DE102023108909A1

DE102023108909A1 - Verbindung, Halbleitermaterial, organische Leuchtdiode und Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102023108909A1
Application number: DE102023108909.9A
Authority: DE
Inventors: Johannes Scholz; Jerome Ganier; Qiang Huang
Original assignee: NovaLED GmbH
Current assignee: NovaLED GmbH
Priority date: 2023-04-06
Filing date: 2023-04-06
Publication date: 2024-10-10
Also published as: KR20240149816A; CN118772142A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Halbleitermaterial, das die Verbindung umfasst, eine organische Leuchtdiode, die das Halbleitermaterial umfasst, und eine Anzeigevorrichtung, die die organische Leuchtdiode umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Halbleitermaterial umfassend die Verbindung, eine organische Leuchtdiode umfassend das Halbleitermaterial, eine Anzeigevorrichtung umfassend die organische Leuchtdiode und ein Verfahren zur Herstellung der organischen Leuchtdiode.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Organische Halbleitervorrichtungen, wie z.B. organische Leuchtdioden OLEDS, die selbstemittierende Vorrichtungen sind, haben einen breiten Betrachtungswinkel, einen ausgezeichneten Kontrast, ein schnelles Ansprechen, eine hohe Helligkeit, ausgezeichnete Betriebsspannungseigenschaften und eine Farbwiedergabe. Eine typische OLED umfasst eine Anode, eine Lochtransportschicht HTL, eine Emissionsschicht EML, eine Elektronentransportschicht ETL und eine Kathode, die aufeinanderfolgend auf einem Substrat gestapelt sind. In dieser Hinsicht sind die HTL, die EML und die ETL dünne Filme, die aus organischen Verbindungen gebildet sind.
Wenn eine Spannung an die Anode und die Kathode angelegt wird, bewegen sich von der Anode injizierte Löcher über die HTL zu der EML und von der Kathode injizierte Elektronen bewegen sich über die ETL zu der EML. Die Löcher und Elektronen rekombinieren in der EML, um Exzitonen zu erzeugen. Wenn die Exzitonen von einem angeregten Zustand in einen Grundzustand fallen, wird Licht emittiert. Die Injektion und der Fluss von Löchern und Elektronen sollten ausgeglichen sein, damit eine OLED mit der oben beschriebenen Struktur eine ausgezeichnete Effizienz und/oder eine lange Lebensdauer aufweist.
Die Leistung einer organischen Leuchtdiode kann durch Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht beeinflusst werden und kann unter ihnen durch Eigenschaften eines organischen Materials der organischen Halbleiterschicht beeinflusst werden.
Insbesondere ist die Entwicklung einer organischen Halbleiterschicht, die in der Lage ist, die Elektronenmobilität zu erhöhen und gleichzeitig die elektrochemische Stabilität zu erhöhen, erforderlich, damit die organische Halbleitervorrichtung, wie etwa eine organische Leuchtdiode, auf eine große Flachbildschirmanzeige angewendet werden kann.
Ferner ist die Entwicklung einer organischen Halbleiterschicht, die in der Lage ist, eine verlängerte Lebensdauer bei einer höheren Stromdichte und dadurch bei einer höheren Helligkeit aufzuweisen, erforderlich. Insbesondere ist die Entwicklung eines organischen Halbleitermaterials oder einer Halbleiterschicht in Bezug auf die Verringerung der Betriebsspannung erforderlich, was für die Verringerung des Stromverbrauchs und die Erhöhung der Batterielebensdauer, beispielsweise einer mobilen Anzeigevorrichtung, wichtig ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verbindungen und Halbleitermaterialien zur Herstellung von organischen Leuchtdioden und Anzeigevorrichtungen bereitzustellen, die Nachteile des Stands der Technik überwinden, insbesondere mit einer verbesserten Leistung, vor allem mit mindestens einer von einer niedrigeren Betriebsspannung und einer höheren Betriebsspannungsstabilität.
OFFENBARUNG
Diese Aufgabe wird durch ein halbleitendes Material gelöst, umfassend

- eine erste Matrixverbindung, umfassend einen tetrasubstituierten Pyrazinrest und einen Phenanthrolinrest; und
- ein Metall.

Diese Aufgabe wird ferner durch eine organische Leuchtdiode gelöst, umfassend eine Anode, eine Kathode, eine erste lichtemittierende Schicht und eine halbleitende Schicht,
wobei

- die erste lichtemittierende Schicht zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist;
- die halbleitende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist; und
- die halbleitende Schicht das halbleitende Material gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.

Diese Aufgabe wird ferner durch eine Anzeigevorrichtung gelöst, umfassend mindestens eine organische Leuchtdiode gemäß der vorliegenden Erfindung.
Diese Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung der organischen Leuchtdiode gemäß der Erfindung gelöst, wobei das Verfahren einen Schritt des Abscheidens der Verbindung, die in dem halbleitenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ist, auf einem festen Träger umfasst.
Schließlich wird diese Aufgabe durch eine Verbindung mit der Formel (1c)

wobei
R¹ bis R³ und R¹² unabhängig aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₀ Aryl ausgewählt sind;
R⁴ ein substituiertes oder unsubstituiertes C₆ bis C₁₀ Arylen ist; und
R⁶ bis R¹¹ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy und cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, wobei jedes C₃ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Halbleitendes Material
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein halbleitendes Material. Das halbleitende Material umfasst eine erste Matrixverbindung und ein Metall.
Das halbleitende Material kann ein organisches halbleitendes Material sein. Das halbleitende Material kann ein elektronentransportierendes Material sein.
Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen. Das halbleitende Material kann die erste Matrixverbindung in einer Menge von mindestens 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des halbleitenden Materials, umfassen.
Erste Matrixverbindung
Die erste Matrixverbindung umfasst einen tetrasubstituierten Pyrazinrest und einen Phenanthrolinrest.
Pyrazin hat die Formel
Ein tetrasubstituiertes Pyrazin im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist ein Pyrazin mit vier Gruppen R¹ bis R⁴, die jeweils an die vier Kohlenstoffatome des Pyrazins gebunden sind, um die folgende Struktur aufzuweisen
Mindestens einer der vier Substituenten, wie etwa einer der vier Substituenten, z. B. R⁴, kann als ein Spacer, wie etwa ein zweiwertiger Spacer, fungieren, der den tetrasubstituierten Pyrazinrest mit dem Phenanthrolinrest, wie etwa einem substituierten oder unsubstituierten Phenanthrolin, verbindet.
Sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, umfassen alle hier gezeigten Verbindungen, Gruppen, Reste, Substituenten usw., insbesondere durch Strukturformeln, durch systematische Namen usw., die jeweiligen teilweise und vollständig deuterierten Derivate davon.
Die erste Matrixverbindung kann die folgende Formel (1) aufweisen
Die erste Matrixverbindung kann die Formel (1a) oder (1b) aufweisen
Die erste Matrixverbindung der Formel (1) kann die Formel (1a) aufweisen
R¹ bis R³ sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₃₆ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₃₀ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen C₃ bis C₃₀ Gruppe. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₂₄ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen C₃ bis C₂₄ Gruppe. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₁₈ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen C₃ bis C₁₈ Gruppe. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₁₂ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen C₃ bis C₁₁ Gruppe. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₆ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen C₃ bis C₅ Gruppe.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist Hydrocarbyl eine einwertige Gruppe, die durch Entfernen eines Wasserstoffatoms aus einem Kohlenwasserstoff, z. B. Ethyl, Phenyl usw., gebildet wird. Ein Hydrocarbylen ist eine zwei- oder mehrwertige Gruppe, die durch Entfernen von zwei oder mehr Wasserstoffatomen aus einem Kohlenwasserstoff, z. B. Ethylen, Phenylen usw., gebildet wird.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist eine heterocyclische Gruppe ein aliphatischer oder aromatischer cyclischer Kohlenwasserstoff, in dem mindestens eines der Kohlenstoffatome (und das daran gebundenen Wasserstoffatom) durch ein Heteroatom, insbesondere durch ein Heteroatom wie O, S, P, B oder N, insbesondere O, S oder N, z. B. N, ersetzt ist.
R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₃₀ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₂₄ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₁₈ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₁₁ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenyl und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₅ Heteroaryl wie Pyrazinyl, Pyrimidinyl oder Pyridinyl.
R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₃₀ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₂₄ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₁₈ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Aryl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₁₁ Heteroaryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenyl und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₅ Heteroaryl wie Pyrazinyl, Pyrimidinyl oder Pyridinyl.
R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenyl.
Wenn ein oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert sind, können der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy,

- wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an einem von R¹ bis R³ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.

Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,

Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl.
Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl.
Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) D sein.
R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus unsubstituiertem C₆ bis C₃₆ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus unsubstituiertem C₆ bis C₃₀ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus unsubstituiertem C₆ bis C₂₄ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus unsubstituiertem C₆ bis C₁₈ Aryl. R¹ bis R³ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus unsubstituiertem C₆ bis C₁₂ Aryl. R¹ bis R³ können jeweils unsubstituiertes Phenyl sein.
R¹ bis R³ können monocyclisch oder bicyclisch sein.
R⁴ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₁ bis C₃₆ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen Gruppe. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₃₀ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen C₃ bis C₃₀ Gruppe. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₂₄ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen C₃ bis C₂₄ Gruppe. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₁₈ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen C₃ bis C₁₈ Gruppe. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₁₂ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen C₃ bis C₁₁ Gruppe. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₆ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen C₃ bis C₅ Gruppe.
R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₃₀-Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₂₄ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₁₈ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₁₁ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenylen und einem substituierten oder unsubstituierten C₃ bis C₅ Heteroarylen wie Pyrazinylen, Pyrimidinylen oder Pyridinylen.
R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₃₀ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₂₄ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₁₈ Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Arylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₁₁-Heteroarylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenylen und einem substituierten oder unsubstituierten N-haltigen C₃ bis C₅ Heteroaryl wie Pyrazinylen, Pyrimidinylen oder Pyridinylen.
R⁴ kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus monocyclischem Arylen, bicyclischem Arylen, tricyclischem Arylen und tetracyclischem Arylen, monocyclischem Heteroarylen umfassend ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus O, N und S, bicyclischem Heteroarylen umfassend ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus O, N und S, tricyclischem Heteroarylen umfassend ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus O, N und S und tetracyclischem Heteroarylen umfassend ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus O, N und S, wobei die jeweiligen Gruppen substituiert oder unsubstituiert sein können.
Das monocyclische Arylen kann substituiertes oder unsubstituiertes Phenylen sein. Das monocyclische Heteroarylen kann Pyridin-diyl, Thiophen-diyl oder Furan-diyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können.
Das bicyclische Arylen kann Naphthylen oder Biphenyl-diyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können. Das bicyclische Heteroarylen kann Chinolin-diyl, Isochinolin-diyl, Bipyridyl-diyl, Benzothiophen-diyl, Benzofuran-diyl, Benzimidazol-diyl, Benzoxazol-diyl, Benzothiazol-diyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können.
Das tricyclische Arylen kann Anthracen-diyl, Phenanthren-diyl, Terphenyl-diyl oder Fluorendiyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können. Das tricyclische Heteroarylen kann Terthiophen-diyl, Acridin-diyl, Carbazol-diyl, Dibenzofuran-diyl oder Dibenzothiophen-diyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können.
Das tetracyclische Arylen kann Pyren-diyl, Binaphthalin-diyl, Quaterphenyl-diyl, Triphenylendiyl sein, die jeweils substituiert oder unsubstituiert sein können. Das tetracyclische Heteroarylen kann substituiertes oder unsubstituiertes Quaterthiophen-diyl sein.
R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenylen, wie substituiertem oder unsubstituiertem meta-Phenylen oder substituiertem oder unsubstituiertem para-Phenylen.
Wenn R⁴ substituiert ist, können der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy,

- wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an R⁴ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.

Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,

Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl.
Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl.
Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) D sein.
R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem unsubstituierten C₆ bis C₃₀ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem unsubstituierten C₆ bis C₂₄ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem unsubstituierten C₆ bis C₁₈ Arylen. R⁴ kann unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Arylen. R⁴ kann jeweils unsubstituiertes Phenylen, wie unsubstituiertes meta-Phenylen oder unsubstituiertes para-Phenylen, sein.
In Formel (1) ist eines von R⁵ bis R¹² eine Einfachbindung zu R⁴. In den Formeln (1a) und (1b) ist das jeweilige R⁵ bis R¹², das eine Einfachbindung zu R⁴ ist, als die entsprechende Einfachbindung zwischen dem Phenathrolinrest und R⁴ gezeigt.
Die verbleibenden R⁵ bis R¹² sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtes C₃ bis C₆ Alkyl, cyclisches C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtes C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclisches C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy; wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Die verbleibenden R⁵ bis R¹² können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Die verbleibenden R⁵ bis R¹² können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Die verbleibenden R⁵ bis R¹² sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, Phenyl und Methyl.
R¹² kann C₆ bis C₁₂ Aryl oder C₃ bis C₁₁ Heteroaryl sein, wobei das C₆ bis C₁₂ Aryl und das C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein können; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtes C₃ bis C₆ Alkyl, cyclisches C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtes C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclisches C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertes C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertes C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertes C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertes C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertes C₁ bis C₆ Alkoxy; wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein können.
R¹² kann C₆ bis C₁₂ Aryl oder C₃ bis C₁₁ Heteroaryl sein, wobei das C₆ bis C₁₂ Aryl und das C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein können; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
R¹² kann C₆ bis C₁₂ Aryl sein, wobei das C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
R¹² kann Phenyl sein, wobei das Phenyl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
R¹² kann Phenyl sein, wobei das Phenyl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, Phenyl und Methyl.
R¹² kann Phenyl sein; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D und Methyl.
In einer Ausführungsform weist die erste Matrixverbindung die folgende Formel (1) auf

- R¹ bis R³ sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Aryl;
- - wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ ist unabhängig ausgewählt aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,
- - wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an einem von R¹ bis R³ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann
- R⁴ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₃₆ Arylen;
- - wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ ist unabhängig ausgewählt aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,
- - wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an R⁴ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann;
- eines von R⁵ bis R¹² ist eine Einfachbindung zu R⁴ und die verbleibenden R⁵ bis R¹² sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.

In einer Ausführungsform weist die erste Matrixverbindung die folgende Formel (1a) oder (1b) auf

wobei

- R¹ bis R³ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Aryl,
- - wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl;
- R⁴ ist unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₂ Aryl,
- - wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl;
- R¹² ist C₆ bis C₁₂ Aryl, wobei das C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; und die verbleibenden R⁵ bis R¹¹, die nicht die Einfachbindung zu R⁴ sind, sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.

Die erste Matrixverbindung kann ausgewählt sein aus I1 bis I5
Metall
Das halbleitende Material gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zusätzlich zu der ersten Matrixverbindung ein Metall.
Das Metall kann als ein elektrischer Dotand bezeichnet werden. Das Metall kann als ein elektrischer n-Dotand bezeichnet werden.
Unter einem n-Dotand wird eine Verbindung verstanden, die, wenn sie in ein Elektronentransportmatrixmaterial eingebettet ist, die Elektroneneigenschaften des gebildeten halbleitenden Materials, insbesondere hinsichtlich der Elektroneninjektion und/oder der Elektronenleitfähigkeit, im Vergleich zu dem reinen Elektronentransportmatrixmaterial unter den gleichen physikalischen Bedingungen verbessert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „eingebettet in eine Elektronentransportmatrix“ homogen gemischt mit der Elektronentransportmatrix.
Das Metall ist ein elementares Metall, das heißt, vorhanden mit der Oxidationszahl 0 (Null). Das Metall kann ein elektropositives Metall sein.
Das Metall kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdmetallen. Das Metall kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Yb, Sm und Eu. Das Metall kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Li und Yb.
Organische Leuchtdiode
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine organische Leuchtdiode, umfassend eine Anode, eine Kathode, eine erste lichtemittierende Schicht und eine halbleitende Schicht,
wobei

Die halbleitende Schicht kann aus dem halbleitenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen.
Die organische Leuchtdiode kann zwei oder mehr halbleitende Schichten umfassen, die jeweils ein halbleitendes Material gemäß der Erfindung umfassen.
Die halbleitende Schicht kann eine Elektroneninjektionsschicht sein.
Die halbleitende Schicht kann in direktem Kontakt mit der Kathode sein.
Die organische Leuchtdiode kann ferner eine Elektronentransportschicht umfassen, wobei

- die Elektronentransportschicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist; und
- die halbleitende Schicht zwischen der Elektronentransportschicht und der Kathode angeordnet ist.

Die halbleitende Schicht kann in direktem Kontakt mit der Elektronentransportschicht sein.
Die halbleitende Schicht kann in Kontakt stehend eingeklemmt zwischen der Elektronentransportschicht und der Kathode angeordnet sein.
Die halbleitende Schicht kann eine Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ sein.
Die organische Leuchtdiode kann ferner eine zweite lichtemittierende Schicht umfassen,
wobei

- die zweite lichtemittierende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist; und
- die halbleitende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der zweiten lichtemittierenden Schicht angeordnet ist.

Die organische Leuchtdiode kann ferner eine Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ umfassen,
wobei

- die Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der zweiten lichtemittierenden Schicht angeordnet ist; und

Die halbleitende Schicht kann in direktem Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ sein.
Die organische Leuchtdiode kann ferner eine Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ und eine Elektronentransportschicht umfassen,
wobei

- die Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der zweiten lichtemittierenden Schicht angeordnet ist;
- die Elektronentransportschicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ angeordnet ist; und

Die organische Leuchtdiode kann ferner eine Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ und eine Elektronentransportschicht umfassen,
wobei

Die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode kann insbesondere, neben der halbleitenden Schicht, die das erfindungsgemäße Halbleitermaterial umfasst oder daraus besteht, weitere Schichten umfassen. Beispielhafte Ausführungsformen entsprechender Schichten werden im Folgenden beschrieben:
Substrat
Bei dem Substrat kann es sich um ein beliebiges Substrat handeln, das üblicherweise bei der Herstellung von elektronischen Vorrichtungen verwendet wird, wie etwa organische Leuchtdioden. Wenn Licht durch das Substrat emittiert werden soll, muss es sich bei dem Substrat um ein transparentes oder halbtransparentes Material handeln, beispielsweise ein Glassubstrat oder ein transparentes Kunststoffsubstrat. Wenn Licht durch die Oberseite emittiert werden soll, kann es sich bei dem Substrat sowohl um ein transparentes als auch um ein nichttransparentes Material handeln, beispielsweise ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat oder ein Siliziumsubstrat.
Anodenelektrode
Entweder eine erste Elektrode oder eine zweite Elektrode, die in der erfindungsgemäßen organischen Halbleitervorrichtung enthalten ist, kann eine Anodenelektrode sein. Die Anodenelektrode kann durch Abscheiden oder Sputtern eines Materials gebildet werden, das zum Bilden der Anodenelektrode verwendet wird. Das Material, das zum Bilden der Anodenelektrode verwendet wird, kann ein Material mit hoher Austrittsarbeit sein, um die Lochinjektion zu erleichtern. Das Anodenmaterial kann auch aus einem Material mit niedriger Austrittsarbeit (d. h. Aluminium) ausgewählt sein. Die Anodenelektrode kann eine transparente oder reflektierende Elektrode sein. Transparente leitfähige Oxide, wie beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Zinndioxid (SnO₂), Aluminiumzinkoxid (AlZO) und Zinkoxid (ZnO), können zum Bilden der Anodenelektrode verwendet werden. Die Anodenelektrode kann auch unter Verwendung von Metallen, typischerweise Silber (Ag), Gold (Au) oder Metalllegierungen, gebildet werden.
Lochinjektionsschicht
Eine Lochinjektionsschicht (HIL) kann auf der Anodenelektrode durch Vakuumabscheidung, Rotationsbeschichtung, Drucken, Gießen, Schlitzdüsenbeschichtung, Langmuir-Blodgett(LB)-Abscheidung oder dergleichen gebildet werden. Wenn die HIL unter Verwendung von Vakuumabscheidung gebildet wird, können die Abscheidungsbedingungen gemäß der Verbindung, die zum Bilden der HIL verwendet wird, und der gewünschten Struktur und den gewünschten thermischen Eigenschaften der HIL variieren. Im Allgemeinen können jedoch Bedingungen für die Vakuumabscheidung eine Abscheidungstemperatur von 100 °C bis 500 °C, einen Druck von 10^-8 bis 10^-3 Torr (1 Torr entspricht 133,322 Pa) und eine Abscheidungsrate von 0,1 bis 10 nm/s beinhalten.
Wenn die HIL unter Verwendung von Rotationsbeschichtung oder Drucken gebildet wird, können die Beschichtungsbedingungen gemäß der Verbindung, die zum Bilden der HIL verwendet wird, und der gewünschten Struktur und den gewünschten thermischen Eigenschaften der HIL variieren. Zum Beispiel können die Beschichtungsbedingungen eine Beschichtungsgeschwindigkeit von etwa 2000 U/min bis etwa 5000 U/min und eine Wärmebehandlungstemperatur von etwa 80 °C bis etwa 200 °C beinhalten.
Die HIL kann aus einer beliebigen Verbindung gebildet werden, die üblicherweise zum Bilden einer HIL verwendet wird. Beispiele für Verbindungen, die zum Bilden der HIL verwendet werden können, beinhalten eine Phthalocyaninverbindung, wie etwa Kupferphthalocyanin (CuPc), 4,4',4"-Tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamin (m-MTDATA), TDATA, 2T-NATA, Polyanilin/Dodecylbenzolsulfonsäure (Pani/DBSA), Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Poly(4-styrolsulfonat) (PEDOT/PSS), Polyanilin/Camphersulfonsäure (Pani/CSA) und Polyanilin/Poly(4-styrolsulfonat (PANI/PSS).
Die HIL kann ein Dotanden vom p-Typ umfassen oder daraus bestehen und der DOtandvom p-Typ kann aus Tetrafluortetracyanochinodimethan (F4TCNQ), 2,2'-(Perfluornaphthalin-2,6-diyliden)dimalononitril oder 2,2',2"-(Cyclopropan-1,2,3-triyliden)tris(2-(p-cyanotetrafluorphenyl)acetonitril) ausgewählt sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die HIL kann aus einer lochtransportierenden Matrixverbindung ausgewählt sein, die mit einem Dotanden vom p-Typ dotiert ist. Typische Beispiele für bekannte dotierte Lochtransportmaterialien sind: Kupferphthalocyanin (CupPc), dessen HOMO-Niveau ungefähr -5,2 eV beträgt, dotiert mit Tetrafluortetracyanochinodimethan (F4TCNQ), dessen LUMO-Niveau ungefähr -5,2 eV beträgt; Zinkphthalocyanin (ZnPc) (HOMO = -5,2 eV), dotiert mit F4TCNQ; α-NPD (N,N'-Bis(naphthalin-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), dotiert mit F4TCNQ; α-NPD, dotiert mit 2,2'-(Perfluornaphthalin-2,6-diyliden)dimalononitril. Die Konzentrationen des Dotanden vom p-Typ können aus 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter aus 3 Gew.-% bis 10 Gew.-% ausgewählt sein.
Die Dicke der HIL kann in dem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 100 nm und zum Beispiel von ungefähr 1 nm bis ungefähr 25 nm liegen. Wenn die Dicke der HIL innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die HIL ausgezeichnete Lochinjektionseigenschaften ohne eine wesentliche Einbuße bei der Ansteuerspannung aufweisen.
Lochtransportschicht
Eine Lochtransportschicht (HTL) kann auf der HIL durch Vakuumabscheidung, Rotationsbeschichtung, Schlitzdüsenbeschichtung, Drucken, Gießen, Langmuir-Blodgett(LB)-Abscheidung oder dergleichen gebildet werden. Wenn die HTL durch Vakuumabscheidung oder Rotationsbeschichtung gebildet wird, können die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung denen für die Bildung der HIL ähnlich sein. Die Bedingungen für die Vakuum- oder Lösungsabscheidung können jedoch gemäß der Verbindung, die zum Bilden der HTL verwendet wird, variieren.
Die HTL kann aus einer beliebigen Verbindung gebildet werden, die üblicherweise zum Bilden einer HTL verwendet wird. Verbindungen, die geeignet verwendet werden können, sind beispielsweise in Yasuhiko Shirota und Hiroshi Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010 offenbart und durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen. Beispiele für die Verbindung, die zum Bilden der HTL verwendet werden kann, sind: Carbazolderivate, wie etwa N-Phenylcarbazol oder Polyvinylcarbazol; Benzidinderivate, wie etwa N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamin (TPD) oder N,N'-Di(naphthalin-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidin (alpha-NPD); und Triphenylaminbasierte Verbindung, wie etwa 4,4',4"-Tris(N-carbazolyl)triphenylamin (TCTA). Unter diesen Verbindungen kann TCTA Löcher transportieren und verhindern, dass Exzitonen in die EML diffundiert werden.
Die Dicke der HTL kann in dem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 250 nm, vorzugsweise ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, ferner ungefähr 20 nm bis ungefähr 190 nm, ferner ungefähr 40 nm bis ungefähr 180 nm, ferner ungefähr 60 nm bis ungefähr 170 nm, ferner ungefähr 80 nm bis ungefähr 160 nm, ferner ungefähr 100 nm bis ungefähr 160 nm, ferner ungefähr 120 nm bis ungefähr 140 nm liegen. Eine bevorzugte Dicke der HTL kann 170 nm bis 200 nm betragen.
Wenn die Dicke der HTL innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die HTL ausgezeichnete Lochtransporteigenschaften ohne eine wesentliche Einbuße bei der Ansteuerspannung aufweisen.
Elektronenblockierschicht
Die Funktion einer Elektronenblockierschicht (EBL) besteht darin, zu verhindern, dass Elektronen von einer Emissionsschicht auf die Lochtransportschicht übertragen werden, und dadurch Elektronen auf die Emissionsschicht zu beschränken. Dadurch werden die Effizienz, die Betriebsspannung und/oder die Lebensdauer verbessert. Typischerweise umfasst die Elektronenblockierschicht eine Triarylaminverbindung. Die Triarylaminverbindung kann ein LUMO-Niveau aufweisen, das näher am Vakuumniveau liegt als das LUMO-Niveau der Lochtransportschicht. Die Elektronenblockierschicht kann ein HOMO-Niveau aufweisen, das weiter vom Vakuumniveau entfernt ist als das HOMO-Niveau der Lochtransportschicht. Die Dicke der Elektronenblockierschicht kann zwischen 2 und 20 nm gewählt werden.
Wenn die Elektronenblockierschicht ein hohes Triplett-Niveau aufweist, kann sie auch als Triplett-Steuerschicht beschrieben werden.
Die Funktion der Triplett-Steuerschicht besteht darin, das Auslöschen von Tripletts zu reduzieren, wenn eine phosphoreszierende grüne oder blaue Emissionsschicht verwendet wird. Dadurch kann eine höhere Effizienz der Lichtemission einer phosphoreszierenden Emissionsschicht erreicht werden. Die Triplett-Steuerschicht ist ausgewählt aus Triarylaminverbindungen mit einem Triplett-Niveau über dem Triplett-Niveau des phosphoreszierenden Emitters in der benachbarten Emissionsschicht. Geeignete Verbindungen für die Triplett-Steuerschicht, insbesondere die Triarylaminverbindungen, sind in EP 2 722 908 A1 beschrieben.
Photoaktive Schicht (PAL)
Die photoaktive Schicht wandelt einen elektrischen Strom in Photonen oder Photonen in einen elektrischen Strom um.
Die PAL kann auf der HTL durch Vakuumabscheidung, Rotationsbeschichtung, Schlitzdüsenbeschichtung, Drucken, Gießen, LB-Abscheidung oder dergleichen gebildet werden. Wenn die PAL unter Verwendung von Vakuumabscheidung oder Rotationsbeschichtung gebildet wird, können die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung denen für die Bildung der HIL ähnlich sein. Die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung können jedoch gemäß der Verbindung, die zum Bilden der PAL verwendet wird, variieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die photoaktive Schicht die Verbindung der Formel (1) nicht umfasst.
Bei der photoaktiven Schicht kann es sich um eine lichtemittierende Schicht oder eine lichtabsorbierende Schicht handeln.
Emissionsschicht (EML)
Die EML kann auf der HTL durch Vakuumabscheidung, Rotationsbeschichtung, Schlitzdüsenbeschichtung, Drucken, Gießen, LB-Abscheidung oder dergleichen gebildet werden. Wenn die EML unter Verwendung von Vakuumabscheidung oder Rotationsbeschichtung gebildet wird, können die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung denen für die Bildung der HIL ähnlich sein. Die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung können jedoch gemäß der Verbindung, die zum Bilden der EML verwendet wird, variieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Emissionsschicht die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie etwa die erste Matrixverbindung, nicht umfasst.
Die jeweilige Emissionsschicht (EML) kann aus einer Kombination eines Wirts und eines Emitterdotanden gebildet werden. Beispiele für den Wirt sind Alq3, 4,4'-N,N'-Dicarbazolbiphenyl (CBP), Poly(n-vinylcarbazol) (PVK), 9,10-Di(naphthalin-2-yl)anthracen (ADN), 4,4',4"-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (TCTA), 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzol (TPBI), 3-tert-Butyl-9,10-di-2-naphthylanthracen (TBADN), Distyrylarylen (DSA), Bis(2-(2-hydroxyphenyl)benzothiazolat)zink (Zn(BTZ)₂), EML3 unten, Verbindung 1 unten und Verbindung 2 unten.
Der Emitterdotand kann ein phosphoreszierender oder fluoreszierender Emitter sein. Phosphoreszierende Emitter und Emitter, die Licht über einen thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenzmechanismus (TADF) emittieren, können aufgrund ihrer höheren Effizienz bevorzugt werden. Der Emitter kann ein kleines Molekül oder ein Polymer sein.
Beispiele für rote Emitterdotanden sind PtOEP, Ir(piq)₃ und Btp₂lr(acac), sind jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Verbindungen sind phosphoreszierende Emitter, jedoch könnten auch fluoreszierende rote Emitterdotanden verwendet werden.
Beispiele für phosphoreszierende grüne Emitterdotanden sind Ir(ppy)₃ (ppy = Phenylpyridin), Ir(ppy)₂(acac), Ir(mpyp)₃ sind unten gezeigt. Verbindung 3 ist ein Beispiel für einen fluoreszierenden grünen Emitter und die Struktur ist unten gezeigt.
Beispiele für phosphoreszierende blaue Emitterdotanden sind F2Irpic, (F2ppy)₂Ir(tmd) und Ir(dfppz)₃, tert-Fluoren, die Strukturen sind unten gezeigt. 4,4'-Bis(4-diphenylamiostyryl)biphenyl (DPAVBi), 2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylen (TBPe) und Verbindung 4 unten sind Beispiele für fluoreszierende blaue Emitterdotanden.
Die Menge des Emitterdotanden kann in dem Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 50 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Wirts, liegen. Alternativ kann die Emissionsschicht aus einem lichtemittierenden Polymer bestehen. Die EML kann eine Dicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, zum Beispiel von ungefähr 20 nm bis ungefähr 60 nm, aufweisen. Wenn die Dicke der EML innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die EML eine ausgezeichnete Lichtemission ohne eine wesentliche Einbuße bei der Ansteuerspannung aufweisen.
Lochblockierschicht (HBL)
Eine Lochblockierschicht (HBL) kann auf der EML unter Verwendung von Vakuumabscheidung, Rotationsbeschichtung, Schlitzdüsenbeschichtung, Drucken, Gießen, LB-Abscheidung oder dergleichen gebildet werden, um die Diffusion von Löchern in die ETL zu verhindern. Wenn die EML einen phosphoreszierenden Dotanden umfasst, kann die HBL auch eine Triplett-Exzitonenblockierfunktion aufweisen.
Die HBL kann auch als Hilfs-ETL oder a-ETL bezeichnet werden.
Wenn die HBL unter Verwendung von Vakuumabscheidung oder Rotationsbeschichtung gebildet wird, können die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung denen für die Bildung der HIL ähnlich sein. Die Bedingungen für Abscheidung und Beschichtung können jedoch gemäß der Verbindung, die zum Bilden der HBL verwendet wird, variieren. Es kann eine beliebige Verbindung verwendet werden, die üblicherweise zum Bilden einer HBL verwendet wird. Beispiele für Verbindungen zum Bilden der HBL umfassen Oxadiazolderivate, Triazolderivate und Phenanthrolinderivate.
Die HBL kann eine Dicke in dem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 100 nm, zum Beispiel von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, aufweisen. Wenn die Dicke der HBL innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die HBL ausgezeichnete Lochblockiereigenschaften ohne eine wesentliche Einbuße bei der Ansteuerspannung aufweisen.
Die Lochblockierschicht kann aus einem Halbleitermaterial gemäß der Erfindung hergestellt sein, das heißt, sie kann die Halbleiterschicht in der organischen Leuchtdiode gemäß der Erfindung sein.
Elektronentransportschicht (ETL)
Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Elektronentransportschicht (ETL) umfassen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die OLED eine Elektronentransportschicht oder einen Elektronentransportschichtstapel umfassen, der mindestens eine erste Elektronentransportschicht und mindestens eine zweite Elektronentransportschicht umfasst.
Durch geeignetes Einstellen der Energieniveaus bestimmter Schichten der ETL können die Injektion und der Transport der Elektronen gesteuert werden und die Löcher können effizient blockiert werden. Somit kann die OLED eine lange Lebensdauer aufweisen.
Die Elektronentransportschicht kann ETM-Materialien umfassen, die eine oder mehrere Elektronentransportverbindung(en) umfassen, die in der Technik bekannt sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Elektronentransportschicht eine Elektronentransportverbindung, wobei die Elektronentransportverbindung 8 bis 13 aromatische oder heteroaromatische Ringe, gegebenenfalls 8 bis 11 aromatische oder heteroaromatische Ringe, gegebenenfalls 9 bis 11 aromatische oder heteroaromatische Ringe und gegebenenfalls 9 aromatische oder heteroaromatische Ringe umfasst, wobei einer oder mehrere der aromatischen oder heteroaromatischen Ringe mit C1 - bis C4 -Alkyl substituiert sein können. In dieser Hinsicht ist ein aromatischer bzw. heteroaromatischer Ring ein einzelner aromatischer Ring, zum Beispiel ein 6-gliedriger aromatischer Ring wie Phenyl, ein 6-gliedriger heteroaromatischer Ring wie Pyridyl, ein 5-gliedriger heteroaromatischer Ring wie Pyrrolyl usw. In einem System von kondensierten (hetero)aromatischen Ringen wird jeder Ring in dieser Hinsicht als ein einzelner Ring betrachtet. Zum Beispiel umfasst Naphthalin zwei aromatische Ringe.
Die Elektronentransportverbindung kann mindestens einen heteroaromatischen Ring, gegebenenfalls 1 bis 5 heteroaromatische Ringe, gegebenenfalls 1 bis 4 heteroaromatische Ringe, gegebenenfalls 1 bis 3 heteroaromatische Ringe und gegebenenfalls 1 oder 2 heteroaromatische Ringe umfassen.
Die aromatischen oder heteroaromatischen Ringe der Elektronentransportverbindung können 6-gliedrige Ringe sein.
Die heteroaromatischen Ringe der Elektronentransportverbindung können ein N-haltiger heteroaromatischer Ring sein, gegebenenfalls sind alle heteroaromatischen Ringe N-haltige heteroaromatische Ringe, gegebenenfalls enthalten alle heteroaromatischen Ringe heteroaromatische Ringe N als die einzige Art von Heteroatom.
Die Elektronentransportverbindung kann mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring umfassen, der ein bis drei N-Atome in jedem heteroaromatischen Ring enthält, gegebenenfalls einen bis drei 6-gliedrige heteroaromatische Ringe, die jeweils ein bis drei N-Atome in jedem heteroaromatischen Ring enthalten.
Der mindestens eine 6-gliedrige heteroaromatische Ring, der in der Elektronentransportverbindung enthalten ist, kann ein Azin sein. Der mindestens eine 6-gliedrige heteroaromatische Ring, der in der Elektronentransportverbindung enthalten ist, kann Triazin, Diazin, Pyrazin, Pyrimidin, Pyridin, Chinazolin oder Benzochinazolin, vorzugsweise Triazin, sein.
Wenn die Elektronentransportverbindung zwei oder mehr heteroaromatische Ringe umfasst, können die heteroaromatischen Ringe durch mindestens einen aromatischen Ring, der frei von einem Heteroatom ist, voneinander getrennt sein.
In einer Ausführungsform sind die Heteroatome in den heteroaromatischen Ringen der Elektronentransportverbindung durch mindestens eine Doppelbindung in die Molekülstruktur der Elektronentransportverbindung eingebunden.
Ferner kann die Elektronentransportschicht ein oder mehrere Additive umfassen. Das Additiv kann ein n-Dotand sein. Das Additiv kann ein Alkalimetall, eine Alkalimetallverbindung, ein Erdalkalimetall, eine Erdalkalimetallverbindung, ein Übergangsmetall, eine Übergangsmetallverbindung oder ein Seltenerdmetall sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Metall eines sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy und Yb. In einer anderen Ausführungsform kann der n-Dotand eines sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu und Yb. In einer Ausführungsform kann die Alkalimetallverbindung 8-Hydroxychinolinolatolithium (LiQ), Lithiumtetra(1H-pyrazol-1-yl)borat oder Lithium-2-(diphenylphosphoryl)phenolat sein. Geeignete Verbindungen für das ETM (die zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Verbindung, wie oben definiert, verwendet werden können) sind nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform bestehen die Elektronentransportmatrixverbindungen aus kovalent gebundenen Atomen. Vorzugsweise umfasst die Elektronentransportmatrixverbindung ein konjugiertes System von mindestens 6, mehr bevorzugt von mindestens 10 delokalisierten Elektronen. In einer Ausführungsform kann das konjugierte System von delokalisierten Elektronen in aromatischen oder heteroaromatischen Strukturresten enthalten sein, wie z.B. in den Dokumenten EP 1970 371 A1 oder WO 2013/079217 A1 offenbart.
Die Elektronentransportschicht kann das erfindungsgemäße Halbleitermaterial umfassen, d.h. kann die halbleitende Schicht in der erfindungsgemäßen organischen Leuchtdiode sein.
Elektroneninjektionsschicht (EIL)
Die optionale EIL, die die Injektion von Elektronen von der Kathode erleichtern kann, kann auf der ETL gebildet werden, vorzugsweise direkt auf der Elektronentransportschicht. Beispiele für Materialien zum Bilden der EIL umfassen Lithium-8-hydroxychinolinolat (LiQ), LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Ca, Ba, Yb, Mg, insbesondere Yb, die in der Technik bekannt sind.
Die Dicke der EIL kann in dem Bereich von ungefähr 0,1 nm bis ungefähr 10 nm, zum Beispiel in dem Bereich von ungefähr 0,5 nm bis ungefähr 9 nm, liegen. Wenn die Dicke der EIL innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die EIL zufriedenstellende Elektroneninjektionseigenschaften ohne eine wesentliche Einbuße bei der Ansteuerspannung aufweisen.
Die Elektroneninjektionsschicht kann das halbleitende Material gemäß der Erfindung umfassen, das heißt, kann die halbleitende Schicht in der organischen Leuchtdiode gemäß der Erfindung sein.
Kathodenelektrode
Die Kathodenelektrode ist auf der EIL, falls vorhanden, gebildet. Die Kathodenelektrode kann aus einem Metall, einer Legierung, einer elektrisch leitfähigen Verbindung oder einer Mischung davon gebildet sein. Die Kathodenelektrode kann eine niedrige Austrittsarbeit aufweisen. Zum Beispiel kann die Kathodenelektrode aus Lithium (Li), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Aluminium (Al)-Lithium (Li), Calcium (Ca), Barium (Ba), Ytterbium (Yb), Magnesium (Mg)-Indium (In), Magnesium (Mg)-Silber (Ag) oder dergleichen gebildet sein. Alternativ kann die Kathodenelektrode aus einem transparenten leitfähigen Oxid, wie beispielsweise ITO oder IZO, gebildet sein. Die Kathode kann mehr als 50 Vol.-% Metall, ausgewählt aus Ag und Au, umfassen.
Die Dicke der Kathodenelektrode kann in dem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 1000 nm, zum Beispiel in dem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, liegen. Wenn die Dicke der Kathodenelektrode in dem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm liegt, kann die Kathodenelektrode transparent oder halbtransparent sein, selbst wenn sie aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist.
Die Kathode kann eine halbtransparente Metallkathode mit einer Dicke von weniger als 20 nm, vorzugsweise weniger als 15 nm, sein.
Es versteht sich, dass die Kathodenelektrode nicht Teil einer Elektroneninjektionsschicht oder der Elektronentransportschicht ist.
Ladungserzeugungsschicht/Locherzeugungsschicht
Die Ladungserzeugungsschicht (CGL) besteht aus einer Doppelschicht.
Die Ladungserzeugungsschicht ist ein pn-Übergang, der eine Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ (Elektronenerzeugungsschicht) und eine Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ (Locherzeugungsschicht) verbindet. Die n-Seite des pn-Übergangs erzeugt Elektronen und injiziert sie in die Schicht, die in Richtung der Anode benachbart ist. Analog erzeugt die p-Seite des p-n-Übergangs Löcher und injiziert sie in die Schicht, die in Richtung der Kathode benachbart ist.
Ladungserzeugungsschichten werden in Tandemvorrichtungen verwendet, z.B. in Tandem-OLEDs, die zwischen zwei Elektroden zwei oder mehr Emissionsschichten umfassen. In einer Tandem-OLED, die zwei Emissionsschichten umfasst, stellt die Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ Elektronen für die erste Lichtemissionsschicht bereit, die nahe der Anode angeordnet ist, während die Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ Löcher für die zweite Lichtemissionsschicht bereitstellt, die zwischen der ersten Emissionsschicht und der Kathode angeordnet ist.
Die Locherzeugungsschicht (Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ) kann aus einem organischen Matrixmaterial bestehen, das mit einem Dotanden vom p-Typ dotiert ist. Geeignete Matrixmaterialien für die Locherzeugungsschicht können Materialien sein, die herkömmlicherweise als Lochinjektions- und/oder Lochtransportmatrixmaterialien verwendet werden. Außerdem kann der Dotand vom p-Typ, der für die Locherzeugungsschicht verwendet wird, ein herkömmliches Material sein. Beispielsweise kann der Dotand vom p-Typ einer sein, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanochinodimethan (F4-TCNQ), Derivaten von Tetracyanochinodimethan, Radialenderivaten, Iod, FeCl₃, FeF₃ und SbCl;. Außerdem kann der Wirt einer sein, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus N,N'-Di(naphthalin-1-yl)-N,N-diphenylbenzidin (NPB), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamin (TPD) und N,N',N'-Tetranaphthylbenzidin (TNB).
Die Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ kann eine Schicht aus einem reinen n-Dotanden sein, beispielsweise aus einem elektropositiven Metall, oder kann aus einem organischen Matrixmaterial bestehen, das mit dem n-Dotanden dotiert ist. In einer Ausführungsform kann der n-Dotand ein Alkalimetall, eine Alkalimetallverbindung, ein Erdalkalimetall oder eine Erdalkalimetallverbindung sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Metall eines sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy und Yb. Insbesondere kann der n-Dotand eines sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu und Yb. Geeignete Matrixmaterialien für die Elektronenerzeugungsschicht können die Materialien sein, die herkömmlicherweise als Matrixmaterialien für Elektroneninjektions- oder Elektronentransportschichten verwendet werden. Das Matrixmaterial kann beispielsweise eines sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Triazinverbindungen, Hydroxychinolinderivaten wie Tris(8-hydroxychinolin)aluminium, Benzazolderivaten und Silolederivaten.
Die Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ kann das halbleitende Material gemäß der Erfindung umfassen, das heißt, kann die halbleitende Schicht in der organischen Leuchtdiode gemäß der Erfindung sein.
In einer Ausführungsform kann die Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ Verbindungen der folgenden chemischen Formel X umfassen.
wobei jedes von A¹ bis A⁶ Wasserstoff, ein Halogenatom, Nitril (-CN), Nitro (-NO₂), Sulfonyl (-SO₂R), Sulfoxid (-SOR), Sulfonamid (-SO2NR), Sulfonat (-SO₃R), Trifluormethyl (-CF₃), Ester (-COOR), Amid (-CONHR oder -CONRR'), substituiertes oder unsubstituiertes geradkettiges oder verzweigtkettiges C₁-C₁₂-Alkoxy, substituiertes oder unsubstituiertes geradkettiges oder verzweigtkettiges C₁-C₁₂-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes geradkettiges oder verzweigtkettiges C₂-C₁₂-Alkenyl, ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer oder nichtaromatischer Heteroring, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, substituiertes oder unsubstituiertes Mono- oder Diarylamin, substituiertes oder unsubstituiertes Aralkylamin oder dergleichen sein kann. Hier kann jedes der vorstehenden R und R' substituiertes oder unsubstituiertes C₁-C₆₀-Alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl oder ein substituierter oder unsubstituierter 5- bis 7-gliedriger Heteroring oder dergleichen sein.
Ein Beispiel für eine solche Ladungserzeugungsschicht vom p-Typ kann eine Schicht sein, die CNHAT umfasst,
Die Locherzeugungsschicht kann auf der Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ angeordnet sein.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung der organischen Leuchtdiode können die vorstehend umrissenen alternativen Ausführungsformen entsprechend angewendet werden. Zum Beispiel kann die Ladungserzeugungsschicht mit einer Zwischenschicht hergestellt werden, die zwischen der Teilschicht vom n-Typ und der Teilschicht vom p-Typ bereitgestellt ist.
Gemäß einem Aspekt kann die OLED gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schichtstruktur eines Substrats umfassen, das benachbart zu einer Anodenelektrode angeordnet ist, die Anodenelektrode benachbart zu einer ersten Lochinjektionsschicht angeordnet ist, die erste Lochinjektionsschicht benachbart zu einer ersten Lochtransportschicht angeordnet ist, die erste Lochtransportschicht benachbart zu einer ersten Elektronenblockierschicht angeordnet ist, die erste Elektronenblockierschicht benachbart zu einer ersten Emissionsschicht angeordnet ist, die erste Emissionsschicht benachbart zu einer ersten Elektronentransportschicht angeordnet ist, die erste Elektronentransportschicht benachbart zu einer Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ (Teilschicht vom n-Typ) angeordnet ist, die Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ benachbart zu einer Locherzeugungsschicht (Teilschicht vom p-Typ) angeordnet ist, eine Zwischenschicht zwischen der Teilschicht vom n-Typ und der Teilschicht vom p-Typ bereitgestellt sein kann, die Locherzeugungsschicht benachbart zu einer zweiten Lochtransportschicht angeordnet ist, die zweite Lochtransportschicht benachbart zu einer zweiten Elektronenblockierschicht angeordnet ist, die zweite Elektronenblockierschicht benachbart zu einer zweiten Emissionsschicht angeordnet ist, zwischen der zweiten Emissionsschicht und der Kathodenelektrode eine optionale Elektronentransportschicht und/oder eine optionale Injektionsschicht angeordnet sind.
Anzeigevorrichtung
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung umfassend die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode.
Verfahren zur Herstellung der organischen Leuchtdiode
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der organischen Leuchtdiode gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren einen Schritt des Abscheidens der ersten Matrixverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem festen Träger umfasst.
Das Verfahren zum Abscheiden kann umfassen:

- Abscheiden über thermische Vakuumverdampfung;
- Abscheiden über Lösungsverarbeitung, wobei die Verarbeitung vorzugsweise ausgewählt ist aus Rotationsbeschichtung, Drucken, Gießen; und/oder
- Schlitzdüsenbeschichtung.

Verbindung
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Verbindung mit der Formel (1c)
Die Verbindung der Formel (1c) kann als erste Matrixverbindung, insbesondere zusammen mit einem Metall, zur Herstellung eines halbleitenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
In der Verbindung der Formel (1c) sind R¹ bis R³ und R¹² unabhängig aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₀ Aryl ausgewählt. R¹ bis R³ und R¹² können unabhängig aus einem substituierten oder unsubstituierten Phenyl ausgewählt sein.
Sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, umfassen alle hier gezeigten Verbindungen, Gruppen, Reste, Substituenten usw., insbesondere durch Strukturformeln, durch systematische Namen usw., die jeweiligen teilweise und vollständig deuterierten Derivate davon.
Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ und R¹² substituiert sind, können der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus D, C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C1 bis C₆ Alkyl, C1 bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂ besteht, wobei Y aus O, S oder Se, vorzugsweise O, ausgewählt ist und R¹³ unabhängig aus C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy ausgewählt ist,

- wobei jeder C₆ bis C₁₂Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an einem von R¹ bis R³ und R¹² mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.

Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ und R¹² substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,

Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ und R¹² substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl.
Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ und R¹² substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl.
Wenn einer oder mehrere von R¹ bis R³ und R¹² substituiert ist/sind, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) D sein.
R¹ bis R³ und R¹² können unabhängig aus einem unsubstituierten C₆ bis C₁₀ Aryl ausgewählt sein. R¹ bis R³ und R¹² können unsubstituiertes Phenyl sein.
R⁴ ist ein substituiertes oder unsubstituiertes C₆ bis C₁₀ Arylen. R⁴ kann substituiertes oder unsubstituiertes Phenylen sein. R⁴ kann substituiertes oder unsubstituiertes meta-Phenylen oder substituiertes oder unsubstituiertes para-Phenylen sein.
Wenn R⁴ substituiert ist, können der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂ besteht, wobei Y aus O, S oder Se, vorzugsweise O, ausgewählt ist und R¹³ unabhängig aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy ausgewählt ist,

Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, Halogen, CN oder PO(R¹³)₂, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl,

Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D, C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl.
Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus D und C₁ bis C₄ Alkyl.
Wenn R⁴ substituiert ist, kann/können der eine oder die mehreren Substituent(en) D sein.
R⁴ kann unsubstituiertes C₆ bis C₁₀ Arylen sein. R⁴ kann unsubstituiertes Phenylen sein. R⁴ kann unsubstituiertes meta-Phenylen oder unsubstituiertes para-Phenylen sein.
R⁶ bis R¹¹ sind unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy und cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, wobei jedes C₆ - bis C₁₂Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
R⁶ bis R¹¹ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy und cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy.
R⁶ bis R¹¹ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus H, D und C₁ bis C₆ Alkyl.
R⁶ bis R¹¹ können unabhängig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus H und D.
R⁶ bis R¹¹ können jeweils H sein.
In einer Ausführungsform weist die Verbindung die Formel (1c) auf

wobei
R¹ bis R³ und R¹² jeweils unsubstituiertes Phenyl sind;
R⁴ unsubstituiertes Phenylen ist; und
R⁶ bis R¹¹ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H und D.
Die Verbindung der Formel (1c) kann I₃ oder I₄ sein
Details und Definitionen der Erfindung
Eine organische Verbindung, wie hierin bezeichnet, ist im Allgemeinen jede chemische Verbindung, die Kohlenstoff enthält (mit Ausnahme einiger Verbindungen, die im Allgemeinen als anorganisch bezeichnet werden, wie Carbonate, Cyanide, Kohlendioxid, Diamant usw.). Der Begriff organische Verbindung, der hierin verwendet wird, umfasst auch Verbindungen wie organometallische Verbindungen, zum Beispiel Metallocene usw.
Sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, umfassen alle hier gezeigten Verbindungen, Gruppen, Reste, Substituenten usw., insbesondere durch Strukturformeln, durch systematische Namen usw., die jeweiligen teilweise und vollständig deuterierten Derivate davon.
Der Begriff „nullwertig“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Metall in der Oxidationsstufe o, d. h. insbesondere auf Metalle, von denen kein Elektron entfernt wurde. Das nullwertige Metall kann in Form von nullwertigen Atomen, reinem Metall, Legierungen usw. vorliegen.
Der Begriff „dreiwertig“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Stickstoffatom mit einer Einfachbindung und einer Doppelbindung und enthält ein einzelnes Elektronenpaar.
Der Begriff „Hydrocarbylgruppe“, wie hierin verwendet, soll so verstanden werden, dass er jede organische Gruppe umfasst, die Kohlenstoffatome umfasst, insbesondere organische Gruppen, wie etwa Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Heteroalkyl, insbesondere solche Gruppen, die in der organischen Elektronik übliche Substituenten sind.
Der Begriff „konjugiertes System“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein System von alternierenden π- und σ-Bindungen oder ein Molekül mit alternierenden Einfach- und Mehrfachbindungen, d. h. eine Doppelbindung oder ein System mit einer oder mehreren Zweiatomstruktureinheiten, bei denen die π-Bindung zwischen ihren Atomen durch ein Atom ersetzt sein kann, das mindestens ein einzelnes Elektronenpaar trägt, typischerweise durch ein zweiwertiges O- oder S-Atom.
Der Begriff „Alkyl“, wie hierin verwendet, soll sowohl lineares als auch verzweigtes und cyclisches Alkyl umfassen. Zum Beispiel kann C₃-Alkyl ausgewählt sein aus n-Propyl und Isopropyl. Ebenso umfasst C₄-Alkyl n-Butyl, sec-Butyl und t-Butyl. Ebenso umfasst C₆-Alkyl n-Hexyl und Cyclohexyl.
Die tiefgestellte Zahl n in C_n bezieht sich auf die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in der jeweiligen Alkyl-, Arylen-, Heteroarylen- oder Arylgruppe.
Der Begriff „Aryl“ oder „Arylen“, wie hierin verwendet, soll Phenyl (C₆-Aryl), kondensierte Aromaten, wie Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Tetracen usw. umfassen. Ferner umfasst sind Biphenyl und Oligo- oder Polyphenyle, wie Terphenyl, phenylsubstituiertes Biphenyl, phenylsubstituiertes Terphenyl (wie Tetraphenylbenzolgruppen) usw.. „Arylen“ bzw. „Heteroarylen“ bezieht sich auf Gruppen, an die zwei weitere Reste gebunden sind. In der vorliegenden Beschreibung kann sich der Begriff „Arylgruppe“ oder „Arylengruppe“ auf eine Gruppe beziehen, die mindestens einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest umfasst, und alle Elemente des aromatischen Kohlenwasserstoffrests können p-Orbitale aufweisen, die eine Konjugation bilden, zum Beispiel eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Anthracenylgruppe, eine Phenanthrenylgruppe, eine Pyrinylgruppe, eine Fluorenylgruppe und dergleichen. Ferner umfasst sind Spiroverbindungen, in denen zwei aromatische Reste über ein Spiroatom, wie etwa 9,9'-Spirobi[9H-fluoren]yl, miteinander verbunden sind. Die Aryl- oder Arylengruppe kann eine monocyclische oder kondensierte polycyclische (d. h. Verknüpfungen, die benachbarte Paare von Kohlenstoffatomen teilen) funktionelle Gruppe umfassen.
Der Begriff „Heteroaryl“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf Arylgruppen, in denen mindestens ein Kohlenstoffatom durch ein Heteroatom ersetzt ist. Der Begriff „Heteroaryl“ kann sich auf aromatische Heterocyclen mit mindestens einem Heteroatom beziehen, und alle Elemente des heteroaromatischen Kohlenwasserstoffrests können p-Orbitale aufweisen, die eine Konjugation bilden. Das Heteroatom kann ausgewählt sein aus N, O, S, B, Si, P, Se, vorzugsweise aus N, O und S. Ein Heteroarylenring kann mindestens 1 bis 3 Heteroatome umfassen. Vorzugsweise kann ein Heteroarylenring mindestens 1 bis 3 Heteroatome umfassen, die einzeln ausgewählt sind aus N, S und/oder O. Genau wie im Fall von „Aryl“/„Arylen“ umfasst der Begriff „Heteroaryl“ beispielsweise Spiroverbindungen, in denen zwei aromatische Reste miteinander verbunden sind, wie etwa Spiro[fluoren-9,9'-xanthen]. Weitere beispielhafte Heteroarylgruppen sind Diazin, Triazin, Dibenzofuran, Dibenzothiofuran, Acridin, Benzoacridin, Dibenzoacridin usw.
Die tiefgestellte Zahl n in C_n-Heteroaryl bezieht sich lediglich auf die Anzahl der Kohlenstoffatome mit Ausnahme der Anzahl der Heteroatome. In diesem Zusammenhang ist klar, dass eine C3 -Heteroarylengruppe eine aromatische Verbindung ist, die drei Kohlenstoffatome umfasst, wie etwa Pyrazol, Imidazol, Oxazol, Thiazol und dergleichen.
Der Begriff „halogeniert“ bezieht sich auf eine organische Verbindung, in der ein Wasserstoffatom davon durch ein Halogenatom ersetzt ist. Der Begriff „perhalogeniert“ bezieht sich auf eine organische Verbindung, in der alle Wasserstoffatome davon durch Halogenatome ersetzt sind. Die Bedeutung der Begriffe „fluoriert“ und „perfluoriert“ sollte analog verstanden werden.
Der Begriff „Alkenyl“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Gruppe -CR¹ = CR²R³, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung umfasst.
Der Begriff „perhalogeniert“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Hydrocarbylgruppe, in der alle Wasserstoffatome der Hydrocarbylgruppe durch Halogenatome (F, Cl, Br, I) ersetzt sind.
Der Begriff „Alkoxy“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Strukturfragment der Formel -OR, wobei R Hydrocarbyl, vorzugsweise Alkyl oder Cycloalkyl, ist.
Der Begriff „Thioalkyl“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Strukturfragment der Formel -SR, wobei R Hydrocarbyl, vorzugsweise Alkyl oder Cycloalkyl, ist.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Begriff Einfachbindung auf eine direkte Bindung.
Im Sinne der Erfindung ist eine Gruppe durch eine andere Gruppe „substituiert“, wenn eines der Wasserstoffatome, die in dieser Gruppe umfasst sind, durch eine andere Gruppe ersetzt ist, wobei die andere Gruppe der Substituent ist.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung, in einer Formel, die die folgende Bindungssituation zeigt,

kann die beliebige Gruppe A an jede geeignete Bindungsposition gebunden sein. In einer Situation, in der gezeigt wird, dass die Bindung von A mehr als einen Ring kreuzt

kann die beliebige Gruppe A an jede geeignete Bindungsposition jedes Rings gebunden sein, der mit der Bindung gekreuzt ist.
Im Sinne der Erfindung schließt der Ausdruck „zwischen“ in Bezug auf eine Schicht, die zwischen zwei anderen Schichten ist, nicht das Vorhandensein weiterer Schichten aus, die zwischen der einen Schicht und einer der zwei anderen Schichten angeordnet sein können. Im Sinne der Erfindung bedeutet der Ausdruck „in direktem Kontakt“ in Bezug auf zwei Schichten, die in direktem Kontakt miteinander sind, dass keine weitere Schicht zwischen diesen zwei Schichten angeordnet ist. Eine Schicht, die auf der Oberseite einer anderen Schicht abgeschieden ist, gilt als in direktem Kontakt mit dieser Schicht.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „im Wesentlichen nicht emissiv“ oder „nicht emissiv“, dass der Beitrag der Verbindung oder Schicht zu dem sichtbaren Emissionsspektrum von der Vorrichtung weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %, bezogen auf das sichtbare Emissionsspektrum, beträgt. Das sichtbare Emissionsspektrum ist ein Emissionsspektrum mit einer Wellenlänge von etwa ≥ 380 nm bis etwa ≤ 780 nm.
In Bezug auf die erfindungsgemäße organische Leuchtdiode können die im experimentellen Teil erwähnten Verbindungen am meisten bevorzugt sein.
Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED) kann eine Unterseiten- oder Oberseitenemissionsvorrichtung sein.
Ein weiterer Aspekt ist auf eine Vorrichtung gerichtet, die mindestens eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED) umfasst. Eine Vorrichtung, die organische Leuchtdioden umfasst, ist beispielsweise eine Anzeige oder eine Leuchttafel.
In der vorliegenden Erfindung werden die folgenden definierten Begriffe verwendet, es sei denn, in den Ansprüchen oder an anderer Stelle in dieser Beschreibung wird eine andere Definition angegeben.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „anders“ oder „unterscheidet sich“ in Verbindung mit dem Matrixmaterial, dass sich das Matrixmaterial in seiner Strukturformel unterscheidet.
Die Energieniveaus des höchsten besetzten Molekülorbitals, auch als HOMO bezeichnet, und des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals, auch als LUMO bezeichnet, werden in Elektronenvolt (eV) gemessen.
Die Begriffe „OLED“ und „organische Leuchtdiode“ werden gleichzeitig verwendet und haben die gleiche Bedeutung. Der Begriff „organische Elektrolumineszenzvorrichtung“, wie er hier verwendet wird, kann sowohl organische Leuchtdioden als auch organische lichtemittierende Transistoren (OLETs) umfassen.
Wie hier verwendet, beziehen sich „Gewichtsprozent“, „Gew.-%“, Gew.-%, „Gewichtsprozent“, „Gew.-%“ und Variationen davon auf eine Zusammensetzung, eine Komponente, eine Substanz oder ein Mittel als das Gewicht dieser Komponente, Substanz oder dieses Mittels der jeweiligen Elektronentransportschicht geteilt durch das Gesamtgewicht der jeweiligen Elektronentransportschicht davon und multipliziert mit 100. Es versteht sich, dass die gesamte Gewichtsprozentmenge aller Komponenten, Substanzen und Mittel der jeweiligen Elektronentransportschicht und Elektroneninjektionsschicht so ausgewählt ist, dass sie 100 Gew.-% nicht überschreitet.
Wie hier verwendet, beziehen sich „Volumenprozent“, „Vol.-%“, „Volumenprozent“, „Vol.-%“ und Variationen davon auf eine Zusammensetzung, eine Komponente, eine Substanz oder ein Mittel als das Volumen dieser Komponente, Substanz oder dieses Mittels der jeweiligen Elektronentransportschicht geteilt durch das Gesamtvolumen der jeweiligen Elektronentransportschicht davon und multipliziert mit 100. Es versteht sich, dass die gesamte Volumenprozentmenge aller Komponenten, Substanzen und Mittel der Kathodenschicht so ausgewählt ist, dass sie 100 Vol.-% nicht überschreitet.
Alle numerischen Werte werden hier als durch den Begriff „etwa“ modifiziert angenommen, unabhängig davon, ob dies ausdrücklich angegeben ist oder nicht. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „etwa“ auf eine Variation der numerischen Größe, die auftreten kann. Ob durch den Begriff „etwa“ modifiziert oder nicht, umfassen die Ansprüche Äquivalente zu den Größen.
Es ist anzumerken, dass, wie in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“ Pluralbezüge umfassen, es sei denn, der Inhalt schreibt eindeutig etwas anderes vor.
Der Begriff „frei von“, „enthält nicht“, „umfasst nicht“ schließt Verunreinigungen nicht aus. Verunreinigungen haben keine technische Wirkung in Bezug auf die durch die vorliegende Erfindung erreichte Aufgabe. Der Begriff „frei von“ einer Verbindung bedeutet, dass eine solche Verbindung/ein solches Material während der Verarbeitung nicht absichtlich zu der Schicht hinzugefügt wird.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäße halbleitende Schicht und Schichten in einer daraus gebildeten OLED im Wesentlichen nicht emissiv oder nicht emittierend.
Die Betriebsspannung, auch als U bezeichnet, wird in Volt (V) bei 10 Milliampere pro Quadratzentimeter (mA/cm²) gemessen.
Die Effizienz in Candela pro Ampere, auch als cd/A bezeichnet, wird in Candela pro Ampere bei 10 Milliampere pro Quadratzentimeter (mA/cm2) gemessen.
Die externe Quanteneffizienz, auch als EQE bezeichnet, wird in Prozent (%) gemessen.
Der Farbraum wird durch die Koordinaten CIE-x und CIE-y (International Commission on Illumination 1931) beschrieben. Für die blaue Emission ist die CIE-y von besonderer Bedeutung. Eine kleinere CIE-y bezeichnet eine tiefere blaue Farbe. Effizienzwerte werden bei der gleichen CIE-y verglichen.
Das höchste besetzte Molekülorbital, auch als HOMO bezeichnet, und das niedrigste unbesetzte Molekülorbital, auch als LUMO bezeichnet, werden in Elektronenvolt (eV) gemessen.
Die Begriffe „OLED“, „organische Leuchtdiode“, „organische lichtemittierende Vorrichtung“, „organische optoelektronische Vorrichtung“ und „organische Leuchtdiode“ werden gleichzeitig verwendet und haben die gleiche Bedeutung.
Die Begriffe „Lebensspanne“ und „Lebensdauer“ werden gleichzeitig verwendet und haben die gleiche Bedeutung.
Die Anode und Kathode können als Anodenelektrode/Kathodenelektrode oder Anodenelektrode/Kathodenelektrode oder Anodenelektrodenschicht/Kathodenelektrodenschicht beschrieben werden.
Die Raumtemperatur, auch als Umgebungstemperatur bezeichnet, beträgt 23 °C.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher veranschaulicht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. Nun wird ausführlich auf die beispielhaften Aspekte Bezug genommen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend erwähnten Komponenten sowie die beanspruchten Komponenten und die Komponenten, die gemäß der Erfindung in den beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden sollen, unterliegen keinen besonderen Ausnahmen in Bezug auf ihre Größe, Form, Materialauswahl und technisches Konzept, so dass die in dem einschlägigen Gebiet bekannten Auswahlkriterien ohne Einschränkungen angewendet werden können.
Zusätzliche Einzelheiten, Eigenschaften und Vorteile der Aufgabe der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung der entsprechenden Figuren offenbart, die beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung zeigen. Jede Ausführungsform stellt jedoch nicht notwendigerweise den vollen Umfang der Erfindung dar, und es wird daher auf die Ansprüche und hier zur Auslegung des Umfangs der Erfindung Bezug genommen. Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung lediglich beispielhaft und erläuternd sind und eine weitere Erläuterung der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, bereitstellen sollen.

1 ist eine schematische Schnittansicht einer organischen Leuchtdiode (OLED) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Schnittansicht einer OLED gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Schnittansicht einer OLED gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Schnittansicht einer OLED, die eine Ladungserzeugungsschicht und zwei Emissionsschichten umfasst, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Im Folgenden werden die Figuren unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher veranschaulicht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die folgenden Figuren beschränkt.
Wenn hier ein erstes Element als „auf“ einem zweiten Element gebildet oder angeordnet bezeichnet wird, kann das erste Element direkt auf dem zweiten Element angeordnet sein, oder ein oder mehrere andere Elemente können dazwischen angeordnet sein. Wenn ein erstes Element als „direkt auf“ einem zweiten Element gebildet oder angeordnet bezeichnet wird, sind keine anderen Elemente dazwischen angeordnet.
1 ist eine schematische Schnittansicht einer organischen Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die organische Halbleitervorrichtung 100 umfasst ein Substrat 110, eine Anode 120, eine Lichtemissionsschicht (EML) 125, eine Halbleiterschicht 160, die das Halbleitermaterial gemäß der Erfindung umfasst oder daraus besteht. Die Halbleiterschicht 160, die das Halbleitermaterial gemäß der Erfindung umfasst oder daraus besteht, ist auf der EML 125 gebildet. Auf der organischen Halbleiterschicht 160 ist eine Kathode 190 angeordnet.
2 ist eine schematische Schnittansicht einer organischen Leuchtdiode (OLED) 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die OLED 100 umfasst ein Substrat 110, eine Anode 120, eine Lochinjektionsschicht (HIL) 130, eine Lochtransportschicht (HTL) 140, eine Emissionsschicht (EML) 150, eine Elektronentransportschicht (ETL) 160. Die Elektronentransportschicht (ETL) 160 ist auf der EML 150 gebildet. Auf der Elektronentransportschicht (ETL) 160 ist eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) 180 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Elektroneninjektionsschicht die halbleitende Schicht gemäß der Erfindung. Die Kathode 190 ist direkt auf der Elektroneninjektionsschicht (EIL) 180 angeordnet.
3 ist eine schematische Schnittansicht einer OLED 100 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 unterscheidet sich von 2 dadurch, dass die OLED 100 von 3 eine Elektronenblockierschicht (EBL) 145 und eine Lochblockierschicht (HBL) 155 umfasst.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst die OLED 100 ein Substrat 110, eine Anode 120, eine Lochinjektionsschicht (HIL) 130, eine Lochtransportschicht (HTL) 140, eine Elektronenblockierschicht (EBL) 145, eine Emissionsschicht (EML) 150, eine Lochblockierschicht (HBL) 155, eine Elektronentransportschicht (ETL) 160, eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) 180 und eine Kathodenelektrode 190.
In dieser Ausführungsform von 3 ist die EIL 180 die halbleitende Schicht, die die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
4 ist eine schematische Schnittansicht einer OLED 100 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 unterscheidet sich von 3 dadurch, dass die OLED 100 von 4 ferner eine Ladungserzeugungsschicht (CGL) und eine zweite Emissionsschicht (151) umfasst.
Unter Bezugnahme auf 4 umfasst die OLED 100 ein Substrat 110, eine Anode 120, eine erste Lochinjektionsschicht (HIL) 130, eine erste Lochtransportschicht (HTL) 140, eine erste Elektronenblockierschicht (EBL) 145, eine erste Emissionsschicht (EML) 150, eine erste Lochblockierschicht (HBL) 155, eine erste Elektronentransportschicht (ETL) 160, eine n-Typ-Ladungserzeugungsschicht (n-Typ-CGL) 185, eine Locherzeugungsschicht (p-Typ-Ladungserzeugungsschicht; p-Typ-GCL) 135, eine zweite Lochtransportschicht (HTL) 141, eine zweite Elektronenblockierschicht (EBL) 146, eine zweite Emissionsschicht (EML) 151, eine zweite Lochblockierschicht (EBL) 156, eine zweite Elektronentransportschicht (ETL) 161, eine zweite Elektroneninjektionsschicht (EIL) 181 und eine Kathode 190.
In dieser Ausführungsform von 4 ist die Ladungserzeugungsschicht vom n-Typ (n-Typ-CGL) 185 die halbleitende Schicht, die die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
Obwohl in 1, 2, 3 und 4 nicht gezeigt, kann ferner eine Versiegelungsschicht auf den Kathodenelektroden 190 gebildet werden, um die OLEDS 100 zu versiegeln. Zusätzlich können verschiedene andere Modifikationen darauf angewendet werden.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher veranschaulicht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
Syntheseverfahren
Ein 3-Hals-Rundkolben wurde mit Stickstoff gespült und mit 2,3,5-Triphenyl-6-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazin (CAS 2396743-57-8, 1,0 eq, 16,0 g), 2-Chlor-9-phenyl-1,10-phenanthrolin (CAS 1937210-90-6, 0,9 eq, 10,0 g), [1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen]dichlorpalladium(II) (CAS 72287-26-4, 0,03 eq, 0,69 g), Kaliumcarbonat (CAS 584-08-7, 3,0 eq, 13 g in 31 ml entgastem Wasser, als 3 M-Lösung) und 1,4-Dioxan (CAS 123-91-1, 187 ml, entgast) beladen. Die Reaktion lief über Nacht bei 85°C unter einer Stickstoffatmosphäre. Am nächsten Tag bildete sich eine dichte dunkelbraune Suspension. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt und der Niederschlag durch Filtration gesammelt. Das feste Rohprodukt wurde mit Wasser gewaschen und unter reduziertem Druck getrocknet. Es wurde dann bei erhöhter Temperatur in 1,2 L Toluol gelöst und heiß durch ein AloxN-Kissen filtriert. Das Lösungsmittel wurde bis zum Beginn der Ausfällung rotationsverdampft. Der weiße Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt und über Nacht bei 50°C unter Vakuum getrocknet. Ausbeute: 13,63 g (68 %), ESI-MS: 639 (M+H).
Ein 500 ml 2-Hals-Rundkolben-Schlenkkolben wurde mit Stickstoff gespült und mit 2,3,5-Triphenyl-6-(3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)pyrazin (CAS 2396743-64-7, 1,1 eq, 19,3 g), 2-Chlor-9-phenyl-1,10-phenanthrolin (CAS 1937210-90-6, 1,0 eq, 10,0 g), [1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen]dichlorpalladium(II) (CAS 72287-26-4, 0,03 eq, 755 mg), Kaliumcarbonat (CAS 584-08-7, 3,0 eq, 14,2 g in 52 ml entgastem Wasser, als 2M-Lösung) und 1,4-Dioxan (CAS 123-91-1, 310 ml, entgast) beschickt. Beim Erwärmen auf 85°C verwandelte sich die beige Suspension in eine klare, aber dunkelbraune Lösung. Die Reaktion lief bei 85°C unter Stickstoffatmosphäre für 19 Stunden. Sobald DC (in DCM) den vollen Ausgangsmaterialverbrauch zeigte, wurde die bräunliche Suspension auf Raumtemperatur abgekühlt. Es bildete sich eine dichte beige Suspension. Das ausgefallene Produkt wurde durch Filtration isoliert, mit Wasser und Hexan gewaschen und unter reduziertem Druck bei 60°C über Nacht getrocknet. Das Rohprodukt wurde bei erhöhter Temperatur in 700 ml Chlorbenzol/DMF 6:1 v/v gelöst. Die heiße dunkelgraue Lösung wurde durch eine dünne Schicht Kieselgel filtriert, die mit 120 ml heißem Chlorbenzol gewaschen wurde. Die organische Schicht wurde unter Verwendung eines Rotationsverdampfers auf ~400 ml konzentriert. Das Produkt wurde über Nacht bei Raumtemperatur vollständig ausfallen gelassen. Das beige feste Material wurde durch Filtration gesammelt und über Nacht bei 60°C unter reduziertem Druck getrocknet. Ausbeute: 18,0 g (82 %), ESI-MS: 639 (M+H).
Unterstützungsmaterialien für Vorrichtungsexperimente

F1 ist
F2 ist
F3 ist
F4 ist
F5 ist
F6 ist
F7 ist
F8 ist
F9 ist
F10 ist
F11 ist
PD2 ist

LiQ ist Lithium-8-hydroxychinolinolat, CAS 850918-68-2
ITO ist Indiumzinnoxid.

BH1 ist
BD1 ist

Getestete Verbindungen
1) Blaue fluoreszierende Oberseiten-Emission-Tandem-OLED

Blaue fluoreszierende Oberseiten-Emission-OLEDS mit einem Schichtstapel gemäß Tabelle 1 wurden hergestellt. Tabelle 1:

Schicht	Material	c [vol%]	d [nm]
Anode	ITO/Ag/ITO	100/100/100	10/120/10
HIL	F1:PD2	98:2	10
HTL1	F1	100	29
EBL1	F2	100	5
EML1	BH1:BD1	99:1	19
ETL1	Getestete Verbindung	100	15
nCGL	Getestete Verbindung:Yb	99:1	7.5
pCGL	F4:PD2	91.1:8.9	10
HTL2	F4	100	43
EBL2	F2	100	5
EML2	BH1:BD1	99:1	19
HBL	F3	100	5
ETL2	F5:LiQ	50:50	31
EIL	Yb	100	2
Kathode	Ag:Mg	90:10	13
Deckschicht	F1	100	75

Die beobachtete Vorrichtungsleistung ist in Tabelle 2 gezeigt Tabelle 2:

HBL	CIE -y	U bei 15mA/c m ² [V]	Rel. V [%]	Korr. CEFF/CIE-y bei 15mA/cm ² [cd/A]	Rel. CEFF/CIE-y [%]	Spannungsanstieg bei 30mA/cm ² (1-50h) [V]	(Spannungsanstieg bei 30mA/cm ² (1-50h) [%]
C1	0.050	6.43	100	335	100	0.235	100
I1	0.049	6.25	97	328	98	0.106	45

Im Vergleich zu der Verbindung C1 des Stands der Technik ermöglicht die erfindungsgemäße Verbindung I₁ eine niedrigere Betriebsspannung und eine höhere Betriebsspannungsstabilität.
2) Blau fluoreszierende Oberseiten-Emission-Tandem-OLED

Blau fluoreszierende Oberseiten-Emission-OLEDS mit einem Schichtstapel gemäß Tabelle 3 wurden hergestellt. Tabelle 3:

Schicht	Material	c [vol%]	d [nm]
Anode	Ag	100	100
HIL	F6:PD2	87.5:12.5	5
HTL1	F6	100	38
EBL1	F7	100	7.5
EML1	BH1:BD1	99:1	17
HBL1	F8	100	5
ETL1	F9:F10	20:80	20
nCGL1	Getestete Verbindung:Li	99:1	5
pCGL1	F6:PD2	87.5:12.5	10
HTL2	F6	100	55
EBL2	F4	100	7.5
EML2	BH1:BD1	99:1	17
HBL2	F8	100	5
ETL2	F9:F10	20:80	20
nCGL2	Getestete Verbindung:Li	99:1	5
pCGL2	F6:PD2	87.5:12.5	10
HTL3	F6	100	50
EBL3	F4	100	7.5
EML3	BH1:BD1	99:1	17
HBL3	F8	100	5
ETL3	F9:F10	20:80	10
EIL1	C1:Li	99:1	10
EIL2	Yb	100	2
Kathode	Ag:Mg	90:10	13
Deckschicht	F11	100	75

Die beobachtete Vorrichtungsleistung ist in Tabelle 4 gezeigt Tabelle 4:

HBL CIE-y U bei 15mA/cm ² [V] Rel. V [%] Korr. CEFF/CIE-y bei 15mA/cm ² [cd/A] Rel. CEFF/CIE-y [%]

C1 0.130 9.42 100 204 100

I1 0.127 9.29 99 205 100
Die in der vorstehenden Beschreibung und in den abhängigen Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl separat als auch in einer beliebigen Kombination davon für die Verwirklichung der Aspekte der Offenbarung, die in den unabhängigen Ansprüchen gemacht sind, in vielfältigen Formen davon, wesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2722908 A1 [0100]
EP 1970371 A1 [0130]
WO 2013079217 A1 [0130]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Yasuhiko Shirota und Hiroshi Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010 [0095]

Claims

Halbleitendes Material, umfassend - eine erste Matrixverbindung, umfassend einen tetrasubstituierten Pyrazinrest und einen Phenanthrolinrest; und - ein Metall.
Halbleitendes Material nach Anspruch 1, wobei die erste Matrixverbindung die folgende Formel (1) aufweist
wobei - R¹ bis R³ unabhängig ausgewählt sind aus einem substituierten oder unsubstituierten C₁ bis C₃₆ Hydrocarbyl und einer substituierten oder unsubstituierten heterocyclischen Gruppe, - wobei, wenn ein oder mehrere von R¹ bis R³ substituiert sind, der eine oder die mehreren Substituenten unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆Alkyl, C₁ bis C₆Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkoxy, - wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an einem von R¹ bis R³ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; - R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C₁ bis C₃₆ Hydrocarbylen und einer substituierten oder unsubstituierten zweiwertigen heterocyclischen Gruppe, - wobei, wenn R⁴ substituiert ist, der eine oder die mehreren Substituent(en) unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus D, C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkoxy, - wobei jeder C₆ bis C₁₂ Arylsubstituent und jeder C₃ bis C₁₁ Heteroarylsubstituent an R⁴ mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann; - einer von R⁵ bis R¹² eine Einfachbindung zu R⁴ ist und die restlichen R⁵ bis R¹² unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy, cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆ Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkoxy, Halogen, CN oder PY(R¹³)₂, wobei Y ausgewählt ist aus O, S oder Se, vorzugsweise O, und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₂ Heteroaryl, C₁ bis C₆Alkyl, C₁ bis C₆Alkoxy, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆Alkyl, teilweise oder perfluoriertem C₁ bis C₆Alkoxy, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆ Alkyl, teilweise oder perdeuteriertem C₁ bis C₆Alkoxy, - wobei jedes C₆ bis C₁₂Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Halbleitendes Material nach Anspruch 2, wobei die erste Matrixverbindung der Formel (1) die Formel (1a) oder (1b) aufweist
Halbleitendes Material nach Anspruch 2 oder 3, wobei R¹ bis R³ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus substituiertem oder unsubstituiertem C₁ bis C₃₆Aryl und substituiertem oder unsubstituiertem C₃ bis C₃₅ Heteroaryl.
Halbleitendes Material nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei R¹ bis R³ jeweils substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl sind.
Halbleitendes Material nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus substituiertem oder unsubstituiertem C₁ bis C₃₆ Arylen und substituiertem oder unsubstituiertem C₃ bis C₃₅ Heteroarylen.
Halbleitendes Material nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei R⁴ substituiertes oder unsubstituiertes Phenylen ist.
Halbleitendes Material nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei eines von R⁵ bis R¹² eine Einfachbindung an R⁴ ist und die übrigen R⁵ bis R¹² unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl und C₁ bis C₆ Alkyl, wobei jedes C₆ bis C₁₂ -Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.
Halbleitendes Material nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei eines von R⁵ bis R¹² eine Einfachbindung zu R⁴ ist und die übrigen R⁵ bis R¹² unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, Phenyl und Methyl.
Halbleitendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Matrixverbindung ausgewählt ist aus I1 bis I5
Halbleitendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Seltenerdmetallen.
Organische Leuchtdiode, umfassend eine Anode, eine Kathode, eine erste lichtemittierende Schicht und eine halbleitende Schicht, wobei - die erste lichtemittierende Schicht zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist; - die halbleitende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist; und - die halbleitende Schicht das halbleitende Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Organische Leuchtdiode nach Anspruch 12, wobei die halbleitende Schicht in direktem Kontakt mit der Kathode steht.
Organische Leuchtdiode nach Anspruch 12, wobei die organische Leuchtdiode ferner eine zweite lichtemittierende Schicht umfasst, wobei - die zweite lichtemittierende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist; und - die halbleitende Schicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht und der zweiten lichtemittierenden Schicht angeordnet ist.
Anzeigevorrichtung, umfassend mindestens eine organische Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
Verbindung mit der Formel (1c)
wobei R¹ bis R³ und R12 unabhängig aus einem substituierten oder unsubstituierten C₆ bis C₁₀ Aryl ausgewählt sind, R⁴ ein substituiertes oder unsubstituiertes C₆ bis C₁₀ Arylen ist, R⁶ bis R¹¹ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, C₆ bis C₁₂ Aryl, C₃ bis C₁₁ Heteroaryl, C₁ bis C₆ Alkyl, C₁ bis C₆ Alkoxy, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkyl, cyclischem C₃ bis C₆ Alkyl, verzweigtem C₃ bis C₆ Alkoxy und cyclischem C₃ bis C₆ Alkoxy, wobei jedes C₆ bis C₁₂ Aryl und jedes C₃ bis C₁₁ Heteroaryl mit D, C₁ bis C₄ Alkyl oder Halogen substituiert sein kann.