Protokoll leicht abgeändert nach: J. Organomet. Chem. 1988, 350, 217-226.)
In einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler und Septum wurde das entsprechende 9H-Carbazolderivat (2,0 Äquiv.) in abs. Toluol (2 mL pro mmol Carbazolderivat) suspendiert. Bei RT wurde n-BuLi (2,5 M in Hexan; 2,2 Äquiv.) zugegeben und das Gemisch anschließend 2 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf RT wurde eine Lösung von SiCI4 (1 ,0 Äquiv.) in abs. Toluol (0,5 mL pro mmol SiCI4) tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde 1 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf RT wurde unter vermindertem Druck das Lösungsmittel entfernt. Der Rückstand wurde durch Destillation, Sublimation oder durch Umkristallisation gereinigt.
AA V5: Hartwig-B uch wald-A minierung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid oder -lodid und das entsprechende Amin im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie NaOfBu (1.5 mmol pro mmol Amin), PdOAc2 (0,05 Äquiv.) und P(fBu)3 (0, 1 Äquiv.) in absolutem Toluol suspendiert. Das Gemisch wird 24 h unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen auf RT wird das Reaktionsgemisch mit dem gleichen Volumen Ethylacetat versetzt und 3x mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wird über MgS04 getrocknet und anschließend filtriert. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV6: Nucleophile Aromatische Substitution
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylfluorid und das entsprechende Amin im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie K3P04 (2 mmol pro mmol Amin) vorgelegt. Nach der Zugabe von absolutem DMSO wird das Gemisch bis zur vollständigen Umsetzung auf 120 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden durch Zugabe von Wasser die organischen Komponenten ausgefällt und anschließend abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der Rückstand wird durch Umkristallisation gereinigt.
AAV7: Suzuki-Kupplung
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid und die entsprechende Arylboronsäure in gewünschten stöchiometrischen Verhältnis sowie Na2C03 (2,5 mmol pro mmol Boronsäure) und Pd(PPh3)4 (0,02 mmol pro mmol Arylbromid) in 1 ,2-Dimethoxyethan (10 ml_ pro mmol Arylbromid) suspendiert. Nach Zugabe von absolutem EtOH (0,3 ml_ pro mmol Arylbromid) und entgastem Wasser (0,3 ml_ pro mmol Arylbromid) wird das Gemisch 4-12 h auf 90 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden dem Gemisch gleiche Volumen Wasser und Ethylacetat zugesetzt und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird 3x mit Ethylacetat extrahiert und die organischen Phasen vereinigt. Die organische Phase wird mit ges. NaCI-Lösung gewaschen, über MgS04 getrocknet und filtriert. Unter vermindertem Druck wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
AAV8: Einführung von Cyanogruppen
Unter Schutzgasatmosphäre werden das entsprechende Arylbromid oder -lodid und CuCN im gewünschten stöchiometrischen Verhältnis (1 ,25 mmol CuCN pro mmol zu substituierendem Halogenidatom) in absolutem DMF suspendiert. Das Gemisch wird bis zur vollständigen Umsetzung auf 150 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf RT werden durch Zugabe von Dichlormethan die enthaltenen Kupfersalze ausgefällt und anschließend abfiltriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel befreit und der Rückstand durch Umkristallisation oder per MPLC gereinigt.
Synthesen
Figure imgf000070_0001
Figure imgf000070_0002
70
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Photophysikalische Messungen
Vorbehandlung von optischen Gläsern
Alle Gläser (Küvetten und Substrate aus Quarzglas, Durchmesser: 1 cm) wurden nach jeder Benutzung gereinigt: Je dreimaliges Spülen mit Dichlormethan, Aceton, Ethanol, demineralisiertem Wasser, Einlegen in 5% Hellmanex-Lösung für 24h, gründliches Ausspülen mit demineralisiertem Wasser. Zum Trocknen wurden die optischen Gläser mit Stickstoff abgeblasen.
Probenvorbereitung, Film: Spin-Coating (Gerät: Spin 150, SPS euro.)
Die Probenkonzentration entsprach 10mg/ml, angesetzt in Toluol oder Chlorbenzol.
Die Konzentration des optisch neutralen Hostpolymers PMMA (Polymethylmethacrylat) entsprach 10 mg/mL, angesetzt in Toluol oder Chlorbenzol.
Die Filmpräparation erfolgte aus einem Gemisch der PMMA-Lösung und der Probenlösung im volumetrischen Verhältnis 90:10.
Programm: 1 ) 3 s bei 400 U/min; 2) 20 Sek. bei 1000 U/min bei 1000 Upm/ s. 3) 10s bei 4000 U/min bei 1000 Upm/ s. Die Filme wurden nach dem Beschichten für 1 min bei 70 °C an Luft auf einer Präzisionsheizplatte von LHG getrocknet.
Absorptionsspektroskopie
Lösungen: UV-VIS-Spektren wurden auf einem Gerät der Firma Thermo Scientific, Modell Evolution 201 aufgenommen. (Siehe Probenvorbereitung: Lösungen)
Film: UV-VIS-Spektren wurden auf einem Gerät der Firma Thermo Scientific, Modell Evolution 201 aufgenommen. (Siehe Probenvorbereitung, Film: Spin-Coating)
Photolumineszenzspektroskopie und TCSPC
Steady-state Emissionsspektroskopie wurde mit einem Fluoreszenzspektrometer der Firma Horiba Scientific, Modell FluoroMax-4 durchgeführt, ausgestattet mit einer 150 W Xenon-Arc Lampe, Anregungs- und Emissionsmonochromatoren und einer Hamamatsu R928 Photomultiplier-Röhre, sowie einer TCSPC-Option. Emissions- und Anregungsspektren wurden korrigiert durch Standardkorrekturkurven.
Die Emissionsabklingzeiten wurden ebenfalls auf diesem System gemessen unter Verwendung der TCSPC-Methode mit dem FM-2013 Zubehör und einem TCSPC-Hub von Horiba Yvon Jobin. Anregungsquellen: NanoLED 370 (Wellenlänge: 371 nm, Pulsdauer: 1 .1 ns), NanoLED 290 (Wellenlänge: 294 nm, Pulsdauer: <1 ns), SpectraLED 310 (Wellenlänge: 314nm), SpectraLED 355 (Wellenlänge: 355nm).
Die Auswertung (exponentielles Fitten) erfolgte mit dem Softwarepaket DataStation und der DAS 6 Auswertungssoftware. Der Fit wurde über die Chi-Quadrat-Methode angegeben
Figure imgf000073_0001
mit e,: Durch den Fit vorhergesagte Größe und o,: Gemessenen Größe. Quanteneffizienzbestimmung
Die Messung der Photolumineszenzquantenausbeute (PLQY) erfolgte mittels eines Absolute PL Quantum Yield Measurement C9920-03G-Systems der Firma Hamamatsu Photonics. Dieses besteht aus einer 150 W Xenon-Gasentladungslampe, automatisch justierbaren Czerny-Turner Monochromatoren (250 - 950 nm) und einer Ulbricht-Kugel mit hochreflektierender Spektralon-Beschichtung (einem Teflon-Derivat), die über ein Glasfaserkabel mit einem PMA-12 Vielkanaldetektor mit BT- (back thinned-) CCD-Chip mit 1024 x 122 Pixeln (Größe 24 x 24 pm) verbunden ist. Die Auswertung der Quanteneffizienz und der CIE-Koordinaten erfolgte mit Hilfe der Software U6039-05 Version 3.6.0
Für G9920-OXG (PMA-12). Das Emissionsmaximum wird in nm, die Quantenausbeute Φ in % und die CIE-Farbkoordinaten als x,y-Werte angegeben.
PLQY wurde für Polymerfilme, Lösungen und Pulverproben nach folgendem Protokoll bestimmt:
1 ) Durchführung der Qualitätssicherung: Als Referenzmaterial dient Anthracene in Ethanol mit bekannter Konzentration.
2) Ermitteln der Anregungswellenlänge: Es wurde zuerst das Absorbtionsmaximum des organischen Moleküls bestimmt und mit diesem angeregt.
3) Durchführung der Probenmessung: Es wurde von entgasten Lösungen und Filmen unter Stickstoff-Atmosphäre die absolute Quantenausbeute bestimmt. Die Berechnung erfolgte systemintern nach folgender Gleichung:
Figure imgf000073_0002
mit der Photonenzahl nphoton und der Intensität Int. Figuren
Schematische Darstellung des Aufbaus einer organischen lichtemittierenden Diode (OLED).
Schematische Darstellung des Energieniveaudiagrammes (relative Energie in eV) eines erfindungsgemäßen Emitters (Lichtemission resultiert aus dem Übergang LUMO AF2 hin zu HOMO AF1 ).
Schematische Darstellung: Der Abstand zwischen dem Singulett-Niveau Si und dem Triplett-Niveau ΤΊ ist maßgeblich für die Elektrolumineszenz- Quantenausbeute. Ist dieser klein, so kann eine Rückbesetzung des angeregten Singulett-Niveaus aus dem Triplett-Niveau stattfinden. Photophysikalisch nennt man dieses Phänomen Verzögerte Fluoreszenz. In OLED-Bauteilen lassen sich so ähnlich wie bei Triplett-Emittern 100% aller Excitonen nutzen, man spricht daher analog von Singulett Harvesting.
HOMO der Verbindung A.
LUMO der Verbindung A.
HOMO der Verbindung B.
LUMO der Verbindung B.
HOMO der Verbindung C.
LUMO der Verbindung C.

Claims

Ansprüche
1. Organisches Molekül, aufweisend eine Struktur der Unterformel 1
Figure imgf000075_0001
Unterformel 1 wobei gilt:
El ist ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Si, Ge, Sn und Pb;
R*** ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander eine Einheit AF, ein Rest R* oder weist eine Struktur der Formel 1 a auf
Figure imgf000075_0002
Formel 1a
e ist 0 oder 1 ;
a ist (6-b) bei e =0 oder (4-b) bei e = 1 ;
b ist 1 , 2, 3 oder 4,
c ist 0 oder (4-d)
d ist 0, 1 , 2, 3 oder 4;
VP kennzeichnet den Anknüpfungspunkt an El oder ist R*, wobei immer genau eine Einheit VP einen Anknüpfungspunkt kennzeichnet und die restlichen VP gleich R* sind;
wobei (b+d) mindestens gleich 2 ist;
wobei die Moleküle der Unterformel 1 mindestens zwei Einheiten AF nämlich mindestens eine Einheit AF1 und mindestens eine Einheit AF2 aufweisen, für die gilt AF1 + AF2 und wobei für den Fall, dass mehr als zwei chemische Einheiten enthalten sind, gilt, dass jede weitere chemische Einheit AF identisch mit AF1 oder AF2 ist;
und wobei die Gesamtanzahl enthaltener Einheiten AF maximal gleich vier ist; wobei die chemischen Einheiten AF2 eine Struktur der Formel 3a aufweisen
Figure imgf000076_0001
Formel 3a wobei gilt:
m ist 0 oder 1 ;
n ist 0 oder 1 , und n ist 0 wenn o = 0;
o ist 0 oder 1 ;
X ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, S, NR*, BR*, CR*2,
Figure imgf000076_0002
und einer
C-C-Einfachbindung;
Y ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander O, S, NR** oder CR**2, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich CR**2 sind oder Y ist gleich einer C-C-Einfachbindung, wobei nicht zwei Einheiten Y gleichzeitig gleich einer C-C-Einfachbindung sind;
A ist CR** wenn o = 0 oder ist C wenn o = 1 ;
K ist gleich C, wenn gleichzeitig o = 1 und m = 1 sind oder ist gleich CR**, wenn o = 1 und gleichzeitig m = 0 sind oder wenn o = 0 und gleichzeitig m = 1 sind oder ist gleich H, wenn gleichzeitig o = 0 und m = 0 sind oder ist gleich CR** oder N, wenn m = 0 und gleichzeitig X gleich einer C-C-Einfachbindung sind oder ist gleich CR**2, wenn M gleich CR**2 ist;
L ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR** oder C als Anknüpfungsstelle für Y oder L ist N, wobei maximal zwei Einheiten L gleichzeitig gleich N sind und wobei nicht zwei einander benachbarte Einheiten gleichzeitig gleich N sind;
M ist C, wenn m = 1 ist oder ist CR**, wenn m = 0 ist oder ist CR**2, wenn K gleich CR**2 ist;
R** ist entweder ein Rest R* oder der Anknüpfungspunkt der AF an einen Separator S; dabei können zwei oder mehrere einander benachbarte Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem wie Phenylen, Naphthyl, Anthracen und Perylen bilden, wenn die betreffenden Reste R** gleich R* sind. und wobei die chemischen Einheiten AF1 eine Struktur der Formel 3b aufweisen oder eine Struktur der Formel 3b haben:
Figure imgf000077_0001
Formel 3b
wobei gilt:
p ist 0 oder 1 ;
q ist 0 oder 1 ;
r ist 0 oder 1 ;
E ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
O, S, CR**, eine Element-Element-Einfachbindung, wobei nicht 2 Einheiten E gleichzeitig eine Element-Element-Einfachbindung sind;
BR**, NR**, wobei nicht zwei Einheiten E gleichzeitig gleich BR**, NR** sind;
,
Figure imgf000077_0002
U ist C, wenn p = 1 und gleichzeitig q = 1 oder U ist CR** oder
Figure imgf000077_0003
wenn q = 0 und gleichzeitig p = 1 oder wenn q = 1 und gleichzeitig p = 0;
V ist C oder ist CR*
Figure imgf000077_0004
oder N wenn q = 0;
Z ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
C, wenn p = 1 und gleichzeitig r = 1 ;
CR** oder N oder
Figure imgf000077_0005
, wenn p = 1 und gleichzeitig r = 0 oder wenn p = 0 und gleichzeitig r = 1 ;
R*, wenn p = 0 und gleichzeitig r = 0; CR**2, wenn zwischen Z und T eine Einfachbindung besteht und gleichzeitig r = 0 ist; T ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus = 1 ;
Figure imgf000078_0001
CR**2, wenn zwischen T und Z eine Einfachbindung besteht und gleichzeitig r = 0 ist;
CN
W ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR**oder '-^^ ; und wobei maximal 3 der Einheiten T, U, V gleichzeitig gleich N sind und wobei T, U, V nur dann gleich N sind, wenn eine Einheit E gleich einer Element-Element-Einfachbindung ist; und wobei mindestens 1 der Einheiten E, T, U, V, W gleich einer von C-H verschiedenen Gruppe ist, die mindestens 1 Stickstoff- oder ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom enthält; und wobei außerdem gilt: bei p = 1 und gleichzeitig q = 0 und gleichzeitig r = 0 können U iten verbrückt sein:
Figure imgf000078_0002
wobei in diesem Fall U und V gleich C sind und E, Z und T gleich CR** sind; und wobei gilt:
R** ist entweder ein Rest R* oder der Anknüpfungspunkt der AF an den Separator S; dabei können zwei oder mehrere einander benachbarte Substituenten R** auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches oder aromatisches Ringsystem wie Phenylen, Naphthyl, Anthracen und Perylen bilden, wenn die betreffenden Reste R** gleich R* sind;
R* ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, -CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C- Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -NR2- oder -O- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R* auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R2 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R2)2, Si(R4)3, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, As(=0)(R5)2 P(=S)(R5)2, As(=S)(R5)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2- Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, - Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, - As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S-ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R2 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R3 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R3 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R4 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, As(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, As(=S)(R5)2, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch - R6C=CR6-, -CEC-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, - C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, - P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R4 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R5 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, C(=0)R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl- , Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R6 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R6C=CR6-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, - C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, - O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R6 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R5 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R6 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, As(=0)(R5)2, P(=S)(R5)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R7 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R5)-, -As(=0)(R5)-, -P(=S)(R5)-, -As(=S)(R5)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;
R7 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R8 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, CF3 oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CF3 ersetzt sein können; dabei können zwei oder mehrere Substituenten R8 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches Ringsystem bilden;
R9 ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, N(R2)2, CN, CF3, N02, OH, COOH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, Si(R4)3, B(OR5)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, S(=0)R3, S(=0)2R3, OS02R3, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R8 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -R3C=CR3-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, -C(=Se)-, - C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, -As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R3 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R8 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R9 auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden; und wobei der Teil des organischen Moleküls gemäß Unterformel 1 , der nicht die chemischen Einheiten AF darstellt und der ein Si-Atom, ein Ge-Atom, ein Sn-Atom oder ein Pb-Atom enthält, als Separator S bezeichnet wird.
2. Organisches Molekül nach Anspruch 1 aufweisend eine Struktur der Formeln 2a bis 2z
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Formel 2a Formel 2b Formel 2c Formel 2d Formel 2e
Figure imgf000083_0001
Figure imgf000083_0002
Figure imgf000083_0003
Formel 2n Formel 2o Formel 2p Formel 2q
Figure imgf000083_0004
Formel 2u Formel 2v Formel 2w
Figure imgf000084_0001
Formel 2x Formel 2y Formel 2z wobei
G ist bei jedem Auftreten CR*;
J ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander CR*oder das C-Atom an das die Einheit AF angebunden ist;
und wobei im Übrigen die in Anspruch 1 angegebenen Definitionen gelten.
3. Organisches Molekül nach Anspruch 1 oder 2, wobei AF2 ausgewählt ist aus den nachfolgende aufgeführten Verbindungen, wobei die möglichen Anknüpfungspositionen an den Separator mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind und Separator wie in den Ansprüchen 1 und 2 definiert ist:
Figure imgf000084_0002
a
6 7
Figure imgf000085_0001
Figure imgf000085_0002
Figure imgf000085_0003
Figure imgf000085_0004
26 30 31
Figure imgf000086_0001
Figure imgf000086_0002
Figure imgf000086_0003
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Figure imgf000087_0001
200
Figure imgf000088_0001
Figure imgf000088_0002
Figure imgf000088_0003
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Figure imgf000088_0005
410 413 414
Figure imgf000089_0001
417 418 419
Figure imgf000089_0002
425 436
Figure imgf000089_0003
437 477
4. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 3, wobei AF1 ausgewählt ist aus den nachfolgend aufgeführten Verbindungen, wobei die möglichen Anknüpfungspositionen an den Separator mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind und Separator wie in den Ansprüchen 1 und 2 definiert ist:
Figure imgf000090_0001
Figure imgf000090_0002
Figure imgf000090_0003
Figure imgf000090_0004
111 112
Figure imgf000091_0001
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Figure imgf000092_0002
Figure imgf000092_0003
Figure imgf000092_0004
421 430 431
Figure imgf000093_0001
Figure imgf000093_0002
5. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 4, wobei
das organische Molekül ausgewählt ist aus der nachfolgend angegebenen Gruppe von Verbindungen:
Figure imgf000093_0003
93
Figure imgf000094_0001
Figure imgf000095_0001
6. Organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 5, wobei das organische Molekül mindestens einen weiteren Rest R, aufweist, wobei
R ist bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Deuterium, Phenyl, Naphthyl, F, Cl, Br, I, N(R2)2, -CN, -NC, -SCN, - CF3, -N02, -OH, C(=0)OH, C(=0)OR3, C(=0)N(R3)2, C(=0)SR3, C(=S)SR3, Si(R4)3, B(OR5)2, B(N(R6)2)2, C(=0)R3, P(=0)(R7)2, As(=0)(R7)2, P(=S)(R7)2, As(=S)(R7)2, S(=0)R3, S=NR3, S(=0)NR3, S(=0)2NR3, S(=0)2R3, 0-S(=0)2R3, SF5, eine lineare Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C- Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R9 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere benachbarte CH2-Gruppen durch -R9C=CR9-, -C=C-, oder eine benachbarte CH2-Gruppe durch -Si(R4)2-, -Ge(R4)2-, -Sn(R4)2, -C(=0)-, -C(=S)-, - C(=Se)-, -C=N-, -C(=0)0-, -C(=0)N(R3)-, -P(=0)(R7)-, -As(=0)(R7)-, -P(=S)(R7)-, - As(=S)(R7)-, -S(=0)-, -S(=0)2-, -NR2-, -O-, oder -S- ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch Deuterium, F, Cl, Br, I, CN, CF3 oder N02 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Diarylaminogruppe, Diheteroarylaminogruppe oder Arylheteroarylaminogruppe mit 10 bis 40 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R9 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme; dabei können zwei oder mehrere dieser Substituenten R auch miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches und/oder benzoannelliertes Ringsystem bilden;wobei R2 bis R9 definiert sind wie in Anspruch 1 ; und wobei durch polymerisierbare Reste, die polymerisierbare funktionelle Einheiten tragen welche mit sich selbst homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymerisiert werden können, das organische Molekül als Polymer mit Wiederholungseinheiten nach den Formeln 4 und/oder 5 erhalten werden
Figure imgf000096_0001
Formel 4 Formel 5 mit
gewellte Linie = Position, über die die Linkergruppe L1 oder L2 an das organische Molekül gebunden ist;
L1 und L2 = gleiche oder verschiedene Linkergruppen, aufweisend zwischen 0 bis 20 Kohlenstoffatome; oder aufweisend eine Form -C(=0)0;
und wobei insbesondere L1 und L2 = -X-L3 mit X = O oder S;
L3 = eine weitere Linkergruppe ausgewählt aus der Gruppe aus einer substituierten und unsubstituierten Alkylengruppe (linear, verzweigt oder cyclisch) und einer substituierten und unsubstituierten Arylengruppe, wobei auch Kombinationen möglich sind.
7. Verwendung eines organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 6 als lumineszierender Emitter und/oder als Hostmaterial und/oder als Elektronentransportmaterial und/oder als Lochinjektionsmaterial und/oder als Lochblockiermaterial in einem optoelektronischen Bauelement.
8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das optoelektronische Bauelement ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
• organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs),
• Licht-emittierenden elektrochemischen Zellen,
• OLED-Sensoren, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren,
• organischen Dioden,
• organischen Solarzellen,
• organischen Transistoren,
• organischen Feldeffekttransistoren,
• organischen Lasern und
• Down-Konversions-Elementen.
9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Anteil des organischen Moleküls am Emitter 1 % bis 99 % beträgt.
10. Verwendung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Konzentration des organischen Moleküls als Emitter in optischen Licht emittierenden Bauelementen, insbesondere in OLEDs, zwischen 5 % und 80 % beträgt.
1 1 . Optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 6, insbesondere ausgeformt als ein Bauelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischem lichtemittierendem Bauelement (OLED), Licht-emittierender elektrochemischer Zelle, OLED-Sensor, insbesondere in nicht hermetisch nach außen abgeschirmten Gas- und Dampf-Sensoren, organischer Diode, organischer Solarzelle, organischem Transistor, organischer lichtemittierender Diode, organischem Feldeffekttransistor, organischem Laser und Down-Konversion-Element.
12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 , aufweisend ein Substrat, eine Anode und eine Kathode, wobei die Anode und die Kathode auf das Substrat aufgebracht sind, und mindestens eine lichtemittierende Schicht, welche zwischen Anode und Kathode angeordnet ist und die ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 6 enthält.
13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 oder 12, in dem die lichtemittierende Schicht mindestens ein Hostmaterial aufweist, wobei insbesondere der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (ΤΊ) des mindestens einen Hostmaterials höher ist als der angeregte Singulettzustand (Si) und/oder der angeregte Triplettzustand (T-i) des organischen Moleküls nach Anspruch 1 bis 6.
14 Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 , 12 oder 13, wobei mindestens ein Hostmaterial aus einem organischen Molekül gemäß Anspruch 1 bis 6 besteht.
15. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 14, wobei die lichtemittierende Schicht fluoreszente oder phosphoreszente Materialien beinhaltet und wobei die Materialien der lichtemittierenden Schicht ausgewählt sind aus organischen Molekülen gemäß Anspruch 1 bis 6.
16. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 15, in dem ein organisches Molekül in Form einer organischen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 6 und ein funktionelles Material einen Exciplex bilden.
17. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 16, wobei die Emission durch thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) charakterisiert ist.
18. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 1 bis 17, in dem ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 6 als Ladungstransportschicht verwendet wird.
19. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein organisches Molekül nach Anspruch 1 bis 6 verwendet wird, das insbesondere mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder aus einer Lösung aufgebracht wird.
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