CN101040027A - 嵌入用于oled的聚合物基质中的过渡金属-碳烯配合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含至少一种过渡金属-碳烯配合物的聚合物材料在有机发光二极管(OLED)中的用途,包含至少一种选定的过渡金属-碳烯配合物的聚合物材料,一种制备本发明聚合物材料的方法,包含至少一种根据本发明使用的聚合物材料或至少一种根据本发明聚合物材料的发光层,包含本发明发光层的有机发光二极管(OLED)以及包含本发明有机发光二极管(OLED)的器件。

Description

嵌入用于OLED的聚合物基质中的过渡金属-碳烯配合物
本发明涉及包含至少一种过渡金属-碳烯配合物的聚合物材料在有机发光二极管(OLED)中的用途,包含至少一种选定的过渡金属-碳烯配合物的聚合物材料,一种制备本发明聚合物材料的方法,包含至少一种根据本发明使用的聚合物材料或至少一种根据本发明的聚合物材料的发光层,包含本发明发光层的有机发光二极管(OLED)以及包含本发明有机发光二极管(OLED)的器件。
有机发光二极管(OLED)利用了特定材料在受到电流激发时发光的能力。作为阴极射线管和液晶显示器的代替品以生产平面VDU,OLED尤其受到关注。包含OLED的器件由于非常紧凑的构造和固有地低的电消耗,它们特别可用于移动应用,例如用于移动电话、手提电脑等。
已经建议了各种当因电流激发而发光的材料。
由于自旋统计的缘故,三极发射体的能量和电效力明显高于单极发射体。因此,关注在OLED中使用三级发射体。现有技术中使用的三级发射体通常是有机金属配合物。当这些有机金属配合物用作OLED中的发光层时,经常在减压下通过有机金属配合物的气相沉积来施用有机金属配合物。然而,气相沉积法并不最佳适合大量生产OLED,并且在生产具有大面积显示器的器件方面受到限制。
因此,需要提供可从溶液中以膜形式施用以生产发光层的聚合物发光体物质,例如通过喷墨印刷、旋涂或浸渍生产,以使得简单且廉价生产大面积显示器成为可能。以膜形式施用发光层对于生产全色显示器(RGB显示器)也受到关注。
因此,包含三极发射体的聚合物材料作为OLED中的发射体材料受到特别的关注。
WO 03/080687涉及其聚合物主链上通过连接基结合有金属配合物的聚合物化合物。通过这些聚合物化合物可以提供显示出白光的材料,通过这些聚合物化合物可以获得所需颜色的光。因此将这些聚合物化合物用于OLED。所用的金属配合物是Ir、Pt、Rh或Pd的金属配合物。这些配合物优选具有环状的含碳配体以及还具有乙酰丙酮根配体,通过该配体配合物与聚合物主链连接。
DE-A 101 09 027涉及由卤素官能化的铑和铱配合物。这些铑和铱配合物是磷光发射体。由于它们的卤素官能团,这些配合物可进一步官能化或用作制备合适聚合物的(共聚)单体。例如,所述官能化的配合物可以共聚成聚芴、聚螺联芴、聚对苯、聚咔唑或聚噻吩。
EP-A 1 245 659涉及包含聚苯乙烯的聚合物发光物质,该聚苯乙烯的数均分子量为103-108,并在主链或侧链包含由激发的三重态显示发光的金属配合物。但是没有提及过渡金属-碳烯配体的使用。
因此,本发明的目的是提供包含三极发射体、适合作为OLED中的发光层并且可由溶液施用的聚合物材料。该材料应该适合产生电磁光谱的蓝光区、红光区和绿光区的电致发光,由此使得生产全色显示器成为可能。
上述目的通过在有机发光二极管中使用包含至少一种聚合物和至少一种式I过渡金属配合物的聚合物材料得以实现
Figure A20058003538800211
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体;
n是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;其中
所述至少一种聚合物不为聚(N-乙烯基咔唑)或聚硅烷。
对本发明而言,二齿配体是在两个点与过渡金属原子M1配位的配体。在本专利申请中,术语“二齿”与表述“占据两个配位点”以同一含义互换使用。
对本发明而言,单齿配体是在配体上的一个点与过渡金属原子M1配位的配体。
根据本发明使用的聚合物材料可以用作发射体材料,其中配体骨架、中心金属或聚合物能够改变以产生聚合物材料的所需性能。根据本发明使用的聚合物材料优选用作OLED中的发光体材料。
根据本发明使用的聚合物材料高度适合作为OLED中的发光层。它们可由溶液例如通过喷墨印刷、旋涂或浸渍而施用,使得通过根据本发明使用的聚合物材料可以简单且廉价地生产大面积显示器。这些根据本发明使用的聚合物材料同样被关注以生产全色显示器(RGB显示器)。
对本发明而言,聚合物材料包括包含至少一种式I过渡金属配合物与至少一种聚合物的混合物,也包括至少一种以共价键与至少一种式I过渡金属配合物键合的聚合物。如果式I过渡金属配合物与至少一种聚合物以共价键键合,那么配体L、K和/或碳烯中的至少一个、优选1-3个、特别优选1或2个具有一个或多个、优选1-3个、特别优选1或2个与聚合物的连接点。如果配合物具有一个以上的连接点,那么该连接点可存在相同的配体L、K或碳烯上,或者,如果式I过渡金属配合物含有一个以上的配体L、K或碳烯,那么连接点可以存在于不同的配体L、K或碳烯上。
通式I过渡金属配合物特别优选具有选自Os、Rh、Ir、Ru、Pd和Pt的金属原子M1,其中优选Os(IV)、Rh(III)、Ir(I)、Ir(III)、Ru(III)、Ru(IV)、Pd(II)和Pt(II)。特别优选使用的金属原子是Ru、Rh、Ir和Pt,优选Ru(III)、Ru(IV)、Rh(III)、Ir(I)、Ir(III)和Pt(II)。非常特别优选使用Ir或Pt、优选Ir(III)或Pt(II)、非常特别优选Ir(III)作为金属原子M1
可以是单齿或二齿的合适一价阴离子或二价阴离子配体L、优选一价阴离子配体L是通常用作单齿或二齿一价阴离子或二价阴离子配体的配体。
合适的一价阴离子单齿配体例如是卤离子,尤其是Cl-和Br-,拟卤离子,尤其是CN-,可被烷基取代基、优选甲基或叔丁基取代的环戊二烯基(Cp-),可被烷基取代基、优选甲基取代的茚基,通过σ键与过渡金属M1键合的烷基,例如CH3,通过σ键与过渡金属M1键合的烷基芳基,例如苄基,醇盐根如OCH3 -,三氟磺酸根、羧酸根、硫醇盐根、氨基阴离子。
合适的一价阴离子二齿配体例如是β-二酮根,如乙酰丙酮根和其衍生物,吡啶甲酸根(Picolinat),氨基酸和WO 02/15645中提及的二齿一价阴离子配体,其中优选乙酰丙酮根和吡啶甲酸根。
合适的不带电荷的单齿或二齿配体K优选选自膦,优选三烷基膦、三芳基膦或烷基芳基膦,特别优选PAr3,其中Ar是取代或未取代的芳基并且PAr3中的三个芳基可以相同或不同,特别优选PPh3、PEt3、PnBu3、PEt2Ph、PMe2Ph、PnBu2Ph;膦酸根和其衍生物;砷酸根和其衍生物;亚磷酸根;CO;可以被烷基或芳基取代的吡啶;腈类以及与M1形成π配合物的二烯,优选η4-二苯基-1,3-丁二烯、η4-1,3-戊二烯、η4-1-苯基-1,3-戊二烯、η4-1,4-二苄基-1,3-丁二烯、η4-2,4-己二烯、η4-3-甲基-1,3-戊二烯、η4-1,4-二甲苯基-1,3-丁二烯、η4-1,4-二(三甲基甲硅烷基)-1,3-丁二烯和η2-或η4-环辛二烯(各自为1,3和1,5),η2-环辛烯,特别优选1,4-二苯基-1,3-丁二烯、1-苯基-1,3-戊二烯、2,4-己二烯、丁二烯、η2-环辛烯、η4-1,3-环辛二烯和η4-1,5-环辛二烯。
特别优选的不带电荷的单齿配体选自PPh3、P(OPh)3、AsPh3、CO、吡啶和腈类。合适的不带电荷的二齿配体特别优选是η4-1,4-二苯基-1,3-丁二烯、η4-1-苯基-1,3-戊二烯、η4-2,4-己二烯、η2-和η4-环辛二烯(各自为1,3和1,5)。
取决于所用金属M1的配位数和所用配体L、K和碳烯的性质和数量,对于相同的金属M1以及所用配体L、K和碳烯的相同的性质和数量,可以存在相应金属配合物的各种异构体。例如,对于具有配位数6的金属M1的配合物(即八面体配合物),例如Ir(III)配合物,当配合物具有通式组成MA2B4时,可以存在顺/反异构体;或者当配合物具有通式组成MA3B3时,可以存在面式/子午线式异构体。对于具有配位数4的金属M1的正方平面配合物,例如Pt(II)配合物,当配合物具有通式组成MA2B2时,可以存在顺/反异构体。符号A和B各自是配体的连接点,其中可以不仅存在单齿配体,而且还存在二齿配体。在上述通用组成中,认为不对称二齿配体具有一个基团A和一个基团B。
本领域中的技术人员应该熟悉术语顺/反和面式/子午线式异构体。在八面体配合物的情况下,对于具有组成MA2B4的配合物而言,顺式异构体是其中两个基团A占据八面体的相邻角落的异构体,而在反式异构体中两个基团A占据八面体的相对角落。对于具有组成MA3B3的配合物,相同类型的三个基团可以占据八面体的一个面的角落(面式异构体)或占据子午线,即三个配体连接点中的两个处于相互的反式位置(子午线式异构体)。对于八面体金属配合物中的顺/反异构体和面式/子午线式异构体的定义,可以参见例如J.Huheey,E.Keiter,R.Keiter,Anorganische Chemie:Prinzipien von Struktur und Reaktivitt,第2版,修订版,由Ralf Steudel翻译和增补,Berlin;纽约:de Gruyter,1995,第575和576页。
在正方平面配合物的情况下,对于具有组成MA2B2的配合物而言,顺式异构体是其中两个基团A和两个基团B占据正方形的相邻角落的异构体,而在反式异构体中,两个基团A和两个基团B占据正方形的两个对角角落。对于正方平面金属配合物中的顺/反异构体的定义,可以参见例如J.Huheey,E.Keiter,R.Keiter,Anorganische Chemie:Prinzipien vonStruktur und Reaktivitt,第2版,修订版,由Ralf Steudel翻译和增补,Berlin;纽约:de Gruyter,1995,第557-559页。
其中过渡金属原子是具有配位数6的Ir(III)的过渡金属配合物中的碳烯配体的数量n是1-3,优选2或3,特别优选3。若n>1,则碳烯配体可以相同或不同。
其中过渡金属原子是具有配位数4的Pt(II)的过渡金属配合物中的碳烯配体的数量n是1或2,优选2。若n>1,则碳烯配体可以相同或不同。
在上述情况下一价阴离子配体L的数量m是0-2,优选0或1,特别优选0。若m>1,则配体L可以相同或不同,但是优选相同。
不带电荷的配体K的数量o取决于借助碳烯配体和配体L是否已经使得Ir(III)的配位数达到6或Pt(II)的配位数达到4。如果在使用Ir(III)的情况下,n是3并且使用三个一价阴离子二齿碳烯配体,则o在上述情况下是0。如果当使用Pt(II)时,n是2并且使用两个一价阴离子二齿碳烯配体,则o在这种情况下同样是0。
在至少一种式I过渡金属配合物以共价键与聚合物键合的情况下,键合可以通过配体K、L和碳烯中的一个或多个。
键合优选通过至少一个碳烯配体。
至少一种式I过渡金属配合物与至少一种聚合物的共价键合通过式I过渡金属配合物上的一个或多个合适的连接点连接到聚合物上的一个或多个连接点上而发生。本领域技术人员应该知道,在下面提及的实施方案中,不总是这样的情形:式I过渡金属配合物上存在的100%连接点与聚合物上存在的100%连接点反应,即,可能发生不完全的反应。这意味着,下面提及的关于以共价键与聚合物键合的式I过渡金属配合物的实施方案还涵盖:在聚合物和过渡金属配合物这二者上面或者在聚合物上或在过渡金属配合物上具有未反应的连接点的实施方案。在下面的实施方案中,出于简化目的示出100%键合的理想化情形,但是必需承认的是,100%键合通常不会发生,因此,在式I过渡金属配合物与聚合物共价键合之后,未反应的连接点可能存在于式I过渡金属配合物中和/或存在于聚合物中。
如果通过一个以上的连接点、尤其是2或3个连接点与聚合物键合,这些连接点可能位于相同或不同的配体上。优选的是,所有连接点都位于碳烯配体中。
聚合物上和式I过渡金属配合物上的合适连接点例如选自:卤素如Br、I或Cl;烷基磺酰氧基,如三氟甲磺酰氧基;芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基;含硼基团;OH;COOH;活化的羧基,如酰卤、酸酐或酯;-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-;SH;SiR2”X,其中X是选自F、Cl和Br的卤素,以及NHR,其中R和R”各自是氢、芳基或烷基,并且上述基团可以通过单键与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物直接键合;或者它们通过连接基-(CR’2)q-与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,q为1-15,优选为1-11,并且连接基-(CR’2)q-的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-Si(R2)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基作为连接基键合。上述基团的选择应使得聚合物上的各个官能团能够与过渡金属配合物上的各个官能团反应。能够反应的合适组合对于本领域技术人员而言是已知的,并且描述在下文中。
在一个实施方案中,根据本发明使用的聚合物材料包含至少一种下式IA过渡金属配合物
Figure A20058003538800261
其中各符号具有下列含义:
Do1是供体原子,其选自C、N、O、P和S,优选N、O、P和S,特别优选N;
r当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
Y1,Y2各自独立地是氢或选自烷基、芳基、杂芳基和烯基,优选选自烷基和芳基的含碳基团,
或者
Y1和Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且另外的原子优选是氮或碳原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以被取代或未取代;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元、优选6元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环可以未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
Y3,Y4各自独立地是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢或者烷基、杂芳基或芳基,
其中Y1、Y2、Y3和Y4不能同时为氢。
符号M1、L、K以及n、m和o的含义在上面已经提及。
对本专利申请而言,术语“芳基”、“杂芳基”、“烷基”和“烯基”具有下列含义:
芳基是具有含有6-30个、优选6-18个碳原子的基本骨架且由芳族环或多个稠合芳族环组成的基团。合适的基本骨架例如是苯基、萘基、蒽基或菲基。该基本骨架可以是未取代的(即所有可以被取代的碳原子都含有氢原子),或者在基本骨架的1个、1个以上或所有可取代位置上都被取代。合适的取代基例如是烷基,优选具有1-8个碳原子的烷基,特别优选甲基、乙基或异丙基;芳基,优选C6-C22芳基,优选C6-C18芳基,非常特别优选C6-C14芳基,即具有苯基、萘基、菲基或蒽基骨架的芳基,该基团继而可以被取代或者未取代;杂芳基,优选包含至少一个氮原子的杂芳基,特别优选吡啶基;烯基,优选含有一个双键的烯基,特别优选含有一个双键和1-8个碳原子的烯基;或者具有供体或受体作用的基团。本发明而言,具有供体作用的基团是具有+I和/或+M效应的基团,具有受体作用的基团是具有-I和/或-M效应的基团。具有供体或受体作用的合适基团是卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团(Thiogruppen)或SCN基团。芳基优选是可以被至少一个上述取代基取代的C6-C14芳基。该C6-C14芳基特别优选含有1或2个上述取代基。对于含有一个取代基的C6芳基,该取代基位于该芳基的另一连接点的邻、间或对位,以及对于含有两个取代基的C6芳基,这些取代基可以位于该芳基的另一连接点的间或邻位,或者一个取代基位于邻位,而一个基团位于间位。
杂芳基是其与上述芳基的区别在于芳基的基本骨架中的至少一个碳原子被杂原子代替的基团。优选的杂原子是N、O和S。非常特别优选芳基的基本骨架的1或2个碳原子被杂原子代替。所述基本骨架特别优选选自体系如吡啶基和5元杂芳族类如吡咯类,呋喃类。该基本骨架可以在其一个、一个以上或所有可取代位置上被取代。合适的取代基与上面对于芳基提及的那些基团相同。
烷基是具有1-20个、优选1-10个、特别优选1-8个碳原子的基团。该烷基可以是支化或非支化的,并且可以被一个或多个杂原子,优选Si、N、O或S间隔。并且,该烷基可以被一个或多个对芳基提及的取代基取代。该烷基同样可以含有一个或多个芳基。在这种情况下,所有上述提及的芳基都是合适的。所述烷基特别优选选自甲基和异丙基。
烯基是对应于具有至少两个碳原子的上述烷基的但是该烷基的至少一个C-C单键被C-C双键代替的基团。烯基优选具有1或2个双键。
具有至少两个原子并且其中至少一个原子是碳原子且另外的原子优选是氮或碳原子的桥优选是下列基团之一,其中所述桥可以是饱和的或者优选是不饱和的并且该桥的至少两个原子可以是取代的或者未取代的,
-具有两个碳原子或具有一个碳原子和一个氮原子的桥,其中所述两个碳碳原子或者所述一个碳原子和一个氮原子通过双键连接在一起,使得该桥具有下式之一,其中该桥优选具有两个碳原子
Figure A20058003538800291
R13和R14各自独立地是氢、烷基或芳基,或者
R13和R14一起形成具有总计3-5个、优选4个原子的桥,该原子中的1或2个原子可以是杂原子,优选N原子,并且其余原子是碳原子,使得该基团形成5-7元、优选6-元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代,或者被稠合。优选6-元芳族环。该芳族环可以是未取代的或者被烷基或芳基取代。并且,一个或多个其它芳族环、优选6-元芳族环可以稠合到该环上。在这种情况下,任何可想到的稠合类型都是可能的。这类稠合基团继而可以被取代,优选被芳基的通用定义中所提及的基团取代。
-具有通过单键相互连接的两个碳原子的桥,使得该桥具有下式
Figure A20058003538800292
其中R4、R5、R6和R7各自独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基或芳基。
在至少一种式IA过渡金属配合物通过一个或多个碳烯配体与聚合物共价键合的情况下,可通过至少一个具有至少一个连接点、优选1-3个连接点、特别优选1或2个连接点的基团Y1、Y2、Y3或Y4键合到聚合物上。
优选基团Y1、Y2、Y3或Y4中的至少一个是具有连接到聚合物上的至少一个连接点、优选1-3个连接点、特别优选1或2个连接点的芳基或杂芳基。当Y1和Y2形成为芳基的一部分的桥时,该芳基可具有连接到聚合物上的1-3个连接点,优选1或2个连接点。在具有一个以上连接点的情况下,配合物的连接点可存在于不同的基团Y1、Y2、Y3或Y4上,优选存在于Y3或Y4上,或者存在于同一基团上。因此,在两个连接点的情况下,优选Y3和Y4的每一个上都存在一个连接点,或者两个连接点都存在于Y3上或Y4上,或者一个或这两个连接点都存在于由Y1和Y2形成的芳基上。同样还可行的是,例如在两个连接点的情况下,连接点存在于两个不同的碳烯配体上,例如在每种情况下存在于各自碳烯配体的Y3或Y4上,或者在每种情况下存在于由各自碳烯配体的Y1和Y2形成的芳基上。然而,还可行的是,两个连接点存在于各自碳烯配体的不同基团上,例如存在于一个碳烯配体的Y3上和存在于由另外的碳烯配体的Y1和Y2形成的芳基上。
式IA过渡金属配合物中的M1非常特别优选是Ir(III)或Pt(II),尤其是Ir(III)。
下式基团
Figure A20058003538800301
非常特别优选选自下式:
Figure A20058003538800302
其中各符号具有下列含义:
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基、烯基,优选烷基、杂芳基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基上的所有4个可能取代基是氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
基团Y3和Y4已经如上面所定义。
在本发明的进一步优选实施方案中,式I的不带电荷的过渡金属配合物中的至少一个碳烯配体是二齿和/或一价阴离子碳烯配体。该碳烯配体非常特别优选是一价阴离子二齿碳烯配体。
式I过渡金属配合物中的一个或多个碳烯配体特别优选具有下式(II)
Figure A20058003538800311
其中各符号具有如下含义:
Do1是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p是0或1,优选0;
q是0或1,优选0;
Y1,Y2各自独立地是氢或选自烷基、芳基、杂芳基和烯基,优选选自烷基、杂芳基和芳基的含碳基团,
或者
Y1和Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以未取代或被取代;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环、优选6元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A20058003538800332
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基。
优选其中p和/或q是0的式II配体,即,没有间隔基X和/或没有供体原子Do2存在于式II配体中。
下式基团
优选选自如下:
Figure A20058003538800341
其中各符号具有下列含义:
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基、烯基,优选烷基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
Y3如上所定义。
式II碳烯配体的下式基团
Figure A20058003538800351
优选是下式基团
其中各符号具有下列含义:
Z是CH或N,其中Z可以位于上述基团与碳烯配体的连接点的邻、间或对位;
R12是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R12基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
t是0-3,当t>1时,基团R12可以相同或不同,其中优选t是0或1,并且该基团除了存在的任何基团R12之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
在式II碳烯配体中,Y3可以与上面定义的基团相同或不同,并且具有上面已经提及的下列含义;
氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,
或者
Figure A20058003538800353
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义。
除了下面定义的式II碳烯配体以外,其中Y4,即下式基团
Figure A20058003538800361
具有下式结构
并且Y3是下式基团
还合适的是下面定义的碳烯配体,其中Y4,即下式基团
Figure A20058003538800364
具有下式结构
Figure A20058003538800365
并且Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基。
各符号的定义对应于上面给出的定义。
当至少一种式IA过渡金属配合物与聚合物键合时,优选经由一个或多个式II碳烯配体与该聚合物中的至少一个具有至少一个连接点的基团键合,所述配体具有至少一个下式基团作为基团Y3或Y4
Figure A20058003538800371
如果式IA过渡金属配合物经由一个连接点键合,这存在于下式基团上
Figure A20058003538800372
或存在于下式基团上
Figure A20058003538800373
在两个连接点的情况下,这两个连接点可以都存在于相同基团上,或者各自可以存在于上述基团之一上,后一种情况是优选的。同样可行的是,这两个连接点存在于不同的碳烯配体上。它们可以在每种情况下存在于不同碳烯配体中的相同基团上,例如在每种情况下存在于基团Y3上,或者存在于不同基团上,例如存在于一个碳烯配体的基团Y3上和存在于另一碳烯配体的基团Y4上。
至少一种式II碳烯配体非常特别优选选自如下配体:
Figure A20058003538800374
其中各符号具有下列含义:
Z,Z’是相同或不同的且各自为CH或N;
R12,R12’是相同或不同的,并且各自为烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12或R12’基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选的是2个R12或R12’基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12或R12’是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选Br或F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,芳氧基,硫基团和SCN基团;
t和t’是相同或不同的,优选是相同的,且各自为0-3,当t或t’>1时,基团R12或R12’可以相同或不同;t或t’优选是0或1,并且当t或t’是1时,基团R12或R12’位于与相邻于碳烯碳原子的氮原子的连接点的邻、间或对位;其中可以含有基团R12和R12’的芳基除了所存在的任何基团R12和R12’以外,还可以含有1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基、杂芳基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
优选的式(I)过渡金属配合物因此是包含至少一个式II碳烯配体的那些,其中式II碳烯配体的优选实施方案在上面已经被提及。
特别优选的式I过渡金属配合物因此是具有下式I(B)的那些
Figure A20058003538800391
各符号的含义对应于上面关于过渡金属配合物(I)和关于碳烯配体(II)所给的含义。优选的实施方案同样已经在上面提及。
当式IB过渡金属配合物具有如上所提及的组成MA3B3时,如果使用具有配位数6的金属原子M1,则式IB过渡金属配合物可以作为面式或子午线式异构体或者作为面式和子午线式异构体的任意比例的异构体混合物存在。取决于式IB过渡金属配合物的面式或子午线式异构体的性质,可优选使用异构体纯的面式异构体或异构体纯的子午线式异构体或者面式和子午线式异构体的异构体混合物,在该混合物中,所述异构体之一过量存在或者两种异构体以等量存在。例如,当n为3且m和n各自为o时,式IB过渡金属配合物的面式和子午线式异构体是可能的。当式IB过渡金属配合物具有组成MA2B4时,该过渡金属配合物可以如上所述以任意比例的顺式/反式异构体形式存在。取决于式IB过渡金属配合物的顺式或反式异构体的性质,可优选使用异构体纯的顺式异构体或异构体纯的反式异构体或者顺式和反式线式异构体的异构体混合物,在该混合物中,所述异构体之一过量存在或者两种异构体以等量存在。式IB配合物的顺式/反式异构体是可行的,例如当M1是具有配位数6的金属原子且n为2,m为2(在这种情况下两个单齿配体L是相同的)并且o为0时,或者o为2(两个单齿配体K相同)并且m为0时。
当式IB过渡金属配合物具有如上所提及的组成MA2B2时,如果使用具有配位数4的形成正方平面配合物的金属原子M1,则式IB过渡金属配合物可以作为顺式或反式异构体或者作为顺式和反式异构体的任意比例的异构体混合物存在。例如,当n为2并且m和n各自为0时,式IB过渡金属配合物的顺式/反式异构体是可能的。
对于其中过渡金属原子是具有配位数6的Ir(III)的过渡金属配合物,优选的一价阴离子二齿碳烯配体的数量n至少是1且不超过3。优选使用的一价阴离子二齿碳烯配体的数量优选是2或3,特别优选是3。当n>1时,碳烯配体可以相同或不同。对于其中过渡金属原子是具有配位数4的Pt(II)的过渡金属配合物,一价阴离子二齿配体的数量n是1或2,优选是2。
非常特别优选其中M1是具有配位数6的Ir(III)的过渡金属配合物。在该Ir(III)配合物中,非常特别优选n为3,m为0,o为0,q为0,p为0,Do1是N且r为1,并且其余符号具有上面所示含义。
尤其优选选自如下的式IBa-d的过渡金属配合物:
Figure A20058003538800401
Figure A20058003538800411
其中各符号具有上面关于优选的碳烯配体所给出的含义。对于式IBa-d的配合物,必需指出的是,Ir(III)上存在的三种配体可以相同或不同,对于共价键,至少一种配体不同于另外两种配体。尤其是,当式IBa-d的配合物具有一个以上连接点时,这些配体可以在如下方面不同:它们是否具有与聚合物的连接点或各个连接点存在于配体上的位置。
在这类Ir(III)配合物中,非常特别优选式b、c和d的那些。尤其优选这样的式b和c的r(III)配合物,其中Z和Z’各自是CH,R8和R9各自是H或烷基,t、t’和v各自是0且其余基团具有上面关于优选的碳烯配体所给出的含义。当配合物与聚合物共价键合时,可以含有基团R12、R12’和R10的烷基中的一个或多个可含有1或2个能够与聚合物键合的基团。
与聚合物的键合优选通过至少一个如上所述的下列基团进行:
Figure A20058003538800412
合适的聚合物例如是聚-对苯乙烯和其衍生物,聚噻吩和其衍生物,聚芴和其衍生物,聚荧蒽和其衍生物,聚乙炔和其衍生物,聚苯乙烯和其衍生物,聚(甲基)丙烯酸酯和其衍生物,例如聚甲基丙烯酸甲酯。特别优选聚荧蒽和其衍生物,聚芴和其衍生物,聚-对苯乙烯和其衍生物,以及聚(甲基)丙烯酸酯和其衍生物,例如聚甲基丙烯酸甲酯。其它合适的聚合物是包含所述聚合物的单体单元的共聚物。这里,共聚物可包含所述聚合物的各种单体单元,例如由芴和荧蒽单元构成的共聚物,并且该共聚物还可由一种或多种所述聚合物的单体单元与本领域技术人员已知的其它合适单体单元一起构成。所述均聚物和共聚物的制备对于本领域技术人员而言是已知的。在下文中,术语聚合物包括均聚物和共聚物。
在优选实施方案中,本发明提供了包含至少一种与聚合物共价键合的式I过渡金属配合物的聚合物材料的用途。该过渡金属配合物与聚合物的共价键合可以是本领域技术人员已知的任何类型。例如,该过渡金属配合物可与聚合物通过例如单键、双键、-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-N=N-、-CO-、-C(O)O-或-O-C(O)-基团直接键合,其中R为氢、烷基或芳基。
另一方面,也可以通过连接基键合,例如通过C1-C15亚烷基,优选C1-C11亚烷基,其中所述亚烷基的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-Si(R2)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-N=N-、-CH=CH-或-C≡C-代替,以形成化学上可行的基团,并且所述亚烷基可以被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代,其中R是氢、烷基或芳基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基键合。
根据本发明使用的聚合物材料可以以多种方式制备。
a)包含含有至少一种式I过渡金属配合物和至少一种聚合物的混合物的聚合物材料通常通过将各组分混合而制备。合适的混合设备和混合方法对本领域技术人员而言是已知的。例如,可以将限定量的式I过渡金属配合物与合适聚合物的溶液混合。合适聚合物已经在上面提到。制备聚合物溶液的合适溶剂取决于所用聚合物,并且对于本领域技术人员而言是已知的。除去溶剂得到根据本发明使用的并且包含式I过渡金属配合物和合适聚合物的混合物的聚合物材料。作为选择,可以不添加溶剂将过渡金属配合物和聚合物以固态相互混合。
在根据本发明使用的包含含有至少一种式I过渡金属配合物和至少一种聚合物的混合物的聚合物材料中,过渡金属配合物的量取决于所用聚合物本身是否是电致发光的。如果所用聚合物本身是电致发光的,则式I过渡金属配合物的量基于聚合物和式I过渡金属配合物的总量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%。如果所用聚合物本身并不是电致发光的,则式I过渡金属配合物的量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。聚合物和式I过渡金属配合物的总量为100重量%。
所用聚合物通过GPC(凝胶渗透色谱法,使用聚苯乙烯标准)的分子量通常为102-106,优选103-5×105,特别优选104-3×105
b)根据本发明使用的其中至少一种式I过渡金属配合物与至少一种聚合物共价键合的聚合物材料的制备可通过下列方法进行:
ba)使至少一种下式官能化聚合物
                      “聚合物”-(T)p,
与被一个或多个基团Q官能化的至少一种式III过渡金属配合物反应,其中Q与配体K、配体L或碳烯配体共价键合,优选与碳烯配体共价键合,
Figure A20058003538800431
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体,其选自膦,优选三烷基膦、三芳基膦或烷基芳基膦,特别优选PAr3,其中Ar是取代或未取代的芳基并且PAr3中的三个芳基可以相同或不同,特别优选PPh3、PEt3、PnBu3、PEt2Ph、PMe2Ph、PnBu2Ph;膦酸根和其衍生物;砷酸根和其衍生物;亚磷酸根;CO;可以被烷基或芳基取代的吡啶;腈类以及与M1形成π配合物的二烯,优选η4-二苯基-1,3-丁二烯、η4-1,3-戊二烯、η4-1-苯基-1,3-戊二烯、η4-1,4-二苄基-1,3-丁二烯、η4-2,4-己二烯、η4-3-甲基-1,3-戊二烯、η4-1,4-二甲苯基-1,3-丁二烯、η4-1,4-二(三甲基甲硅烷基)-1,3-丁二烯和η2-或η4-环辛二烯(各自为1,3和1,5),特别优选1,4-二苯基-1,3-丁二烯、1-苯基-1,3-戊二烯、2,4-己二烯、丁二烯、η2-环辛烯、η4-1,3-环辛二烯和η4-1,5-环辛二烯;
n是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;以及
Q和T是能够相互连接形成共价键的基团,其中基团Q与配体L、K或碳烯之一共价键合,优选与碳烯共价键合,而基团T与聚合物的端基或中心单元共价键合;
s’是1-3的整数,其中当s’>1时,基团Q与相同配体或不同配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合;
p’是聚合物中的基团T的数量,其中p’取决于聚合物的分子量,并且p’的选择应使得:当聚合物本身是电致发光的时候,过渡金属配合物的用量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%,而当聚合物本身并不是电致发光的时候,过渡金属配合物的量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。
符号K、L、M1、碳烯、m、n和o的优选定义已经在上面提及。此外,与碳烯配体的优选连接点已经在上面提及,并且式III过渡金属配合物中的基团Q占据这些连接点。
合适的官能化聚合物选自聚荧蒽、聚芴、聚-对苯乙烯,聚乙炔,聚咔唑,聚噻吩,聚苯乙烯,聚(甲基)丙烯酸酯,尤其是聚甲基丙烯酸甲酯,以及被至少一种官能基团T官能化的所提及聚合物的衍生物。官能化聚合物可以是如上已经提及的共聚物或共聚物。
所用的官能化聚合物通过GPC(凝胶渗透色谱法,使用聚苯乙烯标准)的分子量通常为102-106,优选103-5×105,特别优选104-3×105
优选的过渡金属配合物是下式IIIAa-d的过渡金属配合物:
Figure A20058003538800451
其中符号R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R12’、Y3、v、t、t’、z和z’具有上面提及的含义,以及上式IIIAa配合物中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式IIIAb配合物中的基团R8或R9中的1或2个以及上式IIIAd配合物中的基团R11可以被能够与聚合物共价键合的基团Q代替,或者在式IIIAa和IIIAb配合物的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;以及
在式IIIAa、IIIAb、IIIAc和IIIAd的各自配合物中的所有基团Q的总和在每种情况下都是s’,即e、f、e’和f’,以及可以被Q代替的基团R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11的数量在式IIIAa、IIIAb和IIIAd的配合物中各自是0、1、2或3,其中各自配合物中基团Q的总和为s’;以及式IIIAc配合物中的w、w’、w”、w、x和x’各自为0、1、2或3,其中配合物中基团Q的总和为s’;
Q是能够与官能化聚合物形成键的基团;
其中Ir(III)上的可含有基团Q的碳烯配体可以相同或不同。尤其是,碳烯配体中仅有一个可以含有一个或多个基团Q,同时其它碳烯配体不含有基团Q。作为选择,两个或三个碳烯配体各自可以含有一个或多个基团Q,但是在不同位置上。
特别优选式IIIAb和IIIAc的过渡金属配合物。
所用官能化聚合物的官能团T和基团Q的定义取决于所需成键形式。过渡金属配合物与聚合物之间的合适共价键形式已经在上面提及。
Q和官能化聚合物上的官能团或基团T优选选自:卤素如Br、I或Cl;烷基磺酰氧基,如三氟甲磺酰氧基;芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基;含硼基团;OH;COOH;活化的羧基,如酰卤、酸酐或酯;-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-;SH;SiR2”X,其中X是选自F、Cl和Br的卤素,以及NHR,其中R和R”各自是氢、芳基或烷基,并且上述基团可以通过单键与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物直接键合;或者它们通过连接基-(CR’2)q-与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,q为1-15,优选为1-11,并且连接基-(CR’2)q-的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-Si(R2)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基作为连接基键合。上述基团的选择应使得聚合物上的各个官能团能够与过渡金属配合物上的各个官能团Q反应。能够相互反应的合适组合对于本领域技术人员而言是已知的。
例如,当式III中的Q为OH或者COOH并且官能化聚合物相应地含有OH或COOH作为官能团T时,过渡金属配合物可以通过酯键与聚合物键合。
此外,当Q是活化的羧基例如酰卤优选酰氯基团、酸酐基团或酯基或NHR并且官能化聚合物相应地含有至少一个活化的羧基例如酰卤优选酰氯基团、酸酐基团或酯基或NHR作为官能团T时,过渡金属配合物可以通过酰胺键与聚合物键合,R是氢、烷基或芳基。
此外,过渡金属配合物与聚合物的键合可以通过偶氮偶联来实现,在这种情况下,Q或T是-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-。其它基团T或Q是氢。必须指出的是,偶氮盐与富电子芳族化合物发生偶联。合适的富电子芳族化合物和它们的制备以及合适偶氮盐的制备对于本领域技术人员而言是已知的。
此外,过渡金属配合物可以通过单键与聚合物键合,该单键可以通过偶联反应而形成。合适的偶联反应对于本领域技术人员而言是已知的。例如,通过Kumada偶联、Negishi偶联、Yamamoto偶联的偶联或通过在镍或钯化合物存在下的Suzuki反应的偶联是可行的。在这种情况下,Q和官能化聚合物的官能团T选自卤素、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基或含硼基团。
含硼基团优选是式-B(O-[C(R15)2]n)-O或B(OR16)2的含硼基团,其中R15和R16各自相同或不同并且相互独立地为H或C1-C20烷基,n为2-10的整数,优选R15和R16在每种情况下相同或不同且各自为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、异庚基、正辛基、正癸基、正十二烷基或正十四烷基,优选C1-C12烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基或正癸基,优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基,非常特别优选甲基;以及n优选为2-5的整数。非常特别优选下式的含硼基团:
                  -B(O-[C(CH3)2]2)-O。
在优选实施方案中,根据本发明使用的其中式I过渡金属配合物与聚合物共价键合的聚合物材料通过偶联反应,优选通过Kumada偶联、Negishi偶联、Yamamoto偶联或通过在镍或钯化合物存在下的Suzuki反应的偶联来制备。
镍或钯化合物特别优选处于0氧化态,或者对于钯,为Pd(II)盐和配体的混合物,例如Pd(ac)2和PPh3。非常特别优选使用市购四(三苯基膦)钯[Pd(P(C6H5)3)4],以及市购镍化合物,例如Ni(C2H4)3、Ni(1,5-环辛二烯)2(“Ni(cod)2”)、Ni(1,6-环癸二烯)2或Ni(1,5,9-全反式-环癸二烯)2。尤其优选使用[Pd(P(C6H5)3)4]和Ni(cod)2。为了进行偶联反应,可添加过量P(C6H5)3或1,5-环辛二烯,这取决于所用催化剂。
当在钯或镍化合物存在下进行Negishi反应时,使用催化量,即基于式III过渡金属配合物的用量为0.1-10摩尔%的Pd或Ni通常是足够的。在卤化物和有机锌化合物之间发生偶联反应,所述有机锌化合物经常通过卤化物与Zn粉反应或者通过锂化物质与氯化锌的反应获得。对于Negishi偶联反应,Q和T因而是卤素,其中在实际发生偶联反应之前,使过渡金属配合物或聚合物二者中任意一种与Zn反应。作为选择,Q或T是卤素,而其它基团是与氯化锌反应的Li。
当进行Suzuki偶联时,基于式III过渡金属配合物的用量,经常使用0.1-10摩尔%的Pd。偶联反应在含硼化合物,优选具有式-B(O-[C(CH3)2]2)-O)基团的含硼化合物与卤化物之间发生,或者在代硼酸或硼酸二烷基酯与卤化物之间发生。对于Suzuki偶联,Q因而是卤素,而T是含硼基团,或者T是卤素,而Q是含硼基团。在Suzuki偶联中,Q或T还可以代替卤素而为烷基磺酰基或芳基磺酰基。
Kumada偶联通常在基于式III过渡金属配合物的用量为0.1-10摩尔%的Ni或Pd存在下进行。偶联反应在卤化物和经常通过卤化物与Mg的反应制备的Grignard化合物之间发生。对于Kumada偶联反应,Q和T因而是卤素,其中在实际发生偶联反应之前,使官能化的过渡金属配合物或官能化的聚合物二者中任意一种与镁反应。
当进行Yamamoto偶联时,基于式III过渡金属配合物的用量,经常使用化学计算量的Ni偶联试剂,优选Ni(cod)2。然而,该反应也可催化进行,此时所形成的Ni(卤素)2盐例如通过活化的锌而再次被还原,并由此返回到回路中。偶联反应在两种卤化物之间发生。对于Yamamoto偶联,Q和T因而是卤素。在Yamamoto偶联中,Q或T还可以代替卤素而为烷基磺酰基或芳基磺酰基。
偶联反应通常在有机溶剂中进行,例如在甲苯、乙基苯、间二甲苯、邻二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃、二氧六环或前述溶剂的混合物中进行。在偶联反应之前,所述一种或多种溶剂通过常规方法去除痕量湿气。
通常而言,偶联反应在保护性气体保护下进行,其中氮气或稀有气体,尤其是氩气适合用于此目的。
在于碱存在下进行的偶联反应中,尤其在Suzuki偶联中,使用例如有机胺,尤其是三乙胺、吡啶或可力丁。
在碱存在下进行的偶联反应,尤其是Suzuki偶联同样还可以在碱性盐例如碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属磷酸盐、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐存在下,合适的话在冠醚如18-冠-6存在下进行。此外,偶联反应可以使用碱金属碳酸盐水溶液,合适的话在相转移催化剂存在下作为两段反应来进行。在这种情况下,在反应之前不必须去除有机溶剂中的湿气。醇盐或氢氧化物也适合作为碱。
偶联反应经常进行10分钟至2天,优选2-24小时。压力条件是非关键性的,优选大气压力。通常而言,偶联反应在升高的温度、优选在80℃至有机溶剂或溶剂混合物的沸点下进行。官能化过渡金属配合物的基团Q的总和与官能化聚合物的基团T的总和的摩尔比通常为1∶1至30∶1,优选1∶1至15∶1,特别优选1.2∶1至6∶1。
官能化聚合物可含有一个或多个官能团T。这意味着,多个单官能化或多官能化的式III过渡金属配合物可与一种或多种多官能化聚合物键合。官能化聚合物与单官能化或多官能化过渡金属配合物的摩尔比因此取决于将要与特定量官能化聚合物键合的官能化过渡金属配合物的数量以及聚合物和过渡金属配合物上的连接点的数量。
使用的官能化聚合物可通过本领域技术人员已知的方法制备。
使用的式III官能化金属配合物也可以通过本领域技术人员已知的方法制备。合适的制备它们的方法描述于例如综述文章W.A.Hermann等人,Advances in Organometallic Chemistry,第48卷,1-69;W.A.Hermann等人,Angew.Chem.1997,109,2256-2282;以及G.Bertrand等人,Chem.Rev.2000,100,39-91以及其中引用的参考文献中。
在一个实施方案中,式III官能化过渡金属配合物通过将对应于各自碳烯配体的配体前体脱质子并随后与包含所需金属的合适金属配合物反应而制备。还可以通过直接使用Wanzlick烯烃而制备过渡金属配合物。
合适的配体前体对于本领域技术人员而言是已知的。它们优选是阳离子前体。
合适的制备式III过渡金属配合物的方法以与题为“bergangsmetallkomplexe mit Carbenliganden als Emitter für organischeLicht-emittierende Dioden(OLEDs)”且号为“...”的PCT申请中公开的制备过渡金属配合物的方法类似的方式进行,所述申请与本专利申请同时递交,因此不是在先出版物。在该制备中,必需保证配体K、L或碳烯之一,优选碳烯含有基团Q。
两种制备其中Q为Br的式III化合物的碳烯配体的方法例如示出在下面的方案1和2中:
                            方案1
Figure A20058003538800511
                            方案2
Figure A20058003538800512
方案1和2中示出的制备配体的反应条件对于本领域技术人员而言是已知的。
bb)
根据本发明使用的并包含与聚合物共价键合的式I过渡金属配合物的聚合物材料的制备可通过将式III过渡金属化合物引入到官能化聚合物中以及通过将至少一种具有双官能或三官能单元的过渡金属-碳烯配合物引入到聚合物的主链中而进行。在这种情况下,所述合成通常不是已经存在的官能化聚合物的反应,而是在至少一种具有双官能或三官能单元的过渡金属配合物存在下聚合物的制备。
本发明因此进一步提供包含至少一种与聚合物共价键合的式I过渡金属配合物的聚合物材料的用途,所述聚合物材料可通过将含有对聚合具有活性的基团的单体和式IV共聚单体共聚而制备,其中S与一种或多种配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合,
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体;
n是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;
S是可与单体的对聚合具有活性的基团聚合的并且与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯键合的基团;
s”是1-3的整数,其中当s”>1时,基团S与相同或不同配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合。
在一个实施方案中,基团S可以与式IV过渡金属配合物中的相同碳烯配体键合,或者与式IV过渡金属配合物中的不同碳烯配体键合。
优选式IVA a-d的过渡金属配合物,其中基团S与相同碳烯配体或不同碳烯配体键合:
Figure A20058003538800531
Figure A20058003538800541
其中符号R4、R5、R6、R10、R11、R12、R12’、Y3、v、t、t’、z和z’具有上面给出的含义,以及
S是可与单体的对聚合具有活性的基团聚合的基团;
q、r、y、q’、r’、y’各自为0-3,其中q+r+y+q’+r+y’=s”并且s”是1-3的整数,
其中Ir(III)上的可含有基团(S)q,、(S)r,和/或(S)y,的两个碳烯配体可以是相同或不同的。特别地,两个碳烯配体中仅仅一个可以含有一个或多个基团S,而另一碳烯配体不含基团S。作为选择,两个碳烯配体中的每一个可含有一个或多个基团S,但是在不同的位置上;例如使得:在一个碳烯配体中q’是0和r’是1,而在另一碳烯配体中q’是1和r’是0。
特别优选式IVAb和IVAc的过渡金属配合物。
对于本发明而言,对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团是可以相互聚合的所有基团。对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S优选选自:甲酰基,磷基团,卤素基团如Br、I、Cl,乙烯基,丙烯酰基,甲基丙烯酰基,卤代甲基,乙腈基,烷基磺酰氧基如三氟甲磺酰氧基,芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基,醛基,OH基,烷氧基,COOH基,活化的羧基如酰卤、酸酐或酯基团,烷基膦酸酯基,锍基团和含硼基团,优选卤素基团,烷基磺酰基,芳基磺酰氧基,环烯基和含硼基团。
上面提及的对聚合具有活性的基团可以在每种情况下通过单键与配体L、K或碳烯之一直接键合,优选与碳烯直接键合,或者经由连接基-(CR’2)q”-键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,并且q”是1-15,优选1-11,连接基-(CR’2)q”-中的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-Si(R2)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基,或者经由C6-C18亚芳基作为连接基键合,该连接基可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代。连接基和对聚合具有活性的基团的合适组合对于本领域技术人员而言是已知的。上述基团的选择应使得,过渡金属配合物上的各自对聚合具有活性的基团可与所用单体的各自对聚合具有活性的基团反应。能够反应的合适组合对于本领域技术人员而言是已知的。
合适的含硼基团是上面在Q的定义中提及的含硼基团。
合适的制备根据本发明使用的聚合物材料的合适聚合方法在下面提及:
-通过在Wittig反应中醛基与磷盐基团反应而共聚;
-通过在Horner-Wadsworth-Emmons反应中醛基与烷基膦酸酯基团反应而共聚;
-通过在Heck反应中乙烯基与卤素基团反应而共聚;
-两个卤代甲基在脱卤素反应中的缩聚;
-通过在分解锍盐的方法中两个锍盐基团反应的缩聚;
-在Knoevenagel反应中醛基与-CH2CN基团的共聚;
-在McMurry反应中两个或更多个醛基的共聚。
其它合适的聚合方法是下列聚合方法:
-在Suzuki偶联、Kumada偶联或Yamamoto偶联中的共聚;
-使用氧化剂如FeCl3的共聚;
-电聚合;
-开环易位聚合(ROMP)。
在上述聚合方法当中,优选Wittig反应、Heck反应、Horner-Wadsworth-Emmons反应、Knoevenagel反应、Suzuki偶联、Kumada偶联和Yamamoto偶联。共聚特别优选通过Suzuki反应、Kumada偶联或Yamamoto偶联来进行。对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团的组合对于本领域技术人员而言是已知的。
对于其中每种单体具有两个对聚合具有活性的基团且过渡金属配合物具有两个基团S(s=2)的情形,单体的对聚合具有活性的基团和过渡金属配合物上的可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S的合适组合(在各自情况下为A和B)是:
  A   B
  醛基   磷盐基团
  乙烯基   卤素基团
  醛基   烷基磷酸酯基
  卤代甲基   卤代甲基
  锍盐基团   锍盐基团
  醛基   -CH2CN基团
  醛基   醛基
  卤素基团   卤素基团
  含硼基团,其中优选的含硼基团已经在上面提及   卤素基团
  烷基磺酰基   芳基磺酰基
这里,每种单体和每种过渡金属配合物都可具有一个基团A和一个基团B,或者每种单体或每种过渡金属配合物具有两个基团A且每种过渡金属配合物或每种单体具有两个基团B。
所提及共聚的反应条件同样对于本领域技术人员而言是已知的。特别优选的Suzuki反应、Kumada偶联和Yamamoto偶联的反应条件与在ba)下所提及的相同。Suzuki反应的合适工艺条件还描述于例如WO 00/53656中,而Yamamoto偶联的合适工艺条件还描述于例如US 5,708,130中。
优选的对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S选自卤素基团、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基和含硼基团。所提及基团的优选实施方案已经在上面提及。
含有对聚合具有活性的基团的单体与含有可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S的式IV共聚单体的共聚优选在镍或钯催化剂存在下进行。优选的镍和钯催化剂已经在ba)下提及,作为具有合适量的催化剂。
此外也可能的是,具有烯属不饱和基团的单体与具有烯属不饱和基团作为基团S(s=1)的过渡金属配合物的自由基聚合。优选的烯属不饱和基团是乙烯基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
自由基聚合的合适反应条件对于本领域技术人员而言是已知的。合适的工艺条件描述于例如EP-A 0637 899、EP-A 0 803 171和WO 96/22005中。
当所用聚合物本身显示出电致发光时,含有对聚合具有活性的基团的单体与含有可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S的式IV过渡金属配合物的比例的选择应使得,基于聚合物和过渡金属配合物的总量,过渡金属配合物的量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%。如果所用聚合物本身并不是电致发光的,基于聚合物和过渡金属配合物的总量,过渡金属配合物的量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。聚合物和过渡金属配合物的总量为100重量%。
使用的式IV官能化金属配合物可以通过本领域技术人员已知的方法制备。合适的制备它们的方法描述于例如综述文章W.A.Hermann等人,Advances in Organometallic Chemistry,第48卷,1-69;W.A.Hermann等人,Angew.Chem.1997,109,2256-2282;以及G.Bertrand等人,Chem.Rev.2000,100,39-91以及其中引用的参考文献中。
在一个实施方案中,式III官能化过渡金属配合物通过将对应于各自碳烯配体的配体前体脱质子并随后与包含所需金属的合适金属配合物反应而制备。还可以通过直接使用Wanzlick烯烃而制备过渡金属配合物。
合适的配体前体对于本领域技术人员而言是已知的。它们优选是阳离子前体。
合适的制备式IV过渡金属配合物的方法以与题为“bergangsmetallkomplexe mit Carbenliganden als Emitter für organischeLicht-emittierende Dioden(OLEDs)”且号为“...”的PCT申请中公开的制备过渡金属配合物的方法类似的方式进行,所述申请与本专利申请同时递交,因此不是在先出版物。在该制备中,必需保证配体K、L或碳烯之一,优选碳烯含有基团S。
制备其中S为OTf的式IV化合物的碳烯配体的方法例如示出在下面的方案3中:
                      方案3
Figure A20058003538800581
根据方案3制备配体的合适反应条件对于本领域技术人员而言是已知的。
根据本发明使用的聚合物材料特别适合用于有机发光二极管中。这些有机材料是具有高的能量和电效力的三极发射体。将三极发射体引入到聚合物中使得可以将根据本发明使用的聚合物材料从溶液中例如通过旋涂、喷墨印刷或浸渍而以膜形式施用。因此,根据本发明使用的聚合物材料使得简单且廉价地生产大面积显示器成为可能。
本发明进一步提供包含如下组分的聚合物材料:
至少一种选自如下的聚合物:聚-对苯乙烯和其衍生物,聚噻吩和其衍生物,聚芴和其衍生物,聚荧蒽和其衍生物,聚乙炔和其衍生物,聚苯乙烯和其衍生物,聚(甲基)丙烯酸酯和其衍生物,以及包含所提及聚合物的单体单元的共聚物;以及
至少一种下式过渡金属配合物:
Figure A20058003538800591
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体;
n是碳烯配体的数量且至少为2,其中式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为2;
Do1是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p是0或1,优选0;
q是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以被取代或未取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环、优选6元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A20058003538800611
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A20058003538800612
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中所述至少一种聚合物可以以与式IB过渡金属配合物的混合物形式存在,或者与式IB过渡金属配合物共价键合。
式IB过渡金属配合物中各符号的优选和特别优选实施方案已经在上面关于在根据本发明使用的聚合物材料中采用的过渡金属配合物提及过。
取决于式IB过渡金属配合物的中心金属M1的取代方式和当使用具有配位数6的中心金属例如Ir(III)时,八面体过渡金属配合物可以以它们的面式或子午线式异构体形式存在,或者作为面式异构体和子午线式异构体的任意比例混合物存在。取决于式IB过渡金属配合物的面式或子午线式异构体的性能,可以优选使用异构体纯的面式异构体或异构体纯的子午线式异构体或者面式和子午线式异构体的异构体混合物,在该混合物中,异构体之一过量存在或者两种异构体以等量存在。形成面式异构体和子午线式异构体的条件在上面已经说明过。本发明因此除了提供包含本发明过渡金属配合物IB的面式/子午线式异构体混合物的聚合物材料以外,同样还提供包含本发明过渡金属配合物IB的纯面式或纯子午线式异构体的聚合物材料,只要这类异构体由于它们的取代方式而可以存在于所用中心金属上。取决于式IB过渡金属配合物的面式或子午线式异构体的性能,可以优选使用异构体纯的面式异构体或异构体纯的子午线式异构体或者面式和子午线式异构体的异构体混合物,在该混合物中,异构体之一过量存在或者两种异构体以等量存在。各异构体可以例如通过色谱法、升华或结晶从相应的异构体混合物中分离出来。分离异构体的合适方法对于本领域中的技术人员而言是已知的。
优选过渡金属配合物IB中的下式基团
选自如下:
Figure A20058003538800622
其中各符号具有下列含义:
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基、烯基,优选烷基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
Y3如上所定义。
下式基团
Figure A20058003538800631
优选是下式基团
Figure A20058003538800632
其中各符号具有下列含义:
Z是CH或N,其中Z可以位于上述基团与碳烯配体的连接点的邻、间或对位;
R12是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R12基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
t是0-3,当t>1时,基团R12可以相同或不同,其中优选t是0或1,并且该基团除了存在的任何基团R12之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
在式II碳烯配体中,Y3可以与上述基团相同或不同,并且具有上面已经提及的下列含义:
氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A20058003538800641
Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义。
除了这样的式II碳烯配体以外,其中Y4,即下式基团
Figure A20058003538800642
具有下式结构
Figure A20058003538800643
并且Y3是下式基团
Figure A20058003538800651
还合适的是下面定义的碳烯配体,其中Y4,即下式基团
Figure A20058003538800652
具有下式结构
Figure A20058003538800653
并且Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基。
各符号的定义对应于上面给出的定义。
当至少一种式IB过渡金属配合物与聚合物键合时,优选经由一种或多种式II碳烯配体与该聚合物中的至少一种具有至少一个连接点的基团键合,所述配体具有至少一个下式基团作为基团Y3或Y4
Figure A20058003538800654
如果式IB过渡金属配合物经由一个连接点键合,这存在于下式基团上
Figure A20058003538800655
或存在于下式基团上
Figure A20058003538800656
在两个连接点的情况下,这两个连接点可以都存在于相同基团上,或者各自可以存在于上述基团之一上,后一种情况是优选的。同样可行的是,这两个连接点存在于不同的碳烯配体上。它们可以在每种情况下存在于不同碳烯配体中的相同基团上,例如在每种情况下存在于基团Y3上,或者存在于不同基团上,例如存在于一个碳烯配体的基团Y3上和存在于另一碳烯配体的基团Y4上。
所述至少一种式II碳烯配体非常特别优选选自如下:
其中各符号具有下列含义:
Z,Z’是相同或不同的且各自为CH或N;
R12,R12’是相同或不同的,并且各自为烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12或R12’基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选的是2个R12或R12’基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12或R12’是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选Br或F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,芳氧基,硫基团和SCN基团;
t和t’是相同或不同的,优选是相同的,且各自为0-3,当t或t’>1时,基团R12或R12’可以相同或不同;t或t’优选是0或1,并且当t或t’是1时,基团R12或R12’位于与相邻于碳烯碳原子的氮原子的连接点的邻、间或对位;其中可以含有基团R12和R12’的芳基除了所存在的任何基团R12和R12’以外,还可以含有1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基、杂芳基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
式IB过渡金属配合物特别优选具有选自Rh(III)、Ir(III)、Ru(III)、Ru(IV)和Pt(II)的金属原子M1,优选Pt(II)或Ir(III)。特别优选使用Ir,优选Ir(III)作为金属原子M1
在非常特别优选的实施方案中,式IB过渡金属配合物中的M1是Ir(III),n是3,以及m和n各自是0。
使用的式IB过渡金属配合物可以通过与本领域技术人员已知的方法类似的方式制备。合适的制备方法描述于例如综述文章W.A.Hermann等人,Advances in Organometallic Chemistry,第48卷,1-69;W.A.Hermann等人,Angew.Chem.1997,109,2256-2282;以及G.Bertrand等人,Chem.Rev.2000,100,39-91以及其中引用的参考文献中。
在一个实施方案中,式III官能化过渡金属配合物通过将对应于各自碳烯配体的配体前体脱质子并随后与包含所需金属的合适金属配合物反应而制备。还可以通过直接使用Wanzlick烯烃而制备过渡金属配合物。
合适的配体前体对于本领域技术人员而言是已知的。它们优选是阳离子前体。
合适的制备式III过渡金属配合物的方法以与题为“bergangsmetallkomplexe mit Carbenliganden als Emitter für organischeLicht-emittierende Dioden(OLEDs)”且号为“...”的PCT申请中公开的制备过渡金属配合物的方法类似的方式进行,所述申请与本专利申请同时递交,因此不是在先出版物。在该制备中,必需保证配体K、L或碳烯之一,优选碳烯含有基团Q或S。
特别优选选自如下的式IB a-d的过渡金属配合物:
Figure A20058003538800681
Figure A20058003538800691
其中各符号具有下列含义:
Z,Z’是相同或不同的且各自为CH或N;
R12,R12’是相同或不同的,并且各自为烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12或R12’基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选的是2个R12或R12’基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12或R12’是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选Br或F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F
基团,CF3基团,CN基团,芳氧基,硫基团和SCN基团;
t和t’是相同或不同的,优选是相同的,且各自为0-3,当t或t’>1时,基团R12或R12’可以相同或不同;t或t’优选是0或1,并且当t或t’是1时,基团R12或R12’位于与相邻于碳烯碳原子的氮原子的连接点的邻、间或对位;其中可以含有基团R12和R12’的芳基除了所存在的任何基团R12和R12’以外,还可以含有1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基、杂芳基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
本发明的呈至少一种聚合物与至少一种式IB过渡金属配合物的混合物形式的聚合物材料通过将式IB过渡金属配合物与至少一种聚合物混合而制备。本发明因此还提供一种通过将至少一种式IB过渡金属配合物和至少一种聚合物混合而制备本发明的呈至少一种聚合物与至少一种式IB过渡金属配合物的混合物形式的聚合物材料的方法。用于制备至少一种聚合物与至少一种式IB过渡金属配合物的混合物的工艺条件和各组分的比例已经在上面关于制备根据本发明使用的聚合物材料提及过。
用于制备其中聚合物与过渡金属配合物共价键合的聚合物材料的工艺条件、优选组分和比例已经在上面关于制备根据本发明使用的聚合物材料提及过。
本发明还提供了一种制备其中聚合物与过渡金属共价键合的本发明聚合物材料的方法,该方法包括使至少一种下式的官能化聚合物:
                     “聚合物”-(T)p
与至少一种被一个或多个Q官能化的式IIIB过渡金属配合物反应,
Figure A20058003538800711
其中基团Q各自与至少一个配体K、配体L或下式II碳烯配体共价键合:
Figure A20058003538800712
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体;
n是碳烯配体的数量且至少为2,其中式IIIB配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯以及配体L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和配体L上的电荷,前提是n至少为1;以及
Do1是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p是0或1,优选0;
q是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以被取代或未取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环、优选6元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A20058003538800731
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;以及
Q和T是能够相互连接形成共价键的基团,其中基团Q与配体L、K或碳烯之一键合,而基团T与聚合物的端基或中心单元共价键合;
s’是1-3的整数,其中当s’>1时,基团Q与相同配体或不同配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合;
p’是聚合物中的基团T的数量,其中p’取决于聚合物的分子量,并且p’的选择应使得:当聚合物本身是电致发光的时候,过渡金属配合物的用量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%,而当聚合物本身并不是电致发光的时候,过渡金属配合物的量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。
Q和T优选选自:卤素如Br、I或Cl;烷基磺酰氧基,如三氟甲磺酰氧基;芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基;含硼基团;OH;COOH;活化的羧基,如酰卤、酸酐或酯;-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-;SH;SiR2”X以及NHR,其中R和R”各自是氢、芳基或烷基,并且上述基团可以通过单键与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物直接键合;或者它们通过连接基-(CR’2)q-与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,q为1-15,并且连接基-(CR’2)q-的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基作为连接基与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物键合。
用于制备其中聚合物与过渡金属共价键合的聚合物材料的工艺条件、优选组分和比例已经在上面关于制备根据本发明使用的聚合物材料提及过。
本发明还提供了一种通过将含有对聚合具有活性的基团的单体和下式IVB共聚单体共聚而制备包含至少一种与聚合物共价键合的式IIB过渡金属配合物的聚合物材料的方法:
其中S与一种或多种配体K、L或下式II碳烯配体键合:
Figure A20058003538800752
其中各符号具有下列含义:
M1是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K是不带电荷的单齿或二齿配体;
n是碳烯配体的数量且至少为2,其中式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯以及配体L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和配体L上的电荷,前提是n至少为1;以及
Do1是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p是0或1,优选0;
q是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以未取代或被取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环、优选6元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
Y3是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A20058003538800771
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A20058003538800772
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;以及
S是可与单体的对聚合具有活性的基团聚合的并且与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯键合的基团;
s”是1-3的整数,其中当s”>1时,基团S与相同或不同配体K、L或碳烯键合。
用于通过将含有对聚合具有活性的基团的单体和式IVB共聚单体共聚而制备包含至少一种与聚合物共价键合的式IIB过渡金属配合物的聚合物材料的工艺条件、优选组分和比例已经在上面关于制备根据本发明使用的聚合物材料提及过,或者它们与上面关于制备聚合物材料所提及的那些相同,所述聚合物材料包含与聚合物共价键合的式II过渡金属配合物并且通过将含有对聚合具有活性的基团的单体和式IV共聚单体共聚而制备。
本发明聚合物材料特别适合用于有机发光二极管中。这些有机材料是具有高的能量和电效力的三极发射体。将三极发射体引入到聚合物中使得可以将本发明聚合物材料从溶液中例如通过旋涂、喷墨印刷或浸渍而以膜形式施用。因此,本发明聚合物材料使得简单且廉价地生产大面积显示器成为可能。
本发明因此还提供根据本发明使用的聚合物材料或者本发明聚合物材料在有机发光二极管(OLED)中的用途。根据本发明使用的聚合物材料或者本发明聚合物材料优选作用OLED中的发光体物质,因为它们在电磁光谱的可见光区发光(电致发光)。将根据本发明使用的聚合物材料或者本发明聚合物材料用作发光体物质使得提供在电磁光谱的红光区、绿光区和蓝光区产生电致发光的材料成为可能。将根据本发明使用的聚合物材料或者本发明聚合物材料用作发光体物质因而使得提供工业上有用的全色显示器成为可能。
有机发光二极管基本上由多层组成。实例示于图1中,其中
1.阳极
2.空穴传输层
3.发光层
4.电子传输层
5.阴极
然而,在OLED中,所提及的所有层也可以不全存在;例如,具有层(1)(阳极)、(3)(发光层)和(5)(阴极)的OLED同样也是合适的,其中层(2)(空穴传输层)和(4)(电子传输层)的功能通过邻接层来实现。具有层(1)、(2)、(3)和(5)或具有层(1)、(3)、(4)和(5)的OLED同样也是合适的。
聚合物材料优选用作发光层中的发光体物质。本发明因此还提供一种包含至少一种聚合物材料作为发光体物质的发光层。优选的聚合物材料已经在上面提及。
OLED的上述各层进而又可以由两层或更多层组成。例如,空穴传输层可以由空穴从电极注入其中的层和将空穴从空穴注入层传输到发光层的层构成。电子传输层同样可由多层组成,例如由电子借助电极注入其中的层和从电子注入层接收电子并将它们传输到发光层中的层组成。这些层在每种情况下根据诸如能级、耐热性和带电载流子的迁移率以及还有各层和有机层或金属电极之间的能量差之类的因素进行选择。本领域中的技术人员应该能够选择OLED的结构,使得它与作为发光体物质的根据本发明使用的聚合物材料最优匹配。
为了获得特别有效的OLED,空穴传输层的HOMO(最高占据分子轨道)应该与阳极的功函匹配,并且电子传输层的LUMO(最低非占据分子轨道)应该与阴极的功函匹配。
本发明进而提供包含据本发明的发光层的OLED。OLED中的其它层可由常用于这些层并对于本领域中的技术人员而言是已知的任何材料构成。
阳极(1)是提供正电荷载体的电极。它例如可以由包含金属、多种金属的混合物、金属合金、金属氧化物或多种金属氧化物的混合物的材料构成。作为选择,阳极可以是导电性聚合物,例如聚苯胺或其衍生物,或者聚噻吩或其衍生物。合适的金属包括元素周期表中第11、4、5和6族的金属以及第8-10族的过渡金属。如果阳极允许光穿过它,则通常使用元素周期表中第12、13和14族金属的混合金属氧化物,例如氧化铟锡(ITO)。阳极(1)还可以包含有机材料,例如聚苯胺,例如如Nature,第357卷,第477-479页(1992年6月11日)所述。阳极或阴极中的至少一个应该至少部分是透明的,以允许所产生的光发射出来。
用于本发明OLED的层(2)的合适空穴传输材料公开在例如Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,第4辑,第18卷,第837-860页,1996中。空穴传输分子和聚合物都可以用作空穴传输材料。经常使用的空穴传输分子选自4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)[1,1’-联苯]-4,4’-二胺](TPD)、1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基]环己烷(TAPC)、N,N’-双(4-甲基苯基)-N,N’-双(4-乙基苯基)[1,1’-(3,3’-二甲基)联苯]-4,4’-二胺](ETPD)、四-(3-甲基苯基)-N,N,N’,N’-2,5-苯二胺(PDA)、α-苯基-4-N,N-二苯基氨基苯乙烯(TPS)、对-(二乙基氨基)苯甲醛二苯基腙(DEH)、三苯基胺(TPA)、双[4-(N,N-二乙基氨基)-2-甲基苯基]-(4-甲基苯基)甲烷(MPMP)、1-苯基-3-[对-(二乙基氨基)苯乙烯基]-5-[对-(二乙基氨基)苯基]吡唑啉(PPR或DEASP)、1,2-反式-双(9H-咔唑-9-基)环丁烷(DCZB)、N,N,N’,N’-(4-甲基苯基)-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(TTB)和卟啉类化合物以及酞菁,如铜酞菁。常常使用的空穴传输聚合物选自聚乙烯基咔唑及其衍生物,聚硅烷及其衍生物例如(苯基甲基)聚硅烷,聚苯胺及其衍生物,聚硅氧烷及在主链或侧链中具有芳族胺基团的衍生物,聚噻吩及其衍生物,优选PEDOT(聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩),特别优选掺杂有PSS(聚苯乙烯磺酸酯)的PEDOT,聚吡咯及其衍生物,聚对苯乙烯及其衍生物。合适的空穴传输材料的实例给出在例如JP-A 63070257、JP-A 63175860、JP-A 2 135 359、JP-A 2 135 361、JP-A 2 209 988、JP-A3 037 992和JP-A 3 152 184中。同样还可通过掺杂具有空穴传输分子的聚合物如聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚硅氧烷和聚碳酸酯来获得空穴传输聚合物。为此,将空穴传输分子分散于所提及的用作聚合物基料的聚合物中。合适的空穴传输分子是上面提及的分子。优选的空穴传输材料是所提及的空穴传输聚合物。特别优选聚乙烯基咔唑及其衍生物,聚硅烷及其衍生物,在其主链或侧链中具有芳族胺基团的聚硅氧烷衍生物,和含聚噻吩的衍生物,尤其是PEDOT-PSS。适合作为空穴传输材料的化合物的制备对于本领域技术人员而言是已知的。
用于本发明OLED的层(4)的合适电子传输材料包括与下列物质螯合的金属:oxinoid化合物,例如三(8-羟基-chinolinolato)铝(Alq3),基于菲咯啉的化合物,例如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(DDPA=BCP)或4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(DPA),以及唑类化合物,例如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑(PBD)和3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ),蒽醌二甲烷及其衍生物,苯醌及其衍生物,萘醌及其衍生物,芴酮衍生物,二苯基二氰基乙烯及其衍生物,二苯醌衍生物,聚喹啉及其衍生物,芴酮衍生物,二苯基二氰基乙烯及其衍生物,二苯醌衍生物,聚喹啉及其衍生物,聚喹喔啉及其衍生物,以及聚芴及其衍生物。合适的电子传输材料的实例公开于例如JP-A 63070257、JP-A 63 175860、JP-A 2 135359、JP-A 2 135 361、JP-A 2 209 988、JP-A 3 037 992和JP-A 3 152 184中。优选的电子传输材料是唑类化合物,苯醌及其衍生物,蒽醌及其衍生物,聚芴及其衍生物。特别优选2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑、苯醌、蒽醌、Alq3、BCP和聚喹啉。可以将非聚合电子传输材料与作为聚合物基料的聚合物混合。合适的聚合物基料是在电磁光谱的可见光区域中不显示出任何强的光吸收的聚合物。合适的聚合物是上面关于空穴传输材料作为聚合物基料所提及的聚合物。层(4)可以有助于电子传输或用作缓冲层或阻挡层,以避免激子在OLED各层界面处淬灭。层(4)优选改进电子的迁移率和降低激子的淬灭。
在上面作为空穴传输材料和电子传输材料提及的材料当中,一些可以发挥多种功能。例如,一些导电材料同时起空穴阻挡材料的作用,如果它们具有低HOMO的话。
电荷传输层也可以电子掺杂,以改进所用材料的传输性能,以首先使层厚度加大(避免针孔/短路),其次将器件的操作电压降至最低。例如,空穴传输材料可以掺杂有电子受体:例如,酞菁或芳基胺如TPD或TDTA可以掺杂有四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)。电子传输材料可以例如掺杂有碱金属;例如Alq3可以掺杂锂。电子掺杂对于本领域的技术人员而言是已知的,并且公开于例如W.Gao,A.Kahn,J.Appl.Phys.,第94卷,第1期,2003年7月1日(p-掺杂的有机层);A.G.Werner,F.Li,K.Harada,M.Pfeiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,第82卷,第25期,2003年6月23日和Pfeiffer等人,Organic Electronics 2003,4,89-103中。
阴极(5)是用于引入电子或带负电载流子的电极。阴极可以是具有的功函比阳极低的任何金属或非金属。用于阴极的合适材料选自元素周期表第1族的碱金属,例如Li、Cs,第2族的碱土金属和第12族金属,包括稀土金属和镧系金属和锕系金属。还可以使用诸如铝、铟、钙、钡、钐和镁之类的金属及其结合。另外,含锂的有机金属化合物或LiF可应用于有机层和阴极之间,以降低操作电压。
本发明的OLED可进一步包含本领域的技术人员已知的其它层。例如,可以将有助于正电荷的传输和/或使各层的带隙相互配合的层应用于层(2)和发光层(3)之间。或者,该其它层可起保护层的作用。以类似方式,在发光层(3)和层(4)之间可以存在额外的层,以有助于负电荷的传输和/或使各层的带隙相互配合。或者,该层可用作保护层。
在优选实施方案中,本发明的OLED除了层(1)-(5)之外进一步包含下列额外层中的至少一层:
-阳极(1)和空穴传输层(2)之间的空穴注入层;
-空穴传输层(2)和发光层(3)之间的电子和/或激子用阻挡层;
-发光层(3)和电子传输层(4)之间的空穴和/激子用阻挡层;
-电子传输层(4)和阴极(5)之间的电子注入层。
然而,对于OLED而言,也可以不全具有上面提及的所有层;例如,具有层(1)(阳极)、(3)(发光层)和(5)(阴极)的OLED同样也是合适的,其中层(2)(空穴传输层)和(4)(电子传输层)的功能通过邻接层来实现。具有层(1)、(2)、(3)和(5)或具有层(1)、(3)、(4)和(5)的OLED同样也是合适的。
本领域中的技术人员应当知道如何选择合适的材料(例如基于电化学研究)。用于各层的合适材料对于本领域的技术人员而言是已知的,并且公开于例如EP-A 1 245 659中。
此外,本发明OLED的上述层中的每一层可以由两层或更多层构成。还可以将层(1)、(2)、(3)、(4)和(5)中的一部分或全部进行表面处理,以增加带电载流子传输的效率。用于上述层中的每一层的材料优选经选择使得获得具有高效率的OLED。
本发明OLED可以通过本领域的技术人员已知的方法来生产。通常而言,OLED通过在合适的基质上顺序地气相沉积各层来生产。合适的基质包括例如玻璃或聚合物膜。气相沉积可以使用常规技术如热气化、化学气相沉积和其它技术来进行。在可供选择的方法中,尤其当使用聚合物时,有机层可以由在合适溶剂中的溶液或分散体施用,其中使用本领域的技术人员已知的涂敷技术。此外,印刷法也适合施用各层,其中合适的印刷技术对于本领域技术人员而言是已知的。
不必须采用气相沉积来施用根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料。在一个方案中,本发明聚合物材料通常直接在前一层上直接聚合,以形成包含至少一种根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料的所需膜(所需层)或由至少一种根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料组成的所需膜(所需层)。在另一实施方案中,根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料由溶液施用,其中合适的有机溶剂为醚;氯代烃,例如二氯甲烷;以及芳族烃,例如甲苯、二甲苯、氯苯。施用本身可借助常规技术如旋涂、浸渍,通过成膜刮涂(丝网印刷技术),通过使用喷墨印刷机施用或通过压印如使用PDMS(即,使用已经光化学构造的聚硅氧烷橡胶印模的压印)进行。
通常而言,各层具有下列厚度:阳极(1)500-5000,优选1000-2000;空穴传输层(2)50-1000,优选200-800,发光层(3)10-1000,优选100-800,电子传输层(4)10-1000,优选100-800,阴极(6)200-10000,优选300-5000。本发明OLED中的空穴和电子的重组区的位置以及OLED的发射光谱可能会受到各层的相对厚度的影响。这意味着电子传输层的厚度应该优先经选择,使得电子/空穴的重组区位于发光层中。OLED中各层的厚度的比例取决于所用材料。使用的任何额外层的厚度对于本领域的技术人员而言是已知的。
将根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料用作本发明OLED的发光层中的发光体物质可以获得具有高效率的OLED。本发明OLED的效率还可以通过优化其它层来得到改进。例如,可以使用高效率的阴极,例如Ca、Ba或LiF。降低操作电压或增加量子效率的成型基质和新的电荷传输材料也可以用于本发明OLED中。此外,OLED中也可以存在额外层,以调节各层的能级和有助于电致发光。
本发明OLED可以用于其中电致发光是有用的所有器件中。合适的器件优选选自静止和移动的VDU。静止的VDU例如是计算机、电视的VDU,打印机、厨房用具和广告标志中的VDU,照明设备和信息标志。移动VDU例如是移动电话、手提电脑、交通工具以及公共汽车和火车上的目的地显示器中的VDU。
此外,根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料可以用于具有反转结构的OLED中。在这些反转OLED中,根据本发明使用的聚合物材料或本发明聚合物材料再次优选用于发光层中。反转OLED的结构和其中常使用的材料对于本领域熟练技术人员而言是已知的。
下列实施例阐述本发明。
实施例
1.发光材料的制备
a)下式配体的制备
Figure A20058003538800841
该合成从1,2-苯二胺开始。在将乙酰基引入到氨基官能团上之后,根据描述于Synthetic Communications,2000,30,3651-3668中的方法将所得酰胺借助铜催化程序引入到苯基中。无需提纯,将所得物质在沸腾的乙醇KOH溶液中处理。通过色谱法获得产物。
1H-NMR(CD2Cl2,500MHz):[δ]=5.70(s,宽,2H),6.87(t,2H),6.93(d,4H),6.97(dd,2H),7.22(t,4H),7.28(dd,2H)
所需的咪唑盐通过在四氟硼酸铵存在下用原甲酸三乙酯处理N,N’-二苯基-1,2-苯二胺而制备。通过结晶获得所需物质。
1H-NMR(DMSO,400MHz):[δ]=7.74-7.84(m,8H),7.91-7.98(m,6H),10.57(s,1H)
b)Ir配合物(2)的制备
合成方案I
Figure A20058003538800851
在100ml三颈烧瓶中,将0.99g(2.8mmol)苯并咪唑盐(化合物(3))悬浮在20mL THF中。将0.32gKOtBu在10mL THF中的溶液于室温下加入到该浅黄色悬浮液中。将该混合物于室温下搅拌45分钟并且随后蒸发至干。在将残余物溶解在25ml甲苯中之后,将所得悬浮液添加到310mg[(μ-Cl)(η4-1,5-cod)Ir]2(0.46mmol)在30mL甲苯中的溶液中。随后将该混合物于室温下保持15分钟,于80℃下加热过夜,回流8小时,于室温下保持一个周末并回流5小时。冷却之后,分离出沉淀并蒸发滤液。将获得的黄色粉末通过柱色谱法提纯。得到白色粉末(410mg,43%)。
合成方案II
将1.32g(3.7mmol)苯并咪唑盐(化合物(3))与25ml甲苯一起置于100ml三颈烧瓶中。于室温下历经30分钟加入7.5mL双三甲基甲硅烷基氨基钾(0.5M甲苯溶液,3.7mmol),并将该混合物于室温下搅拌30分钟。将310mg(0.46mmol)[(μ-Cl)(η4-1,5-cod)Ir]2溶解在30ml甲苯中,并于室温下滴加该盐混合物。将该混合物于室温下搅拌1小时,然后于70℃下搅拌2小时并随后在回流下搅拌过夜。在过滤后,将滤液蒸发至干,并将棕色残余物通过柱色谱法提纯。得到白色粉末(0.75g,82%)。
形成Ir配合物(2),其为动力学优选的子午线式(mer)异构体和热力学优选的面式(fac)异构体的混合物。
1H-NMR(fac/mer异构体混合物,主要异构体(fac异构体)的数据,CDCl3,500MHz):8.03(d,1H),7.85(d,1H),7.21(m,2H),7.01(m,1H),6.93(m,1H),6.65(m,1H),6.61(m,1H),6.53(m,1H),6.47(m,1H),6.35(d,1H),6.20(m,1H),6.11(m,1H)每个(CH芳基或NCHCHN)。
13C-NMR(fac/mer异构体混合物,主要异构体(fac异构体)的数据,CDCl3,MHz):1878(NCN),148.8,147.8,137.2,136.9,131.7(每个Cq或IrC苯基),135.9,127.8,127.3,127.0,126.6,126.4,123.6,121.9,120.8,120.3,111.6,109.9,109.5(CH芳基)。
质谱(fac/mer异构体混合物,EI):m/e=1000.0。
元素分析(fac/mer异构体混合物,IrC54H39N6.3/4CH2Cl2):C 65.2%,H 3.8%,N 7.9%,Cl 5.0%;实测值:C 64.8%,H 4.0%,N 8.1%,Cl4.9%。
分光法:λ=467nm(fac/mer异构体混合物,粉末的主要最高峰)。
DTA(fac/mer异构体混合物):当在空气中进行测量时,于约350℃下发生快速分解。在惰性气体中样品的分解于约380℃下发生。(测量条件:在空气中:28.0/5.0(K/min)/750.0,在惰性气体中:30.0/5.00(K/min)/710)。
c)式(2)Ir配合物的面式和子午线式异构体的色谱法分离
在TLC(洗脱剂:甲苯)中可以看见2个点,其中面式异构体在RF=0.5下洗脱,而子午线式异构体在约RF=0.35下洗脱。
通过加热至约30-40℃并加入少量CH2Cl2,将待分离的0.46g物质溶解在甲苯中。
随后,利用在硅胶(0.063-0.200mm,J.T.Baker)上的色谱法、使用甲苯作为洗脱剂并利用小分级(柱的尺寸:长30cm,直径6cm),分离所述两种异构体。
得到面式异构体(2a):0.2886g
1H-NMR(CD2Cl2,500MHz)(fac):δ=8.10(d,3H),7.94(d,3H),7.28(m,6H),7.06(m,3H),7.02(m,3H),6.74(m,3H),6.68(m,3H),6.60(d,3H),6.56(d,3H),6.42(d,3H),6.29(m,3H),6.18(d,3H)。
子午线式异构体(2b):0.0364g
1H-NMR(CD2Cl2,500MHz,-20℃)(mer):δ=8.30(d,1H),7.89(m,2H),7.73(d,1H),7.56(d,1H),7.31(d,1H),7.28-7.16(m,5H),7.08-7.01(m,3H),6.98(m,1H),6.93(m,1H),6.85-6.20(m,21H),5.78(d,1H),5.64(d,1H)。
2.通过将式(2)的过渡金属-碳烯配合物与合适的聚合物混合制备聚合物材料
式(2)配合物(参见实施例1b和1c)用作发射体。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用作合适的聚合物。
为了生产PMMA膜,将2mg染料(Ir配合物(2),实施例1b和1c)溶解在1ml 10%强度(百分质量)PMMA溶液(PMMA在CH2Cl2中)中,并借助60μm的医用刀片将膜施用于显微镜的载片上。立即干燥该膜。于10mg/L的浓度下在甲苯(光谱级)中进行测定。为了除去溶液中的氧气,在测量之前将氮气(O2含量<150ppm)通入溶液中达5分钟,并且在测量过程中使氮气在液体表面的上方通过。所有测量都于室温下进行。
3.生产包含本发明聚合物材料作为发光层的OLED
用作阳极的ITO基质首先通过在异丙醇和丙酮中煮沸来清洁。在此期间,将其用超声处理。最后,将基质在洗碗机中使用用于生产LCD的市购清洗剂(Deconex20NS和中和剂25ORGANACID)清洁。为了去除任何残余的有机残留物,将基质暴露于连续的臭氧流中达25分钟。该处理还改进空穴注入,因为ITO的功函增加。
随后,将PEDT:PSS(聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸酯))(BaytronP VP Al 4083)通过旋涂由水溶液施用于试样。获得46nm的厚度。然后,施用发光层,该层由溶解在氯苯中的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和发光体物质(配合物(2),实施例1b和1c)组成。使用PMMA在氯苯中的20%浓度溶液。向其中以不同浓度添加掺杂剂(发射体)。
在通过旋涂施用28%浓度的溶液之后,得到约61nm的厚度,而施用40%浓度溶液得到77nm的厚度。这些溶液使用其中面式异构体是主要组分的发射体的异构体混合物(面式/子午线式)(对于每种情况,来自实施例1b)。此外,使用异构体纯的面式发射体(实施例1c)来制备30%浓度溶液。在通过旋涂施用该溶液之后,该溶液得到27nm的厚度。
为了获得带电载流子的更好的平衡,然后通过气相沉积施用40nm的BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)。BCP因其良好的电子传导性而著称,并且还由于其低HOMO而堵塞空穴,使得该空穴离开PMMA存在困难。最终,沉积1nm的氟化锂和130nm的铝作为阴极。
为了表征组件(OLED),然后以不同电流和电压记录电致发光光谱。另外,测定电流-电压曲线以及发射的发光功率。然后,可以将发光功率通过用亮度计校准来转化成光度参数。
由此获得上述组件(OLED)的下列光谱数据:
  器件   PMMA层厚度   最大发射峰   光度效率   外部量子产率   亮度
  28%发射体(配合物2)(fac/mer)1)   61nm   453nm   0.8cd/A   1%   30cd/m2
  40%发射体(配合物2)(fac/mer)1)   77nm   453nm   0.65cd/A   0.75%   75cd/m2
  30%发射体(配合物2)(纯fac)2)   27nm   400nm   0.53cd/A   1.5%   80cd/m2
1)实施例1b
2)实施例1c

Claims (23)

1.包含至少一种聚合物和至少一种下式I过渡金属配合物的聚合物材料在有机发光二极管中的用途
Figure A2005800353880002C1
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯  是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;其中
所述至少一种聚合物不为聚(N-乙烯基咔唑)或聚硅烷。
2.根据权利要求1的用途,其中混合物包含至少一种式I过渡金属配合物和至少一种聚合物。
3.根据权利要求1的用途,其中至少一种式I过渡金属配合物与至少一种聚合物共价键合。
4.根据权利要求2或3的用途,其中聚合物选自:聚-对苯乙烯和其衍生物,聚噻吩和其衍生物,聚芴和其衍生物,聚荧蒽和其衍生物,聚乙炔和其衍生物,聚苯乙烯和其衍生物,聚(甲基)丙烯酸酯和其衍生物,以及包含前述聚合物的单体单元的共聚物。
5.根据权利要求3或4的用途,其中至少一种过渡金属配合物与聚合物的共价键合通过至少一个直接共价键在至少一种过渡金属配合物与聚合物之间进行,优选通过单键、双键、-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-N=N-、-CO-、-C(O)O-或-O-C(O)-基团进行,其中R为氢、烷基或芳基;或者通过连接基键合,优选通过C1-C15亚烷基键合,其中所述亚烷基的一个或多介亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-N=N-、-CH=CH-或-C≡C-代替,以形成化学上可行的基团,并且所述亚烷基可以被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代,其中R是氢、烷基或芳基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基键合。
6.根据权利要求2或4的用途,其中聚合物材料可以通过将至少一种如权利要求1所述的式I过渡金属配合物与至少一种聚合物混合而制备。
7.根据权利要求3-5中任一项的用途,其中聚合物材料可以通过使至少一种下式官能化聚合物
                 “聚合物”-(T)p
与被一个或多个基团Q官能化的至少一种式III过渡金属配合物反应而制备,其中Q与一个或多个配体K、配体L或碳烯配体共价键合,
Figure A2005800353880003C1
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯  是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;以及
Q和T是能够相互连接形成共价键的基团,其中基团Q与配体L、K或碳烯之一键合,而基团T与聚合物的端基或中心单元共价键合;
s’ 是1-3的整数,其中当s’>1时,基团Q与相同配体或不同配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合;
p’ 是聚合物中的基团T的数量,其中p’取决于聚合物的分子量,并且p’的选择应使得:当聚合物本身是电致发光的时候,过渡金属配合物的用量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%,而当聚合物本身并不是电致发光的时候,过渡金属配合物的量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。
8.根据权利要求7的用途,其中Q和T选自:卤素如Br、I或Cl;烷基磺酰氧基,如三氟甲磺酰氧基;芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基;含硼基团;OH;COOH;活化的羧基,如酰卤、酸酐或酯;-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-;SH;SiR2”X以及NHR,其中R和R”各自是氢、芳基或烷基,并且上述基团可以通过单键与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物直接键合;或者它们通过连接基-(CR’2)q-与配体L、K或碳烯之一,或者与聚合物键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,q为1-15,并且连接基-(CR’2)q-的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基作为连接基与配体L、K或碳烯之一,或者与聚合物键合。
9.根据权利要求3-5中任一项的用途,其中包含至少一种与聚合物共价键合的式I过渡金属配合物的聚合物材料可通过将含有对聚合具有活性的基团的单体和式IV共聚单体共聚而制备,其中S与一种或多种配体K、L或碳烯键合,
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
碳烯  是可以不带电荷的或者一价阴离子的并且单齿、二齿或三齿的碳烯配体,并且该碳烯配体还可以是双碳烯或三碳烯配体;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为1,其中当n>1时,式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为1;
S  是可与单体的对聚合具有活性的基团聚合的并且与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯键合的基团;
s” 是1-3的整数,其中当s”>1时,基团S与相同或不同配体K、L或碳烯键合。
10.根据权利要求9的用途,其中对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S选自:甲酰基,磷基团,卤素基团如Br、I、Cl,乙烯基,丙烯酰基,甲基丙烯酰基,卤代甲基,乙腈基,烷基磺酰氧基如三氟甲磺酰氧基,芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基,醛基,OH基,烷氧基,COOH基,活化的羧基如酰卤、酸酐或酯基团,烷基膦酸酯基,锍基团和含硼基团。
11.根据权利要求10的用途,其中所述基团选自卤素基团、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基和含硼基团。
12.根据权利要求7-11中任一项的用途,其中反应通过Suzuki偶联、Kumada偶联或Yamamoto偶联进行。
13.根据权利要求1-12中任一项的用途,其中聚合物材料用作发光体物质。
14.一种聚合物材料,其包含如下组分:
至少一种聚合物,其选自:聚-对苯乙烯和其衍生物,聚噻吩和其衍生物,聚芴和其衍生物,聚荧蒽和其衍生物,聚乙炔和其衍生物,聚苯乙烯和其衍生物,聚(甲基)丙烯酸酯和其衍生物,以及包含前述聚合物的单体单元的共聚物;
至少一种下式过渡金属配合物:
Figure A2005800353880007C1
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为2,其中式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯、L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和L上的电荷,前提是n至少为2;
Do1  是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2  是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r  当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s  当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X  是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p  是0或1,优选0;
q  是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以被取代或未取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子;
Y3  是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A2005800353880008C1
其中Do2’、q’、s’、R3、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A2005800353880009C1
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3  是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中所述至少一种聚合物可以以与式IB过渡金属配合物的混合物形式存在,或者与式IB过渡金属配合物共价键合。
15.根据权利要求14的聚合物材料,其中式IB过渡金属配合物选自如下的式IBa、IBb、IBc和IBd的过渡金属配合物:
Figure A2005800353880009C2
Figure A2005800353880010C1
其中各符号具有下列含义:
Z,Z’是相同或不同的且各自为CH或N;
R12,R12’是相同或不同的,并且各自为烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基或芳基,或者2个R12或R12’基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选的是2个R12或R12’基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R12或R12’是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选Br或F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,芳氧基,硫基团和SCN基团;
t和t’是相同或不同的,优选是相同的,且各自为0-3,当t或t’>1时,基团R12或R12’可以相同或不同;t或t’优选是0或1,并且当t或t’是1时,基团R12或R12’位于与相邻于碳烯碳原子的氮原子的连接点的邻、间或对位;其中可以含有基团R12和R12’的芳基除了所存在的任何基团R12和R12’以外,还可以含有1或2个能够与聚合物共价键合的基团;
R4、R5、R6、R7、R8、R9和R11各自是氢、烷基、芳基、杂芳基、烯基或具有供体或受体作用的取代基,该取代基优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,胺基,酰胺基,CH2F基团,CHF2基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;其中上式a基团中的基团R4、R5、R6或R7中的1或2个,上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11可以被一个或者在式a和b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;其中优选上式b基团中的基团R8或R9中的1或2个以及上式d基团中的基团R11被一个或者在式b基团的情况下被1或2个能够与聚合物共价键合的基团代替;
R10  是烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选烷基、杂芳基或芳基,或者2个R10基团一起形成可以包含至少一个杂原子、优选N原子的稠合环,优选2个R10基团一起形成稠合的芳族C6环,其中一个或多个其它芳族环、优选6元芳族环可以以任何可想象得到的稠合类型与前述稠和环稠合,并且所述稠合基团继而可以被取代;或者R10是具有供体或受体作用的基团,其优选选自卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;
v  是0-4,优选0、1或2,非常特别优选0,其中当v是0时,式c中芳基的可以被R10取代的4个碳原子含有氢原子,以及式c基团的芳基除了存在的任何基团R10之外还可以包含1或2个能够与聚合物共价键合的基团。
16.一种制备根据权利要求14或15的聚合物材料的方法,该聚合物材料呈至少一种聚合物与至少一种式IB过渡金属配合物的混合物形式,所述方法包括将至少一种如权利要求14或15所述的式IB过渡金属配合物与如权利要求14所述的至少一种聚合物混合。
17.一种制备根据权利要求14或15的其中聚合物与过渡金属共价键合的聚合物材料的方法,该方法包括使至少一种下式的官能化聚合物:
                   “聚合物”-(T)p’
与至少一种被一个或多个Q官能化的式IIIB过渡金属配合物反应,
Figure A2005800353880012C1
其中基团Q各自与至少一个配体K、配体L或下式II碳烯配体共价键合:
Figure A2005800353880012C2
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为2,其中式IIIB配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯以及配体L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和配体L上的电荷,前提是n至少为2;以及
Do1  是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2  是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r  当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s  当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X  是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p  是0或1,优选0;
q  是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以被取代或未取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子;
Y3  是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A2005800353880014C1
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A2005800353880014C2
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3  是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;以及
Q和T是能够相互连接形成共价键的基团,其中基团Q与配体L、K或碳烯之一键合,而基团T与聚合物的端基或中心单元共价键合;
s’ 是1-3的整数,其中当s’>1时,基团Q与相同配体或不同配体K、L或碳烯键合,优选与碳烯键合;
p’ 是聚合物中的基团T的数量,其中p’取决于聚合物的分子量,并且p’的选择应使得:当聚合物本身是电致发光的时候,过渡金属配合物的用量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为0.5-50重量%,优选1-30重量%,特别优选1-20重量%,而当聚合物本身并不是电致发光的时候,过渡金属配合物的量基于聚合物和过渡金属配合物的总量通常为5-50重量%,优选10-40重量%,特别优选15-35重量%。
18.根据权利要求17的方法,其中Q和T选自:卤素如Br、I或Cl;烷基磺酰氧基,如三氟甲磺酰氧基;芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基;含硼基团;OH;COOH;活化的羧基,如酰卤、酸酐或酯;-N≡N+X-,其中X-是卤素离子,例如Cl-或Br-;SH;SiR2”X以及NHR,其中R和R”各自是氢、芳基或烷基,并且上述基团可以通过单键与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯或者与聚合物直接键合;或者它们通过连接基-(CR’2)q-与配体L、K或碳烯之一,或者与聚合物键合,其中基团R’各自彼此独立地为氢、烷基或芳基,q为1-15,并且连接基-(CR’2)q-的一个或多个亚甲基可以被-O-、-S-、-N(R)-、-CON(R)-、-CO-、-C(O)O-、-O-C(O)-、-CH=CH-或-C≡C-代替,其中R是氢、芳基或烷基;或者经由可被取代基如烷基、芳基、卤素、CN或NO2取代的C6-C18亚芳基作为连接基与配体L、K或碳烯之一,或者与聚合物键合。
19.根据权利要求14或15的方法,用于制备包含至少一种与聚合物共价键合的式IIB过渡金属配合物的聚合物材料,该方法包括将含有对聚合具有活性的基团的单体和下式IVB共聚单体共聚:
Figure A2005800353880015C1
其中S与一种或多种配体K、L或下式II碳烯配体键合:
Figure A2005800353880016C1
其中各符号具有下列含义:
M1  是选自处于各自金属原子可能的任何氧化态的Co、Rh、Ir、Nb、Pd、Pt、Fe、Ru、Os、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Cu、Ag和Au的金属原子;
L  是一价阴离子或二价阴离子配体,优选一价阴离子配体,该配体可以是单齿或二齿的;
K  是不带电荷的单齿或二齿配体;
n  是碳烯配体的数量且至少为2,其中式I配合物中的碳烯配体可以相同或不同;
m  是配体L的数量,其中m可以为0或≥1,并且当m>1时,配体L可以相同或不同;
o  是配体K的数量,其中o可以为0或≥1,并且当o>1时,配体K可以相同或不同,
其中n+m+o之和取决于所用金属原子的氧化态和配位数,取决于配体碳烯以及配体L和K各自占据的配位点的数量以及取决于配体碳烯和配体L上的电荷,前提是n至少为2;以及
Do1  是供体原子,其选自C、P、N、O和S,优选选自P、N、O和S,特别优选N;
Do2  是供体原子,其选自C、N、P、O和S;
r  当Do1是C时为2,当Do1是N或P时为1,和当Do1是O或S时为0;
s  当Do2是C时为2,当Do2是N或P时为1,和当Do2是O或S时为0;
X  是间隔基,其选自亚甲硅烷基、亚烷基、亚芳基、亚杂芳基或亚烯基,优选亚烷基或亚芳基,特别优选C1-C3亚烷基或C6-1,4-亚芳基,其中四个另外的碳原子中的至少一个可以被甲基、乙基、正丙基或异丙基取代或者被选自下列的具有供体或受体作用的基团取代:卤素基团,优选F、Cl、Br,特别优选F,烷氧基,芳氧基,羰基,酯基,氨基,酰胺基,CHF2基团,CH2F基团,CF3基团,CN基团,硫基团和SCN基团;非常特别优选亚甲基、亚乙基或1,4-亚苯基;
p  是0或1,优选0;
q  是0或1,优选0;
Y1,Y2一起形成位于供体原子Do1和氮原子N之间的桥,该桥具有至少两个原子,优选2或3个原子,特别优选2个原子,这些原子当中至少一个是碳原子并且至少一个另外的原子优选是氮原子,其中所述桥可以是饱和的或不饱和的,优选不饱和的,并且所述桥的至少两个原子可以未取代或被取代,在这种情况下,如果所述桥具有两个碳原子且为饱和的,则所述两个碳原子中的至少一个是被取代的;基团Y1和Y2上的取代基可以一起形成具有总计3-5个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子且其余原子是碳原子的桥,使得Y1和Y2与该桥一起形成5-7元环,该环可以具有两个双键或者在6元或7元环的情况下具有三个双键,并且该环可被烷基或芳基取代且可含有杂原子;
Y3  是氢原子、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢原子、烷基、杂芳基或芳基,或者
Figure A2005800353880017C1
其中Do2’、q’、s’、R3’、R1’、R2’、X’和p’独立地具有与Do2、q、s、R3、R1、R2、X和p相同的含义;
R1,R2各自彼此独立地是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;
或者
R1和R2一起形成具有总计3-5个、优选4个原子并且其中的1或2个原子可以是杂原子、优选N原子并且其余原子是碳原子的桥,使得下式基团
Figure A2005800353880018C1
形成5-7元环、优选6元环,该环除了存在的双键以外还可以含有一个另外的双键,或者在6元或7元环的情况下还可以含有两个另外的双键,并且该环可以被烷基或芳基取代且可含有杂原子,优选含有N原子,其中优选这样的6元芳族环,该6元芳族环未取代或被烷基或芳基取代或者与可含有至少一个杂原子、优选N原子的其它环、优选与6元芳族环稠合;
R3  是氢、烷基、芳基、杂芳基或烯基,优选氢、烷基、杂芳基或芳基;以及
S  是可与单体的对聚合具有活性的基团聚合的并且与配体L、K或碳烯之一,优选碳烯键合的基团;
s” 是1-3的整数,其中当s”>1时,基团S与相同或不同配体K、L或碳烯键合。
20.根据权利要求19的方法,其中对聚合具有活性的基团和可以与对聚合具有活性的基团聚合的基团S选自:甲酰基,磷基团,卤素基团如Br、I、Cl,乙烯基,丙烯酰基,甲基丙烯酰基,卤代甲基,乙腈基,烷基磺酰氧基如三氟甲磺酰氧基,芳基磺酰氧基,如甲苯磺酰氧基,醛基,OH基,烷氧基,COOH基,活化的羧基如酰卤、酸酐或酯基团,烷基膦酸酯基,锍基团和含硼基团。
21.一种包含至少一种如权利要求1-13中任一项所述的或根据权利要求14或15的聚合物材料的发光层。
22.一种包含根据权利要求21的发光层的有机发光二极管。
23.一种包含根据权利要求22的有机发光二极管的器件,其选自:静止的VDU,例如计算机、电视的VDU,打印机、厨房用具和广告标志中的VDU,照明设备,信息标志,以及移动VDU,例如移动电话、手提电脑、交通工具以及公共汽车和火车上的目的地显示器中的VDU。
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