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DE102010012738A1 - Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen - Google Patents

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DE102010012738A1
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DE102010012738A
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English (en)
Inventor
Dr. Parham Amir
Dr. Pflumm Christof
Dr. Fernaud Teresa Mujica
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbindungen gemäß Formel (1), welche sich für die Verwendung in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen, eignen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Materialien für die Verwendung in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen.
  • Der Aufbau organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), in denen organische Halbleiter als funktionelle Materialien eingesetzt werden, ist beispielsweise in US 4539507 , US 5151629 , EP 0676461 und WO 98/27136 beschrieben. Als emittierende Materialien werden hierbei zunehmend metallorganische Komplexe eingesetzt, die Phosphoreszenz statt Fluoreszenz zeigen (M. A. Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4–6). Aus quantenmechanischen Gründen ist unter Verwendung metallorganischer Verbindungen als Phosphoreszenzemitter eine bis zu vierfache Energie- und Leistungseffizienz möglich. Generell gibt es bei OLEDs, insbesondere auch bei OLEDs, die Triplettemission (Phosphoreszenz) zeigen, jedoch immer noch Verbesserungsbedarf, beispielsweise im Hinblick auf Effizienz, Betriebsspannung und Lebensdauer. Dies gilt insbesondere für OLEDs, welche im kürzerwelligen Bereich, beispielsweise grün, emittieren.
  • Die Eigenschaften von phosphoreszierenden OLEDs werden nicht nur von den eingesetzten Triplettemittern bestimmt. Hier sind insbesondere auch die anderen verwendeten Materialien, wie Matrixmaterialien, Lochblockiermaterialien, Elektronentransportmaterialien, Lochtransportmaterialien und Elektronen- bzw. Exzitonenblockiermaterialien von besonderer Bedeutung. Verbesserungen dieser Materialien können somit auch zu deutlichen Verbesserungen der OLED-Eigenschaften führen. Auch für fluoreszierende OLEDs gibt es bei diesen Materialien noch Verbesserungsbedarf.
  • Gemäß dem Stand der Technik werden unter anderem Ketone (z. B. gemäß WO 2004/093207 oder WO 2010/006680 ) oder Phosphinoxide (z. B. gemäß WO 2005/003253 ) als Matrixmaterialien für phosphoreszierende Emitter verwendet. Allerdings besteht bei Verwendung dieser Matrixmaterialien ebenso wie bei anderen Matrixmaterialien noch Verbesserungsbedarf, insbesondere in Bezug auf die Effizienz und die Lebensdauer der Vorrichtung.
  • Gemäß dem Stand der Technik werden weiterhin Carbazolderivate, z. B. gemäß WO 2005/039246 , US 2005/0069729 , JP 2004/288381 , EP 1205527 oder WO 2008/086851 , und Indolocarbazolderivate, z. B. gemäß WO 2007/063754 oder WO 2008/056746 , als Matrixmaterialien für phosphoreszierende Emitter in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen eingesetzt. Diese weisen den Nachteil auf, dass sie häufig sehr oxidationsempfindlich sind, was die Herstellung, Reinigung und Lagerung der Materialien sowie die Langzeitstabilität von Lösungen enthaltend die Materialien beeinträchtigt. Hier sind weitere Verbesserungen wünschenswert, ebenso wie in Bezug auf die Effizienz, die Lebensdauer und die thermische Stabilität der Materialien.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verbindungen, welche sich für den Einsatz in einer fluoreszierenden oder phosphoreszierenden OLED, insbesondere einer phosphoreszierenden OLED, eignen, beispielsweise als Matrixmaterial oder als Lochtransport-/Elektronenblockiermaterial bzw. Exzitonenblockiermaterial oder als Elektronentransport- bzw. Lochblockiermaterial. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Matrixmaterialien bereitzustellen, welche sich für grün und rot phosphoreszierende OLEDs eignen.
  • Überraschend wurde gefunden, dass bestimmte, unten näher beschriebene Verbindungen diese Aufgabe lösen und zu deutlichen Verbesserungen der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung führen, insbesondere hinsichtlich der Lebensdauer, der Effizienz und der Betriebsspannung. Dies gilt insbesondere für rot und grün phosphoreszierende Elektrolumineszenzvorrichtungen, vor allem bei Einsatz der erfindungsgemäßen Verbindungen als Matrixmaterial. Die erfindungsgemäßen Materialien zeichnen sich weiterhin durch verbesserte Oxidationsstabilität in Lösung sowie durch eine hohe Temperaturstabilität aus. Diese Materialien sowie organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, welche derartige Verbindungen enthalten, sind daher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung gemäß der folgenden Formel (1),
    Figure 00030001
    Formel (1) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
    X ist C=O, C(R)2, NR, O, S, C=S, C=NR, C=C(R)2, Si(R)2, BR, PR, P(=O)R, SO oder SO2;
    Y ist gleich oder verschieden W, wie unten definiert, oder ist NR, O oder S, mit der Maßgabe, dass Y = C ist, wenn an die Gruppe Y eine Gruppe E gebunden ist;
    W ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, mit der Maßgabe, dass nicht mehr als drei Gruppen W in einem Cyclus für N stehen, und mit der weiteren Maßgabe, dass W = C ist, wenn an diese Gruppe W eine Gruppe E gebunden ist;
    Z ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten CR oder N; oder zwei benachbarte Gruppen Z stehen für eine Gruppe der Formel (2),
    Figure 00030002
    Formel (2) worin die gestrichelten Bindungen die Verknüpfung dieser Einheit andeutet;
    E ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, C(R)2, NR, O, S, C=O, C=S, C=NR, C=C(R)2, Si(R)2, BR, PR, P(=O)R, SO oder SO2;
    Ar ist zusammen mit der Gruppe Y und den beiden Kohlenstoffatomen eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein kann;
    A ist R, wenn m = n = 0 ist, und ist ein Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch R substituiert sein kann, oder eine Gruppe -CR=CR-, -CR=N- oder -N=N-, wenn ein Index m oder n = 1 ist und der andere Index m oder n = 0 ist, oder ist ein Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch R substituiert sein kann, wenn die Indizes m = n = 1 sind;
    R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, I, CN, NO2, N(Ar1)2, N(R1)2, C(=O)Ar1, C(=O)R1, P(=O)(Ar1)2, einer geradkettigen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 3 bis 40 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch R1C=CR1, C≡C, Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR1, P(=O)(R1), SO, SO2, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 80, bevorzugt 5 bis 60, aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme, wobei optional zwei oder mehr benachbarte Substituenten R ein monocyclisches oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
    R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, I, CN, NO2, N(Ar1)2, N(R2)2, C(=O)Ar, C(=O)R2, P(=O)(Ar1)2, einer geradkettigen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 3 bis 40 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C≡C, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme, wobei optional zwei oder mehr benachbarte Substituenten R ein monocyclisches oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können, das mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann;
    R2 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, CN, einem aliphatischem Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einem aromatischem oder heteroaromatischem Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, in dem ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I oder CN ersetzt sein können, wobei zwei oder mehr benachbarte Substituenten R2 miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können;
    Ar1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5-30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R2 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste Ar1, welche an dasselbe N-Atom oder P-Atom binden, auch durch eine Einfachbindung oder eine Brücke, ausgewählt aus N(R2), C(R2)2 oder O, miteinander verbrückt sein;
    m, n ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0 oder 1, wobei für m = 0 statt der Gruppe E jeweils eine Gruppe R an A gebunden ist und wobei für n = 0 statt der Gruppe E jeweils eine Gruppe R an A gebunden ist;
    p ist 0 oder 1, wobei für p = 0 statt der Gruppe Z=Z jeweils eine Gruppe R an das Kohlenstoffatom bzw. an W gebunden ist, mit der Maßgabe, dass p = 1 ist, wenn m = n = 0 ist.
  • Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 60 C-Atome und mindestens ein Heteroatom, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe entweder ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin, Thiophen, etc., oder eine kondensierte (anellierte) Aryl- oder Heteroarylgruppe, beispielsweise Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Chinolin, Isochinolin, etc., verstanden. Miteinander durch Einfachbindung verknüpfte Aromaten, wie zum Beispiel Biphenyl, werden dagegen nicht als Aryl- oder Heteroarylgruppe, sondern als aromatisches Ringsystem bezeichnet.
  • Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 80 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 60 C-Atome und mindestens ein Heteroatom im Ringsystem, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine nicht-aromatische Einheit (bevorzugt weniger als 10% der von H verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiertes C-, N- oder O-Atom, unterbrochen sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie Fluoren, 9,9'-Spirobifluoren, 9,9-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 kurze Alkylgruppe unterbrochen sind.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest bzw. einer Alkylgruppe bzw. einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe, die typischerweise 1 bis 40 oder auch 1 bis 20 C-Atome enthalten kann, und in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, neo-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, neo-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer Alkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen werden bevorzugt Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy, n-Pentoxy, s-Pentoxy, 2-Methylbutoxy, n-Hexoxy, Cyclohexyloxy, n-Heptoxy, Cycloheptyloxy, n-Octyloxy, Cyclooctyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Pentafluorethoxy und 2,2,2-Trifluorethoxy verstanden. Unter einer Thioalkylgruppe mit 1 bis 40 C-Atomen werden insbesondere Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, i-Propylthio, n-Butylthio, i-Butylthio, s-Butylthio, t-Butylthio, n-Pentylthio, s-Pentylthio, n-Hexylthio, Cyclohexylthio, n-Heptylthio, Cycloheptylthio, n-Octylthio, Cyclooctylthio, 2-Ethylhexylthio, Trifluormethylthio, Pentafluorethylthio, 2,2,2-Trifluorethylthio, Ethenylthio, Propenylthio, Butenylthio, Pentenylthio, Cyclopentenylthio, Hexenylthio, Cyclohexenylthio, Heptenylthio, Cycloheptenylthio, Octenylthio, Cyclooctenylthio, Ethinylthio, Propinylthio, Butinylthio, Pentinylthio, Hexinylthio, Heptinylthio oder Octinylthio verstanden. Allgemein können Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppen gemäß der vorliegenden Erfindung geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen ersetzt sein können; weiterhin können auch ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2, bevorzugt F, Cl oder CN, weiter bevorzugt F oder CN, besonders bevorzugt CN ersetzt sein.
  • Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5-80 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit den oben genannten Resten R2 oder einem Kohlenwasserstoffrest 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, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Naphthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Triphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetrahydropyren, cis- oder trans-Indenofluoren, cis- oder trans-Indenocarbazol, cis- oder trans-Indolocarbazol, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1,2-Thiazol, 1,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Hexaazatriphenylen, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1,6-Diazapyren, 1,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9,10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1,2,3-Oxadiazol, 1,2,4-Oxadiazol, 1,2,5-Oxadiazol, 1,3,4-Oxadiazol, 1,2,3-Thiadiazol, 1,2,4-Thiadiazol, 1,2,5-Thiadiazol, 1,3,4-Thiadiazol, 1,3,5-Triazin, 1,2,4-Triazin, 1,2,3-Triazin, Tetrazol, 1,2,4,5-Tetrazin, 1,2,3,4-Tetrazin, 1,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol oder Gruppen, die abgeleitet sind von Kombination dieser Systeme.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht X für C=O, CR2, P(=O)R oder SO2, besonders bevorzugt für C=O oder SO2.
  • In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht E gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Einfachbindung, CR2, C=O, NR, O oder S, besonders bevorzugt für eine Einfachbindung, CR2, C=O oder NR, ganz besonders bevorzugt für eine Einfachbindung, CR2 oder C=O, insbesondere für eine Einfachbindung.
  • In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Gruppe A für eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein kann, oder für eine Gruppe der Formel -CR=CR-, -CR=N- oder -N=N-.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Gruppe A für eine Gruppe der folgenden Formel (3), (4), (5) oder (6),
    Figure 00090001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W die oben genannte Bedeutung aufweist. Dabei ist W gleich C, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist. Weiterhin steht V für NR, O oder S.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Einheit Z=Z in dem Fünfring für eine Gruppe der oben genannten Formel (2). Weiterhin steht die Einheit Z=Z in dem Sechsring bevorzugt für -CR=CR- oder -CR=N-.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Gruppe Ar für eine Gruppe gemäß einer der folgenden Formeln (7), (8), (9) oder (10),
    Figure 00100001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, # die Position der Verknüpfung mit X andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W und V die oben genannten Bedeutungen aufweisen. Dabei ist W gleich C, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist.
  • In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Index modern = 1. Besonders bevorzugt ist m + n = 1.
  • In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Index p = 1.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treten die oben genannten Bevorzugungen gleichzeitig auf. Besonders bevorzugt sind daher Verbindung gemäß Formel (1), für die gilt:
    X ist C=O, CR2, P(=O)R oder SO2;
    E ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, CR2, C=O, NR, O oder S;
    A ist eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein kann, oder für eine Gruppe -CR=CR-, -CR=N- oder -N=N-;
    Z=Z steht in dem Fünfring für eine Gruppe der oben genannten Formel (2);
    Ar steht für eine Gruppe gemäß einer der folgenden Formeln (7) bis (10),
    Figure 00110001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, # die Position der Verknüpfung mit X andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W die oben genannten Bedeutung aufweist; dabei ist W gleich C, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist; weiterhin steht V für NR, O, S oder CR2;
    m, n ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0 oder 1, wobei mindestens ein Index m oder n = 1 ist.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gilt für Verbindungen der Formel (1):
    X ist C=O oder SO2;
    E ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, CR2, C=O oder NR, bevorzugt für eine Einfachbindung, CR2 oder C=O, besonders bevorzugt eine Einfachbindung;
    A steht für eine Gruppe gemäß einer der folgenden Formel (3) bis (6),
    Figure 00120001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W und V die oben genannten Bedeutungen aufweisen; dabei ist W gleich C, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist;
    Z=Z steht in dem Fünfring für eine Gruppe der oben genannten Formel (2) und steht in dem Sechsring für CR=CR oder CR=N;
    Ar steht für eine Gruppe gemäß einer der oben genannten Formeln (7) bis (10);
    m, n ist gleich oder verschieden 0 oder 1, wobei m + n = 1 ist;
    p ist = 1.
  • Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind daher Verbindungen der folgenden Formeln (11) bis (37),
    Figure 00120002
    Figure 00130001
    Figure 00140001
    wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen aufweisen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen gemäß Formel (11) bis (37) steht pro Cyclus insgesamt maximal ein Symbol W oder Z für N und die verbleibenden Symbole W und Z stehen für CR. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen alle Symbole W und Z für CR. Besonders bevorzugt sind daher die Verbindungen gemäß den folgenden Formeln (11a) bis (37a),
    Figure 00150001
    Figure 00160001
    Figure 00170001
    Figure 00180001
    wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen aufweisen.
  • Ganz besonders bevorzugt sind die Verbindungen gemäß den folgenden Formeln (11b) bis (37b),
    Figure 00190001
    Figure 00200001
    Figure 00210001
    Figure 00220001
    wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen aufweisen.
  • Insbesondere bevorzugt sind die Verbindungen gemäß den folgenden Formeln (11c) bis (37c),
    Figure 00220002
    Figure 00230001
    Figure 00240001
    Figure 00250001
    Figure 00260001
    wobei die verwendeten Symbole die oben genannten Bedeutungen aufweisen.
  • Dabei steht in den Formeln (11a) bis (37c) X bevorzugt für C=O oder SO2.
  • Weiterhin steht in den Formeln (11a) bis (37c) E bevorzugt für CR2, C=O oder NR.
  • Besonders bevorzugt steht in den Formeln (11a) bis (37c) X für C=O oder SO2 und gleichzeitig E für CR2, C=O oder NR.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R in den oben genannten Formeln gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, CN, N(Ar1)2, C(=O)Ar1, einer geradkettigen Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 10 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch O ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D oder F ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R in den oben genannten Formeln gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, CN, einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei ein oder mehrere H-Atome durch D oder F ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 18 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme.
  • Dabei haben für Verbindungen, die durch Vakuumverdampfung verarbeitet werden, die Alkylgruppen bevorzugt nicht mehr als vier C-Atome, besonders bevorzugt nicht mehr als 1 C-Atom. Für Verbindungen, die aus Lösung verarbeitet werden, eignen sich auch Verbindungen, die mit Alkylgruppen mit bis zu 10 C-Atomen substituiert sind oder die mit Oligoarylengruppen, beispielsweise ortho-, meta-, para- oder verzweigten Terphenylgruppen, substituiert sind.
  • Beispiele für bevorzugte Verbindungen gemäß den oben aufgeführten Ausführungsformen bzw. Verbindungen, wie sie bevorzugt in elektronischen Vorrichtungen eingesetzt werden können, sind die Verbindungen der folgenden Strukturen.
  • Figure 00270001
  • Figure 00280001
  • Figure 00290001
  • Figure 00300001
  • Figure 00310001
  • Figure 00320001
  • Figure 00330001
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach dem Fachmann bekannten Syntheseschritten dargestellt werden, wie in Schema 1 bis 8 schematisch dargestellt. Dabei erfolgt die Synthese ausgehend vom cis-Indolocarbazol oder verwandten Derivaten, deren Synthese dem Fachmann bekannt ist (z. B. Chemistry Letters 2005, 34 (11), 1500–1501; Tetrahedron Letters 2009, 50 (13), 1469–1471; Khimiya Geterotsiklichenskikh Soedinenii 1985, (9), 1222–1224).
  • Eine mögliche Synthese ist dabei die Umsetzung des cis-Indolocarbazols bzw. des verwandten Derivats mit einem ortho-Halogen-benzoesäureester, wobei das Halogen bevorzugt Iod ist, in Gegenwart von Kupfer und einem Kupfer(I)-Salz, wie in Schema 1 dargestellt.
  • Schema 1:
    Figure 00340001
  • Eine weitere mögliche Synthese ist dabei die Umsetzung des cis-Indolocarbazols bzw. des verwandten Derivats mit einem ortho-Halogenbenzoesäurechlorid, wobei das Halogen bevorzugt Iod ist. Dabei reagiert in einem ersten Schritt das Säurechlorid mit einem der beiden Stickstoffatome und in einem weiteren Schritt das Halogen in Gegenwart von Kupfer und einem Kupfer(I)-Salz mit dem zweiten Stickstoffatom, wie in Schema 2 dargestellt.
  • Schema 2:
    Figure 00350001
  • Eine SO2-Brücke kann eingeführt werden, indem das cis-Indolocarbazol bzw. das verwandte Derivat mit einem ortho-Halogen-sulfonsäurechlorid umgesetzt wird, wobei das Halogen bevorzugt Iod ist. Dabei reagiert in einem ersten Schritt das Sulfonsäurechlorid mit einem der beiden Stickstoffatome und in einem weiteren Schritt das Halogen in Gegenwart von Kupfer und einem Kupfer(I)-Salz mit dem zweiten Stickstoffatom, wie in Schema 3 dargestellt.
  • Schema 3:
    Figure 00350002
  • Eine CR2-Brücke kann eingeführt werden, indem das cis-Indolocarbazol bzw. das verwandte Derivat mit einem ortho-Halogen-benzylchlorid umgesetzt wird, wobei das Halogen bevorzugt Iod ist. Dabei reagiert in einem ersten Schritt das Benzylchlorid mit einem der beiden Stickstoffatome und in einem weiteren Schritt das Halogen in Gegenwart von Kupfer und einem Kupfer(I)-Salz mit dem zweiten Stickstoffatom, wie in Schema 4 dargestellt.
  • Schema 4:
    Figure 00360001
  • Eine Phosphorbrücke kann eingeführt werden, indem das cis-Indolocarbazol bzw. das verwandte Derivat mit einem ortho-Halogen-phosphinchlorid umgesetzt wird, wobei das Halogen bevorzugt Iod ist. Dabei reagiert in einem ersten Schritt das Phosphinchlorid mit einem der beiden Stickstoffatome und in einem weiteren Schritt das Halogen in Gegenwart von Kupfer und einem Kupfer(I)-Salz mit dem zweiten Stickstoffatom, wie in Schema 5 dargestellt. Analog kann eine Phosphinoxidbrücke durch Umsetzung mit einem Phophinoxychlorid eingeführt werden.
  • Schema 5:
    Figure 00360002
  • Die Synthese weiterer erfindungsgemäßer Derivate, welche sich nicht dirfekt vom Indolocarbazol ableiten, sondern welche andere Gruppen E enthalten, ist schematische in Schema 6 bis Schema 8 dargestellt.
  • Schema 6:
    Figure 00370001
  • Schema 7:
    Figure 00370002
  • Schema 8:
    Figure 00370003
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß Formel (1) durch Umsetzung eines cis-Indolocarbazol-Derivats mit einem Aryl- oder Heteroaryl-Derivat, welches in ortho-Positionen durch Halogen, bevorzugt Iod, und ein Säurederivat substituiert ist. Dabei ist das Säurederivat bevorzugt ein Carbonsäureester, ein Carbonsäurehalogenid, ein Sulfonsäurehalogenid, ein Phosphinhalogenid oder ein Phosphinoxyhalogenid.
  • Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere Verbindungen, welche mit reaktiven Abgangsgruppen, wie Brom, Iod, Chlor, Boronsäure oder Boronsäureester, oder mit reaktiven, polymerisierbaren Gruppen, wie Olefinen oder Oxetanen, substituiert sind, können als Monomere zur Erzeugung entsprechender Oligomere, Dendrimere oder Polymere Verwendung finden. Die Oligomerisation bzw. Polymerisation erfolgt dabei bevorzugt über die Halogenfunktionalität bzw. die Boronsäurefunktionalität bzw. über die polymerisierbare Gruppe. Es ist weiterhin möglich, die Polymere über derartige Gruppen zu vernetzen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen und Polymere können als vernetzte oder unvernetzte Schicht eingesetzt werden.
  • Weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher Oligomere, Polymere oder Dendrimere enthaltend eine oder mehrere der oben aufgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen, wobei ein oder mehrere Bindungen der erfindungsgemäßen Verbindung zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer vorhanden sind. Je nach Verknüpfung der erfindungsgemäßen Verbindung bildet diese daher eine Seitenkette des Oligomers oder Polymers oder ist in der Hauptkette verknüpft. Die Polymere, Oligomere oder Dendrimere können konjugiert, teilkonjugiert oder nicht-konjugiert sein. Die Oligomere oder Polymere können linear, verzweigt oder dendritisch sein. Für die Wiederholeinheiten der erfindungsgemäßen Verbindungen in Oligomeren, Dendrimeren und Polymeren gelten dieselben Bevorzugungen, wie oben beschrieben.
  • Zur Herstellung der Oligomere oder Polymere werden die erfindungsgemäßen Monomere homopolymerisiert oder mit weiteren Monomeren copolymerisiert. Bevorzugt sind Homopolymere oder Copolymere, wobei die Einheiten gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen zu 0.01 bis 99.9 mol%, bevorzugt 5 bis 90 mol%, besonders bevorzugt 20 bis 80 mol% vorhanden sind. Geeignete und bevorzugte Comonomere, welche das Polymergrundgerüst bilden, sind gewählt aus Fluorenen (z. B. gemäß EP 842208 oder WO 2000/22026 ), Spirobifluorenen (z. B. gemäß EP 707020 , EP 894107 oder WO 2006/061181 ), Para-phenylenen (z. B. gemäß WO 92/18552 ), Carbazolen (z. B. gemäß WO 2004/070772 oder WO 2004/113468 ), Thiophenen (z. B. gemäß EP 1028136 ), Dihydrophenanthrenen (z. B. gemäß WO 2005/014689 ), cis- und trans-Indenofluorenen (z. B. gemäß WO 2004/041901 oder WO 2004/113412 ), Ketonen (z. B. gemäß WO 2005/040302 ), Phenanthrenen (z. B. gemäß WO 2005/104264 oder WO 2007/017066 ) oder auch mehreren dieser Einheiten. Die Polymere, Oligomere und Dendrimere können noch weitere Einheiten enthalten, beispielsweise Lochtransporteinheiten, insbesondere solche basierend auf Triarylaminen, und/oder Elektronentransporteinheiten. Außerdem können die Polymere entweder einpolymerisiert oder als Blend eingemischt Triplett-Emitter enthalten. Gerade die Kombination von Einheiten gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen mit Triplett-Emittern führt zu besonders guten Ergebnissen.
  • Weiterhin können die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen auch weiter funktionalisiert werden und so zu erweiterten Strukturen umgesetzt werden. Hier ist als Beispiel die Umsetzung mit Arylboronsäuren gemäß Suzuki oder mit primären oder sekundären Aminen gemäß Hartwig-Buchwald zu nennen. So können die Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen auch direkt an phosphoreszierende Metallkomplexe oder auch an andere Metallkomplexe gebunden werden.
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich für die Verwendung in einer elektronischen Vorrichtung. Dabei wird unter einer elektronischen Vorrichtung eine Vorrichtung verstanden, welche mindestens eine Schicht enthält, die mindestens eine organische Verbindung enthält. Das Bauteil kann dabei aber auch anorganische Materialien enthalten oder auch Schichten, welche vollständig aus anorganischen Materialien aufgebaut sind.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung der oben ausgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen in einer elektronischen Vorrichtung, insbesondere in einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung.
  • Nochmals ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung enthaltend mindestens eine der oben ausgeführten erfindungsgemäßen Verbindungen. Dabei gelten die oben ausgeführten Bevorzugungen ebenso für die elektronischen Vorrichtungen.
  • Die elektronische Vorrichtung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (LECs), organischen Laserdioden (O-Laser) und „organic plasmon emitting devices” (D. M. Koller et al., Nature Photonics 2008, 1–4), bevorzugt aber organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), besonders bevorzugt phosphoreszierenden OLEDs.
  • Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung enthält Kathode, Anode und mindestens eine emittierende Schicht. Außer diesen Schichten kann sie noch weitere Schichten enthalten, beispielsweise jeweils eine oder mehrere Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Lochblockierschichten, Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Exzitonenblockierschichten, Elektronenblockierschichten und/oder Ladungserzeugungsschichten (Charge-Generation Lagers). Ebenso können zwischen zwei emittierende Schichten Interlayer eingebracht sein, welche beispielsweise eine exzitonenblockierende Funktion aufweisen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss. Dabei kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung eine emittierende Schicht enthalten, oder sie kann mehrere emittierende Schichten enthalten. Wenn mehrere Emissionsschichten vorhanden sind, weisen diese bevorzugt insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können. Insbesondere bevorzugt sind Systeme mit drei emittierenden Schichten, wobei die drei Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen (für den prinzipiellen Aufbau siehe z. B. WO 2005/011013 ).
  • Die erfindungsgemäße Verbindung gemäß den oben aufgeführten Ausführungsformen kann dabei in unterschiedlichen Schichten eingesetzt werden, je nach genauer Struktur. Bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, enthaltend eine Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen als Matrixmaterial für fluoreszierende oder phosphoreszierende Emitter, insbesondere für phosphoreszierende Emitter, und/oder in einer Lochblockierschicht und/oder in einer Elektronentransportschicht und/oder in einer elektronenblockierenden bzw. exzitonenblockierenden Schicht und/oder in einer Lochtransportschicht, je nach genauer Substitution. Dabei gelten die oben aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen auch für die Verwendung der Materialien in organischen elektronischen Vorrichtungen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die organische Elektrolumineszenzvorrichtung die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen in einer optischen Auskopplungsschicht. Unter einer optischen Auskopplungsschicht wird dabei eine Schicht verstanden, die nicht zwischen der Anode und der Kathode liegt, sondern die außerhalb der eigentlichen Vorrichtung auf eine Elektrode aufgebracht wird, beispielsweise zwischen einer Elektrode und einem Substrat, um die optische Auskopplung zu verbessern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen als Matrixmaterial für eine fluoreszierende oder phosphoreszierende Verbindung, insbesondere für eine phosphoreszierende Verbindung, in einer emittierenden Schicht eingesetzt. Dabei kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung eine emittierende Schicht enthalten, oder sie kann mehrere emittierende Schichten enthalten, wobei mindestens eine emittierende Schicht mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung als Matrixmaterial enthält.
  • Wenn die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen als Matrixmaterial für eine emittierende Verbindung in einer emittierenden Schicht eingesetzt wird, wird sie bevorzugt in Kombination mit einem oder mehreren phosphoreszierenden Materialien (Triplettemitter) eingesetzt. Unter Phosphoreszenz im Sinne dieser Erfindung wird die Lumineszenz aus einem angeregten Zustand mit höherer Spinmultiplizität verstanden, also einem Spinzustand > 1, insbesondere aus einem angeregten Triplettzustand. Im Sinne dieser Anmeldung sollen alle lumineszierenden Komplexe mit Übergangsmetallen oder Lanthaniden, insbesondere alle Iridium-, Platin- und Kupferkomplexe als phosphoreszierende Verbindungen angesehen werden.
  • Die Mischung aus der Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen und der emittierenden Verbindung enthält zwischen 99 und 1 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 98 und 10 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 97 und 60 Vol.-%, insbesondere zwischen 95 und 80 Vol.-% der Verbindung gemäß Formel (1) bzw. der oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen bezogen auf die Gesamtmischung aus Emitter und Matrixmaterial. Entsprechend enthält die Mischung zwischen 1 und 99 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 90 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 3 und 40 Vol.-%, insbesondere zwischen 5 und 20 Vol.-% des Emitters bezogen auf die Gesamtmischung aus Emitter und Matrixmaterial.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz der Verbindung gemäß Formel (1) bzw. der oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter in Kombination mit einem weiteren Matrixmaterial. Besonders geeignete Matrixmaterialien, welche in Kombination mit den Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. der oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen eingesetzt werden können, sind aromatische Ketone, aromatische Phosphinoxide oder aromatische Sulfoxide oder Sulfone, z. B. gemäß WO 2004/013080 , WO 2004/093207 , WO 2006/005627 oder WO 2010/006680 , Triarylamine, Carbazolderivate, z. B. CBP (N,N-Bis-carbazolylbiphenyl) oder die in WO 2005/039246 , US 2005/0069729 , JP 2004/288381 , EP 1205527 oder WO 2008/086851 offenbarten Carbazolderivate, Indolocarbazolderivate, z. B. gemäß WO 2007/063754 oder WO 2008/056746 , Indenocarbazolderivate, z. B. gemäß den nicht offen gelegten Anmeldungen DE 10 2009 023 155.2 oder DE 10 2009 031 021.5 , Azacarbazolderivate, z. B. gemäß EP 1617710 , EP 1617711 , EP 1731584 , JP 2005/347160 , bipolare Matrixmaterialien, z. B. gemäß WO 2007/137725 , Silane, z. B. gemäß WO 2005/111172 , Azaborole oder Boronester, z. B. gemäß WO 2006/117052 , Triazinderivate, z. B. gemäß WO 2007/063754 , WO 2008/056746 , WO 2010/015306 oder der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10 2009 053 382.6 , DE 10 2009 053 644.2 oder DE 10 2009 053 645.0 , Zinkkomplexe, z. B. gemäß EP 652273 oder WO 2009/062578 , Diazasilol- bzw. Tetraazasilol-Derivate, z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10 2008 056 688.8 , Diazaphosphol-Derivate, z. B. gemäß der nicht offen gelegten Anmeldung DE 10 2009 022 858.6 , verbrückte Carbazol-Derivate, z. B. gemäß den nicht offen gelegten Anmeldungen DE 10 2009 048 791.3 und DE 10 2009 053 836.4 . Ebenso kann ein weiterer phosphoreszierender Emitter, welcher kürzerwellig als der eigentliche Emitter emittiert, als Co-Host in der Mischung vorhanden sein.
  • Als phosphoreszierende Verbindungen (= Triplettemitter) eignen sich insbesondere Verbindungen, die bei geeigneter Anregung Licht, vorzugsweise im sichtbaren Bereich, emittieren und außerdem mindestens ein Atom der Ordnungszahl größer 20, bevorzugt größer 38 und kleiner 84, besonders bevorzugt größer 56 und kleiner 80 enthalten, insbesondere ein Metall mit dieser Ordnungszahl. Bevorzugt werden als Phosphoreszenzemitter Verbindungen, die Kupfer, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold oder Europium enthalten, verwendet, insbesondere Verbindungen, die Iridium oder Platin enthalten.
  • Beispiele der oben beschriebenen Emitter können den Anmeldungen WO 00/70655 , WO 01/41512 , WO 02/02714 , WO 02/15645 , EP 1191613 , EP 1191612 , EP 1191614 , WO 05/033244 , WO 05/019373 und US 2005/0258742 entnommen werden. Generell eignen sich alle phosphoreszierenden Komplexe, wie sie gemäß dem Stand der Technik für phosphoreszierende OLEDs verwendet werden und wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Elektrolumineszenz bekannt sind, und der Fachmann kann ohne erfinderisches Zutun weitere phosphoreszierende Komplexe verwenden.
  • Beispiele für geeignete phosphoreszierende Verbindungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
  • Figure 00440001
  • Figure 00450001
  • Figure 00460001
  • Figure 00470001
  • Figure 00480001
  • Figure 00490001
  • Figure 00500001
  • Figure 00510001
  • Figure 00520001
  • Figure 00530001
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die erfindungsgemäße organische Elektrolumineszenzvorrichtung keine separate Lochinjektionsschicht und/oder Lochtransportschicht und/oder Lochblockierschicht und/oder Elektronentransportschicht, d. h. die emittierende Schicht grenzt direkt an die Lochinjektionschicht oder die Anode an, und/oder die emittierende Schicht grenzt direkt an die Elektronentransportschicht oder die Elektroneninjektionsschicht oder die Kathode an, wie zum Beispiel in WO 2005/053051 beschrieben. Weiterhin ist es möglich, einen Metallkomplex, der gleich oder ähnlich dem Metallkomplex in der emittierenden Schicht ist, direkt angrenzend an die emittierende Schicht als Lochtransport- bzw. Lochinjektionsmaterial zu verwenden, wie z. B. in WO 2009/030981 beschrieben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen als Elektronentransportmaterial in einer Elektronentransport- oder Elektroneninjektionsschicht eingesetzt. Dabei kann die emittierende Schicht fluoreszierend oder phosphoreszierend sein. Wenn die Verbindung als Elektronentransportmaterial eingesetzt wird, kann es bevorzugt sein, wenn sie dotiert ist, beispielsweise mit Alkalimetallkomplexen, wie z. B. LiQ (Lithiumhydroxychinolinat).
  • In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen in einer Lochblockierschicht eingesetzt. Unter einer Lochblockierschicht wird eine Schicht verstanden, die auf Kathodenseite direkt an eine emittierende Schicht angrenzt.
  • Es ist weiterhin möglich, die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen sowohl in einer Lochblockierschicht bzw. Elektronentransportschicht als auch als Matrix in einer emittierenden Schicht zu verwenden.
  • In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen in einer Lochtransportschicht bzw. in einer Elektronenblockerierschicht bzw. Exzitonenblockierschicht eingesetzt.
  • In den weiteren Schichten der erfindungsgemäßen organischen Elektrolumineszenzvorrichtung können alle Materialien verwendet werden, wie sie üblicherweise gemäß dem Stand der Technik eingesetzt werden. Der Fachmann kann daher ohne erfinderisches Zutun alle für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen bekannten Materialien in Kombination mit den erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen einsetzen.
  • Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Anfangsdruck kleiner 10–5 mbar, bevorzugt kleiner 10–6 mbar aufgedampft. Es ist aber auch möglich, dass der Anfangsdruck noch geringer ist, beispielsweise kleiner 10–7 mbar.
  • Bevorzugt ist ebenfalls eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10–5 mbar und 1 bar aufgebracht. Ein Spezialfall dieses Verfahrens ist das OVJP (Organic Vapour Jet Printing) Verfahren, bei dem die Materialien direkt durch eine Düse aufgebracht und so strukturiert werden (z. B. M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301).
  • Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck, Offsetdruck, LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck), Ink-Jet Druck (Tintenstrahldruck) oder Nozzle Printing, hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen nötig, welche beispielsweise durch geeignete Substitution erhalten werden. Diese Verfahren eignen sich insbesondere auch für Oligomere, Dendrimere und Polymere.
  • Weiterhin sind Hybridverfahren möglich, bei denen beispielsweise eine oder mehrere Schichten aus Lösung aufgebracht werden und eine oder mehrere weitere Schichten aufgedampft werden.
  • Diese Verfahren sind dem Fachmann generell bekannt und können von ihm ohne erfinderisches Zutun auf organische Elektrolumineszenzvorrichtungen enthaltend die erfindungsgemäßen Verbindungen angewandt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen und die erfindungsgemäßen organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen zeichnen sich durch folgende überraschende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus:
    • 1. Die erfindungsgemäßen Verbindungen bzw. Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen, eingesetzt als Matrixmaterial für fluoreszierende oder phosphoreszierende Emitter führen zu sehr hohen Effizienzen sowie zu langen Lebensdauern. Dies gilt insbesondere, wenn die Verbindungen als Matrixmaterial für einen phosphoreszierenden Emitter eingesetzt werden.
    • 2. Die erfindungsgemäßen Verbindungen bzw. Verbindungen gemäß Formel (1) bzw. die oben ausgeführten bevorzugten Ausführungsformen eignen sich nicht nur als Matrix für rot phosphoreszierende Verbindungen, sondern insbesondere auch für grün phosphoreszierende Verbindungen.
    • 3. Bei Verwendung als Matrixmaterial für phosphoreszierende Verbindungen werden auch mit einer geringen Emitterkonzentration sehr gute Ergebnisse erzielt. Dies ist mit Matrixmaterialien gemäß dem Stand der Technik häufig nicht der Fall, ist aber in Anbetracht der Seltenheit der üblicherweise in phosphoreszierenden Verbindungen verwendeten Metalle, wie Iridium oder Platin, wünschenswert.
    • 4. Im Gegensatz zu vielen Verbindungen gemäß dem Stand der Technik, die der teilweisen oder vollständigen pyrolytischen Zersetzung bei Sublimation unterliegen, weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine hohe thermische Stabilität auf.
    • 5. Die erfindungsgemäßen Verbindungen, eingesetzt in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen, führen zu hohen Effizienzen und zu steilen Strom-Spannungs-Kurven mit niedrigen Einsatzspannungen.
    • 6. Auch bei Verwendung als Elektronentransportmaterial führen die erfindungsgemäßen Verbindungen zu sehr guten Eigenschaften in Bezug auf die Effizienz, die Lebensdauer und die Betriebsspannung von organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen.
  • Diese oben genannten Vorteile gehen nicht mit einer Verschlechterung der weiteren elektronischen Eigenschaften einher.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sie dadurch einschränken zu wollen. Der Fachmann kann aus den Schilderungen die Erfindung im gesamten offenbarten Bereich ausführen und ohne erfinderisches Zutun weitere erfindungsgemäße Verbindungen herstellen und diese in elektronischen Vorrichtungen verwenden bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anwenden.
  • Beispiele:
  • Die nachfolgenden Synthesen werden, sofern nicht anders angegeben, unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Die Edukte können von den Firmen ALDRICH bzw. ABCR (Palladium(II)acetat, Tri-o-tolylphosphin, Anorganika, Lösemittel) bezogen werden. Die Synthese von 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol kann gemäß der Literatur (Bulletin of the Chemical Society of Japan 2007, 80 (6), 1199–1201) erfolgen. Ebenso sind die Synthesen von Bisindol (Journal of Organic Chemistry 2007, 72 (9), 3537–3542) und 1-Bromcarbazol (Journal of Organic Chemistry 2001, 66 (25), 8612–8615), 1-Hydroxycarbazol (Journal of Organic Chemistry 1988, 53 (4), 794–9), 1,10-Dihydropyrrolo[2,3-a]carbazol (Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii 1979, (10), 1362–6) sowie 1H,8H-Pyrrolo-[3,2-g]indol (Tetrahedron Letters 2009, 50 (13), 1469–1471) und 1,8-Dihydro-2,7-diphenyl-benzo[2,1-b:3,4-b']dipyrrole (Tetrahedron Letters 2009, 50 (13), 1469–1471) aus der Literatur bekannt.
  • Beispiel 1:
    Figure 00570001
  • 23 ml (159.5 mmol) Methyl-2-iodbenzoat werden in 150 mL Di-n-butylether mit 37.4 g (145 mmol) 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol versetzt und die Lösung entgast. Anschließend wird die Mischung mit 10 g (158 mmol) Kupferpulver, 1.38 g (7 mmol) Kupfer(I)iodid und 22 g (159.6 mmol) K2CO3 versetzt und 4 Tage unter Schutzgas bei 144°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 20.9 g (58.4 mmol), 40% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 2:
    Figure 00580001
  • Die Verbindung wird nach der gleichen Vorschrift wie Beispiel 1 durch Umsetzung von 37.4 g (145 mmol) 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol mit 54 g (159.5 mmol) 3-Iod-biphenyl-2-carbonsäuremethylester synthetisiert. Der Rückstand wird aus CH2Cl2/iso-Propanol umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 24.5 g (56 mmol), 39% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 3:
    Figure 00580002
  • Die Verbindung wird nach der gleichen Vorschrift wie Beispiel 1 durch Umsetzung von 37.4 g (145 mmol) 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol mit 42 g (159.5 mmol) 3-Iod-thiophen-2-carbonsäuremethylester synthetisiert. Der Rückstand wird aus CH2Cl2/iso-Propanol umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 22.6 g (62 mmol), 43% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 4:
    Figure 00590001
  • Die Verbindung wird nach der gleichen Vorschrift wie Beispiel 1 durch Umsetzung von 33.6 g (145 mmol) Bisindol mit 23 ml (159.5 mmol) Methyl-2-iodbenzoat synthetisiert. Der Rückstand wird aus Toluol umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 22.4 g (66 mmol), 47% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 5:
    Figure 00590002
  • Die Verbindung wird nach der gleichen Vorschrift wie Beispiel 1 durch Umsetzung von 44 g (145 mmol) 1,8-Dihydro-2,7-diphenyl-benzo[2,1b:3,4-b']dipyrrol mit 23 ml (159.5 mmol) Methyl-2-iodbenzoat synthetisiert. Der Rückstand wird aus und aus Toluol umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 20.84 g (50 mmol), 35% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 6:
    Figure 00590003
  • 1. Stufe: 11-(2-Iod-benzolsulfonyl)-11,12-dihydro-11,12-diaza-indeno-[2,1-a]-fluoren
  • 43 g (169 mmol) 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol werden in 1000 ml THF vorgelegt und bei 0°C mit 8.9 g (223.3 mmol) NaH (60% in Öl) versetzt. Anschließend wird die Mischung mit 24 g (80 mmol) 2-Iodbenzolsulfonsäurechlorid versetzt und 12 unter bei 40°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 29 g (574 mmol), 72% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • 2. Stufe:
  • Der Ringschluss wird nach der gleichen Vorschrift wie Beispiel 1 durch Umsetzung von 46 g (145 mmol) 11-(2-Iod-benzolsulfonyl)-11,12-dihydro-11,12-diaza-indeno[2,1-a]fluoren mit 10 g (158 mmol) Kupferpulver, 1.38 g (7 mmol) Kupfer(I)iodid und 22 g (159.6 mmol) K2CO3 synthetisiert. Der Rückstand wird aus CH2Cl2/iso-Propanol umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 11.9 g (30 mmol), 38% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 7:
    Figure 00600001
  • 1. Stufe: 9-Benzolsulfonyl-1-brom-9H-carbazol
  • 19.6 g (80 mmol) 1-Bromcarbazol werden in 1000 ml THF vorgelegt und bei 0°C mit 8.9 g (223.3 mmol) NaH (60% in Öl) versetzt. Anschließend wird die Mischung mit 24 g (80 mmol) 2-Iodbenzolsulfonsäurechlorid versetzt und 12 h bei 40°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 29 g (574 mmol), 72% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • 2. Stufe: 9-Benzolsulfonyl-9H-[1,9']bicarbazolyl-1'-carboxylsäuremethylester
  • Eine gut gerührte Suspension von 26.3 g (117 mmol) 9H-Carbazol-1-carbonsäuremethylester, 45.2 g (117 mmol) 9-Benzolsulfonyl-1-brom-9H-carbazol und 416.4 g (1961 mmol) Kaliumphosphat in 1170 ml Dioxan wird mit 8.0 g (42.2 mmol) Kupfer(I)iodid, 11.7 ml (97.5 mmol) trans-Cyclohexandiamin versetzt und anschließend 16 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Erkalten wird der ausgefallene Feststoff abgesaugt, dreimal mit 50 ml Toluol, dreimal mit 50 ml Ethanol:Wasser (1:1, v:v) und dreimal mit 100 ml Ethanol gewaschen. Ausbeute: 43 g (81 mmol), 70% d. Th..
  • 3. Stufe: 9H-[1,9']Bicarbazolyl-1'-carboxylsäuremethylester
  • 65 g (123 mmol) 9-Benzolsulfonyl-9H-[1,9']bicarbazolyl-1'-carboxylsäuremethylester und 48 g (856 mmol) Kaliumhydroxid in 65 ml Dimethylsulfoxid und 21 ml Wasser wird 1 h bei 60°C erhitzt. Anschließend wird auf Raumtemperatur gekühlt, mit 1 M HCl-Lösung neutralisiert und mit Dichlormethan extrahiert. Das Lösungmittel wird in Vakuum eingeengt und der Rückstand chromatographisch gereinigt (Heptan/Eissigsäureethylester 10:1). Ausbeute: 45 g (116 mmol), 95% d. Th..
  • 4. Stufe: Cyclisierung
  • 56.5 g (145 mmol) 9H-[1,9']Bicarbazolyl-1'-carboxylsäuremethylester werden in 151 mL Di-n-butylether mit 22 g (159.6 mmol) K2CO3 versetzt und 4 Tage unter Schutzgas bei 144°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 25 g (69.7 mmol), 49% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 8:
    Figure 00610001
  • Figure 00620001
  • 1. Stufe: 2-(12H-11,12-Diaza-indeno[2,1-a]fluoren-11-yl)-benzolthiol
  • 12.5 g (48 mmol) 2-Iodbenzothiol werden in 80 ml Di-n-butylether mit 25 g (96.6 mmol) 11,12-Dihydroindolo[2,3-a]carbazol versetzt und die Lösung entgast. Anschließend wird die Mischung mit 6.6 g (0.105 mmol) Kupferpulver, 0.92 g (0.003 mmol) Kupfer(I)iodid und 14.6 g (106.6 mmol) K2CO3 versetzt und 4 Tage unter Schutzgas bei 144°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 22.5 g (61 mmol), 66% d. Th., Reinheit nach HPLC 89.4%.
  • 2. Stufe: 1-[2-(12H-11,12-Diaza-indeno[2,1-a]fluoren-11-yl)-phenylsulfanyl]-pyrrolidin-2,5-dion
  • Zu einer Lösung aus 10 g (75 mmol) NCS in 150 ml CH2Cl2 wird bei 0°C 27.3 g (75 mmol) 2-(12H-11,12-Diaza-indeno[2,1-a]fluoren-11-yl)-benzolthiol zugegeben, anschließend mit 10.5 ml (75.3 mmol) Et3N versetzt und 18 h bei Raumtemperatur gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 30 g (66 mmol), 8% d. Th., Reinheit nach HPLC 88.3%.
  • 3. Stufe: Cyclisierung
  • Eine Lösung aus 4.6 g (10 mmol) 1-[2-(12H-11,12-Diaza-indeno[2,1-a]fluoren-11-yl)-phenylsulfanyl]-pyrrolidin-2,5-dion in 40 ml CH2Cl2 wird zu einer Lösung aus 0.9 g (5 mmol) N,N-Dimethyltryptamin, 0.2 g (0.5 mmol) Tetrabutylammoniumhydrogensulfat und 5 ml 50%-ige KOH-Lösung in 25 ml CH2Cl2 gegebem und 3 h bei Raumtemperatur gerührt.
  • Anschließend wird wieder 0.2 g (0.5 mmol) Tetrabutylammoniumhydrogensulfat zugegeben und weitere 3 h gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 2.4 g (6.5 mmol), 66% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 9:
    Figure 00630001
  • 1. Stufe: 2-(9H-Carbazol-1-ylamino)-benzoesäuremethylester
  • 35.51 g (234.9 mmol) Anthranilsäuremethylester werden in 500 mL Toluol gelöst und gut entgast. Es wird mit 52 g (213 mmol) 1-Bromcarbazol, 2.1 g (10.7 mmol) 4,5-Bis(diphenylphosphino)-9,9-dimethylxanthen, 1.19 g (5.34 mmol) Pd(OAc)2 und 76.5 g (234.9 mmol) Cs2CO3 versetzt, nachentgast und 24 h bei 100°C unter Schutzgasatmosphäre gerührt. Es wird anschließend von den Feststoffen über Celite abfiltriert, die Organik mit Wasser gewaschen, über MgSO4 getrocknet und eingeengt. Das Rohprodukt wird mit Heptan heiß ausgerührt. Man erhält 57.4 g (108 mmol), (86%) d. Th., Reinheit nach HPLC 86%.
  • 2. Stufe: 2-[2-(9H-Carbazol-1-yl-amino)-phenyl]-propan-2-ol
  • Unter Schutzgas werden 71.7 g (227 mmol) 2-(9H-Carbazol-1-yl-amino)-benzoesäuremethylester in 2000 ml THF vorgelegt und auf 0°C gekühlt. Bei dieser Temperatur wird 300 ml 2 M Methylmagnesiumchlorid-Lösung zugetropft und anschließend über Nacht auf Raumtemperatur gebracht. Man versetzt die Lösung mit 600 mL gesättigter NH4Cl-Lösung und 900 ml Wasser/konz. HCl 8:1. Die Phasen werden getrennt und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Gehalt an Produkt beträgt gemäß 1H-NMR ca. 90% bei einer Gesamtausbeute von 64.5 g (90%).
  • 3. Stufe: 7,7-Dimethyl-12,13-dihydro-7H-indolo[3,2-c]acridin
  • Unter Schutzgas werden 63 g (200 mmol) 2-[2-(9H-Carbazol-1-yl-amino)-phenyl]-propan-2-ol in 268 g (2734 mmol) Polyphosphorsäure vorgelegt und auf 0°C gekühlt. Anschließend wird 3 h bei 100°C gerührt und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Unter Eiskühlung wird die Mischung mit Wasser versetzt, mit Essigsäureethylester extrahiert und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Gehalt an Produkt beträgt gemäß 1H-NMR ca. 96% bei einer Gesamtausbeute von 53 g (90%).
  • 4. Stufe: Cyclisierung
  • 23 ml (159.5 mmol) Methyl-2-iodbenzoat werden in 150 ml Di-n-butylether mit 43 g (145 mmol) 7,7-Dimethyl-12,13-dihydro-7H-indolo[3,2-c]acridin versetzt und die Lösung entgast. Anschließend wird die Mischung mit 10 g (0.158 mmol) Kupferpulver, 1.38 g (0.007 mmol) Kupfer(I)iodid und 22 g (159.6 mmol) K2CO3 versetzt und 4 Tage unter Schutzgas bei 144°C gerührt. Die organische Phase wird über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert und abschließend im Hochvakuum sublimiert. Ausbeute: 19.5 g (49 mmol), 34% d. Th., Reinheit nach HPLC 99.9%.
  • Beispiel 10: Herstellung der OLEDs
  • Die Herstellung von erfindungsgemäßen OLEDs sowie OLEDs nach dem Stand der Technik erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß WO 2004/058911 , das auf die hier beschriebenen Gegebenheiten (Schichtdickenvariation, Materialien) angepasst wird.
  • In den folgenden Beispielen E1–E9 (siehe Tabellen 1 und 2) werden die Daten verschiedener OLEDs vorgestellt. Glasplättchen, die mit strukturiertem ITO (Indium Zinn Oxid) der Dicke 150 nm beschichtet sind werden zur verbesserten Prozessierung mit 20 nm PEDOT beschichtet (Poly(3,4-ethylendioxy-2,5-thiophen), aus Wasser aufgeschleudert; bezogen von H. C. Starck, Goslar, Deutschland). Diese beschichteten Glasplättchen bilden die Substrate, auf welche die OLEDs aufgebracht werden. Die OLEDs haben prinzipiell folgenden Schichtaufbau: Substrat/Lochinjektionsschicht (HIL)/Lochtransportschicht (HTL)/optionale Zwischenschicht (IL)/Elektronenblockerschicht (EBL)/Emissionsschicht (EML)/Elektronentransportschicht (ETL)/optionale Elektroneninjektionsschicht (EIL) und abschließend eine Kathode. Die Kathode wird durch eine 100 nm dicke Aluminiumschicht gebildet. Der genaue Aufbau der OLEDs ist Tabelle 1 zu entnehmen. Die zur Herstellung der OLEDs verwendeten Materialien sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Alle Materialien werden in einer Vakuumkammer thermisch aufgedampft. Dabei besteht die Emissionsschicht immer aus mindestens einem Matrixmaterial (Hostmaterial, Wirtsmaterial) und einem emittierenden Dotierstoff (Dotand, Emitter), der dem Matrixmaterial bzw. den Matrixmaterialien durch Coverdampfung in einem bestimmten Volumenanteil beigemischt wird. Eine Angabe wie M1:TEG1 (95%:5%) bedeutet hierbei, dass das Material M1 in einem Volumenanteil von 95% und TEG1 in einem Anteil von 5% in der Schicht vorliegt. Analog kann auch die Elektronentransportschicht aus einer Mischung von zwei Materialien bestehen.
  • Die OLEDs werden standardmäßig charakterisiert. Hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Stromeffizienz (gemessen in cd/A), die Leistungseffizienz (gemessen in lm/W) und die externe Quanteneffizienz (EQE, gemessen in Prozent) in Abhängigkeit der Leuchtdichte, berechnet aus Strom-Spannungs-Leuchtdichte-Kennlinien (IUL-Kennlinien) sowie die Lebensdauer bestimmt. Die Elektrolumineszenzspektrum werden bei einer Leuchtdichte von 1000 cd/m2 bestimmt und daraus die CIE 1931 x und y Farbkoordinaten berechnet. Die Angabe U1000 in Tabelle 2 bezeichnet die Spannung, die für eine Leuchtdichte von 1000 cd/m2 benötigt wird. SE1000 und LE1000 bezeichnen die Strom- bzw. Leistungseffizienz, die bei 1000 cd/m2 erreicht werden. EQE1000 schließlich ist die externe Quanteneffizienz bei einer Betriebsleuchtdichte von 1000 cd/m2.
  • Die Daten der verschiedenen OLEDs sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
  • Im Folgenden werden einige der Beispiele näher erläutert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dies nur eine Auswahl der in Tabelle 2 gezeigten Daten darstellt.
  • Verwendung von erfindungsgemäßen Verbindungen als Matrixmaterialien in phosphoreszierenden OLEDs
  • Bei Verwendung von erfindungsgemäßen Materialien als Matrix für phosphoreszente Emitter erhält man gute Spannungen und teilweise sehr gute Effizienzen. Vor allem zeichnen sich die Materialien M1 und M2 dadurch aus, dass sehr hohe Stromeffizienzen (62 cd/A, 17.1% EQE) für geringe Emitterkonzentrationen von 5% erreicht werden (Beispiele E1 und E2). Dies ist bei vielen üblichen Matrixmaterialien nicht der Fall und aus technischer Sicht vorteilhaft, da die als Emitter oft eingesetzten Iridiumkomplexe thermisch nicht ausreichend stabil für eine Massenproduktion mit geringer Taktzeit sind. Die Verwendung einer geringeren Emitterkonzentration erlaubt niedrigere Aufdampftemperaturen bei gleicher Taktzeit, wodurch das Problem der thermischen Stabilität vermieden werden kann. Bei Betrieb mit konstantem Strom fällt die Leuchtdichte der Beispiele E1 und E2 von einem Anfangswert von 8000 cd/m2 nach ca. 90 h auf 6400 cd/m2 ab. Weitere erfindungsgemäße Materialien zeigen ebenfalls gute Leistungsdaten, wie Tabelle 2 zu entnehmen ist.
  • Verwendung von erfindungsgemäßen Verbindungen als Elektronentransportmaterialien
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich weiterhin in der Elektronentransportschicht von OLEDs einsetzen. Bei Kombination des erfindungsgemäßen Materials ETM1 mit LiQ als Elektroneninjektionsschicht erhält man eine Spannung von 4.7 V, eine Stromeffizienz von 51 cd/A und damit eine gute Leistungseffizienz von 35 lm/W für eine grüne phosphoreszierende OLED (Beispiel E9). Tabelle 1: Aufbau der OLEDs
    Bsp. HTL Dicke IL Dicke EBL Dicke EML Dicke ETL Dicke EIL Dicke
    E1 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M1:TEG1 (95%:5%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E2 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M2:TEG1 (95%:5%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E3 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M3:TER1 (85%:15%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E4 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M4:TER1 (85%:15%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E5 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M5:TEG1 (90%:10%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E6 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M6:TEG1 (90%:10%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E7 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm M7:TEG1 (90%:10%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E8 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm MB:TEG1 (90%:10%) 30 nm ST1:LiQ (50%:50%) 30 nm -
    E9 SpA1 70 nm HATCN 5 nm BPA1 90 nm IC1:TEG1 (90%:10%) 30 nm ETM1 30 nm LiQ 3 nm
    Tabelle 2: Daten der OLEDs
    Bsp. U1000 (V) SE1000 (cd/A) LE1000 (lm/W) EQE 1000 CIE x/y bei 1000 cd/m2
    E1 3.7 62 54 17.1% 0.34/0.62
    E2 3.8 59 49 16.2% 0.35/0.61
    E3 4.6 6.1 4.2 9.1% 0.69/0.31
    E4 4.3 5.8 4.2 8.6% 0.69/0.31
    E5 5.1 34 21 9.2% 0.35/0.61
    E6 3.9 54 44 15.3% 0.36/0.61
    E7 5.1 44 27 12.1% 0.37/0.60
    E8 3.8 48 40 13.2% 0.37/0.60
    E9 4.7 51 35 13.9% 0.35/0.61
  • Tabelle 3: Strukturformeln der Materialien für die OLEDs
    Figure 00670001
  • Figure 00680001
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (16)

  1. Verbindung gemäß Formel (1),
    Figure 00690001
    Formel (1) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: X ist C=O, C(R)2, NR, O, S, C=S, C=NR, C=C(R)2, Si(R)2, BR, PR, P(=O)R, SO oder SO2; Y ist gleich oder verschieden W, wie unten definiert, oder ist NR, O oder S, mit der Maßgabe, dass Y = C ist, wenn an die Gruppe Y eine Gruppe E gebunden ist; W ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR oder N, mit der Maßgabe, dass nicht mehr als drei Gruppen W in einem Cyclus für N stehen, und mit der weiteren Maßgabe, dass W = C ist, wenn an diese Gruppe W eine Gruppe E gebunden ist; Z ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten CR oder N; oder zwei benachbarte Gruppen Z stehen für eine Gruppe der Formel (2),
    Figure 00690002
    Formel (2) worin die gestrichelten Bindungen die Verknüpfung dieser Einheit andeutet; E ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, C(R)2, NR, O, S, C=O, C=S, C=NR, C=C(R)2, Si(R)2, BR, PR, P(=O)R, SO oder SO2; Ar ist zusammen mit der Gruppe Y und den beiden Kohlenstoffatomen eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, welche durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein kann; A ist R, wenn m = n = 0 ist, und ist ein Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch R substituiert sein kann, oder eine Gruppe -CR=CR-, -CR=N- oder -N=N-, wenn ein Index m oder n = 1 ist und der andere Index m oder n = 0 ist, oder ist ein Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch R substituiert sein kann, wenn die Indizes m = n = 1 sind; R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, I, CN, NO2, N(Ar1)2, N(R1)2, C(=O)Ar1, C(=O)R1, P(=O)(Ar1)2, einer geradkettigen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 3 bis 40 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch R1C=CR1, C≡C, Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR1, P(=O)(R1), SO, SO2, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 80, bevorzugt 5 bis 60, aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme, wobei optional zwei oder mehr benachbarte Substituenten R ein monocyclisches oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können, das mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, I, CN, NO2, N(Ar1)2, N(R2)2, C(=O)Ar, C(=O)R2, P(=O)(Ar1)2, einer geradkettigen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 3 bis 40 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C≡C, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme, wobei optional zwei oder mehr benachbarte Substituenten R ein monocyclisches oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können, das mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann; R2 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, CN, einem aliphatischem Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einem aromatischem oder heteroaromatischem Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, in dem ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I oder CN ersetzt sein können, wobei zwei oder mehr benachbarte Substituenten R2 miteinander ein mono- oder polycyclisches, aliphatisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem bilden können; Ar1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5-30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R2 substituiert sein kann; dabei können zwei Reste Ar1, welche an dasselbe N-Atom oder P-Atom binden, auch durch eine Einfachbindung oder eine Brücke, ausgewählt aus N(R2), C(R2)2 oder O, miteinander verbrückt sein; m, n ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0 oder 1, wobei für m = 0 statt der Gruppe E jeweils eine Gruppe R an A gebunden ist und wobei für n = 0 statt der Gruppe E jeweils eine Gruppe R an A gebunden ist; p ist 0 oder 1, wobei für p = 0 statt der Gruppe Z=Z jeweils eine Gruppe R an das Kohlenstoffatom bzw. an W gebunden ist, mit der Maßgabe, dass p = 1 ist, wenn m = n = 0 ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass X für C=O, CR2, P(=O)R oder SO2 steht.
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass E gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Einfachbindung, CR2, C=O, NR, O oder S steht.
  4. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass A für eine Gruppe der folgenden Formel (3), (4), (5) oder (6) steht,
    Figure 00720001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, W die in Anspruch 1 genannte Bedeutung aufweist und W gleich C ist, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist, und V für NR, O oder S steht.
  5. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ar für eine Gruppe gemäß einer der folgenden Formeln (7), (8), (9) oder (10) steht,
    Figure 00730001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, # die Position der Verknüpfung mit X andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W und V die in Anspruch 1 und 4 genannten Bedeutungen aufweisen, wobei W gleich C ist, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist.
  6. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: X ist C=O, CR2, P(=O)R oder SO2; E ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten eine Einfachbindung, CR2, C=O, NR, O oder S; A ist eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 16 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch einen oder mehrere Reste R substituiert sein kann, oder für eine Gruppe -CR=CR-, -CR=N- oder -N=N-; Z=Z steht in dem Fünfring für eine Gruppe der oben genannten Formel (2); Ar steht für eine Gruppe gemäß einer der folgenden Formeln (7) bis (10),
    Figure 00740001
    wobei die gestrichelte Bindung die Verknüpfung mit Y andeutet, # die Position der Verknüpfung mit X andeutet, * die Position der Verknüpfung mit E andeutet, falls eine Gruppe E vorhanden ist, und W die in Anspruch 1 genannte Bedeutung aufweist; dabei ist W gleich C, wenn an diese Position eine Gruppe E gebunden ist; weiterhin steht V für NR, O, S oder CR2; m, n ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0 oder 1, wobei mindestens ein Index m oder n = 1 ist.
  7. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, ausgewählt aus den Verbindungen der folgenden Formeln (11) bis (37),
    Figure 00740002
    Figure 00750001
    Figure 00760001
    wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 und 4 genannten Bedeutungen aufweisen.
  8. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 ausgewählt aus den Verbindungen gemäß den folgenden Formeln (11a) bis (37a),
    Figure 00770001
    Figure 00780001
    Figure 00790001
    Figure 00800001
    wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 und 4 genannten Bedeutungen aufweisen.
  9. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, ausgewählt aus den Verbindungen gemäß den folgenden Formeln (11b) bis (37b),
    Figure 00810001
    Figure 00820001
    Figure 00830001
    Figure 00840001
    wobei die verwendeten Symbole die in Anspruch 1 und 4 genannten Bedeutungen aufweisen.
  10. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass X für C=O oder SO2 steht und E für CR2, C=O oder NR steht.
  11. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass R gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Cl, Br, CN, N(Ar1)2, C(=O)Ar1, einer geradkettigen Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder einer verzweigten oder cyclischen Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 10 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2-Gruppen durch O ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D oder F ersetzt sein können, einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, das jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, einer Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, oder einer Kombination dieser Systeme.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 durch Umsetzung eines cis-Indolocarbazol-Derivats mit einem Aryl- oder Heteroaryl-Derivat, welches in ortho-Positionen durch Halogen, bevorzugt Iod, und ein Säurederivat substituiert ist, wobei das Säurederivat bevorzugt ein Carbonsäureester, ein Carbonsäurehalogenid, ein Sulfonsäurehalogenid, ein Phosphinhalogenid oder ein Phosphinoxyhalogenid ist.
  13. Oligomer, Polymer oder Dendrimer enthaltend eine oder mehrere Verbindungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein oder mehrere Bindungen der Verbindung zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer vorhanden sind.
  14. Verwendung einer Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 in einer elektronischen Vorrichtung, insbesondere in einer organischen Elektrolumineszenzvorrichtung.
  15. Elektronische Vorrichtung enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 oder 13, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs), lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (LECs), organischen Laserdioden (O-Laser) und „organic plasmon emitting devices”.
  16. Organische Elektrolumineszenzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 als Matrixmaterial für fluoreszierende oder phosphoreszierende Emitter und/oder in einer Lochblockierschicht und/oder in einer Elektronentransportschicht und/oder in einer elektronenblockierenden bzw. exzitonenblockierenden Schicht und/oder in einer Lochtransportschicht eingesetzt wird oder dass die Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 oder 13 in einer optischen Auskopplungsschicht eingesetzt wird.
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