DE102013202250A1 - Emitter layers with a matrix material containing asymmetrically substituted guanidinium cations - Google Patents

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Sebastian MEIER
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Emitterschicht in einem organischen lichtemittierenden Bauelement aufweisend ein Emitter- und ein Matrixmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial eine ionische Flüssigkeit umfasst, welche asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthält.The present invention relates to an emitter layer in an organic light-emitting component having an emitter and a matrix material, characterized in that the matrix material comprises an ionic liquid which contains asymmetrically substituted guanidinium cations.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Emitterschicht in einem organischen lichtemittierenden Bauelement aufweisend ein Emitter- und ein Matrixmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial eine ionische Flüssigkeit umfasst, welche asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthält. The present invention relates to an emitter layer in an organic light emitting device comprising an emitter and a matrix material, characterized in that the matrix material comprises an ionic liquid containing asymmetrically substituted guanidinium cations.

Stand der Technik State of the art

Den effektivitätsbestimmenden Bestandteil opto-elektronischer organischer Bauelemente bilden lichtemittierende Schichten, welche aus einem Matrixmaterial und dem eigentlichen Emitter aufgebaut sind. In der letzten Zeit hat sich dabei gezeigt, dass in den lichtemittierenden Schichten vorteilhafterweise eine Kombination ionischer Emitter mit Matrixmaterialien eingesetzt werden können, welche zu der Klasse der ionischen Flüssigkeiten (IL, englisch „ionic liquids“)gerechnet werden. Bei diesen handelt es sich um organische Salze, deren Ionen durch Ladungsdelokalisation und sterische Effekte die Bildung eines stabilen Kristallgitters behindern und schon bei niedrigen Temperaturen als Flüssigkeiten vorliegen. Insbesondere konnte bei dem Einsatz von ILs als Matrixmaterial in lichtemittierenden elektrochemischen Zellen, LECs (engl. „light emitting electrochemical cell“, 1) gezeigt werden, dass eine niederviskose Phase aus ionischen Flüssigkeiten im Gegensatz zu den bisher benutzten Feststoff-Salzen höhere Lichtausbeuten, verbesserte Stabilitäten und kürzere Turn-On-Zeiten ermöglicht. Des Weiteren lassen sich mit den ILs als Matrixmaterial eine schnellere Bauteil-Response, geringere Treiberspannungen und bessere Bauteilstabilitäten erreichen. Diese Effekte ergeben sich dabei möglichweise durch die, im Vergleich zu den standardmäßig verwendeten Substanzen, höhere Ionenbeweglichkeit der ILs. The effective component of opto-electronic organic components are formed by light-emitting layers, which are composed of a matrix material and the actual emitter. Recently, it has been shown that advantageously a combination of ionic emitters with matrix materials can be used in the light-emitting layers, which are expected to belong to the class of ionic liquids (ILs). These are organic salts whose ions hinder the formation of a stable crystal lattice through charge delocalization and steric effects and are present as liquids even at low temperatures. In particular, in the use of ILs as matrix material in light-emitting electrochemical cells, LECs ("light emitting electrochemical cell", 1 ) show that a low-viscosity phase of ionic liquids unlike the solid salts used previously allows higher light efficiencies, improved stabilities and shorter turn-on times. Furthermore, the ILs as matrix material allow a faster component response, lower drive voltages and better component stabilities. These effects are possibly due to the higher ion mobility of the ILs compared to the standard substances.

So beschreibt zum Beispiel die WO 2012041437 A2 eine Elektrolyt-Verbindung auf Basis von Imidazol- oder Pyrrolidinfluorotricyanoborat und deren Verwendung in elektrochemischen und/oder opto-elektronischen Vorrichtungen wie Photovoltaischen Zellen, lichtemittierenden Bauteilen, elektrochromen oder photo-elektrochromen Bauteilen, elektrochemischen Sensoren und/oder Biosensoren, und insbesondere deren Einsatz in Farbstoff oder Quantenpunkt sensibilisierten Solarzellen. For example, this describes the WO 2012041437 A2 an electrolyte compound based on imidazole or Pyrrolidinfluorotricyanoborat and their use in electrochemical and / or opto-electronic devices such as photovoltaic cells, light-emitting components, electrochromic or photo-electrochromic devices, electrochemical sensors and / or biosensors, and in particular their use in dye or quantum dot sensitized solar cells.

Des Weiteren offenbart die WO 2011085965 A1 eine Elektrolytzusammensetzung mit einer Verbindung nach Ma+[B(Rf)(CN)x(F)y]a –, wobei Ma+ für ein anorganisches oder organisches Kation, Rf für eine unverzweigte oder verzweigte C1-C4 Perfluoroalkyl-Gruppe, -C6F5,-C6H5, teilfluoriertes Phenyl oder C1-C4 mono- oder diperfluoralkyl substituiertes Phenyl steht. Die Koeffizienten ergeben sich zu a = 1 oder 2, x = 1, 2 oder 3, y = 0, 1 oder 2 und x + y = 3. Des Weiteren wird der Einsatz dieser Verbindungen in elektrochemischen und/oder opto-elektronischen Bauteilen wie Photovoltaischen Zellen, Kondensatoren, lichtemittierenden Vorrichtungen, elektrochromen oder photo-elektrochromen Bauteilen, elektrochemischen Sensoren und/oder Biosensoren, und insbesondere deren Einsatz in Farbstoff oder Quantenpunkt sensibilisierten Solarzellen offenbart. Furthermore, the WO 2011085965 A1 an electrolytic composition comprising a compound according to M a + [B (R f) (CN) x (F) y] a -, where M a + is an inorganic or organic cation, R f is an unbranched or branched C1-C4 perfluoroalkyl group, -C 6 F 5 , -C 6 H 5 , partially fluorinated phenyl or C 1 -C 4 mono- or diperfluoroalkyl substituted phenyl. The coefficients result in a = 1 or 2, x = 1, 2 or 3, y = 0, 1 or 2 and x + y = 3. Furthermore, the use of these compounds in electrochemical and / or opto-electronic components such Photovoltaic cells, capacitors, light-emitting devices, electrochromic or photo-electrochromic devices, electrochemical sensors and / or biosensors, and in particular their use in dye or quantum dot sensitized solar cells disclosed.

Die WO 2011032010 A1 hingegen beschreibt eine lumineszierende Farbstoffzusammensetzung, welche mehrere Salze enthält, welche aufgrund ihrer Ionenbeweglichkeit, thermischen Stabilität, Kompatibilität zu lichtemittierenden Polymeren, guter Löslichkeit in Farbstofflösungsmitteln und elektrochemischer Stabilität ausgesucht wurden. Diese sollen die Leistung der lumineszierenden Farbstoffzusammensetzung erhöhen. In dem Fall, dass ein Salz nicht die vorausgesetzten Eigenschaften aufweist, kann eine Kombination mehrerer Salze basierend auf deren physikalischen und chemischen Eigenschaften ausgewählt werden. Werden mehrere Salze in eine lichtemittierende Polymerlage eingebracht, so zeigen diese Bauteile eine erhöhte Lebensdauer und eine verbesserte Leistung. The WO 2011032010 A1 whereas, it describes a luminescent dye composition containing several salts selected for their ionic mobility, thermal stability, compatibility with light emitting polymers, good solubility in dye solvents, and electrochemical stability. These are intended to increase the performance of the luminescent dye composition. In the case that a salt does not have the required properties, a combination of several salts based on their physical and chemical properties can be selected. If several salts are introduced into a light-emitting polymer layer, these components show an increased service life and improved performance.

Die W O2011144697 A1 stellt einen günstigen Elektrolyten in Form einer ionischen Flüssigkeit bereit, welche Sulfid-/Polysulfid-Anionen und ein organisches Kation als Redox-Elektrolyt bereit. Dieser Elektrolyt kann in elektrochemischen und/oder opto-elektronischen Bauteilen, insbesondere in Farbstoff oder anorganischen Halbleitern und Dünnschicht oder Quantenpunkt sensibilisierten Solarzellen eingesetzt werden. Die ionischen Flüssigkeiten weisen eine moderate Viskosität auf und können auch ohne Lösemittel verwendet werden. The W O2011144697 A1 provides a favorable electrolyte in the form of an ionic liquid which provides sulfide / polysulfide anions and an organic cation as the redox electrolyte. This electrolyte can be used in electrochemical and / or opto-electronic components, in particular in dye or inorganic semiconductors and thin film or quantum dot sensitized solar cells. The ionic liquids have a moderate viscosity and can also be used without solvents.

In der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 005 634 wird die Verwendung eines Salzes, welches ein Guanidinium-Kation enthält in einem lichtemittierenden organisch elektronischen Bauelement beschrieben. Das Guanidinium-Kation weist ein spezifisches Substitutionsmuster auf und kann in lichtemittierenden Schichten von OLEDs („Organic light emitting diode“)und OLEECs (organic light emitting electrochemical cell) verwendet werden. In the German patent application DE 10 2010 005 634 describes the use of a salt containing a guanidinium cation in a light emitting organic electronic device. The guanidinium cation has a specific substitution pattern and can be used in light emitting layers of OLEDs (Organic Light Emitting Diode) and OLEECs (Organic Light Erochemical Chemical Cell).

Überraschenderweise haben die Erfinder nun festgestellt, dass Emitterschichten mit einem Matrixmaterial, welches eine asymmetrisch substituierte Guanidinium-Verbindung enthält, im Vergleich zum Stand der Technik deutlich verbesserte Eigenschaften aufweisen. Die Guanidinium-Verbindungen gehören dabei allgemein zur Klasse der ionischen Flüssigkeiten (IL), welche sich besonders zum Aufbau der Emitterschichten eignen. Insbesondere die asymmetrisch substituierten Guanidinium-Verbindungen zeichnen sich gegenüber den sonstigen Mitgliedern der IL durch ein verbessertes Eigenschaftsprofil aus. Surprisingly, the inventors have now found that emitter layers with a matrix material which contains an asymmetrically substituted guanidinium compound have significantly improved properties compared to the prior art. The guanidinium compounds belong here generally to the class of ionic liquids (IL), which are particularly suitable for the construction of the emitter layers. In particular, the asymmetrically substituted guanidinium compounds are distinguished from the other members of the IL by an improved property profile.

Der erfindungsgemäße Einsatz der Klasse der asymmetrisch substituierte Guanidinium-Verbindung in Emitterschichten wurde dabei durch das Abtesten einer spezifischen Anforderungsvorschrift erhalten, welche zu Verbindungen führt, welche sich besonders für den Einsatz in Emitterschichten eignen. Besonderes Augenmerk in der Auswahl der Verbindungen für das Matrixmaterial in Emitterschichten ist dabei zu richten auf: The inventive use of the class of asymmetrically substituted guanidinium compound in emitter layers was obtained by the Abtesten a specific requirement specification, which leads to compounds which are particularly suitable for use in emitter layers. Particular attention should be paid to the choice of compounds for the matrix material in emitter layers:

a) das Phasenverhalten a) the phase behavior

Die Verbindung sollte im Anwendungs-Temperaturbereich flüssig sein und bei Betriebstemperatur eine möglichst geringe Viskosität aufweisen. Dies ermöglicht eine höhere Beweglichkeit der Ladungsträger und führt somit zu einem schnelleren Ansprechen. Des Weiteren ergibt sich ein breiteres Verarbeitungsfenster. Ein probates Mittel zu Adaption des Phasenverhaltens der IL ergibt sich allgemein über die Wahl der Substituenten der Guanidinium-Verbindung. So führt z.B. die Anbindung raumgreifender organischer Seitengruppen am Kation in der Regel zu einem tieferen IL-Schmelzpunkt. The compound should be liquid in the application temperature range and have the lowest possible viscosity at the operating temperature. This allows a higher mobility of the charge carriers and thus leads to a faster response. Furthermore, there is a wider processing window. An effective means of adapting the phase behavior of the IL generally results from the choice of the substituents of the guanidinium compound. For example, the attachment of bulky organic side groups on the cation usually to a lower IL melting point.

b) die Restfeuchte b) the residual moisture

Die Guanidinium-Verbindung sollte als Verbindung nicht hygroskopisch sein. Weiterhin sollte die Restfeuchte der Guanidinium-Verbindungen bei der Verarbeitung möglichst gering gehalten werden und am besten verschwindend gering sein. Dies kann zum Beispiel durch eine Vortrocknung der Guanidinium-Verbindung oder durch die Verwendung eines Schutzgases während der Verarbeitung gewährleistet werden. Eine geringe Restfeuchte vergrößert das dabei elektrochemische Fenster der Verbindung. Insbesondere eine mögliche Zersetzung von Wasser kann zu unerwünschten Reaktionen mit den Emittern führen. The guanidinium compound should not be hygroscopic as a compound. Furthermore, the residual moisture content of the guanidinium compounds should be kept as low as possible during processing and, ideally, should be negligible. This can be ensured, for example, by predrying the guanidinium compound or by using a protective gas during processing. Low residual moisture increases the electrochemical window of the compound. In particular, a possible decomposition of water can lead to undesirable reactions with the emitters.

c) die elektrochemische Stabilität c) the electrochemical stability

Die Guanidinium-Verbindung sollte eine hohe elektrochemische Stabilität und damit einhergehend ein breites elektrochemisches Fenster aufweisen. Dadurch reduzieren sich die Möglichkeiten unerwünschter Nebenreaktionen in oder an der Emitterschicht. Es werden weniger unerwünschte Nebenprodukte akkumuliert, welches die Lebensdauer des Emitters erhöhen kann. The guanidinium compound should have a high electrochemical stability and, consequently, a broad electrochemical window. This reduces the possibility of undesirable side reactions in or on the emitter layer. Less unwanted by-products are accumulated, which can increase the lifetime of the emitter.

d) die chemische Stabilität d) chemical stability

Die Guanidinium-Verbindung sollte chemisch inert sein. Neben dem Verlust des Elektrolyten durch elektrochemische Prozesse sollte auch der Verlust der Guanidinium-Verbindung durch Reaktionen mit den übrigen Bestandteilen der Emitterschicht ausgeschlossen sein. Dies vermeidet eine zu kurze Lebensdauer und Intensitätsverluste des Emitters. The guanidinium compound should be chemically inert. In addition to the loss of the electrolyte by electrochemical processes, the loss of the guanidinium compound should be excluded by reactions with the other constituents of the emitter layer. This avoids too short life and intensity losses of the emitter.

Unter Berücksichtigung der vorgenannten Punkte ergibt sich demzufolge eine definierte Verbindungsklasse, welche sich insbesondere als Matrixmaterial für die Herstellung von Emitterschichten eignet. Insbesondere die Guanidinium-Verbindungen zeichnen sich dabei durch eine außerordentliche elektrochemische Stabilität aus ( Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009) ). Taking into account the aforementioned points, a defined class of compounds results, which is particularly suitable as a matrix material for the production of emitter layers. In particular, the guanidinium compounds are characterized by an extraordinary electrochemical stability ( Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009) ).

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine weitere chemische Verbindungsklasse bereitzustellen, welche im Vergleich zu dem im Stand der Technik genannten Verbindungen verbesserte chemische und elektrochemische Eigenschaften aufweist und deren Einsatz als Matrixmaterial in Emitterschichten zu Bauteilen mit höheren Lichtausbeuten, verbesserten Stabilitäten und kürzeren Turn-On-Zeiten führt. It is therefore the object of the present invention to provide a further class of chemical compounds which has improved chemical and electrochemical properties compared to the compounds mentioned in the prior art and their use as matrix material in emitter layers to give components with higher light efficiencies, improved stabilities and shorter turn rates. On-times leads.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Besondere Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen wiedergegeben. This problem is solved by the features of claim 1. Particular embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Im Erfindungssinn wesentlich ist eine Emitterschicht in einem organischen lichtemittierenden Bauelement aufweisend ein Emitter- und ein Matrixmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial eine ionische Flüssigkeit umfasst, welche asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthält. Durch das erfindungsgemäße Matrixmaterial mit einer ionischen Flüssigkeit, welche asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthält, erhält man Emitterschichten, welche sich durch eine höhere Leuchtdichte, eine längere Lebensdauer und ein schnelleres Einschaltverhalten auszeichnen. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein ergeben sich diese Effekte dadurch, dass im Gegensatz zu den bisherigen, im Stand der Technik genutzten Salzen, die asymmetrisch substituierten Guanidinium-Verbindungen zu Matrixmaterialien mit einer geringeren Eigenleitfähigkeit führen. Diese geringere Eigenleitfähigkeit kann als Konsequenz zu einem geringeren Anteil an nicht-emissiven Leckstrompfaden führen. Dies kann zu einer erhöhten Leuchtdichte der Emitterschicht beitragen. Zusammen mit einer höheren chemischen sowie elektrochemischen Stabilität, einem geringen Wassergehalt sowie einem verbesserten Phasenverhalten der Verbindungen führt dies zu einem Matrixmaterial, welches eine gesteigerte Effektivität und Qualität der Emitterschicht ermöglicht. An emitter layer in an organic light-emitting component comprising an emitter and a matrix material, characterized in that the matrix material comprises an ionic liquid which contains asymmetrically substituted guanidinium cations, is essential in the sense of the invention. By the Inventive matrix material with an ionic liquid containing asymmetrically substituted guanidinium cations, one obtains emitter layers, which are characterized by a higher luminance, a longer life and faster turn-on. Without being bound by theory, these effects result from the fact that, in contrast to the previous, used in the prior art salts, the asymmetrically substituted guanidinium compounds lead to matrix materials with a lower intrinsic conductivity. As a consequence, this lower intrinsic conductivity can lead to a lower proportion of non-emissive leakage current paths. This can contribute to an increased luminance of the emitter layer. Together with a higher chemical and electrochemical stability, a low water content as well as an improved phase behavior of the compounds, this leads to a matrix material which allows an increased effectiveness and quality of the emitter layer.

Die erfindungsgemäßen Emitterschichten umfassen als wesentliche funktionale Komponenten den eigentlichen organischen oder anorganischen Emitter, welcher durch Rekombination von Elektronen und Löchern Exitonen bildet und das erfindungsgemäße Matrixmaterial. Gegebenenfalls können noch weitere funktionale Bestandteile wie zum Beispiel Exzitonenfänger in der Emitterschicht enthalten sein. Als Emitter eigenen sich dabei die im Stand der Technik bekannten Stoffklassen, welche eine sehr hohe Fluoreszenzquantenausbeute besitzen. Zum Beispiel kondensierte Aromaten z.B. Perylen und Rubren, Stilbene vom Typ DPVBI oder Laserfarbstoffe, wie Cumarin (zum Beispiel 2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10(2-benzothiazolyl)quinolizine-[9,9a,1gh]coumarin (C545T)) und das 4-(Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM). Weitere Fluorophore sind zum Beispiel die Verbindungsklassen der Chinacridone und Porphyrine. Die in die Matrix einfügten Emitter können des Weiteren fluoreszenter oder phosphoreszenter Natur sein, je nachdem welcher Emissionsmechanismus gewünscht wird. Diese Emitter können neutral oder bevorzugt ionisch sein. Beispiele ionischer Übergangsmetall-Komplexe, welche sich als Emitter eignen, können zum Beispiel Costa, R.D. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8178–8212 entnommen werden. Weitere Beispiele für geeignete neutrale Emitter sind zudem in der DE 10 2010 005 634 A1 aufgeführt. The emitter layers according to the invention comprise, as essential functional components, the actual organic or inorganic emitter which forms exitones by recombination of electrons and holes and the matrix material according to the invention. Optionally, further functional constituents, such as exciton scavengers, may be included in the emitter layer. Suitable emitters are the substance classes known in the art, which have a very high fluorescence quantum yield. For example, aromatics fused, for example, perylene and rubrene, DPVBI type stilbene or laser dyes such as coumarin (for example, 2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H, 5H, 11H-10 ( 2-benzothiazolyl) quinolizine [9,9a, 1gh] coumarin (C545T)) and 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4 H -pyrane (DCM). Other fluorophores include, for example, the classes of compounds of quinacridones and porphyrins. The emitters inserted into the matrix may also be more fluorescent or phosphorescent depending on which emission mechanism is desired. These emitters may be neutral or preferably ionic. Examples of ionic transition metal complexes which are useful as emitters may be, for example Costa, RD et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8178-8212 be removed. Further examples of suitable neutral emitters are also in the DE 10 2010 005 634 A1 listed.

Ohne durch die Theorie gebunden zu sein führen Matrixmaterialen in Emitterschichten durch ihre Polarisierbarkeit in der Schicht zu einer internen elektrische Feldwirkung und ermöglichen so die Absenkung von Injektionsbarrieren zwischen den metallischen Elektroden und den organischen Schichten. Dabei soll ein Ladungstransport nicht über diese Matrixmaterialien, sondern lediglich über den anorganischen oder organischen Emitter stattfinden. Without being bound by theory, matrix materials in emitter layers, due to their polarizability in the layer, lead to an internal electric field effect and thus enable the lowering of injection barriers between the metallic electrodes and the organic layers. Charge transport should not take place via these matrix materials, but only via the inorganic or organic emitter.

Asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen im Sinne der Erfindung sind Verbindungen nach Formel (I)

Figure DE102013202250A1_0002
mit der Maßgabe, dass das Substitutionsmuster mindestens eines Stickstoffatoms (d.h. NI, NII oder NIII) sich von dem Substitutionsmuster eines der oder beider anderer Stickstoffe unterscheidet. Gerade die asymmetrische Substitution hat sich überraschenderweise als besonders vorteilhaft für die Verarbeitungs- und elektro-optischen Eigenschaften der Emitterschicht herausgestellt. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein führt die asymmetrische Substitution zu Matrixmaterialien mit einer starken Reduktion der Kristallisationsneigung und damit einhergehend einer geringer Viskosität, welches die Turn-on Zeit durch eine höhere Beweglichkeit der ionischen Emitterspezies erhöht. Asymmetrically substituted guanidinium cations in the context of the invention are compounds of the formula (I)
Figure DE102013202250A1_0002
with the proviso that the substitution pattern of at least one nitrogen atom (ie, N I , N II, or N III ) is different from the substitution pattern of one or both of the other nitrogens. The asymmetric substitution has surprisingly been found to be particularly advantageous for the processing and electro-optical properties of the emitter layer. Without being bound by theory, the asymmetric substitution results in matrix materials with a strong reduction in crystallization tendency and concomitant low viscosity, which increases the turn-on time by higher mobility of the ionic emitter species.

Die Substituenten R1–R6 der erfindungsgemäßen asymmetrischen Guanidinium-Verbindungen können dabei prinzipiell aus der Gruppe der linearen, verzweigten oder cyclischen C1-C50 alkyl, aryl, heteroalkyl, heteroaryl, Oligoethern (z.B. [-CH2-CH2-O-]n, Oligoestern (z.B. [-CH2-CO-O-]n), Oligoamiden, Oligoacrylamiden oder Wasserstoff ausgewählt sein. Des Weiteren können mehrere der Substituenten auch über cyclische oder heterocyclische Verbindungen miteinander verbrückt sein. The substituents R 1 -R 6 of the asymmetric guanidinium compounds according to the invention can in principle be selected from the group of linear, branched or cyclic C 1 -C 50 -alkyl, aryl, heteroalkyl, heteroaryl, oligoethers (for example [-CH 2 -CH 2 -O-] n , oligoesters (eg, [-CH 2 -CO-O-] n ), oligoamides, oligoacrylamides, or hydrogen, etc. Furthermore, several of the substituents may also be bridged together via cyclic or heterocyclic compounds.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Emitterschicht ein asymmetrisch substituiertes Guanidinium-Kation enthalten, wobei mindestens ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines Heterozyklus ist. Ringförmige Substituenten an mindestens einem der Stickstoffe der Guanidinium-Verbindung können durch ihre sterische Ausgestaltung in einem hohen Maße die Symmetrie der Guanidinium-Verbindung stören und so zu Verbindungen mit einem besonders geeigneten Viskositätsverhalten führen. Dies kann Vorteile im Bereich der Verarbeitung und des Auftragens der Guanidinium-Verbindung bringen. Der Heterozyklus kann dabei sowohl aliphatisch wie auch aromatisch aufgebaut sein. In a particular embodiment of the invention, the emitter layer may contain an asymmetrically substituted guanidinium cation, wherein at least one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a heterocycle. Ring-shaped substituents on at least one of the nitrogens of the guanidinium compound can interfere with their steric design to a large extent, the symmetry of the guanidinium compound and thus lead to compounds having a particularly suitable viscosity behavior. This can bring advantages in terms of processing and application of the guanidinium compound. The heterocycle can be constructed both aliphatically and aromatically.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Emitterschicht ein asymmetrisch substituiertes Guanidinium-Kation enthalten, wobei genau ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines Heterozyklus ist. In a particular embodiment, the emitter layer may contain an asymmetrically substituted guanidinium cation, wherein exactly one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a heterocycle.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt kann die Emitterschicht ein asymmetrisch substituiertes Guanidinium-Kation aufweisen, wobei mindestens ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines 4–12 gliedrigen Heterozyklus ist. Der Heterozyklus kann dabei sowohl gesättigt wie auch ungesättigt sein und neben den Stickstoff noch weitere Heteroatome wie O und S aufweisen. In bestimmten Fällen kann der 4–12 gliedrige Heterozyklus auch einen aromatischen Charakter aufweisen. Des Weiteren kann der 4–12 gliedrige Heterozyklus noch an substitutionsfähigen Bindungspositionen substituiert sein. Mögliche, weitere Substituenten können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Furan, Thiophen, Pyrrol, Oxazol, Thiazol, Imidazol, Isoxazol, Isothazol, Pyrazol, Pyridin, Pyrazin, Pyrimidin, 1,3,6 Triazin, Pyrylium, alpha-Pyrone, gamma-Pyrone, Benzofuran, Benzothiophen, Indol 2H-Isoindol, Benzothiazol, 2-benzothiophene, 1H-benzimidazole, 1H-benzotriazole, 1,3.benzoxazole, 2-benzofuran, 7H-purine, Chinolin, Iso-Chinolin, Quinazoline, Quinoxaline, phthalazine, 1,2,4-benzotriazine, Pyrido[2,3-d]pyrimidine, Pyrido[3,2-d]pyrimidine, pteridine, acridine, phenazine, benzo[g]pteridine, 9H-carbazole und Bipyridin und deren Derivaten. Diese Ringgröße hat sich im Rahmen der Kristallisationsneigung und den intermolekularen Wechselwirkungen zwischen der Guanidinium-Verbindung und den Emittern als besonders vorteilhaft herausgestellt. In a further aspect of the invention, the emitter layer may comprise an asymmetrically substituted guanidinium cation, wherein at least one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a 4-12 membered heterocycle. The heterocycle may be both saturated and unsaturated and, in addition to the nitrogen, further heteroatoms such as O and S. In certain cases, the 4-12 membered heterocycle may also have an aromatic character. Furthermore, the 4-12 membered heterocycle may still be substituted at substitutable bond positions. Possible, further substituents may be selected from the group comprising furan, thiophene, pyrrole, oxazole, thiazole, imidazole, isoxazole, isothazole, pyrazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, 1,3,6-triazine, pyrylium, alpha-pyrone, gamma Pyrone, benzofuran, benzothiophene, indole 2H-isoindole, benzothiazole, 2-benzothiophene, 1H-benzimidazoles, 1H-benzotriazoles, 1,3-benzoxazoles, 2-benzofuran, 7H-purines, quinoline, iso-quinoline, quinazolines, quinoxalines, phthalazines , 1,2,4-benzotriazines, pyrido [2,3-d] pyrimidines, pyrido [3,2-d] pyrimidines, pteridines, acridines, phenazines, benzo [g] pteridines, 9H-carbazoles and bipyridine and derivatives thereof. This ring size has been found to be particularly advantageous in the crystallization tendency and the intermolecular interactions between the guanidinium compound and the emitters.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Emitterschicht ein asymmetrisch substituiertes Guanidinium-Kation enthalten, wobei genau ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines 4–12 gliedrigen Heterozyklus ist. In a particular embodiment, the emitter layer may contain an asymmetrically substituted guanidinium cation, wherein exactly one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a 4-12 membered heterocycle.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Emitterschicht asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthalten, wobei das asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kation eine Struktur nach Formel (II) aufweist,

Figure DE102013202250A1_0003
wobei Rp = H, verzweigte, unverzweigte oder cyclische C1-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Aromaten, Heteroaromaten und die R1–R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe umfassend -H, C1-C20 gesättigte oder ungesättigte, verzweigte Alkyl, unverzweigte Alkyl, kondensierte Alkyl, cylco-Alkyl, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte, verzweigte, kondensierte und/oder cyclische Alkyl, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heteroaromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, Halogene, Pseudohalogene. Die Verbindungen Rp beschreiben dabei ein Substituentenmuster, d.h. 0–10 unabhängige Substituenten am Piperidinring. Die Substituenten Rp können dabei wie oben angegeben unabhängig voneinander Methyl-, Ethylverallgemeinert unverzweigte, verzweigte, kondensierte (Decahydronaphthyl-), ringförmige (Cyclohexyl-) oder ganz oder teilweise substituierte Alkylreste (C1-C20) sein. Diese Alkylreste können zudem Ethergruppen (Ethoxy-, Methoxy-, usw.), Ester, Amid-, Carbonatgruppen, -CN etc. oder auch Halogene, insbesondere F enthalten. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können auch substituierte oder unsubstituierte aliphatische Ringe bzw. Ringsysteme, wie Cyclohexyl als Substituenten Rp eingesetzt werden. Die Rp sind zudem nicht auf gesättigte Systeme beschränkt, sondern können auch substituierte bzw. unsubstituierte Aromaten wie Phenyl, Diphenyl, Naphthyl, Phenanthryl etc., bzw. Benzyl etc. beinhalten. Dieses Substituentenmuster der Guanidinium-Verbindung ist zum Aufbau einer Emitterschicht besonders geeignet, da diese Verbindungen besonders chemisch und elektrochemisch stabil sind und, hochwahrscheinlich basierend auf der geringen Kristallisationsneigung dieser Verbindungen, zu besonders hohen Quantenausbeuten und einem schnellen Turn-On-Verhalten der Emitter beitragen können. In a particular embodiment, the emitter layer may contain asymmetrically substituted guanidinium cations, wherein the asymmetrically substituted guanidinium cation has a structure of formula (II),
Figure DE102013202250A1_0003
where R p = H, branched, unbranched or cyclic C 1 -C 20 -alkyl, heteroalkyl, aromatics, heteroaromatics and the R 1 -R 4 may be selected independently of one another from the group comprising -H, C 1 -C 20 saturated or unsaturated, branched alkyl, unbranched alkyl, fused alkyl, cylco-alkyl, fully or partially substituted straight, branched, fused and / or cyclic alkyl, alkoxy, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, heteroaromatics, fused aromatics, wholly or partially substituted condensed aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, halogens, pseudohalogens. The compounds R p describe a substituent pattern, ie 0-10 independent substituents on the piperidine ring. The substituents R p can, as indicated above, independently of one another be methyl, ethyl generalized unbranched, branched, fused (decahydronaphthyl), cyclic (cyclohexyl) or completely or partially substituted alkyl radicals (C 1 -C 20). These alkyl radicals can also ether groups (ethoxy, methoxy, etc.), esters, amide, carbonate groups, -CN, etc., or halogens, especially F contain. In a particular embodiment of the invention, it is also possible to use substituted or unsubstituted aliphatic rings or ring systems, such as cyclohexyl, as substituent R p . The R p are also not limited to saturated systems, but may also include substituted or unsubstituted aromatics such as phenyl, diphenyl, naphthyl, phenanthryl, etc., or benzyl, etc. include. This substituent pattern of the guanidinium compound is particularly suitable for the construction of an emitter layer, since these compounds are particularly chemically and electrochemically stable and, most likely based on the low crystallization tendency of these compounds, can contribute to particularly high quantum yields and a fast turn-on behavior of the emitter ,

In einer zusätzlichen Ausgestaltung können die Substituenten R1–R4 der Formel (II) unabhängig voneinander aus der Gruppe umfassend verzweigte oder unverzweigte C1-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide ausgewählt sein. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass gerade eine Kombination nicht cyclischer Substituenten R1–R4 aus der oben angegeben Gruppe mit einer cyclischen Piperidinstruktur an einem der Guanidinium-Stickstoffe zu besonders stabilen elektrochemischen Verbindungen führen, welche zudem bevorzugte viskose Eigenschaften aufweisen, welche die Verarbeitung und die Gleichmäßigkeit der Emitterschicht positiv beeinflussen. In an additional embodiment, the substituents R 1 -R 4 of the formula (II) can be selected independently of one another from the group consisting of branched or unbranched C 1 -C 20 -alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. Surprisingly, it has been found that a combination of non-cyclic substituents R 1 -R 4 from the above-mentioned group having a piperidine cyclic structure on one of the guanidinium nitrogens lead to particularly stable electrochemical compounds, which also have preferred viscous properties, the processing and positively influence the uniformity of the emitter layer.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform können die Substituenten R1–R4 der Formel (II) unabhängig voneinander aus der Gruppe der verzweigten oder unverzweigten C10-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide ausgewählt sein. Gerade die mittelkettigen C10-C20-Verbindungen für die Substituenten R1–R4 können zu Verbindungen mit hohen chemischen und elektrochemischen Stabilitäten und einer guten Verarbeitbarkeit führen. According to a further preferred embodiment, the substituents R 1 -R 4 of the formula (II) can be selected independently of one another from the group of branched or unbranched C 10 -C 20 -alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. Especially the medium chain C10-C20 compounds for the substituents R 1 -R 4 may lead to compounds with high chemical and electrochemical stabilities and good processability.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Emitterschicht asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen nach Formel (II) enthalten, wobei R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C1-C3 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide und R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C3-C6 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. Die Wahl gänzlich unterschiedlicher Substituentenmuster an den Guanidinium-Stickstoffen mit mindestens einem Piperidinring und zwei unterschiedlich langen, kurz bis mittelkettigen Substituenten-Gruppen, kann zu besonders stabilen Guanidinium-Verbindung führen, welche als Matrixmaterial in Emitterschichten zu besonders langen Lebensdauern der Schichten führen. In a particular embodiment of the invention, the emitter layer may contain asymmetrically substituted guanidinium cations according to formula (II), where R 1 and R 2 may independently be selected from the group of C 1 -C 3 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, Oligoamides, oligoacrylamides and R 3 and R 4 may be independently selected from the group of C 3 -C 6 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. The choice of completely different substituent patterns on the guanidinium nitrogens with at least one piperidine ring and two different long, short to medium-chain substituent groups, can lead to particularly stable guanidinium compound, which lead as a matrix material in emitter layers to particularly long lifetimes of the layers.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Emitterschicht asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen nach Formel (II) enthalten, wobei R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C1-C3 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl und R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C3-C6 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl. Die Wahl gänzlich unterschiedlicher Substituentenmuster an den Guanidinium-Stickstoffen mit mindestens einem Piperidinring und zwei unterschiedlich langen, kurz bis mittelkettigen Alkyl- oder Heteroalkylsubstituenten-Gruppen, kann zu besonders stabilen Guanidinium-Verbindung führen, welche als Matrixmaterial in Emitterschichten zu besonders langen Lebensdauern der Schichten führen. In a further embodiment of the invention, the emitter layer can contain asymmetrically substituted guanidinium cations of the formula (II), where R 1 and R 2 can be selected independently of one another from the group of the C 1 -C 3 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl and R 3 and R 3 4 independently of one another can be selected from the group of C3-C6 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl. The choice of completely different substituent patterns on the guanidinium nitrogens with at least one piperidine ring and two different long, short to medium-chain alkyl or heteroalkyl substituent groups, can lead to particularly stable guanidinium compound, which lead as a matrix material in emitter layers to particularly long lifetimes of the layers ,

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das Matrixmaterial an jeder bindungsfähigen Stelle kovalent oder über ionische Wechselwirkungen an den Emitter gekoppelt sein. Durch die ionische oder kovalente Kopplung können die Matrixmaterialien besonders gut zur Erhöhung der Effektivität und Langlebigkeit der Emitterschichten beitragen. In a particular embodiment of the invention, the matrix material can be covalently coupled to the emitter at any bondable site or via ionic interactions. Due to the ionic or covalent coupling, the matrix materials can contribute particularly well to increasing the effectiveness and longevity of the emitter layers.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Emitterschicht asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen nach Formel (II) enthalten, wobei Rp = H und die R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C1-C3 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide und R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C3-C6 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. Dieses Substituentenmuster kann in besonders effektiver Art und Weise die Kristallisationsneigung unterbinden und so zu besonders langlebigen Emitterschichten führen. In a further embodiment of the invention, the emitter layer may contain asymmetrically substituted guanidinium cations of the formula (II), where R p = H and the R 1 and R 2 may be selected independently of one another from the group of the C 1 -C 3 branched or unbranched alkyl, Heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides and R 3 and R 4 may be independently selected from the group of C3-C6 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. This substituent pattern can prevent the crystallization tendency in a particularly effective manner and thus lead to particularly long-lived emitter layers.

In einem weiteren Aspekt kann die Emitterschicht eine ionische Flüssigkeit aufweisen, wobei die ionische Flüssigkeit Anionen enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Fluorophosphate, Fluoroborate, Phenylborate, Sulfonylimide, Trifluormethansulfonate, Bis(trifluormethylsulfonyl)imide, Sulfonate, Chloride, Bromide und/oder Benzoate. Neben der Wahl des Kations zum Aufbau des Matrixmaterials kann auch die Wahl des Anions der Guanidinium-Verbindung die Verarbeitbarkeit und die Polarisationseigenschaften der IL insgesamt beeinflussen. Als besonders stabile Anionen haben sich dabei die oben genannten Anionen, hier insbesondere das PF6 –, herausgestellt. Diese Anionen zeigen aufgrund ihrer chemischen und elektrochemischen Stabilität äußerst wenige Nebenreaktionen mit den anderen Bestandteilen der Emitterschicht und können derart zu einer längeren Lebensdauer der Emitterschicht beitragen. Es können generell auch Mischungen der oben genannten Anionen eingesetzt werden. In a further aspect, the emitter layer may comprise an ionic liquid, the ionic liquid containing anions selected from the group comprising fluorophosphates, fluoroborates, phenylborates, sulfonylimides, trifluoromethanesulfonates, bis (trifluoromethylsulfonyl) imides, sulfonates, chlorides, bromides and / or Benzoate. In addition to the choice of cation for the construction of the matrix material and the choice of the anion of the guanidinium compound, the processability and the Influence the polarization properties of the IL as a whole. Particularly stable anions have the above-mentioned anions, in particular the PF 6 - , exposed. Due to their chemical and electrochemical stability, these anions show extremely few side reactions with the other constituents of the emitter layer and can thus contribute to a longer lifetime of the emitter layer. In general, it is also possible to use mixtures of the abovementioned anions.

Des Weiteren kann als weitere Ausgestaltung der Erfindung die Emitterschicht eine ionische Flüssigkeit aufweisen, wobei die ionische Flüssigkeit Anionen enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Hexaflurophosphat, Tetrafluoroborat Trifluormethansulfonat und Bis(trifluormethyl-sulfonyl)imid. Neben einer außerordentlichen chemischen und elektrochemischen Stabilität zeigen die genannten Anionen als Anionen starker Säuren zudem eine geringe Kristallisations- und Koordinationsneigung, welches neben einer längeren Lebensdauer der Emitterschicht auch zu einer höheren Quantenausbeute der Emitter und somit zu einer leistungsfähigeren Emitterschicht beitragen kann. Furthermore, as a further embodiment of the invention, the emitter layer comprises an ionic liquid, wherein the ionic liquid contains anions which are selected from the group comprising hexafluorophosphate, tetrafluoroborate trifluoromethanesulfonate and bis (trifluoromethyl-sulfonyl) imide. In addition to an extraordinary chemical and electrochemical stability, the anions mentioned as strong anion anions also have a low crystallization and coordination tendency, which in addition to a longer life of the emitter layer can also contribute to a higher quantum efficiency of the emitter and thus to a more efficient emitter layer.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Emitterschicht einen Wassergehalt von kleiner oder gleich 0,1 Gew-% aufweisen. Zur Verhinderung unerwünschter Nebenreaktionen mit den Emittermaterialien und gegebenenfalls angrenzenden Schichten oder Elektroden hat sich herausgestellt, dass ein geringer Wassergehalt die elektrochemische Stabilität der Emitterschicht erhöht. Der Wassergehalt kann dabei bevorzugterweise kleiner oder gleich 0,01% Gew.-%, des Weiteren bevorzugt kleiner oder gleich 0,0005 Gew.% betragen. Der Wassergehalt der Emitterschichten kann dabei mit dem Fachmann bekannten Methoden, wie zum Beispiel einer Titration nach Karl-Fischer, bestimmt werden. Der Wassergehalt der Schicht lässt sich dabei generell über den Wassergehalt der eingesetzten Komponenten und die Verarbeitungsbedingungen einstellen. Der Wassergehalt der eingesetzten Komponenten kann zum Beispiel vor ihrem Einsatz durch eine thermische Trocknung, gegebenenfalls unter Vakuum, eingestellt werden. In a further embodiment of the invention, the emitter layer may have a water content of less than or equal to 0.1% by weight. To prevent unwanted side reactions with the emitter materials and optionally adjacent layers or electrodes has been found that a low water content increases the electrochemical stability of the emitter layer. The water content may preferably be less than or equal to 0.01% by weight, and more preferably less than or equal to 0.0005% by weight. The water content of the emitter layers can be determined by methods known to those skilled in the art, such as, for example, a Karl Fischer titration. The water content of the layer can generally be adjusted via the water content of the components used and the processing conditions. The water content of the components used can be adjusted, for example, before their use by a thermal drying, optionally under vacuum.

Des Weiteren erfindungsgemäß ist ein organisch elektrisches Bauelement aufweisend die erfindungsgemäße Emitterschicht, wobei das organisch elektrische Bauelement ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend organisch elektrochemische Transistoren, biochemische Sensoren, lichtemittierende elektrochemische Zellen und lichtemittierende elektrochemische Transistoren. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Matrixmaterials kann dabei zu einer erhöhten Quantenausbeute und einer erhöhten Lebensdauer dieser Bauelemente führen. Furthermore, according to the invention, an organic electrical component having the emitter layer according to the invention, wherein the organic electrical component is selected from the group comprising organic electrochemical transistors, biochemical sensors, light-emitting electrochemical cells and light-emitting electrochemical transistors. The use of the matrix material according to the invention can lead to an increased quantum yield and an increased lifetime of these components.

Zum Gegenstand im Sinne der Erfindung zählt des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden, organisch elektronischen Bauelements umfassend die Schritte:

  • i) Bereitstellung einer ersten Elektrodenschicht
  • ii) Auftragen einer Emitterschicht umfassend ein Emitter- und ein Matrixmaterial auf die erste Elektrodenschicht,
  • iii) Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht auf die Emitterschicht und
  • iv) Verkapseln des lichtemittierenden, organisch elektronischen Bauelements,
wobei das lichtemittierende, organisch elektronische Bauelement eine Emitterschicht mit einem Matrixmaterial, welches eine ionische Flüssigkeit enthaltend asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen, umfasst. The subject matter within the meaning of the invention further includes a method for producing a light-emitting, organically electronic component comprising the steps:
  • i) providing a first electrode layer
  • ii) applying an emitter layer comprising an emitter and a matrix material to the first electrode layer,
  • iii) applying a second electrode layer to the emitter layer and
  • iv) encapsulating the light-emitting organic electronic device,
wherein the light emitting organic electronic device comprises an emitter layer comprising a matrix material containing an ionic liquid containing asymmetrically substituted guanidinium cations.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können zwischen der erfindungsgemäßen Emitterschicht und den Elektroden noch weitere Schichten aufgebracht werden. Diese zusätzlichen Schichten können dabei sowohl rein geometrische Funktionen, wie zum Beispiel das Planarisieren, wie auch elektrisch funktionale, wie zum Beispiel löchertransportierende, löcherblockende, elektronentransportierende oder elektronenblockende Aufgaben wahrnehmen. Des Weiteren kann als Funktion der jeweiligen Anwendungssituation und unter Berücksichtigung der geometrischen Gegebenheiten die Positionierung der Elektroden und die Schichtabfolge variieren, sodass die Verfahrensschritte des oben dargestellten Verfahrens in Ihrer Abfolge und in Bezug auf die örtliche Ausdehnung der einzelnen funktionalen Schichten unterschiedlich sein können. In a particular embodiment of the method according to the invention, further layers can be applied between the emitter layer according to the invention and the electrodes. These additional layers can perform both purely geometric functions, such as planarization, as well as electrically functional, such as hole-transporting, hole-blocking, electron-transporting or electron-blocking tasks. Furthermore, as a function of the particular application situation and taking into account the geometrical conditions, the positioning of the electrodes and the layer sequence may vary, so that the method steps of the method presented above may differ in their sequence and with respect to the local extent of the individual functional layers.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens kann das Auftragen der Emitterschicht mittels Spincoating, Slotcoating, Drucken, Schleudern, Tauchen, Vorhangbeschichten oder Rakeln erfolgen. Diese Verfahren haben sich im Rahmen der Herstellung der erfindungsgemäßen Emitterschichten als besonders kostengünstig und reproduzierbar erwiesen. Dies kann ebenfalls zu einer längeren Lebensdauer der hergestellten Emitterschichten beitragen. In a further preferred embodiment of the method described above, the application of the emitter layer can be effected by means of spin coating, slot coating, printing, spin coating, dipping, curtain coating or knife coating. These processes have proven to be particularly cost-effective and reproducible in the context of the production of the emitter layers according to the invention. This can also contribute to a longer life of the emitter layers produced.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.

Der Aufbau eines LEC-Bauteils und die physikalisch chemischen Eigenschaften der erfindungsgemäß eingesetzten Guanidin-Verbindungen werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen The structure of an LEC component and the physicochemical properties of the guanidine compounds used according to the invention are explained in more detail below with reference to figures. The figures show

1 den typischen Aufbau eines LEC Bauteils (1) auf einem transparentem (Glas)Substrat (3). In der einfachsten Konfiguration besteht eine LEC (1) aus einer wenige hundert Nanometer dicken Schicht (6) eines organischen Halbleiters (z.B. Polymere oder ionische Übergangsmetallkomplexe, z.B. ein Ir-Emitter [Ir(ppy)2(Hpbpy)][PF6]), welcher sich zwischen zwei Elektroden (4, 7) befindet. Zur weiteren Planarisierung der transparenten (in der Regel) ITO-Anode (4) kann eine Löcher transportierende polymere PEDOT-Schicht (5) eingebracht werden. Als Matrixmaterial wird zusätzlich eine ionische Flüssigkeit in die lichtemittierende Schicht (6) eingebracht. Als Standard wird im Stand der Technik häufig 1-Butyl-3-Methyl-Imidazolium-Hexafluorophosphat (BMIMPF6) verwendet. Beim Anlegen einer Bias-Spannung werden bewegliche Ionen der aktiven Schicht (6) ausgerichtet. Der dadurch resultierende interne Feldeffekt der polarisierten Ionen reduziert vorhandene Injektionsbarrieren für Elektronen und Löcher an den Elektroden (4, 7). Die nun eintretende Ladungsträgerinjektion und der nachfolgende Ladungstransport ermöglichen die Ausbildung von Elektron-Loch-Paaren (Exzitonen) innerhalb der aktiven Schicht (6), die unter Lichtaussendung strahlend zerfallen können. 1 the typical structure of a LEC component ( 1 ) on a transparent (glass) substrate ( 3 ). In the simplest configuration, there is an LEC ( 1 ) from a few hundred nanometers thick layer ( 6 ) of an organic semiconductor (eg polymers or ionic transition metal complexes, eg an Ir emitter [Ir (ppy) 2 (Hpbpy)] [PF6]), which is located between two electrodes ( 4 . 7 ) is located. For further planarization of the transparent (usually) ITO anode ( 4 ), a hole-transporting polymeric PEDOT layer ( 5 ) are introduced. As a matrix material, an ionic liquid is additionally introduced into the light-emitting layer ( 6 ) brought in. As a standard, 1-butyl-3-methyl-imidazolium hexafluorophosphate (BMIMPF6) is often used in the art. When applying a bias voltage, moving ions of the active layer ( 6 ). The resulting internal field effect of the polarized ions reduces existing injection barriers for electrons and holes on the electrodes ( 4 . 7 ). The now occurring charge carrier injection and the subsequent charge transport allow the formation of electron-hole pairs (excitons) within the active layer ( 6 ), which can shatter brilliantly under light emission.

2a den schematischen Aufbau eines organischen Feldeffekttransistors (OFET) (20). Die einzelnen Elemente bezeichnen: (21) Gate-Elektrode; (22) Isolator; (23) organischer Halbleiter; (24) Drain-Elektrode; (25) Source-Elektrode. Der Analyt wird durch die Kreise (26) dargestellt, ebenso ist die Source-Drain Spannung Vd und die Gate-Spannung Vg wiedergegeben. 2a the schematic structure of an organic field effect transistor (OFET) ( 20 ). The individual elements denote: 21 ) Gate electrode; ( 22 ) Insulator; ( 23 ) organic semiconductor; ( 24 ) Drain electrode; ( 25 ) Source electrode. The analyte is determined by the circles ( 26 ), as well as the source-drain voltage V d and the gate voltage V g is reproduced.

2b den schematischen Aufbau eines ionenselektiven organischen Feldeffekttransistors (ISOFET). Die einzelnen Elemente bezeichnen: (21) Gate-Elektrode; (22) Isolator; (23) organischer Halbleiter; (24) Drain-Elektrode; (25) Source-Elektrode; (27) Elektrolyten. Der Analyt wird durch die Kreise (26) dargestellt, ebenso ist die Source-Drain Spannung Vd und die Gate-Spannung Vg wiedergegeben. 2 B the schematic structure of an ion-selective organic field effect transistor (ISOFET). The individual elements denote: 21 ) Gate electrode; ( 22 ) Insulator; ( 23 ) organic semiconductor; ( 24 ) Drain electrode; ( 25 ) Source electrode; ( 27 ) Electrolytes. The analyte is determined by the circles ( 26 ), as well as the source-drain voltage V d and the gate voltage V g is reproduced.

2c den schematischen Aufbau eines organischen elektrochemischen Transistors (OECT). Die einzelnen Elemente bezeichnen: (21) Gate-Elektrode; (23) organischer Halbleiter; (24) Drain-Elektrode; (25) Source-Elektrode; (27) Elektrolyten. Der Analyt wird durch die Kreise (26) dargestellt, ebenso ist die Source-Drain Spannung Vd und die Gate-Spannung Vg wiedergegeben. 2c the schematic structure of an organic electrochemical transistor (OECT). The individual elements denote: 21 ) Gate electrode; ( 23 ) organic semiconductor; ( 24 ) Drain electrode; ( 25 ) Source electrode; ( 27 ) Electrolytes. The analyte is determined by the circles ( 26 ), as well as the source-drain voltage V d and the gate voltage V g is reproduced.

3 den schematischen Aufbau eines organischen elektrochemischen Transistors (OECT) zum Einsatz in biochemischen Sensoren mit einer Elektrodenanordnung in einer Lage. Die einzelnen Elemente bezeichnen: (21) Gate-Elektrode; (24) Drain-Elektrode; (25) Source-Elektrode; (28) Elektrolyt; (29) isolierendes/reduziertes PEDOT; (30) leitendes/oxidiertes PEDOT; (31) Trägerschicht. Der Analyt wird durch die Kreise (26) dargestellt, ebenso ist die Source-Drain Spannung Vd und die Gate-Spannung Vg wiedergegeben. 3 the schematic structure of an organic electrochemical transistor (OECT) for use in biochemical sensors with an electrode assembly in one layer. The individual elements denote: 21 ) Gate electrode; ( 24 ) Drain electrode; ( 25 ) Source electrode; ( 28 ) Electrolyte; ( 29 ) insulating / reduced PEDOT; ( 30 ) conductive / oxidized PEDOT; ( 31 ) Carrier layer. The analyte is determined by the circles ( 26 ), as well as the source-drain voltage V d and the gate voltage V g is reproduced.

4 den zeitlichen Verlauf der Leuchtdichte für die Verbindung N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylenguanidinium-hexafluorphosphat ([Gua][PF6]) im Vergleich zur Referenz 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorphosphat [BMIM][PF6]; 4 the time course of the luminance for the compound N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N'',N''- pentamethyleneguanidinium hexafluorophosphate ([Gua] [PF 6 ]) in comparison to the reference 1-butyl 3-methylimidazolium hexafluorophosphate [BMIM] [PF 6 ];

5 den zeitlichen Spannungsverlauf für die Verbindung N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylen-guanidiniumhexafluorphosphat ([Gua][PF6]) im Vergleich zur Referenz 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorphosphat [BMIM][PF6]; 5 the temporal stress curve for the compound N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N ", N" -pentamethylene-guanidinium hexafluorophosphate ([Gua] [PF 6 ]) in comparison to the reference 1-butyl-3-one methyl imidazolium hexafluorophosphate [BMIM] [PF 6 ];

6 die Leistungseffizienz der Verbindung N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylen-guanidiniumhexafluorphosphat ([Gua][PF6]) im Vergleich zur Referenz 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorphosphat [BMIM][PF6]; 6 the performance efficiency of the compound N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N ", N" -pentamethylene-guanidinium hexafluorophosphate ([Gua] [PF 6 ]) compared to the reference 1-butyl-3-methyl- imidazolium hexafluorophosphate [BMIM] [PF 6 ];

7 die Stromeffizienz der Verbindung N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylen-guanidiniumhexafluorphosphat ([Gua][PF6]) im Vergleich zur Referenz 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorphosphat [BMIM][PF6]. 7 the current efficiency of the compound N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N ", N" -pentamethylene-guanidinium hexafluorophosphate ([Gua] [PF 6 ]) in comparison to the reference 1-butyl-3-methyl- imidazolium hexafluorophosphate [BMIM] [PF 6 ].

Beispiele: Examples:

I. Synthese der Guanidinium-Verbindung N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylenguanidinium-hexafluorphosphat [Gua][PF6] I. Synthesis of guanidinium compound N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N'',N''-pentamethylene-guanidinium hexafluorophosphate [Gua] [PF 6 ]

a) N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylenguanidinium-chlorid: a) N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N' ', N'-pentamethyleneguanidinium chloride:

Zu einer Suspension von N,N-Dimethyl-phosgeniminium-chlorid (3.25 g, 20 mmol) in trockenem Dichlormethan (40 mL) wurde bei 0 °C unter Rühren langsam eine Lösung von Di-n-hexylamin (4.6 mL, 20 mmol) und Triethylamin (2.8 mL, 20 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (10 mL) getropft. Nach 1 h Rühren bei RT wurde eine Lösung von Piperidin (2.0 mL, 20 mmol) und Triethylamin (2.8 mL, 20 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (10 mL) bei 0 °C unter Rühren zugetropft. Die Mischung wurde 3 h bei Raumtemperatur nachgerührt und der ausgefallene Feststoff (Triethylammonium-chlorid) abfiltriert. Nach Entfernung des Lösungsmittels wurde zum Rückstand 0.1 M NaOH gegeben, bis der pH schwach basisch war. Um farbige Verunreinigungen zu entfernen, wurde die wässrige Phase dreimal mit je 15 mL Diethylether gewaschen. Die wässrige Phase wurde mit Natriumchlorid gesättigt und mit je 15 mL Dichlormethan dreimal extrahiert. Die organischen Phasen wurden vereinigt und über Natriumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Das Produkt wurde 6 h bei 40 °C/0.05 mbar getrocknet.
Ausbeute: 5.0 g (70 %), orange Öl. Glasübergangstemp.: –52 °C. Temperatur der maximalen Zersetzungsgeschwindigkeit (TGA): 296 °C. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 0.87 (t, 6 H, N(CH2)5CH3), 1.17–1.85 (mehrere m, 22 H, NCH2(CH2)4CH3 und CH2(CH2)3CH2, Pip), 3.07 und 3.19 (2 s, je 3 H, NCH3), 3.13-3.67 (mehrere m, 8 H, NCH2(CH2)4CH3 und NCH2, Pip) ppm. 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 13.9 (N(CH2)5CH3), 22.44 und 22.47 (N(CH2)4CH2CH3), 23.4 (N(CH2)2CH2, Pip), 25.26 und 25.30 (NCH2CH2CH2, Pip), 26.38 und 26.50 (N(CH2)3CH2CH2CH3), 27.57 und 27.69 (N(CH2)2CH2(CH2)2CH3), 31.31 und 31.36 (NCH2CH2(CH2)3CH3), 40.9 und 41.2 (NCH3), 49.6 und 49.7 (NCH2(CH2)4CH3), 50.2 und 50.4 (NCH2CH2CH2, Pip), 162.8 (CN3) ppm. IR (NaCl): ν = 2933 (s), 2858 (s), 1585 (s), 1546 (s), 1452 (m), 1420 (m), 1255 (m) cm–1. MS (CI): m/z = 324 (100%, [Kation]+). Analyse, ber. für C20H42ClN3×0.66 H2O (360.02): C 64.57, H 11.74, N 11.29%; gef.: C 64.66, H 11.86, N 11.38%. To a suspension of N, N-dimethyl-phosgeniminium chloride (3.25 g, 20 mmol) in dry dichloromethane (40 mL) at 0 ° C with stirring slowly a solution of di-n-hexylamine (4.6 mL, 20 mmol) and triethylamine (2.8 mL, 20 mmol) in anhydrous dichloromethane (10 mL). After 1 h of stirring at RT, a solution of piperidine (2.0 mL, 20 mmol) and triethylamine (2.8 mL, 20 mmol) in anhydrous dichloromethane (10 mL) was added dropwise at 0 ° C with stirring. The mixture was stirred for 3 h at room temperature and the precipitated solid (triethylammonium chloride) filtered off. After removal of the solvent, to the residue was added 0.1 M NaOH until the pH was weakly basic. To remove colored impurities, the aqueous phase was washed three times with 15 mL diethyl ether. The aqueous phase was saturated with sodium chloride and extracted three times with 15 mL dichloromethane each time. The organic phases were combined and dried over sodium sulfate, and the solvent was removed. The product was dried for 6 h at 40 ° C / 0.05 mbar.
Yield: 5.0 g (70%), orange oil. Glass transition temperature: -52 ° C. Temperature of maximum decomposition rate (TGA): 296 ° C. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3): δ = 0.87 (t, 6 H, N (CH 2) 5 CH 3), 1.17-1.85 (several m, 22 H, NCH 2 (CH 2) 4 CH 3 and CH 2 (CH 2 ) 3 CH 2 , Pip), 3.07 and 3.19 (2 s, each 3 H, NCH 3 ), 3.13-3.67 (several m, 8 H, NCH 2 (CH 2 ) 4 CH 3 and NCH 2 , Pip) ppm. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3): δ = 13.9 (N (CH 2) 5 CH 3), 22:44 and 22:47 (N (CH 2) 4 CH 2 CH 3), 23.4 (N (CH 2) 2 CH 2 , Pip), 25.26 and 25.30 (NCH 2 CH 2 CH 2 , Pip), 26.38 and 26.50 (N (CH 2 ) 3 CH 2 CH 2 CH 3 ), 27.57 and 27.69 (N (CH 2 ) 2 CH 2 (CH 2 ) 2 CH 3 ), 31.31 and 31.36 (NCH 2 CH 2 (CH 2 ) 3 CH 3 ), 40.9 and 41.2 (NCH 3 ), 49.6 and 49.7 (NCH 2 (CH 2 ) 4 CH 3 ), 50.2 and 50.4 (NCH 2 CH 2 CH 2 , Pip), 162.8 (CN 3 ) ppm. IR (NaCl): ν = 2933 (s), 2858 (s), 1585 (s), 1546 (s), 1452 (m), 1420 (m), 1255 (m) cm -1 . MS (CI): m / z = 324 (100%, [cation] + ). Analysis, Calculated for C20H42ClN3 × 0.66 H 2 O (360.02):. C 64.57, H 11.74, N 11.29%; Found: C 64.66, H 11.86, N 11.38%.

b)Anionenaustausch: b) Anion Exchange:

Zur Lösung von 2.15 g (6.0 mmol) N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylenguanidinium-chlorid in trockenem Dichlormethan (25 mL) wurde 1.5 g (8.4 mmol) Kaliumhexafluorphosphat gegeben. Die Suspension wurde 24 h bei RT unter Argonatmospäre gerührt. Der weiße Niederschlag wurde abfiltriert und das Lösungsmittel entfernt. Das Produkt wurde 8 h bei 80 °C/0.05 mbar getrocknet. Um das leicht gelbliche Salz zu entfärben, kann man seine Dichlormethan-Lösung während 15 min mit Aktivkohle rühren. Ausbeute: 2.4 g (86%), gelbliches viskoses Öl. Glasübergangstemp.: –55 °C. Temperatur der maximalen Zersetzungsgeschwindigkeit (TGA): 466 °C. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 0.89 (t, 6 H, N(CH2)5CH3), 1.17–1.82 (mehrere m, 22 H, NCH2(CH2)4CH3 und CH2(CH2)3CH2, Pip), 2.95 und 3.00 (2 s, je 3 H, NCH3), 3.00–3.40 (mehrere m, 8 H, NCH2(CH2)4CH3 und NCH2, Pip) ppm. 13C-NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 13.9 (N(CH2)5CH3), 22.47 und 22.49 (N(CH2)4CH2CH3), 23.4 (N(CH2)2CH2, Pip), 25.1 und 25.2 (NCH2CH2CH2, Pip), 26.3 und 26.5 (N(CH2)3CH2CH2CH3), 27.4 und 27.5 (N(CH2)2CH2(CH2)2CH3), 31.31 und 31.35 (NCH2CH2(CH2)3CH3), 40.46 (NCH3), 49.5 und 49.7 (NCH2(CH2)4CH3), 50.0 und 50.1 (NCH2CH2CH2, Pip), 162.9 (CN3) ppm. 19F-NMR (376 MHz, CDCl3): δ = –68.8, –70.7 ppm. IR (NaCl): ν = 2933 (s), 2861 (m), 1581 (s), 1553 (s), 1455 (m), 1424 (m), 1286 (m), 1255 (m), 1026 (m) cm–1. MS (CI): m/z = 324 (100%, [Kation]+). Analyse, ber. für C20H42F6N3P (469.53): C 51.16, H 9.02, N 8.95%; gef.: C 51.32, H 9.08, N 8.97%. To dissolve 2.15 g (6.0 mmol) of N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N'',N'-pentamethyleneguanidinium chloride in dry dichloromethane (25 mL) was added 1.5 g (8.4 mmol) of potassium hexafluorophosphate , The suspension was stirred for 24 h at RT under an argon atmosphere. The white precipitate was filtered off and the solvent removed. The product was dried for 8 h at 80 ° C / 0.05 mbar. To discolor the slightly yellowish salt, you can stir his dichloromethane solution for 15 minutes with activated carbon. Yield: 2.4 g (86%), yellowish viscous oil. Glass transition temp .: -55 ° C. Temperature of maximum decomposition rate (TGA): 466 ° C. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 0.89 (t, 6H, N (CH 2 ) 5 CH 3 ), 1.17-1.82 (several m, 22 H, NCH 2 (CH 2 ) 4 CH 3 and CH 2 (CH 2 ) 3 CH 2 , Pip), 2.95 and 3.00 (2 s, each 3 H, NCH 3 ), 3.00-3.40 (several m, 8 H, NCH 2 (CH 2 ) 4 CH 3 and NCH 2 , Pip) ppm. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3): δ = 13.9 (N (CH 2) 5 CH 3), 22:47 and 22:49 (N (CH 2) 4 CH 2 CH 3), 23.4 (N (CH 2) 2 CH 2 , Pip), 25.1 and 25.2 (NCH 2 CH 2 CH 2 , Pip), 26.3 and 26.5 (N (CH 2 ) 3 CH 2 CH 2 CH 3 ), 27.4 and 27.5 (N (CH 2 ) 2 CH 2 (CH 2 ) 2 CH 3 ), 31.31 and 31.35 (NCH 2 CH 2 (CH 2 ) 3 CH 3 ), 40.46 (NCH 3 ), 49.5 and 49.7 (NCH 2 (CH 2 ) 4 CH 3 ), 50.0 and 50.1 (NCH 2 CH 2 CH 2 , Pip), 162.9 (CN 3 ) ppm. 19 F-NMR (376 MHz, CDCl 3): δ = -68.8, -70.7 ppm. IR (NaCl): ν = 2933 (s), 2861 (m), 1581 (s), 1553 (s), 1455 (m), 1424 (m), 1286 (m), 1255 (m), 1026 (m ) cm -1 . MS (CI): m / z = 324 (100%, [cation] + ). Analysis, calc. For C20H42F6N3P (469.53): C 51.16, H 9.02, N 8.95%; Found: C 51.32, H 9.08, N 8.97%.

II. Elektro-Optische Charakterisierung II. Electro-Optical Characterization

Alle nachfolgenden elektro-optischen Charakterisierungen wurden an LEC-Bauteilen im gepulsten Bauteilbetrieb bei 25 mA/cm2 mittlerer Stromdichte (Low-Level 0 V, High-Level 2 mA, Pixelgröße 4 mm2), 1kHz Frequenz und 50% Duty Cycle durchgeführt. All subsequent electro-optical characterizations were performed on LEC devices in pulsed device operation at 25 mA / cm 2 average current density (low level 0V, high level 2mA, pixel size 4mm 2 ), 1kHz frequency and 50% duty cycle.

Als Vergleichs-Matrixmaterial wurde die Verbindung [Gua][PF6] N,N-Dihexyl-N’,N’-dimethyl-N’’,N’’-pentamethylen-guanidiniumhexafluorphosphat

Figure DE102013202250A1_0004
eingesetzt. As a comparative matrix material, the compound [Gua] [PF 6 ] N, N-dihexyl-N ', N'-dimethyl-N ", N" -pentamethylene-guanidinium hexafluorophosphate
Figure DE102013202250A1_0004
used.

Die Figur IV zeigt die elektro-optischen Kennlinien einer Standard-Imidazolium-Referenz (BMIMPF6) sowie des oben genannten asymmetrisch substituierten Guanidinium-Materials in einem typischen LEC-Bauteil. Das [Gua][PF6]-Matrixmaterial schneidet besser ab als die Standard-BMIMPF6-Referenz. Direkt nach dem Anlegen des Betriebsstromes erhält man für die Verbindung [Gua][PF6] eine Leuchtdichte von 988 cd/m2, welche nach ca. 0,5h auf 1568 cd/m2 anwächst. Der Verlauf des Leuchtdichteprofils liegt im beobachteten Zeitintervall insgesamt oberhalb der Referenz. Auch der Abfall der Leuchtdichte nach dem Erreichen des Maximums liegt mit –5.77cd/m2h (linearer Fit zwischen 10 h und 60 h) etwas besser, aber in der Größenordnung des Referenzmaterials (–5.83 cd/m2h). Somit ergibt sich ein ähnliches Stabilitätsverhalten im beobachteten Zeitintervall für beide Materialien. Figure IV shows the electro-optical characteristics of a standard imidazolium reference (BMIMPF6) as well as the above-mentioned asymmetrically substituted guanidinium material in a typical LEC device. The [Gua] [PF 6 ] matrix material performs better than the standard BMIMPF6 reference. Immediately after applying the operating current, a luminance of 988 cd / m 2 is obtained for the compound [Gua] [PF 6 ], which increases to 1568 cd / m 2 after about 0.5 h. The course of the luminance profile is in the observed time interval overall above the reference. Also, the decrease in luminance after reaching the maximum is somewhat better with -5.77 cd / m 2 h (linear fit between 10 h and 60 h), but of the order of magnitude of the reference material (-5.83 cd / m 2 h). This results in a similar stability behavior in the observed time interval for both materials.

In der Figur V werden die zeitlichen Verläufe der Spannung beider Materialien dargestellt. Die ähnlichen Verläufe lassen auf eine vergleichbare Polarisierbarkeit der Ionen in beiden Bauteilen schließen. Nach einer Anschaltphase unterschreitet die Betriebsspannung 4 V liegt für die Referenz bei 3.7 V bzw. für [Gua][PF6]bei 3.8 V. FIG. 4 shows the time profiles of the voltage of both materials. The similar courses suggest a comparable polarizability of the ions in both components. After a switch-on phase, the operating voltage falls below 4 V for the reference at 3.7 V or for [Gua] [PF 6 ] at 3.8 V.

In den Figuren VI und VII sind die Leistungs- und die Stromeffizienzkennlinien der erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber der Standard-Referenz BMIMPF6 dargestellt. Die LEC-Bauteile mit der ionischen Flüssigkeit [Gua][PF6] weisen für beide Kennlinien höhere Effizienzwerte als die BMIMPF6-Referenz auf. In Figures VI and VII, the power and the current efficiency characteristics of the compounds of the invention over the standard reference BMIMPF6 are shown. The LEC components with the ionic liquid [Gua] [PF 6 ] have higher efficiency values for both curves than the BMIMPF6 reference.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012041437 A2 [0003] WO 2012041437 A2 [0003]
  • WO 2011085965 A1 [0004] WO 2011085965 A1 [0004]
  • WO 2011032010 A1 [0005] WO 2011032010 A1 [0005]
  • WO 2011144697 A1 [0006] WO 2011144697 A1 [0006]
  • DE 102010005634 [0007] DE 102010005634 [0007]
  • DE 102010005634 A1 [0018] DE 102010005634 A1 [0018]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009) [0014] Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009) [0014]
  • Costa, R.D. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8178–8212 [0018] Costa, RD et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8178-8212 [0018]

Claims (13)

Emitterschicht in einem organischen lichtemittierenden Bauelement aufweisend ein Emitter- und ein Matrixmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial eine ionische Flüssigkeit umfasst, welche asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kationen enthält. An emitter layer in an organic light emitting device comprising an emitter and a matrix material, characterized in that the matrix material comprises an ionic liquid containing asymmetrically substituted guanidinium cations. Emitterschicht nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines Heterozyklus ist. The emitter layer of claim 1, wherein at least one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a heterocycle. Emitterschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Stickstoffatom des asymmetrisch substituierten Guanidinium-Kations Bestandteil eines 4–12 gliedrigen Heterozyklus ist. Emitter layer according to one of the preceding claims, wherein at least one nitrogen atom of the asymmetrically substituted guanidinium cation is part of a 4-12 membered heterocycle. Emitterschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das asymmetrisch substituierte Guanidinium-Kation eine Struktur nach Formel (II) aufweist,
Figure DE102013202250A1_0005
wobei Rp = H, verzweigte, unverzweigte oder cyclische C1-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Aromaten, Heteroaromaten und die R1–R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe umfassend -H, C1-C20 gesättigte oder ungesättigte, verzweigte Alkyl, unverzweigte Alkyl, kondensierte Alkyl, cylco-Alkyl, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte, verzweigte, kondensierte und/oder cyclische Alkyl, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heteroaromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, Halogene, Pseudohalogene. Emitter layer according to one of the preceding claims, wherein the asymmetrically substituted guanidinium cation has a structure of formula (II),
Figure DE102013202250A1_0005
where R p = H, branched, unbranched or cyclic C 1 -C 20 -alkyl, heteroalkyl, aromatics, heteroaromatics and the R 1 -R 4 may be selected independently of one another from the group comprising -H, C 1 -C 20 saturated or unsaturated, branched alkyl, unbranched alkyl, fused alkyl, cylco-alkyl, fully or partially substituted straight, branched, fused and / or cyclic alkyl, alkoxy, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, heteroaromatics, fused aromatics, wholly or partially substituted condensed aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, halogens, pseudohalogens. Emitterschicht nach Anspruch 4, wobei R1–R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe umfassend verzweigte oder unverzweigte C1-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. The emitter layer of claim 4, wherein R 1 -R 4 may be independently selected from the group consisting of branched or unbranched C 1 -C 20 alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamide, oligoacrylamide. Emitterschicht nach einem der Ansprüche 4–5, wobei die R1–R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der verzweigten oder unverzweigten C10-C20 Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. Emitter layer according to one of claims 4-5, wherein the R 1 -R 4 may be independently selected from the group of branched or unbranched C 10 -C 20 alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. Emitterschicht nach einem der Ansprüche 4–5, wobei R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C1-C3 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide und R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C3-C6 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. An emitter layer according to any one of claims 4-5, wherein R 1 and R 2 may be independently selected from the group consisting of C1-C3 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides and R 3 and R 4 are independently selected may be from the group of C3-C6 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. Emitterschicht nach einem der Ansprüche 4–5, wobei Rp = H und die R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C1-C3 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide und R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus der Gruppe der C3-C6 verzweigten oder unverzweigten Alkyl, Heteroalkyl, Oligoether, Oligoester, Oligoamide, Oligoacrylamide. An emitter layer according to any one of claims 4-5, wherein Rp = H and the R 1 and R 2 can be independently selected from the group of C1-C3 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides and R 3 and R 4 can be independently selected from the group of C 3 -C 6 branched or unbranched alkyl, heteroalkyl, oligoether, oligoester, oligoamides, oligoacrylamides. Emitterschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ionische Flüssigkeit Anionen enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Fluorophosphate, Fluoroborate, Phenylborate, Sulfonylimide, Trifluormethansulfonate, Bis(trifluormethyl-sulfonyl)imide, Sulfonate, Chloride, Bromide und/oder Benzoate. An emitter layer according to any one of the preceding claims, wherein the ionic liquid contains anions selected from the group comprising fluorophosphates, fluoroborates, phenylborates, sulphonylimides, trifluoromethanesulphonates, bis (trifluoromethylsulphonyl) imides, sulphonates, chlorides, bromides and / or benzoates. Emitterschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ionische Flüssigkeit Anionen enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Hexaflurophosphat, Tetrafluoroborat Trifluormethansulfonat und Bis(trifluormethyl-sulfonyl)imid. The emitter layer of any one of the preceding claims, wherein the ionic liquid contains anions selected from the group consisting of hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, trifluoromethanesulfonate, and bis (trifluoromethylsulfonyl) imide. Organisch elektrisches Bauelement mit einer Emitterschicht nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das organisch elektrische Bauelement ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend organisch elektrochemische Transistoren, biochemischen Sensoren, lichtemittierende elektrochemische Zellen und lichtemittierende elektrochemische Transistoren. An organic electrical device with an emitter layer according to any one of claims 1-10, wherein the organic electrical device is selected from the group comprising organic electrochemical transistors, biochemical sensors, light-emitting electrochemical cells and light-emitting electrochemical transistors. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden, organisch elektronischen Bauelements umfassend die Schritte: i) Bereitstellung einer ersten Elektrodenschicht ii) Auftragen einer Emitterschicht umfassend ein Emitter- und ein Matrixmaterial auf die erste Elektrodenschicht, iii) Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht auf die Emitterschicht und iv) Verkapseln des lichtemittierenden, organisch elektronischen Bauelements, wobei das lichtemittierende, organisch elektronische Bauelement eine Emitterschicht nach einem der Ansprüche 1–10 umfasst. Method for producing a light-emitting, organically electronic component comprising the steps: i) providing a first electrode layer ii) applying an emitter layer comprising an emitter and a matrix material to the first electrode layer, iii) applying a second electrode layer to the emitter layer and iv) encapsulating the light-emitting organic electronic device, wherein the light emitting organic electronic device comprises an emitter layer according to any one of claims 1-10. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Auftragen der Emitterschicht mittels Spincoating, Slotcoating, Drucken, Schleudern, Tauchen, Vorhangbeschichten oder Rakeln erfolgt. The method of claim 12, wherein the application of the emitter layer by means of spin coating, slot coating, printing, spin coating, dipping, curtain coating or doctoring takes place.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9375392B2 (en) 2010-01-25 2016-06-28 Osram Ag Use of the guanidinium cation and light-emitting component

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011032010A1 (en) 2009-09-10 2011-03-17 Add-Vision, Inc. Ionic salt combinations in polymer electroluminescent inks
WO2011085965A1 (en) 2010-01-18 2011-07-21 Merck Patent Gmbh Electrolyte formulations
DE102010005634A1 (en) 2010-01-25 2011-07-28 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Novel use of guanidinium cation and light-emitting device
WO2011144697A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Fundacion Cidetec Ionic liquid based electrolytes containing sulfide/polysulfide redox couple and uses thereof
WO2012041437A2 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Merck Patent Gmbh Electrolyte formulations
DE102011006360A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Complexation of Small Molecule Semiconductors for Application as Emitter Complex in Organic Light Emitting Electrochemical Cells (OLEECs)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2223986A1 (en) * 2009-02-06 2010-09-01 Solvay S.A. Complex salts for light emitting devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011032010A1 (en) 2009-09-10 2011-03-17 Add-Vision, Inc. Ionic salt combinations in polymer electroluminescent inks
WO2011085965A1 (en) 2010-01-18 2011-07-21 Merck Patent Gmbh Electrolyte formulations
DE102010005634A1 (en) 2010-01-25 2011-07-28 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Novel use of guanidinium cation and light-emitting device
WO2011144697A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Fundacion Cidetec Ionic liquid based electrolytes containing sulfide/polysulfide redox couple and uses thereof
WO2012041437A2 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Merck Patent Gmbh Electrolyte formulations
DE102011006360A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Complexation of Small Molecule Semiconductors for Application as Emitter Complex in Organic Light Emitting Electrochemical Cells (OLEECs)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Costa, R.D. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8178-8212
Trans. Nonferrous Met. Soc. China 19 (2009)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9375392B2 (en) 2010-01-25 2016-06-28 Osram Ag Use of the guanidinium cation and light-emitting component
EP2529425B1 (en) * 2010-01-25 2016-08-31 OSRAM GmbH Use of a guanidinium cation in a light-emitting component

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