CN107074894B - 金属络合物和使用该金属络合物的发光元件 - Google Patents

金属络合物和使用该金属络合物的发光元件 Download PDF

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Abstract

提供量子产率优异且发光谱的半峰宽优异的金属络合物。式(1)所示的金属络合物。式(1)中,M表示铱原子等。n1表示1~3的整数。n2表示0~2的整数。X1~X8表示碳原子等。R1~R8表示氢原子等。Xa和Xb中的一方表示单键,另一方表示‑CR11R12‑CR13R14‑所示的基团。R11~R14表示烷基等。环A表示芳香族杂环。A1‑G1‑A2表示阴离子性的二齿配体。
Figure DDA0001246154220000011

Description

金属络合物和使用该金属络合物的发光元件
技术领域
本发明涉及金属络合物和使用该金属络合物的发光元件。
背景技术
作为用于发光元件的发光层的发光材料,研究了各种显示来自三重态激发态的发光的磷光发光性化合物。作为这样的磷光发光性化合物,研究了大量的中心金属为属于第5周期或第6周期的过渡金属的金属络合物。例如,在专利文献1中,提出了具有具有树枝化基元的苯基吡啶结构作为配体的金属络合物(例如下述所示的金属络合物)。
Figure BDA0001246154200000011
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-105701号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,上述专利文献1中记载的金属络合物的量子产率(以下也称作“PLQY”)并不充分。另外,上述专利文献1中记载的金属络合物的发光谱的半峰宽并不充分窄。
因此,本发明的目的在于提供量子产率优异且发光谱的半峰宽优异的金属络合物。本发明的目的还在于,提供含有该金属络合物的组合物和使用该金属络合物得到的发光元件。
用于解决问题的手段
本发明提供以下的[1]~[15]。
[1]下述式(1)、(2)或(3)所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000021
[式中,
M表示铱原子或铂原子。
n1表示1、2或3。n2表示0、1或2,在M为铱原子的情况下,n1+n2为3,在M为铂原子的情况下,n1+n2为2。
X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X8各自独立地表示氮原子或碳原子。需要说明的是,选自X5、X6、X7和X8中的至少两个为碳原子。在存在多个X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X8的情况下,它们各自可以相同也可以不同。需要说明的是,在X1为氮原子的情况下,R1不存在,在X2为氮原子的情况下,R2不存在,在X3为氮原子的情况下,R3不存在,在X4为氮原子的情况下,R4不存在,在X5为氮原子的情况下,R5不存在,在X6为氮原子的情况下,R6不存在,在X7为氮原子的情况下,R7不存在,在X8为氮原子的情况下,R8不存在。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。R1与R2、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8各组可以发生键合并与各组所键合的原子一起形成环。在存在多个R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
Xa和Xb表示单键、或者-CR11R12-CR13R14-所示的基团。需要说明的是,Xa和Xb中一方为单键,另一方为-CR11R12-CR13R14-所示的基团。R11、R12、R13和R14各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。R11与R12、R13与R14、R11与R13、R12与R14各组可以发生键合并与各组所键合的原子一起形成环。在存在多个R11、R12、R13和R14的情况下,它们各自可以相同也可以不同。需要说明的是,选自R11、R12、R13和R14中的至少一个为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子。
环A表示芳香族杂环,该芳香族杂环可具有取代基。在存在多个环A的情况下,它们可以相同也可以不同。
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体。A1和A2各自独立地表示碳原子、氧原子或氮原子,这些原子可以是构成环的原子。G1表示单键、或者与A1和A2一起构成二齿配体的原子团。在存在多个A1-G1-A2的情况下,它们可以相同也可以不同。]
[2]如[1]所述的金属络合物,其由下述式(1-1)、(1-2)或(2-1)表示,
Figure BDA0001246154200000041
[式中,M、n1、n2、X1、X3、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12、R13、R14、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义。]
[3]如[1]或[2]所述的金属络合物,其中,上述R11、R12、R13和R14为可具有取代基的烷基。
[4]如[3]所述的金属络合物,其中,上述R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成环,上述R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成环。
[5]如[4]所述的金属络合物,其由下述式(1-3)、(1-4)或(2-3)表示。
Figure BDA0001246154200000051
[式中,
M、n1、n2、X1、X3、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义。
m1和m2各自独立地表示1~5的整数。在存在多个m1和m2的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
R15、R16、R17和R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个R15、R16、R17和R18的情况下,它们各自可以相同也可以不同。]
[6]如[5]所述的金属络合物,其中,上述m1和m2为3或4。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的金属络合物,其中,上述X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X8为碳原子。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的金属络合物,其中,上述环A为可具有取代基的吡啶环、可具有取代基的嘧啶环、可具有取代基的喹啉环、可具有取代基的异喹啉环、可具有取代基的咪唑环或可具有取代基的三唑环。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的金属络合物,其满足下述条件(A)、(B)和(C)之中至少一个。
(A)上述环A具有烷基、环烷基、芳基或一价杂环基作为取代基。
(B)上述R1、R2、R3、R4、R5和R8为氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基。
(C)上述R6和R7为氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子。
[10]如[1]~[8]中任一项所述的金属络合物,其中,上述环A具有下述式(D-A)或(D-B)所示的基团作为取代基。
Figure BDA0001246154200000061
[式中,
mDA1、mDA2和mDA3各自独立地表示0以上的整数。
GDA表示氮原子、芳香族烃基或杂环基,这些基团可具有取代基。
ArDA1、ArDA2和ArDA3各自独立地表示亚芳基或二价杂环基,这些基团可具有取代基。在存在多个ArDA1、ArDA2和ArDA3的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
TDA表示芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基,存在的多个TDA可以相同也可以不同。]
Figure BDA0001246154200000062
[式中,
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6和mDA7各自独立地表示0以上的整数。
GDA表示氮原子、芳香族烃基或杂环基,这些基团可具有取代基,存在的多个GDA可以相同也可以不同。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6和ArDA7各自独立地表示亚芳基或二价杂环基,这些基团可具有取代基。在存在多个ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6和ArDA7的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
TDA表示芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基,存在的多个TDA可以相同也可以不同。]
[11]如[10]所述的金属络合物,其中,上述式(D-A)所示的基团为下述式(D-A1)、(D-A2)或(D-A3)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000071
[式中,
Rp1、Rp2和Rp3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤原子。在存在多个Rp1和Rp2的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
np1表示0~5的整数,np2表示0~3的整数,np3表示0或1,存在的多个np1可以相同也可以不同。]
[12]如[1]~[11]中任一项所述的金属络合物,其中,上述M为铱原子,上述n1为3,上述n2为0。
[13]一种组合物,其含有:
[1]~[12]中任一项所述的金属络合物、和
包含下述式(Y)所示的结构单元的高分子化合物。
Figure BDA0001246154200000072
[式中,ArY1表示亚芳基、二价杂环基、或者至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团,这些基团可具有取代基。]
[14]一种组合物,其含有:
[1]~[13]中任一项所述的金属络合物、和
选自空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料、发光材料、抗氧化剂和溶剂中的至少一种的材料。
[15]一种发光元件,其是使用[1]~[13]中任一项所述的金属络合物得到的。
发明的效果
根据本发明,可以提供量子产率优异且发光谱的半峰宽优异的金属络合物。另外,根据本发明,可以提供含有该金属络合物的组合物和使用该金属络合物得到的发光元件。本发明的金属络合物由于量子产率优异,因而使用该金属络合物得到的发光元件的外部量子效率优异。另外,本发明的金属络合物由于发光谱的半峰宽优异,因而在将使用该金属络合物得到的发光元件与滤色器合用的情况下,在使用该金属络合物得到的发光元件的腔室经过调整的情况下,其外部量子效率更优异。
附图说明
图1是表示金属络合物M1、金属络合物M2和金属络合物CM1的发光谱的图。
图2是表示金属络合物M3的发光谱的图。
图3是表示金属络合物M4和金属络合物M5的发光谱的图。
图4是表示金属络合物M6的发光谱的图。
图5是表示在实施例中使用的滤色器A、B和C的透射谱的图。
具体实施方式
以下,对本发明的适宜实施方式进行详细说明。
<共通的术语的说明>
以下,在本说明书中共通使用的术语只要没有特别记载就是以下的含义。
Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,i-Pr表示异丙基,t-Bu表示叔丁基。
本说明书中,氢原子可以是氘原子。
本说明书中,表示金属络合物的结构式中,表示与中心金属的键合的实线是指共价键或配位键。
“高分子化合物”是指具有分子量分布且聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103~1×108的聚合物。高分子化合物中包含的结构单元合计为100摩尔%。
高分子化合物可以为嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物中的任一种,也可以为其他形态。
若聚合活性基团原样残留,则在将高分子化合物用于发光元件的制作时发光特性或亮度寿命有可能下降,因而高分子化合物的末端基团优选为稳定的基团。该末端基团优选为与主链进行共轭键合的基团,例如可以举出:经由碳-碳键与芳基或一价杂环基键合的基团。
“低分子化合物”是指没有分子量分布且分子量为1×104以下的化合物。
“结构单元”是指在高分子化合物中存在有1个以上的单元。
“烷基”可以是直链和支链中的任一种。直链的烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为1~50,优选为3~30,更优选为4~20。支链的烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~50,优选为3~30,更优选为4~20。
“环烷基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~50,优选为3~30,更优选为4~20。
烷基和环烷基可以具有取代基,烷基和环烷基例如可以举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、2-乙基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-己基癸基、十二烷基、环己基、以及、这些基团中的氢原子经烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代的基团,作为具有取代基的烷基和环烷基,例如可以举出三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二己基苯基)丙基、6-乙氧基己基、环己基甲基、环己基乙基。
“芳基”是指从芳香族烃除去与构成环的碳原子直接键合的氢原子1个后余下的原子团。芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为6~60,优选为6~20,更优选为6~10。
芳基可以具有取代基,芳基例如可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代后的基团。
“烷氧基”可以是直链和支链中的任一种。直链的烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为1~40,优选为4~10。支链的烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~40,优选为4~10。
“环烷氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~40,优选为4~10。
烷氧基和环烷氧基可以具有取代基,烷氧基和环烷氧基例如可以举出:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁基氧基、异丁基氧基、叔丁基氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基。
“芳氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为6~60,优选为7~48。
芳氧基可以具有取代基,芳氧基例如可以举出苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、1-蒽氧基、9-蒽氧基、1-芘基氧基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、氟原子等取代后的基团。
“p价杂环基”(p表示1以上的整数)是指,从杂环式化合物除去与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中p个氢原子后余下的原子团。p价杂环基之中,优选为从芳香族杂环式化合物除去与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中p个氢原子后余下的原子团即“p价芳香族杂环基”。
“芳香族杂环式化合物”是指,噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷杂环戊二烯、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、咔唑、二苯并噻咯、二苯并磷杂环戊二烯等杂环自身表现芳香性的化合物、以及吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并硼杂环戊二烯、二苯并噻咯、苯并吡喃等杂环自身虽然不表现芳香性但是在杂环上稠合有芳环的化合物。
一价杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为2~60,优选为4~20。
一价杂环基可以具有取代基,一价杂环基例如可以举出噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、嘧啶基、三嗪基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基等取代后的基团。
“卤原子”表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
“氨基”可以具有取代基,氨基优选为取代氨基。氨基所具有的取代基优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基。
取代氨基例如可以举出:二烷基氨基、二环烷基氨基和二芳基氨基。
氨基例如可以举出二甲氨基、二乙氨基、二苯基氨基、双(4-甲基苯基)氨基、双(4-叔丁基苯基)氨基、双(3,5-二叔丁基苯基)氨基。
“烯基”可以是直链和支链中的任一种。直链的烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为2~30,优选为3~20。支链的烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~30,优选为4~20。
“环烯基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为3~30,优选为4~20。
烯基和环烯基可以具有取代基,例如可以举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基、以及这些基团具有取代基的基团。
“炔基”可以是直链和支链中的任一种。炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子在内,通常为2~20,优选为3~20。支链的炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子在内,通常为4~30,优选为4~20。
“环炔基”的碳原子数不包括取代基的碳原子在内,通常为4~30,优选为4~20。
炔基和环炔基可以具有取代基,例如可以举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基、以及这些基团具有取代基的基团。
“亚芳基”是指从芳香族烃除去与构成环的碳原子直接键合的氢原子2个后余下的原子团。亚芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为6~60,优选为6~30,更优选为6~18。
亚芳基可以具有取代基,亚芳基例如可以举出亚苯基、萘二基、蒽二基、菲二基、二氢菲二基、并四苯二基、芴二基、芘二基、苝二基、
Figure BDA0001246154200000122
二基、以及这些基团具有取代基的基团,优选为式(A-1)~式(A-20)所示的基团。亚芳基包括多个这些基团键合的基团。
Figure BDA0001246154200000121
[式中,R和Ra各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基。存在的多个R和Ra各自可以相同也可以不同,Ra彼此可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。]
二价杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内,通常为2~60,优选为3~20,更优选为4~15。
二价杂环基可以具有取代基,二价杂环基例如可以举出从吡啶、二氮杂苯、三嗪、氮杂萘、二氮杂萘、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并噻咯、吩噁嗪、吩噻嗪、吖啶、二氢吖啶、呋喃、噻吩、唑、二唑、三唑除去与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中2个氢原子后的二价基团,优选为式(AA-1)~式(AA-34)所示的基团。二价杂环基包括多个这些基团键合的基团。
Figure BDA0001246154200000131
Figure BDA0001246154200000141
[式中,R和Ra表示与上文相同的含义。]
“交联基”是指通过供于加热处理、紫外线照射处理、自由基反应等可生成新的键的基团,优选为式(B-1)、(B-2)、(B-3)、(B-4)、(B-5)、(B-6)、(B-7)、(B-8)、(B-9)、(B-10)、(B-11)、(B-12)、(B-13)、(B-14)、(B-15)、(B-16)或(B-17)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000142
[式中,这些基团可具有取代基。]
“取代基”表示卤原子、氰基、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、氨基、取代氨基、烯基、环烯基、炔基或环炔基。取代基可以为交联基。
“树枝化基元”是具有以原子或环作为分支点的规则树枝状支链结构(树状高分子结构)的基团。需要说明的是,具有树枝化基元作为局部结构的化合物(有时称作树状高分子)例如可以举出:WO02/067343、日本特开2003-231692、WO2003/079736、WO2006/097717等文献中记载的结构。树枝化基元优选为式(D-A)所示的基团或式(D-B)所示的基团。
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6和mDA7通常为10以下的整数,优选为5以下的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。另外,mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6和mDA7优选为相同整数。
GDA优选为式(GDA-11)~(GDA-15)所示的基团,这些基团可具有取代基。
Figure BDA0001246154200000151
[式中,
*表示与式(D-A)中的ArDA1、式(D-B)中的ArDA1、式(D-B)中的ArDA2、或者式(D-B)中的ArDA3的键合。
**表示与式(D-A)中的ArDA2、式(D-B)中的ArDA2、式(D-B)中的ArDA4、或者式(D-B)中的ArDA6的键合。
***表示与式(D-A)中的ArDA3、式(D-B)中的ArDA3、式(D-B)中的ArDA5、或者式(D-B)中的ArDA7的键合。
RDA表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可以进一步具有取代基。在存在多个RDA的情况下,它们可以相同也可以不同。]
RDA优选为氢原子、烷基、环烷基、烷氧基或环烷氧基,更优选为氢原子、烷基或环烷基,这些基团可具有取代基。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6和ArDA7优选为式(ArDA-1)~(ArDA-3)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000152
[式中,
RDA表示与上文相同的含义。
RDB表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。在存在多个RDB的情况下,它们可以相同也可以不同。]
RDB优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,更优选为芳基或一价杂环基,进一步优选为芳基。
TDA优选为式(TDA-1)~(TDA-3)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000161
[式中,RDA和RDB表示与上文相同的含义。]
式(D-A)所示的基团优选为式(D-A1)~(D-A3)所示的基团。
式(D-B)所示的基团优选为式(D-B1)~(D-B3)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000162
[式中,
Rp1、Rp2和Rp3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤原子。在存在多个Rp1和Rp2的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
np1表示0~5的整数,np2表示0~3的整数,np3表示0或1。在存在多个np1和np2的情况下,它们各自可以相同也可以不同。]
np1优选为0或1,更优选为1。np2优选为0或1,更优选为0。np3优选为0。
Rp1、Rp2和Rp3优选为烷基或环烷基。
<金属络合物>
接着,对本发明的金属络合物进行说明。本发明的金属络合物由式(1)、式(2)或式(3)表示。
式(1)、式(2)和式(3)中,为了使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,M优选为铱原子。
式(1)、式(2)和式(3)中,为了本发明的金属络合物的量子产率更优异且容易合成本发明的金属络合物,n2优选为0。
式(1)、式(2)和式(3)中,A1-G1-A2所示的阴离子性的二齿配体例如可以举出下述所示的配体。
Figure BDA0001246154200000171
[式中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位。]
式(1)、式(2)和式(3)中,A1-G1-A2所示的阴离子性的二齿配体可以是下述所示的配体。
Figure BDA0001246154200000172
Figure BDA0001246154200000181
[式中,
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
RL1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。存在的多个RL1可以相同也可以不同。
RL2表示烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个RL2的情况下,它们可以相同也可以不同。]
式(1)、式(2)和式(3)中,为了容易合成本发明的金属络合物,X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X8优选为碳原子。
式(1)、式(2)和式(3)中,为了容易合成本发明的金属络合物,R1、R2、R3、R4、R5和R8优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,更优选为氢原子、烷基、环烷基或芳基,进一步优选为氢原子或烷基,特别优选为氢原子。
式(1)、式(2)和式(3)中,出于本发明的金属络合物在溶剂中的溶解性和成膜性优异,R6和R7优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,更优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或卤原子,进一步优选为氢原子、烷基、环烷基或卤原子,特别优选为氢原子或烷基。
式(1)、式(2)和式(3)中,出于使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,优选:R1和R8为氢原子或烷基,
更优选:R1、R2和R8为氢原子或烷基,或者R1、R6和R8为氢原子或烷基,或者R1、R7和R8为氢原子或烷基,
进一步优选:R1、R2、R6和R8为氢原子或烷基,或者R1、R2、R7和R8为氢原子或烷基,
特别优选:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8为氢原子或烷基。
式(1)、式(2)和式(3)中,出于使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,环A优选为可具有取代基的吡啶环、可具有取代基的嘧啶环、可具有取代基的喹啉环、可具有取代基的异喹啉环、可具有取代基的咪唑环或可具有取代基的三唑环,更优选为可具有取代基的吡啶环、可具有取代基的嘧啶环、可具有取代基的咪唑环或可具有取代基的三唑环,进一步优选为可具有取代基的吡啶环、可具有取代基的咪唑环或可具有取代基的三唑环,特别优选为可具有取代基的吡啶环或可具有取代基的三唑环。在环A具有多个取代基的情况下,它们可以相同也可以不同,可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。
式(1)、式(2)和式(3)中,在环A具有取代基的情况下,出于本发明的金属络合物在溶剂中的溶解性和成膜性优异,该取代基优选为烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、取代氨基或卤原子,更优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,进一步优选为烷基、环烷基或芳基。芳基、一价杂环基和取代氨基优选为树枝化基元。
式(1)、式(2)和式(3)中,在环A具有取代基的情况下,为了本发明的金属络合物的量子产率更优异,该取代基的至少一个优选为树枝化基元,更优选为式(D-A)或式(D-B)所示的基团,进一步优选为式(D-A)所示的基团,特别优选为式(D-A1)、(D-A2)或(D-A3)所示的基团,尤其优选为式(D-A3)所示的基团。
式(1)、式(2)和式(3)中,环A所示的芳香族杂环例如可以举出下述式(E-1)~(E-15)和下述式(F-1)~(F-15)所示的芳香族杂环。这些之中,为了容易合成本发明的金属络合物,优选为式(E-1)~(E-4)或式(F-1)~(F-13)所示的芳香族杂环,为了使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,更优选为式(E-1)~(E-3)或式(F-2)~(F-6)所示的芳香族杂环,进一步优选为式(E-2)、式(E-3)或式(F-6)所示的芳香族杂环,特别优选由式(E-2)表示。
Figure BDA0001246154200000201
[式中,
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
**表述与构成原子中具有X1和X4的芳环、构成原子中具有X3和X4的芳环、或者构成原子中具有X1和X2的芳环进行键合的部位。
RL3表示烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、取代氨基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个RL3的情况下,它们可以相同也可以不同。
RL4表示烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、取代氨基或卤原子,这些基团可具有取代基。]
式(E-1)~(E-15)和式(F-1)~(F-15)中,RL3优选为烷基、芳基、一价杂环基或取代氨基,更优选为芳基、一价杂环基或取代氨基。芳基、一价杂环基和取代氨基优选为树枝化基元。
式(E-1)~(E-15)和式(F-1)~(F-15)中,RL4优选为烷基、环烷基、芳基或取代氨基,更优选为烷基或芳基。芳基、一价杂环基和取代氨基优选为树枝化基元。
式(1)、式(2)和式(3)中,由于Xa和Xb中一方为单键,另一方为-CR11R12-CR13R14-所示的基团,因此式(1)所示的金属络合物为式(1-1)或式(1-2)所示的金属络合物,式(2)所示的金属络合物为式(2-1)或式(2-2)所示的金属络合物,式(3)所示的金属络合物为式(3-1)或式(3-2)所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000211
Figure BDA0001246154200000221
[式中,M、n1、n2、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12、R13、R14、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义。]
式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)、式(2-2)、式(3-1)和式(3-2)所示的金属络合物之中,为了容易合成本发明的金属络合物,优选式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)或式(3-2)所示的金属络合物,更优选式(1-1)、式(1-2)或式(2-1)所示的金属络合物,进一步优选式(1-1)或式(1-2)所示的金属络合物。
式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)、式(2-2)、式(3-1)和式(3-2)中,选自R11、R12、R13和R14中的至少一个为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,为了容易合成本发明的金属络合物,更优选为烷基或烷氧基,进一步优选为烷基,这些基团优选具有取代基。
式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)、式(2-2)、式(3-1)和式(3-2)中,R11与R12、R13与R14、R11与R13、R12与R14各组可以发生键合并与各组所键合的原子一起形成环。所形成的环结构可以具有取代基,该取代基可以举出烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基和卤原子。
式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)、式(2-2)、式(3-1)和式(3-2)中,为了使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,优选:R11、R12、R13和R14为可具有取代基的烷基,优选:R11、R12、R13和R14为可具有取代基的烷基、且R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成环,R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成环。
式(1-1)所示的金属络合物优选为式(1-3)所示的金属络合物,式(1-2)所示的金属络合物优选为式(1-4)所示的金属络合物,式(2-1)所示的金属络合物优选为式(2-3)所示的金属络合物,式(2-2)所示的金属络合物优选为式(2-4)所示的金属络合物,式(3-1)所示的金属络合物优选为式(3-3)所示的金属络合物,式(3-2)所示的金属络合物优选为式(3-4)所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000231
Figure BDA0001246154200000241
[式中,
M、n1、n2、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义。
m1和m2各自独立地表示1~5的整数。在存在多个m1和m2的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
R15、R16、R17和R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个R15、R16、R17和R18的情况下,它们各自可以相同也可以不同。]
式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)所示的金属络合物之中,为了容易合成本发明的金属络合物,优选式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)或式(3-4)所示的金属络合物,更优选式(1-3)、式(1-4)或式(2-3)所示的金属络合物,进一步优选式(1-3)或式(1-4)所示的金属络合物。
式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)中,为了使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,m1和m2优选为3~5的整数,更优选为3或4,进一步优选为3。
式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)中,m1和m2相互可以相同也可以不同,为了容易合成本发明的金属络合物,m1和m2优选相互相同。
式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)中,为了使用本发明的金属络合物的发光元件的亮度寿命优异,R15、R16、R17和R18优选为氢原子、烷基或芳基,更优选为氢原子或烷基。
在式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)所示的金属络合物中,例如在R15和R16中的至少一方为氢原子以外的基团且R17和R18中的至少一方为氢原子时,R15和R16相互不同时,R17和R18相互不同时,可产生立体异构体。式(1-3)、式(1-4)、式(2-3)、式(2-4)、式(3-3)和式(3-4)所示的金属络合物可以为仅具有同一立体异构体的金属络合物,也可以为具有相互不同的多个立体异构体的金属络合物。作为立体异构,可以举出非对映异构体和对映异构体。
在式(1-3)所示的金属络合物具有式(1-3-Z)所示的配体的情况下,式(1-3-Z)所示的配体的立体异构例如由式(1-3-a)、式(1-3-b)、式(1-3-c)和式(1-3-d)表示。
Figure BDA0001246154200000251
[式中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位。Ra和Rb各自独立地表示烷基或环烷基,这些基团可具有取代基。]
式(1-3-a)、式(1-3-b)、式(1-3-c)和式(1-3-d)所示的配体相互处于非对映异构体的关系。
式(1)、式(2)和式(3)所示的金属络合物例如可以举出下述式(Ir-1)~(Ir-30)所示的金属络合物。这些之中,为了本发明的金属络合物的量子产率优异,优选式(Ir-1)~式(Ir-24)所示的金属络合物,更优选式(Ir-1)~(Ir-3)、(Ir-7)~(Ir-11)、(Ir-13)~(Ir-18)或(Ir-20)~(Ir-24)所示的金属络合物,为了容易合成本发明的金属络合物,进一步优选式(Ir-1)、(Ir-7)~(Ir-10)、(Ir-13)、(Ir-15)、(Ir-16)、(Ir-18)、(Ir-20)或(Ir-21)所示的金属络合物,特别优选式(Ir-1)、(Ir-10)、(Ir-13)或(Ir-15)所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000261
Figure BDA0001246154200000271
Figure BDA0001246154200000281
[式中,
Z1a、RP1、RP2、RP3、RP4、RZ和RA各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、取代氨基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个Z1a、RP1、RP2、RP3、RP4、RZ和RA的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
Z1b表示烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、取代氨基或卤原子,这些基团可具有取代基。在存在多个Z1b的情况下,它们各自可以相同也可以不同。
RX表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基。存在的多个RX可以相同也可以不同,可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。需要说明的是,存在的多个RX的至少一个为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子。]
式(Ir-1)~(Ir-30)中,例如在存在的多个RX各自不同时,RP1和RP2中的至少一方为氢原子以外的基团且RP3和RP4中的至少一方为氢原子时,RP1和RP2相互不同时,RP3和RP4相互不同时,式(Ir-1)~(Ir-30)所示的金属络合物可存在立体异构体(非对映异构体和/或对映异构体)。式(Ir-1)~(Ir-30)所示的金属络合物可以为单一立体异构体,也可以为不同立体异构体的混合物。
式(Ir-1)~(Ir-30)中,Z1a优选为选自下述组I的基团或选自组II的基团,更优选为选自组II的基团,进一步优选为式(II-1)~(II-15)所示的基团,特别优选为式(II-7)~(II-15)所示的基团。
式(Ir-1)~(Ir-30)中,Z1b优选为选自下述组I的基团或选自组II的基团,更优选为选自组I的基团或式(II-1)~(II-6)所示的基团,进一步优选为选自组I的基团,特别优选为式(I-7)~(I-15)所示的基团。
式(Ir-1)~(Ir-30)中,RP1、RP2、RP3、RP4、RZ、RA和RX优选为选自下述组I的基团或选自组II的基团,更优选为选自组I的基团,进一步优选为式(I-1)~(I-6)所示的基团。
<组I>
Figure BDA0001246154200000291
<组II>
Figure BDA0001246154200000292
Figure BDA0001246154200000301
式(1)~式(3)所示的金属络合物的具体例可以举出下述式(Ir-101)~(Ir-130)所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000302
Figure BDA0001246154200000311
Figure BDA0001246154200000321
Figure BDA0001246154200000331
式(1)~式(3)所示的金属络合物可存在多个立体异构体。例如,具有作为对映异构体的配体的金属络合物、具有作为非对映异构体的配体的金属络合物、由于多个配体为对映异构体而整体上成为非对映异构体的金属络合物等。
式(1)~式(3)所示的金属络合物之中,M为铱原子且n2为0的金属络合物可存在面式(facial)体或经式(meridional)体的立体异构体,为了本发明的金属络合物的发光谱的半峰宽更优异,优选面式(facial)体相对于金属络合物整体为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为99摩尔%以上,特别优选100摩尔%(即不含经式(meridional)体)。
在使用本发明的金属络合物得到的发光元件中,本发明的金属络合物可以使用单独1种,也可以合用2种以上。
<式(1)所示的金属络合物的制造方法>
[制造方法1]
作为本发明的金属络合物的式(1)所示的金属络合物例如可以通过使作为配体的化合物与金属化合物进行反应的方法进行制造。根据需要,可以进行金属络合物的配体的官能团转化反应。
在式(1)所示的金属络合物中,M为铱原子且n1为3的金属络合物例如可以通过包含如下工序的方法进行制造:
通过使式(M1-1)所示的化合物与铱化合物或其水合物进行反应,由此合成式(M1-2)所示的金属络合物的工序A1;和,
使式(M1-2)所示的金属络合物与式(M1-1)所示的化合物或A1-G1-A2所示的配体的前体进行反应的工序B1。
Figure BDA0001246154200000341
步骤B1
(M1-2)→(1)
[式中,X1、X4~X8、R1、R4~R8、Xa、Xb和环A表示与上文相同的含义。]
工序A1中,铱化合物例如可以举出氯化铱、三(乙酰丙酮根)铱(III)、氯(环辛二烯)铱(I)二聚物、乙酸铱(III),铱化合物的水合物例如可以举出氯化铱三水合物。
工序A1和工序B1通常在溶剂中进行。溶剂例如可以举出:甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、甘油、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、2-(异丙氧基)乙醇、2-(正丁氧基)乙醇、2-(叔丁氧基)乙醇等醇系溶剂;二乙醚、四氢呋喃、二氧六环、环戊基甲醚、二乙二醇二甲醚等醚系溶剂;二氯甲烷、氯仿等卤系溶剂;乙腈、苯甲腈等腈系溶剂;己烷、十氢萘、甲苯、二甲苯、三甲苯等烃系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺系溶剂;丙酮、二甲亚砜、水。
工序A1和工序B1中,反应时间通常为30分钟~150小时,反应温度通常为在反应体系中存在的溶剂的熔点至沸点之间。
工序A1中,式(M1-1)所示的化合物的量相对于铱化合物或其水合物1摩尔通常为2~20摩尔。
工序B1中,式(M1-1)所示的化合物或A1-G1-A2所示的配体的前体的量相对于式(M1-2)所示的金属络合物1摩尔通常为1~100摩尔。
工序B1中,反应优选在三氟甲磺酸银等银化合物的存在下进行。在使用银化合物的情况下,其量相对于式(M1-2)所示的金属络合物1摩尔通常为2~20摩尔。
在环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M1-1)所示的化合物例如可以通过使式(M1-3)所示的化合物与式(M1-4)所示的化合物进行Suzuki反应、Kumada反应、Stille反应等偶联反应的工序进行合成。
Figure BDA0001246154200000351
[式中,
X1、X4~X8、R1、R4~R8、Xa和Xb表示与上文相同的含义。
环B表示具有W11所示的基团作为取代基的芳香族杂环,该芳香族杂环可具有W11所示的基团以外的取代基。W11表示-B(ORW1)2所示的基团、烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可具有取代基。
Z1表示上述式(D-A)或(D-B)所示的基团。
W1表示-B(ORW1)2所示的基团、烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可具有取代基。
RW1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或氨基,这些基团可具有取代基。存在的多个RW1可以相同也可以不同,可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环结构。]
-B(ORW1)2所示的基团例如可以举出下述式(W-1)~(W-10)所示的基团。
Figure BDA0001246154200000361
W1所示的烷基磺酰氧基例如可以举出甲磺酰氧基、乙烷磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基。
W1所示的芳基磺酰氧基例如可以举出对甲苯磺酰氧基。
出于容易进行式(M1-3)所示的化合物与式(M1-4)所示的化合物的偶联反应,W1优选为-B(ORW1)2所示的基团、三氟甲磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些之中,为了容易合成式(M1-4)所示的化合物,更优选氯原子、溴原子或式(W-7)所示的基团。
W11所示的烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基和芳基磺酰氧基分别表示与W1所示的烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基和芳基磺酰氧基相同的含义。
W11优选为溴原子、碘原子或式(W-7)所示的基团。
Z1优选为式(D-A)所示的基团,更优选为式(D-A1)~式(D-A3)所示的基团。
式(M1-3)所示的化合物与式(M1-4)所示的化合物的偶联反应通常在溶剂中进行。所使用的溶剂、反应时间和反应温度与针对工序A1和工序B1进行的说明相同。
在式(M1-3)所示的化合物与式(M1-4)所示的化合物的偶联反应中,式(M1-4)所示的化合物的量相对于式(M1-3)所示的化合物1摩尔通常为0.05~20摩尔。
式(M1-4)所示的化合物例如可以举出:Z1为式(D-A1)~(D-A3)所示的基团且W1为-B(ORW1)2所示的基团、三氟甲磺酰氧基、溴原子或碘原子的化合物。
作为式(M1-4)所示的化合物的实施方式之一的式(M1-4-1)所示的化合物例如可以以下述方法进行合成。
Figure BDA0001246154200000371
[式中,
Rp1和np1表示与上文相同的含义。
W2表示-B(ORW1)2所示的基团、烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可具有取代基。]
式(M1-4-1)所示的化合物例如可以通过使式(M1-4-1a)所示的化合物与式(M1-4-1b)所示的化合物进行偶联反应来制造。该偶联反应与针对式(M1-1)所示的化合物进行的说明相同。
作为式(M1-4)所示的化合物的实施方式之一的式(M1-4-2)所示的化合物例如可以以下述的方法进行合成。
Figure BDA0001246154200000372
[式中,Rp1、np1和W2表示与上文相同的含义。]
式(M1-4-2c)所示的化合物例如可以通过使式(M1-4-2a)所示的化合物与式(M1-4-2b)所示的化合物进行偶联反应来进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
式(M1-4-2)所示的化合物例如可以通过使式(M1-4-2c)所示的化合物与式(M1-4-2d)所示的化合物进行石山-宫浦-Hartwig反应由此进行合成。
式(M1-3)所示的化合物例如可以通过使式(M1-5)所示的化合物与式(M1-6)所示的化合物进行偶联反应由此进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
Figure BDA0001246154200000381
[式中,
X1、X4~X8、R1、R4~R8、Xa、Xb、环B和W11表示与上文相同的含义。
W3和W4各自独立地表示-B(ORW1)2所示的基团、烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可具有取代基。RW1表示与上文相同的含义。]
在环A不具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M1-1)所示的化合物例如可以通过使式(M1-5)所示的化合物与式(M1-7)所示的化合物进行偶联反应由此进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
Figure BDA0001246154200000391
[式中,
X1、X4~X8、R1、R4~R8、Xa、Xb、W3和W4表示与上文相同的含义。
环C表示不具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的芳香族杂环,该芳香族杂环可具有除上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团以外的取代基。]
[制造方法2]
作为本发明的金属络合物的式(1)所示的金属络合物例如也可以通过使金属络合物的前体与金属络合物的配体的前体进行反应的方法来制造。
作为式(1)所示的金属络合物的实施方式之一的式(1’)所示的金属络合物例如可以通过使上述式(M1-4)所示的化合物与式(M1-8)所示的金属络合物(式(M1-8)所示的金属络合物为式(1)所示的金属络合物的实施方式之一)进行偶联反应由此进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
Figure BDA0001246154200000392
[式中,n1、n2、X1、X4~X8、R1、R4~R8、Xa、Xb、环B、A1-G1-A2、Z1和W1表示与上文相同的含义。在存在多个环B的情况下,它们可以相同也可以不同。]
式(M1-8)所示的金属络合物例如可以通过在上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的工序A1和工序B1中,使用上述式(M1-3)所示的化合物代替式(M1-1)所示的化合物来进行合成。
<式(2)所示的金属络合物的制造方法>
[制造方法3]
作为本发明的金属络合物的式(2)所示的金属络合物例如可以通过与上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]同样的方法进行制造。
具体来说,可以通过包含如下工序的方法进行制造:
使用式(M2-1)所示的化合物代替上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-1)所示的化合物来合成式(M2-2)所示的金属络合物的工序A2;和,
使式(M2-2)所示的金属络合物与式(M2-1)所示的化合物或A1-G1-A2所示的配体的前体进行反应的工序B2。工序A2和工序B2分别可以以与上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的工序A1和工序B1同样的方法进行实施。
Figure BDA0001246154200000411
[式中,X3~X8、R3~R8、Xa、Xb和环A表示与上文相同的含义。]
在环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M2-1)所示的化合物例如可以通过使用式(M2-3)所示的化合物代替上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-3)所示的化合物来进行合成。
Figure BDA0001246154200000412
[式中,X3~X8、R3~R8、Xa、Xb、环B、Z1和W1表示与上文相同的含义。]
式(M2-3)所示的化合物例如可以通过使用式(M2-5)所示的化合物代替上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-5)所示的化合物来进行合成。
Figure BDA0001246154200000421
[式中,X3~X8、R3~R8、Xa、Xb、W3、W4和环B表示与上文相同的含义。]
在环A不具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M2-1)所示的化合物例如可以通过使式(M2-5)所示的化合物与式(M1-7)所示的化合物进行偶联反应由此进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
Figure BDA0001246154200000422
[式中,X3~X8、R3~R8、Xa、Xb、W3、W4和环C表示与上文相同的含义。]
[制造方法4]
作为式(2)所示的金属络合物的实施方式之一的式(2’)所示的金属络合物例如可以通过与上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]同样的方法进行制造。
具体来说,可以通过使用式(M2-8)所示的金属络合物(式(M2-8)所示的金属络合物为式(2)所示的金属络合物的实施方式之一)代替上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]中的式(M1-8)所示的金属络合物来进行制造。该反应可以以与上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]中的反应同样的方法进行实施。
Figure BDA0001246154200000431
[式中,n1、n2、X3~X8、R3~R8、Xa、Xb、环B、A1-G1-A2、Z1和W1表示与上文相同的含义。在存在多个环B的情况下,它们可以相同也可以不同。]
式(M2-8)所示的金属络合物例如可以通过在上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的工序A1和工序B1中,使用上述式(M2-3)所示的化合物代替式(M1-1)所示的化合物来进行合成。
<式(3)所示的金属络合物的制造方法>
[制造方法5]
作为本发明的金属络合物的式(3)所示的金属络合物例如可以通过与上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]同样的方法进行制造。
具体来说,可以通过包含如下工序的方法进行制造:
使用式(M3-1)所示的化合物代替上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-1)所示的化合物来合成式(M3-2)所示的金属络合物的工序A3;和,
使式(M3-2)所示的金属络合物与式(M3-1)所示的化合物或A1-G1-A2所示的配体的前体进行反应的工序B3。工序A3和工序B3分别可以以与上述式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的工序A1和工序B1同样的方法进行实施。
Figure BDA0001246154200000441
[式中,X1、X2、X5~X8、R1、R2、R5~R8、Xa、Xb和环A表示与上文相同的含义。]
在环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M3-1)所示的化合物例如可以通过使用式(M3-3)所示的化合物代替上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-3)所示的化合物来进行合成。
Figure BDA0001246154200000442
[式中,X1、X2、X5~X8、R1、R2、R5~R8、Xa、Xb、环B、Z1和W1表示与上文相同的含义。]
式(M3-3)所示的化合物例如可以通过使用式(M3-5)所示的化合物代替上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的式(M1-5)所示的化合物来进行合成。
Figure BDA0001246154200000451
[式中,X1、X2、X5~X8、R1、R2、R5~R8、Xa、Xb、W3、W4和环B表示与上文相同的含义。]
在环A不具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的情况下,式(M3-1)所示的化合物例如可以通过使式(M3-5)所示的化合物与式(M1-7)所示的化合物进行偶联反应由此进行制造。该偶联反应与针对作为式(M1-1)所示的化合物的环A具有上述式(D-A)或式(D-B)所示的基团作为取代基的化合物进行的说明相同。
Figure BDA0001246154200000452
[式中,X1、X2、X5~X8、R1、R2、R5~R8、Xa、Xb、W3、W4和环C表示与上文相同的含义。]
[制造方法6]
作为式(3)所示的金属络合物的实施方式之一的式(3’)所示的金属络合物例如可以通过与上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]同样的方法进行制造。
具体来说,可以通过使用式(M3-8)所示的金属络合物(式(M3-8)所示的金属络合物为式(3)所示的金属络合物的实施方式之一)代替上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]中的式(M1-8)所示的金属络合物来进行制造。该反应可以以与上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法2]中的反应同样的方法进行实施。
Figure BDA0001246154200000461
[式中,n1、n2、X1、X2、X5~X8、R1、R2、R5~R8、Xa、Xb、环B、A1-G1-A2、Z1和W1表示与上文相同的含义。在存在多个环B的情况下,它们可以相同也可以不同。]
式(M3-8)所示的金属络合物例如可以通过在上述的式(1)所示的金属络合物的[制造方法1]中的工序A1和工序B1中,使用上述式(M3-3)所示的化合物代替式(M1-1)所示的化合物来进行合成。
[制造方法1~6中的偶联反应]
偶联反应中,为了促进反应,可以使用钯催化剂等催化剂。钯催化剂例如可以举出乙酸钯、双(三苯基膦)二氯化钯(II)、四(三苯基膦)钯(0)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)。
钯催化剂可以与三苯基膦、三(邻甲苯基)膦、三(叔丁基)膦、三环己基膦、1,1’-双(二苯膦基)二茂铁等磷化合物合用。
在偶联反应中使用钯催化剂的情况下,其量相对于式(M1-3)、式(M1-4)、式(M1-4-1a)、式(M1-4-1b)、式(M1-4-2a)、式(M1-4-2b)、式(M1-5)、式(M1-6)、式(M1-7)、式(M1-8)、式(M2-3)、式(M2-5)、式(M2-8)、式(M3-3)、式(M3-5)或式(M3-8)所示的化合物1摩尔通常为有效量,优选以钯元素计为0.00001~10摩尔。
偶联反应中,根据需要可以合用碱。
在<金属络合物的制造方法>中进行说明的各反应中所使用的化合物、催化剂和溶剂各自可以使用单独一种也可以合用两种以上。
<组合物>
本发明的组合物含有:选自空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料、发光材料(与本发明的金属络合物不同)、抗氧化剂和溶剂中的至少一种的材料、以及本发明的金属络合物。
本发明的组合物中,本发明的金属络合物可以含有单独1种,也可以含有2种以上。
[主体材料]
本发明的金属络合物通过形成与具有选自空穴注入性、空穴传输性、电子注入性和电子传输性中的至少一个功能的主体材料的组合物,由此使用本发明的金属络合物得到的发光元件的外部量子效率更优异。本发明的组合物中,主体材料可以含有单独1种,也可以含有2种以上。
含有本发明的金属络合物和主体材料的组合物中,本发明的金属络合物的含量在将本发明的金属络合物与主体材料的合计设为100重量份的情况下,通常为0.01~80重量份,优选为0.05~50重量份,更优选为0.1~40重量份,进一步优选为0.5~35重量份,特别优选为1~20重量份。
为了使用本发明的组合物得到的发光元件的外部量子效率更优异,主体材料具有的最低激发三重态状态(T1)优选为与本发明的金属络合物具有的最低激发三重态状态(T1)同等的能级或者更高的能级。
从利用溶液涂布工艺制作使用本发明的组合物得到的发光元件的观点出发,主体材料优选在能够溶解本发明的金属络合物的溶剂中显示溶解性。
主体材料分类为低分子化合物和高分子化合物。
可用于主体材料的低分子化合物例如可以举出具有咔唑结构的化合物、具有三芳基胺结构的化合物、具有菲咯啉结构的化合物、具有三芳基三嗪结构的化合物、具有唑结构的化合物、具有苯并噻吩结构的化合物、具有苯并呋喃结构的化合物、具有芴结构的化合物、具有螺芴结构的化合物。可用于主体材料的低分子化合物的具体例可以举出下述所示的化合物。
Figure BDA0001246154200000481
主体材料中使用的高分子化合物例如可以举出作为后述的空穴传输材料的高分子化合物、作为后述的电子传输材料的高分子化合物。
[高分子主体]
对于优选作为主体化合物的高分子化合物(以下也称作“高分子主体”)进行说明。
高分子主体优选为包含式(Y)所示的结构单元的高分子化合物。
ArY1所示的亚芳基更优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-6)~式(A-10)、式(A-19)或式(A-20)所示的基团,进一步优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-7)、式(A-9)或式(A-19)所示的基团,这些基团可具有取代基。
ArY1所示的二价杂环基更优选为式(AA-1)~式(AA-4)、式(AA-10)~式(AA-15)、式(AA-18)~式(AA-21)、式(A-33)或式(A-34)所示的基团,进一步优选为式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-12)、式(AA-14)或式(AA-33)所示的基团,这些基团可具有取代基。
ArY1所示的至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团中的亚芳基和二价杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围分别与上述的ArY1所示的亚芳基和二价杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围同样。
“至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团”例如可以举出下述式所示的基团,他们可具有取代基。
Figure BDA0001246154200000491
[式中,RXX表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。]
RXX优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可具有取代基。
ArY1所示的基团可具有的取代基优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可以进一步具有取代基。
式(Y)所示的结构单元例如可以举出式(Y-1)~(Y-10)所示的结构单元,从使用高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命的观点出发,优选为式(Y-1)、(Y-2)或(Y-3)所示的结构单元,从电子传输性的观点出发,优选为式(Y-4)~(Y-7)所示的结构单元,从空穴传输性的观点出发,优选为式(Y-8)~(Y-10)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000492
[式中,RY1表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。存在的多个RY1可以相同也可以不同,相邻的RY1彼此可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。]
RY1优选为氢原子、烷基、环烷基或芳基,这些基团可具有取代基。
式(Y-1)所示的结构单元优选为式(Y-1’)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000501
[式中,RY11表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。存在的多个RY11可以相同也可以不同。]
RY11优选为烷基、环烷基或芳基,更优选为烷基或环烷基,这些基团可具有取代基。
Figure BDA0001246154200000502
[式中,RY1表示与上文相同的含义。XY1表示-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-或-C(RY2)2-C(RY2)2-所示的基团。RY2表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。存在的多个RY2可以相同也可以不同,RY2彼此可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。]
RY2优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,更优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可具有取代基。
在XY1中,-C(RY2)2-所示的基团中的2个RY2的组合优选为:双方为烷基或环烷基;双方为芳基;双方为一价杂环基;或者一方为烷基或环烷基而另一方为芳基或一价杂环基,更优选为:一方为烷基或环烷基而另一方为芳基,这些基团可具有取代基。存在的2个RY2可以相互发生键合并与各自所键合的原子一起形成环,在RY2形成环的情况下,-C(RY2)2-所示的基团优选为式(Y-A1)~(Y-A5)所示的基团,更优选为式(Y-A4)所示的基团,这些基团可具有取代基。
Figure BDA0001246154200000503
XY1中,-C(RY2)=C(RY2)-所示的基团中的2个RY2的组合优选为:双方为烷基或环烷基;或者一方为烷基或环烷基而另一方为芳基,这些基团可具有取代基。
XY1中,-C(RY2)2-C(RY2)2-所示的基团中的4个RY2优选为可具有取代基的烷基或环烷基,存在的多个RY2可以相互发生键合并与各自所键合的原子一起形成环,在RY2形成环的情况下,-C(RY2)2-C(RY2)2-所示的基团优选为式(Y-B1)~(Y-B5)所示的基团,更优选为式(Y-B3)所示的基团,这些基团可具有取代基。
Figure BDA0001246154200000511
[式中,RY2表示与上文相同的含义。]
式(Y-2)所示的结构单元优选为式(Y-2’)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000512
[式中,RY1和XY1表示与上文相同的含义。]
Figure BDA0001246154200000513
[式中,RY1和XY1表示与上文相同的含义。]
式(Y-3)所示的结构单元优选为式(Y-3’)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000514
[式中,RY11和XY1表示与上文相同的含义。]
Figure BDA0001246154200000521
[式中,RY1表示与上文相同的含义。RY3表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。]
RY3优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,更优选为芳基,这些基团可具有取代基。
式(Y-4)所示的结构单元优选为式(Y-4’)所示的结构单元。式(Y-6)所示的结构单元优选为式(Y-6’)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000522
[式中,RY1和RY3表示与上文相同的含义。]
Figure BDA0001246154200000523
[式中,RY1表示与上文相同的意义。RY4表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。]
RY4优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基,更优选为芳基,这些基团可具有取代基。
式(Y)所示的结构单元例如可以举出:包含式(Y-101)~(Y-121)所示的亚芳基的结构单元、包含式(Y-201)~(Y-206)所示的二价杂环基的结构单元、包含式(Y-301)~(Y-304)所示的至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团的结构单元。
Figure BDA0001246154200000531
Figure BDA0001246154200000541
出于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,式(Y)所示的结构单元中ArY1为亚芳基的结构单元相对于高分子化合物中包含的结构单元的合计量优选为0.5~100摩尔%,更优选为60~95摩尔%。
出于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的电荷传输性优异,式(Y)所示的结构单元中ArY1为二价杂环基、或者至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团的结构单元相对于高分子化合物中包含的结构单元的合计量优选为0.5~30摩尔%,更优选为3~20摩尔%。
式(Y)所示的结构单元在高分子主体中可以仅包含1种,也可以包含2种以上。
出于空穴传输性优异,高分子主体优选还包含下述式(X)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000551
[式中,aX1和aX2各自独立地表示0以上的整数。ArX1和ArX3各自独立地表示亚芳基或二价杂环基,这些基团可具有取代基。ArX2和ArX4各自独立地表示亚芳基、二价杂环基、或者至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团,这些基团可具有取代基。RX1、RX2和RX3各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,这些基团可具有取代基。]
出于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,aX1优选为2以下,更优选为1。
出于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,aX2优选为2以下,更优选为0。
RX1、RX2和RX3优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基,更优选为芳基,这些基团可具有取代基。
ArX1和ArX3所示的亚芳基更优选为式(A-1)或式(A-9)所示的基团,进一步优选为式(A-1)所示的基团,这些基团可具有取代基。
ArX1和ArX3所示的二价杂环基更优选为式(AA-1)、式(AA-2)或式(AA-7)~式(AA-26)所示的基团,这些基团可具有取代基。
ArX1和ArX3优选为可具有取代基的亚芳基。
ArX2和ArX4所示的亚芳基更优选为式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)~式(A-11)或式(A-19)所示的基团,这些基团可具有取代基。
ArX2和ArX4所示的二价杂环基的更优选的范围与ArX1和ArX3所示的二价杂环基的更优选的范围相同。
ArX2和ArX4所示的至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团中的亚芳基和二价杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围分别与ArX1和ArX3所示的亚芳基和二价杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围同样。
ArX2和ArX4所示的至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团可以举出与式(Y)的ArY1所示的至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团同样的基团。
ArX2和ArX4优选为可具有取代基的亚芳基。
ArX1~ArX4和RX1~RX3所示的基团可具有的取代基优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可以进一步具有取代基。
式(X)所示的结构单元优选为式(X-1)~(X-7)所示的结构单元,更优选为式(X-1)~(X-6)所示的结构单元,进一步优选为式(X-3)~(X-6)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000561
Figure BDA0001246154200000571
[式中,RX4和RX5各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、卤原子、一价杂环基或氰基,这些基团可具有取代基。存在的多个RX4可以相同也可以不同。存在的多个RX5可以相同也可以不同,相邻的RX5彼此可以相互键合并与各自所键合的原子一起形成环。]
出于空穴传输性优异,式(X)所示的结构单元相对于高分子主体中包含的结构单元的合计量优选为0.1~50摩尔%,更优选为1~40摩尔%,进一步优选为2~30摩尔%。
式(X)所示的结构单元例如可以举出式(X1-1)~(X1-11)所示的结构单元,优选为式(X1-3)~(X1-10)所示的结构单元。
Figure BDA0001246154200000572
Figure BDA0001246154200000581
在高分子主体中,式(X)所示的结构单元可以仅包含一种,也可以包含两种以上。
高分子主体例如可以举出下述表1的高分子化合物P-1~P-7。
高分子主体例如可以举出下述表1的高分子化合物P-1~P-7。
表1
Figure BDA0001246154200000591
[表中,p、q、r、s和t表示各结构单元的摩尔比率。p+q+r+s+t=100且100≥p+q+r+s≥70。其他结构单元是指,除式(Y)所示的结构单元、式(X)所示的结构单元以外的结构单元。]
高分子主体可以是嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物中的任一种,也可以是其它的形态,从上述观点出发,优选为将两种以上的原料单体共聚而成的共聚物。
<高分子主体的制造方法>
高分子主体可以使用Chemical Review(Chem.Rev.),第109卷,897-1091页(2009年)等中记载的公知的聚合方法进行制造,可例示通过Suzuki反应、Yamamoto反应、Buchwald反应、Stille反应、Negishi反应及Kumada反应等使用过渡金属催化剂的偶联反应进行聚合的方法。
上述聚合方法中,投入单体的方法可以举出:将单体总量一次性投入反应体系的方法;将单体的一部分投入并进行反应后,将其余的单体一次性投入、连续投入或分批投入的方法;连续或分批投入单体的方法等
过渡金属催化剂没有特别限定,可以举出钯催化剂、镍催化剂。
聚合反应的后处理单独或组合利用公知的方法进行,例如:通过分液除去水溶性杂质的方法;在甲醇等低级醇中加入聚合反应后的反应液,过滤析出的沉淀后进行干燥的方法等。高分子主体的纯度低的情况下,例如可以用重结晶、再沉淀、利用索氏提取器的连续萃取、柱色谱等通常的方法进行纯化。
含有本发明的金属络合物和溶剂的组合物(以下有时称作“墨液”)适合于使用喷墨印刷法、喷嘴印刷法等印刷法的发光元件的制作。
墨液的粘度可以根据印刷法的种类进行调整即可,在应用于喷墨印刷法等溶液经由喷出装置的印刷法的情况下,为了防止喷出时的堵塞和飞行弯曲,优选在25℃为1~20mPa·s。
墨液中包含的溶剂优选为可溶解或均匀分散该墨液中的固体成分的溶剂。溶剂例如可以举出:1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等氯系溶剂;四氢呋喃、二氧六环、苯甲醚、4-甲基苯甲醚等醚系溶剂;甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、正己基苯、环己基苯等芳香族烃系溶剂;环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二烷、联环己烷等脂肪族烃系溶剂;丙酮、甲乙酮、环己酮、苯乙酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯、苯甲酸甲酯、乙酸苯酯等酯系溶剂;乙二醇、甘油、1,2-己二醇等多元醇系溶剂;异丙醇、环己醇等醇系溶剂;二甲亚砜等亚砜系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂。溶剂可以使用单独一种也可以合用两种以上。
墨液中,溶剂的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1000~100000重量份,优选为2000~20000重量份。
[空穴传输材料]
空穴传输材料分类为低分子化合物和高分子化合物,优选为高分子化合物,更优选为具有交联基的高分子化合物。
高分子化合物例如可以举出聚乙烯咔唑及其衍生物;在侧链或主链具有芳香族胺结构的聚亚芳基及其衍生物。高分子化合物可以是键合有电子接受性部位的化合物。电子接受性部位例如可以举出富勒烯、四氟四氰基醌二甲烷、四氰基乙烯、三硝基芴酮等,优选为富勒烯。
本发明的组合物中,空穴传输材料的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
空穴传输材料可以使用单独一种也可以合用两种以上。
[电子传输材料]
电子传输材料分类为低分子化合物和高分子化合物。电子传输材料可以具有交联基。
低分子化合物例如可以举出以8-羟基喹啉为配体的金属络合物、噁二唑、蒽醌二甲烷、苯醌、萘醌、蒽醌、四氰基蒽醌二甲烷、芴酮、二氰基二苯乙烯和联苯醌、以及它们的衍生物。
高分子化合物例如可以举出聚苯、聚芴、以及它们的衍生物。高分子化合物可以经金属掺杂。
本发明的组合物中,电子传输材料的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
电子传输材料可以使用单独一种也可以合用两种以上。
[空穴注入材料和电子注入材料]
空穴注入材料和电子注入材料各自分类为低分子化合物和高分子化合物。空穴注入材料和电子注入材料可以具有交联基。
低分子化合物例如可以举出铜酞菁等金属酞菁;碳;钼、钨等金属氧化物;氟化锂、氟化钠、氟化铯、氟化钾等金属氟化物。
高分子化合物例如可以举出聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙烯撑、聚亚噻吩基亚乙烯基、聚喹啉和聚喹喔啉、以及它们的衍生物;在主链或侧链包含式(X)所示的基团的聚合物等导电性高分子。
本发明的组合物中,空穴注入材料和电子注入材料的配合量各自相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
空穴注入材料和电子注入材料各自可以使用单独一种也可以合用两种以上。
[离子掺杂]
在空穴注入材料或电子注入材料包含导电性高分子的情况下,导电性高分子的电导率优选为1×10-5S/cm~1×103S/cm。为了将导电性高分子的电导率设为该范围,可以在导电性高分子中掺杂适量的离子。
掺杂的离子的种类在空穴注入材料的情况下为阴离子,在电子注入材料的情况下为阳离子。阴离子例如可以举出聚苯乙烯磺酸离子、烷基苯磺酸离子、樟脑磺酸离子。阳离子例如可以举出锂离子、钠离子、钾离子、四丁基铵离子。
掺杂的离子可以仅为一种也可以为二种以上。
[发光材料]
发光材料(与本发明的金属络合物不同)分类为低分子化合物和高分子化合物。发光材料可以具有交联基。
低分子化合物例如可以举出萘及其衍生物、蒽及其衍生物、苝及其衍生物、以及以铱、铂或铕作为中心金属的三重态发光络合物。
高分子化合物例如可以举出包含亚苯基、萘二基、芴二基、菲二基、二氢菲二基、式(X)所示的基团、咔唑二基、吩噁嗪二基、吩噻嗪二基、蒽二基、芘二基等的高分子化合物。
发光材料可包含低分子化合物和高分子化合物,优选包含三重态发光络合物和高分子化合物。
三重态发光络合物例如可以举出以下所示的金属络合物。
Figure BDA0001246154200000621
Figure BDA0001246154200000631
本发明的组合物中,发光材料的含量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为0.1~400重量份。
[抗氧化剂]
抗氧化剂只要是可溶于与本发明的金属络合物同样的溶剂且不阻碍发光和电荷传输的化合物即可,例如可以举出酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂。
本发明的组合物中,抗氧化剂的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为0.001~10重量份。
抗氧化剂可以使用单独一种也可以合用两种以上。
<膜>
膜含有本发明的金属络合物。
膜也包括通过交联使得本发明的金属络合物在溶剂中不溶化的不溶化膜。不溶化膜是通过加热、光照射等外部刺激使得本发明的金属络合物交联而得到的膜。不溶化膜由于实质上不溶于溶剂,因此能够适宜地用于发光元件的层叠化。
用于使膜交联的加热的温度通常为25~300℃,出于外部量子效率良好,优选为50~250℃,更优选为150~200℃。
用于使膜交联的光照射所使用的光的种类例如为紫外光、近紫外光、可见光。
膜适合作为发光元件中的空穴传输层、空穴注入层或发光层,更适合作为发光层。
膜可以使用墨液通过例如旋涂法、流延法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸渍涂布法、喷涂涂布法、丝网印刷法、柔性版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法、毛细管涂布法、喷嘴涂布法进行制作。
膜的厚度通常为1nm~10μm。
<发光元件>
本发明的发光元件为使用本发明的金属络合物得到的发光元件,可以是含有本发明的金属络合物的发光元件,可以是含有在分子内或分子间发生交联后的本发明的金属络合物(交联体)的发光元件,也可以是含有在分子内和分子间发生交联后的本发明的金属络合物(交联体)的发光元件。
本发明的发光元件的构成例如具有包含阳极和阴极的电极、和使用设置在该电极间的本发明的金属络合物得到的层。
[层构成]
使用本发明的金属络合物得到的层通常为发光层、空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层中的1种以上的层,优选为发光层。这些层分别包含发光材料、空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料。这些层可以如下形成:分别使发光材料、空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料溶于上述的溶剂,制备墨液后使用,使用与上述的膜的制作相同的方法进行形成。
发光元件在阳极与阴极之间具有发光层。从空穴注入性及空穴传输性的观点出发,本发明的发光元件优选在阳极与发光层之间具有空穴注入层及空穴传输层中的至少1层,从电子注入性及电子传输性的观点出发,优选在阴极与发光层之间具有电子注入层和电子传输层中的至少1层。
空穴传输层、电子传输层、发光层、空穴注入层和电子注入层的材料除了本发明的金属络合物以外,分别可以举出上述的空穴传输材料、电子传输材料、发光材料、空穴注入材料和电子注入材料等。
空穴传输层的材料、电子传输层的材料和发光层的材料在发光元件的制作中各自可溶于在与空穴传输层、电子传输层和发光层相邻的层的形成时所使用的溶剂的情况下,为了避免该材料溶于该溶剂中,优选该材料具有交联基。使用具有交联基的材料形成各层后,使该交联基进行交联,由此可以使该层不溶化。
本发明的发光元件中,作为发光层、空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层等各层的形成方法,在使用低分子化合物的情况下,例如可以举出利用粉末的真空蒸镀法、基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法,在使用高分子化合物的情况下,例如可以举出基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法。
层叠的层的顺序、数量和厚度考虑外部量子效率和元件寿命进行调整即可。
[基板/电极]
发光元件中的基板只要是可以形成电极且在形成有机层时不发生化学性变化的基板即可,例如由玻璃、塑料、硅等材料构成的基板。不透明的基板的情况下,位置距基板最远的电极优选为透明或半透明。
阳极的材料例如可以举出导电性的金属氧化物、半透明的金属,优选为氧化铟、氧化锌、氧化锡;铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物等导电性化合物;银与钯与铜的复合体(APC);NESA、金、铂、银、铜。
阴极的材料例如可以举出锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、锌、铟等金属;这些之中的2种以上的合金;这些之中1种以上与银、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡之中1种以上的合金;以及石墨及石墨层间化合物。合金例如可以举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金。
阳极及阴极各自可以为2层以上的层叠结构。
[用途]
为了使用发光元件得到面状的发光,以面状的阳极与阴极叠合的方式配置即可。为了得到图案状的发光,有在面状的发光元件的表面设置设有图案状的窗的掩模的方法、使欲作为非发光部的层形成得极端厚而实质上成为不发光的方法、以图案状形成阳极或阴极、或者这两种电极的方法。利用这些中的任一方法形成图案,以能够独立进行开关(ON/OFF)的方式配置若干电极,由此可得到可以显示数字、文字等的分段型的显示装置。为了形成点阵显示装置,将阳极和阴极以共同形成条状并正交的方式进行配置即可。通过分别涂布多种的发光色不同的高分子化合物的方法、使用滤色器或荧光转换过滤器的方法,能够进行部分彩色显示、多色显示。点阵显示装置也能够进行无源驱动,也可以与TFT等组合进行有源驱动。这些显示装置可以用于计算机、电视、便携终端等的显示器。面状的发光元件可以适合地用作液晶显示装置的背光用的面状光源、或者面状的照明用光源。如果使用柔性的基板,则也可以用作曲面状的光源及显示装置。
实施例
以下,通过实施例进一步详细说明本发明,本发明不限定于这些实施例。
LC-MS的测定通过下述的方法进行。
将测定试样以约2mg/mL的浓度溶于氯仿或四氢呋喃,向LC-MS(安捷伦科技制、商品名:1100LCMSD)中注入约1μL。LC-MS的流动相一边改变乙腈和四氢呋喃的比率进行使用,一边以0.2mL/分钟的流量进行流通。柱使用L-column 2ODS(3μm)(化学物质评价研究机构制、内径:2.1mm、长度:100mm、粒径3μm)。
NMR的测定以下述的方法进行。
将5~10mg的测定试样溶于重氯仿(CDCl3)、重四氢呋喃(THF-d8)或重二氯甲烷(CD2Cl2),使用NMR装置(瓦里安(Varian,Inc.)制、商品名MERCURY 300、或者bruker制、商品名AVANCE600)进行测定。
作为化合物的纯度的指标,使用高效液相色谱(HPLC)面积百分率的值。该值只要没有特别记载,就为利用高效液相色谱(HPLC、岛津制作所制、商品名:LC-20A)的在254nm的值。此时,进行测定的化合物以0.01~0.2重量%的浓度溶于四氢呋喃或氯仿,在HPLC中根据浓度注入1~10μL。HPLC的流动相使用乙腈和四氢呋喃,以1mL/分钟的流速利用乙腈/四氢呋喃=100/0~0/100(容积比)的梯度分析进行流通。柱使用具有Kaseisorb LC ODS2000(东京化成工业制)或同等的性能的ODS柱。检测器使用光电二极管阵列检测器(岛津制作所制、商品名:SPD-M20A)。
TLC-MS的测定以下述的方法进行。
将测定试样以任意的浓度溶于甲苯、四氢呋喃或氯仿中任一种的溶剂,涂布于DART用TLC板(テクノァプリケ一ションズ公司制YSK5-100)上,使用TLC-MS(日本电子(JEOLLtd.)公司制、商品名JMS-T100TD(The AccuTOF TLC))进行测定。测定时的氦气温度在200~400℃的范围进行调节。
PLQY和发光谱的测定以下述的方法进行。
将金属络合物以0.0008重量%的浓度溶于二甲苯。将所得到的二甲苯溶液加入1cm见方的石英池后,利用氮气进行鼓泡来脱去氧,由此制作测定试样。对于所得到的测定试样,使用绝对PL量子产率测定装置(自动控制电动单色光源型)(C9920-02G浜松Photonics株式会社制)测定PLQY和发光谱,根据所得到的发光谱算出发光谱的半峰宽(以下也称作“FWHM”)。具体来说,将金属络合物的发光谱中的最大峰的发光强度归一化为1.0时,根据经归一化的发光强度为0.5的波长算出FWHM。经归一化的发光强度为0.5的波长存在三个以上的情况下,根据作为最短波长的波长和作为最长波长的波长算出。需要说明的是,激发波长为380nm。
<合成例1>化合物L1的合成
Figure BDA0001246154200000671
(步骤1:化合物L1b的合成)
化合物L1a依据国际公开第2012/086670号中记载的方法进行合成。
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1a(90g)和四氢呋喃(脱水品、1.6L),一边进行搅拌一边冷却至-68℃。之后,向其中滴加正丁基锂的正己烷溶液(2.65mol/L、90mL),在-68℃搅拌30分钟。之后,向其中滴加离子交换水(8mL),一边搅拌一边用时2小时升温至室温。之后,向其中加入甲苯,将所得到的溶液用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。使所得到的固体溶于正己烷/甲苯=1/1(体积基准)的混合溶剂。之后,向其中加入活性炭,在65℃搅拌1小时。将所得到的混合物使用硅胶进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到包含化合物L1b的白色固体(71.4g、产率98%)。化合物L1b的HPLC面积百分率值显示87.8%。
TLC-MS(DART positive):m/z=339[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.86(dd,1H),7.79(d,1H),7.54(d,1H),7.41-7.20(m,4H),2.22-2.12(m,4H),2.01-1.90(m,4H),1.73-1.58(m,2H),1.52-1.39(m,2H).
(步骤2:化合物L1c的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1b(71.4g)、双(频哪醇合)二硼(80.2g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(10.3g)、乙酸钾(62.0g)和1,2-二甲氧基乙烷(631mL),在80℃搅拌4小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯(950mL),利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩。之后,向其中加入己烷/甲苯=1∶1(体积基准)的混合溶剂(630mL)和活性炭,在70℃搅拌1小时。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用甲苯和乙腈的混合溶剂进行析晶,由此得到作为白色固体的化合物L1c(52.1g、产率64%)。所得到的化合物L1c的HPLC面积百分率值显示98.1%。
TLC-MS(DART positive):m/z=387[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.94-7.88(m,2H),7.77(d,1H),7.59(dd,1H),7.39(dd,1H),7.28(dt,1H),7.21(dt,1H),2.24-2.12(m,4H),2.02-1.90(m,4H),1.72-1.57(m,2H),1.48-1.33(m,14H).
(步骤3:化合物L1d的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1c(47.1g)、2,5-二溴吡啶(30.6g)、四(三苯基膦)钯(0)(2.82g)、甲苯(731mL)、四氢呋喃(366mL)、叔丁醇(488mL)、离子交换水(244mL)和40重量%四丁基氢氧化铵水溶液(316g),在50℃搅拌21小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,将所得到的有机层利用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸镁进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。使所得到的固体溶于甲苯/氯仿=1/2(体积基准)的混合溶剂,在60℃进行搅拌后,利用敷设硅胶的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用氯仿和甲醇的混合溶剂进行析晶,由此得到作为白色固体的化合物L1d(44.1g、产率87%)。所得到的化合物L1d的HPLC面积百分率值显示97.8%。
TLC-MS(DART positive):m/z=416[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.72(dd,1H),8.03(d,1H),7.99(d,1H),7.93(dd,1H),7.88(dd,1H),7.81(dd,1H),7.68(dd,1H),7.40(dd,1H),7.29(dt,1H),7.23(dt,1H),2.28-2.14(m,4H),2.07-1.93(m,4H),1.74-1.62(m,2H),1.51-1.39(m,2H).
(步骤4:化合物L1e的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1d(41.1g)、双(频哪醇合)二硼(37.6g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(4.8g)、乙酸钾(29.0g)和1,2-二甲氧基乙烷(296mL),在80℃搅拌3.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯(593mL),利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩。之后,向其中加入己烷/甲苯=1∶2(体积基准)的混合溶剂和活性炭,在70℃搅拌2小时。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用甲苯和乙腈的混合溶剂进行析晶,由此得到作为白色固体的化合物L1e(32.6g、产率71%)。所得到的化合物L1e的HPLC面积百分率值显示99.5%。
TLC-MS(DART positive):m/z=464[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.94(dd,1H),8.10-8.07(m,2H),8.00(d,1H),7.94(dd,1H),7.89(dd,1H),7.73(dd,1H),7.40(dd,1H),7.32-7.20(m,2H),2.30-2.15(m,4H),2.09-1.94(m,4H),1.75-1.60(m,2H),1.51-1.39(m,2H),1.35(s,12H).
(步骤5:化合物L1的合成)
化合物L1f依据日本特开2008-179617号公报中记载的方法进行合成。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1e(19.6g)、化合物L1f(19.28g)、四(三苯基膦)钯(0)(980mg)、甲苯(233mL)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(124.6g),在70℃搅拌3.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,将所得到的溶液用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。向所得到的固体中加入正庚烷/甲苯=1∶1(体积基准)的混合溶剂和活性炭,在55℃搅拌30分钟。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用甲苯和乙醇的混合溶剂进行析晶后,进行减压干燥,由此得到作为白色固体的化合物L1(25.6g、产率89%)。化合物L1的HPLC面积百分率值显示99.5%以上。
TLC-MS(DART positive):m/z=681[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=10.01(d,1H),9.09(d,1H),8.71(d,4H),8.28(s,1H),8.10-7.98(m,4H),7.64(d,4H),7.44(dd,1H),7.36-7.24(m,2H),2.37-2.30(m,2H),2.27-2.19(m,2H),2.16-1.97(m,4H),1.79-1.63(m,2H),1.56-1.42(m,20H).
<实施例1>金属络合物M1的合成
Figure BDA0001246154200000711
(步骤1:金属络合物M1a的合成)
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1(11.33g)和2-乙氧基乙醇(1085mL),加热至80℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(362mL)的氯化铱(III)n水合物(2.55g)后,在105℃搅拌19小时。对所得到的反应液进行加热,蒸馏溶剂直至反应液达到约700mL。之后,向其中加入2-乙氧基乙醇(380mL),在133℃搅拌64小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入至乙醇(1628mL)中,搅拌1.5小时。将所得到的混合物进行过滤,使所得到的残渣溶于二氯甲烷后,用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。将所得到的固体在50℃减压干燥一夜,由此得到包含金属络合物M1a的红色固体(9.57g)。重复进行该操作,由此得到包含金属络合物M1a的红色固体的所需量。
(步骤2:金属络合物M1的合成)
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入包含金属络合物M1a的红色固体(11.48g)、三氟甲磺酸银(2.23g)、二氯甲烷(36mL)和乙腈(3.6mL),搅拌3.5小时。将所得到的反应液利用氧化铝柱色谱(乙腈)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到红色固体(以下称作“红色固体M1b”)(10.54g)。重复进行该操作,由此得到红色固体M1b的所需量。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入红色固体M1b(12.9g)、化合物L1(9.85g)、2,6-二甲基吡啶(7.75g)和二乙二醇二甲醚(109mL),在155℃搅拌43小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入乙醇(326mL),在0℃搅拌1.5小时。将所得到的混合物进行过滤,使所得到的固体溶于二氯甲烷后,进行过滤。对所得到的滤液进行减压浓缩,利用硅胶柱色谱(己烷和二氯甲烷的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到固体。使所得到的固体溶于甲苯后,加入活性白土,在65℃搅拌30分钟。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。将所得到的固体用乙酸乙酯进行洗涤后,进行过滤,将所得到的固体在50℃减压干燥一夜,由此得到作为红色固体的金属络合物M1(5.3g)。所得到的金属络合物M1的HPLC面积百分率值显示99.4%。
LC-MS(ESI positive):m/z=2270[M+K]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=9.68(d,3H),9.20(dd,3H),8.43(d,12H),8.29(d,3H),7.95(s,3H),7.41-7.39(m,15H),7.28(d,3H),7.22(d,3H),7.06(t,3H),6.77(t,3H),2.32-2.11(m,15H),2.05-1.91(m,9H),1.84-1.57(m,9H),1.48-1.38(m,3H),1.20(s,54H).
<合成例2>化合物L2的合成
Figure BDA0001246154200000731
(步骤1:化合物L2b的合成)
化合物L1a依据国际公报第2012/086670号中记载的方法进行合成。
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物L1a(37g)和四氢呋喃(脱水品、657mL),一边搅拌一边冷却至-68℃。之后,向其中滴加正丁基锂的正己烷溶液(1.58mol/L、61mL),在-68℃搅拌1小时。之后,向其中滴加1-碘丁烷(33g),一边搅拌一边升温至室温。之后,向其中加入甲苯,将所得到的溶液用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。向所得到的固体中加入甲醇后,进行搅拌,滤取产生的沉淀由此得到固体。将所得到的固体利用硅胶柱色谱(己烷)进行纯化,在减压下除去溶剂,由此得到固体。将所得到的固体在50℃减压干燥一夜,由此得到作为白色固体的化合物L2b(14.5g、产率41%)。化合物L2b的HPLC面积百分率值显示97.4%。
TLC-MS(DART positive):m/z=395[M+H]+
(步骤2:化合物L2c的合成)
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物L2b(14.3g)、双(频哪醇合)二硼(16.0g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(1.03g)、乙酸钾(12.4g)和1,2-二甲氧基乙烷(105mL),在80℃搅拌15小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯(160mL),利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩。之后,向其中加入己烷(105mL)和活性炭,在65℃搅拌1小时。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用甲苯和乙腈的混合溶剂进行析晶,由此得到作为白色固体的化合物L2c(12.5g、产率78%)。所得到的化合物L2c的HPLC面积百分率值显示97.1%。
TLC-MS(DART positive):m/z=442[M]+
1H-NMR(CD2Cl2,600MHz):δ(ppm)=7.85(d,1H),7.81(d,1H),7.74(d,1H),7.56(dd,1H),7.18(d,1H),7.04(dd,1H),2.60(t,2H),2.20-2.13(m,4H),1.98-1.92(m,4H),1.67-1.58(m,4H),1.44-1.34(m,4H),1.33(s,12H),0.94(t,3H).
(步骤3:化合物L2d的合成)
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物L2c(12.4g)、2,5-二溴吡啶(8.0g)、四(三苯基膦)钯(0)(650mg)、甲苯(167mL)、四氢呋喃(84mL)、叔丁醇(112mL)、离子交换水(56mL)和40重量%四丁基氢氧化铵水溶液(73g),在50℃搅拌19小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,将所得到的有机层利用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸镁进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。使所得到的固体溶于甲苯,利用敷设硅胶的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。将所得到的固体用甲醇进行洗涤后,进行滤取,由此得到作为白色固体的化合物L2d(11.4g、产率86%)。所得到的化合物L2d的HPLC面积百分率值显示96.2%。
TLC-MS(DART positive):m/z=472[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,600MHz):δ(ppm)=8.71(d,1H),8.02(d,1H),7.95(d,1H),7.87(dd,1H),7.83(d,1H),7.79(dd,1H),7.68(d,1H),7.21(d,1H),7.06(dd,1H),2.62(t,2H),2.25-2.16(m,4H),2.04-1.95(m,4H),1.70-1.59(m,4H),1.47-1.35(m,4H),0.94(t,3H).
(步骤4:化合物L2e的合成)
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物L2d(11.3g)、双(频哪醇合)二硼(9.1g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(560mg)、乙酸钾(7.1g)和1,2-二甲氧基乙烷(60mL),在80℃搅拌3.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯(90mL),利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩。之后,向其中加入己烷和活性炭,在70℃搅拌2小时。将所得到的混合物利用敷设硅藻土的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到作为无色油状物的化合物L2e(11.1g、产率89%)。所得到的化合物L2e的HPLC面积百分率值显示99.5%以上。
TLC-MS(DART positive):m/z=520[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,600MHz):δ(ppm)=8.93(d,1H),8.08-8.07(m,2H),7.96(d,1H),7.87(dd,1H),7.84(d,1H),7.77(dd,1H),7.21(d,1H),7.06(dd,1H),2.62(t,2H),2.27-2.23(m,2H),2.20-2.16(m,2H),2.06-1.96(m,4H),1.70-1.59(m,4H),1.48-1.35(m,16H),0.94(t,3H).
(步骤5:化合物L2的合成)
化合物L1f依据日本特开2008-179617号公报中记载的方法进行合成。
将遮光的反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物L2e(8.3g)、化合物L1f(7.29g)、四(三苯基膦)钯(0)(370mg)、甲苯(88mL)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(47g),在70℃搅拌4小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,将所得到的溶液用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。将所得到的固体利用硅胶柱色谱(己烷和甲苯的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到固体。将所得到的固体在50℃减压干燥一夜,由此得到作为浅黄绿色固体的化合物L2(8.2g、产率70%)。化合物L2的HPLC面积百分率值显示99.5%。
TLC-MS(DART positive):m/z=737[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=10.00(dd,1H),9.07(dd,1H),8.71(dt,4H),8.25(s,1H),8.06-7.99(m,3H),7.89(m,1H),7.64(dt,4H),7.24(dd,1H),7.10(dd,1H),2.65(t,2H),2.36-2.28(m,2H),2.26-2.18(m,2H),2.15-1.97(m,4H),1.79-1.60(m,4H),1.56-1.37(m,22H),0.97(t,3H).
<实施例2>金属络合物M2的合成
Figure BDA0001246154200000761
(步骤1:金属络合物M2a的合成)
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L2(5.2g)和2-乙氧基乙醇(473mL),加热至80℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(158mL)的氯化铱(III)n水合物(1.11g)后,在105℃搅拌8小时。对所得到的反应液进行加热,蒸馏溶剂直至反应液达到约300mL。之后,向其中加入2-乙氧基乙醇(150mL),在133℃搅拌64小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入乙醇(630mL),搅拌15分钟。将所得到的混合物进行过滤,使所得到的残渣溶于二氯甲烷后,用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。将所得到的固体在50℃减压干燥一夜,由此得到包含金属络合物M2a的红色固体(4.4g)。
(步骤2:金属络合物M2的合成)
将遮光的反应容器内设为氩气气氛后,加入包含金属络合物M2a的红色固体(4.1g)、三氟甲磺酸银(740mg)、二氯甲烷(12mL)和乙腈(1.2mL),搅拌4小时。将所得到的反应液利用氧化铝柱色谱(乙腈)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到红色固体(以下称作“红色固体M2b”)(3.9g)。
将遮光的反应容器内设为氩气气氛后,加入红色固体M2b(1.3g)、化合物L2(1.0g)、2,6-二甲基吡啶(750mg)和二乙二醇二甲醚(21mL),在155℃搅拌43小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入至乙醇(60mL)中,在0℃搅拌1.5小时。将所得到的混合物进行过滤,使所得到的固体溶于甲苯后,进行过滤。对所得到的滤液进行减压浓缩,用硅胶柱色谱(甲苯和己烷的混合溶剂)进行纯化,在50℃减压干燥一夜,由此得到作为红色固体的金属络合物M2(630mg)。所得到的金属络合物M2的HPLC面积百分率值显示98.2%。
LC-MS(APCI positive):m/z=2400[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=9.67(d,3H),9.18(dd,3H),8.42(d,12H),8.26(d,3H),7.92(s,3H),7.40(d,12H),7.36(s,3H),7.13(d,3H),7.08(d,3H),6.60(dd,3H),2.48(t,6H),2.34-1.14(m,102H),0.87(t,9H).
<比较例1>金属络合物CM1的合成
金属络合物CM1依据日本特开2011-105701号公报中记载的方法进行合成。
Figure BDA0001246154200000781
<测定例1>金属络合物M1的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M1的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在628nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为45nm,PLQY为67%。将金属络合物M1的发光谱示于图1。
<测定例2>金属络合物M2的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M2的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在633nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为44nm,PLQY为68%。金属络合物M2的发光谱示于图1。
<测定例C1>金属络合物CM1的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物CM1的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在615nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为88nm,PLQY为53%。金属络合物CM1的发光谱示于图1。
由这些结果可知,本发明的金属络合物M1和金属络合物M2相比于金属络合物CM1,量子产率和发光谱的FWHM优异。
<合成例3>化合物L3的合成
Figure BDA0001246154200000791
(化合物L3b的合成)
化合物L3a依据国际公开第2012/086671号中记载的方法进行合成。
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3a(2.00g)和四氢呋喃(22.5mL),一边搅拌一边冷却至-68℃。之后,向其中滴加正丁基锂的正己烷溶液(2.65mol/L、1.3mL),在-68℃搅拌3小时。之后,向其中滴加离子交换水(0.3g),一边进行搅拌一边用时一夜升温至室温。之后,向其中加入庚烷,将所得到的混合物用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,在50℃进行减压干燥,由此作为无色液体(1.66g)得到作为异构体混合物的化合物L3b。所得到的化合物L3b的HPLC面积百分率值显示88.6%。
TLC-MS(DART positive):m/z=510[M]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.65(t,1H),7.56(d,1H),7.45-7.37(m,2H),7.33-7.27(m,3H),2.07-1.81(m,2H),1.73-0.76(m,38H).
(化合物L3c的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3b(0.84g)、双(频哪醇合)二硼(0.48g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(0.01g)、乙酸钾(0.50g)和1,4-二氧六环(8.3g),在回流下搅拌7.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到粗料L3c-1。
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3b(0.80g)、双(频哪醇合)二硼(0.45g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(0.01g)、乙酸钾(0.54g)和1,4-二氧六环(8.1g),在回流下搅拌7小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物进行过滤、对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到粗料L3c-2。
将上文中得到的粗料L3c-1和L3c-2、以及庚烷和活性炭混合,在室温搅拌30分钟。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此作为无色液体得到作为异构体混合物的化合物L3c(1.87g)。化合物L3c的HPLC面积百分率值显示82.9%。
TLC-MS(DART positive):m/z=559[M+H]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.82-7.65(m,4H),7.34-7.22(m,3H),2.05-1.84(m,2H),1.76-0.76(m,50H).
(化合物L3的合成)
化合物L3由东京化成工业社购入。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3c(1.10g)、化合物L3d(0.61g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.02g)、甲苯(19.4g)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(5.8g),在80℃搅拌7.5小时。将所得到的反应液冷却至室温,由此得到反应液L3-1。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3c(0.60g)、化合物L3d(0.35g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.01g)、甲苯(10.7g)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(3.2g),在80℃搅拌9.5小时。将所得到的反应液冷却至室温,由此得到反应液L3-2。
将上文中得到的反应液L3-1与反应液L3-2混合,用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到液体。将所得到的液体利用硅胶柱色谱(己烷和氯仿的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到液体。将所得到的液体通过日本分析工业制循环分离装置LC908(GPC柱JAIGEL-2.5H)进行纯化,将溶剂在减压下除去,将所得到的液体在50℃进行减压干燥,由此作为无色液体得到作为异构体混合物的化合物L3(0.84g)。化合物L3的HPLC面积百分率值显示99.5%以上。
TLC-MS(DART positive):m/z=560[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.62(d,1H),8.21(dd,1H),7.93(t,2H),7.87-7.80(m,1H),7.78-7.53(m,5H),7.44-7.29(m,3H),2.13-1.90(m,2H),1.84-0.47(m,38H).
<实施例3>金属络合物M3的合成
Figure BDA0001246154200000821
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L3(0.43g)和2-乙氧基乙醇(24.0g),加热至85℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(5.0g)的氯化铱(III)n水合物(0.12g)后,在105℃搅拌16小时。对所得到的反应液进行加热,蒸馏掉一部分的溶剂后,在130℃搅拌26.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲苯,用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。在所得到的固体中加入甲醇进行搅拌,将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到红色固体(0.42g)。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入上文中得到的红色固体(0.30g)、三氟甲磺酸银(0.08g)、化合物L3(0.14g)、2,6-二甲基吡啶(0.04g)和二乙二醇二甲醚(3.0g),在150℃搅拌4小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇,在室温进行搅拌,将所得到的混合物进行过滤。使所得到的固体溶于甲苯后,将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩。将所得到的固体利用硅胶柱色谱(甲苯和己烷的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到固体。在所得到的固体中加入甲醇进行搅拌,将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此作为红色固体得到作为异构体混合物的金属络合物M3(0.18g)。利用LC-MS对与目标物质对应的m/z进行确认,4种峰的HPLC面积百分率值的合计显示96.7%。
LC-MS(APCI positive):m/z=1869[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,600MHz):δ(ppm)=9.11-8.88(m,3H),8.39-7.98(m,4H),7.86-6.65(m,27H),6.63-6.19(m,2H),2.24-0.05(m,120H).
<测定例3>金属络合物M3的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M3的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在650nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为52nm,PLQY为43%。金属络合物M3的发光谱示于图2中。
<合成例4>化合物L4的合成
Figure BDA0001246154200000831
化合物L4a依据日本特开2011-174062号公报中记载的方法进行合成。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1e(3.70g)、化合物L4a(2.60g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.09g)、甲苯(46.9g)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(23.6g),在70℃搅拌6小时。将所得到的反应液冷却至室温,由此得到反应液L4-1。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L1e(0.92g)、化合物L4a(0.66g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.02g)、甲苯(11.8g)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(5.9g),在70℃搅拌5小时。将所得到的反应液冷却至室温,由此得到反应液L4-2。
将上文中得到的反应液L4-1与反应液L4-2混合,用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到液体。将所得到的液体利用硅胶柱色谱(己烷和甲苯的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到液体。将所得到的液体在50℃进行减压干燥,由此得到作为无色液体的化合物L4(4.56g)。化合物L4的HPLC面积百分率值显示99.5%。
TLC-MS(DART positive):m/z=582[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.94(d,1H),8.15(d,1H),8.08-7.85(m,5H),7.44(dd,1H),7.36-7.22(m,4H),7.08(s,1H),2.75-2.64(m,4H),2.35-2.17(m,4H),2.16-1.96(m,4H),1.80-1.61(m,6H),1.59-1.26(m,14H),0.97-0.85(m,6H).
<实施例4>金属络合物M4的合成
Figure BDA0001246154200000841
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L4(0.97g)和2-乙氧基乙醇(49.1g),加热至85℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(17.3g)的氯化铱(III)n水合物(0.25g)后,在105℃搅拌16.5小时。对所得到的反应液进行加热,蒸馏掉一部分的溶剂后,在130℃搅拌24.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇进行搅拌。将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体用甲醇进行洗涤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到橙色固体(0.84g)。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入上文中得到的橙色固体(0.25g)、三氟甲磺酸银(0.06g)、化合物L4(0.12g)、2,6-二甲基吡啶(0.02g)和二乙二醇二甲醚(2.5g),在150℃搅拌6小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇,冷却至0℃进行搅拌,将所得到的混合物进行过滤。使所得到的固体溶于甲苯后,将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤。对所得到的滤液进行减压浓缩,对所得到的固体使用甲苯和庚烷的混合溶剂进行析晶,在50℃进行减压干燥,由此得到作为橙色固体的金属络合物M4(0.19g)。所得到的金属络合物M4的HPLC面积百分率值显示98.5%。
LC-MS(APCI positive):m/z=1935[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.21(d,3H),8.04(d,3H),7.95(dd,3H),7.79(s,3H),7.45(s,3H),7.31-7.18(m,6H),7.09-7.00(m,9H),6.92(s,3H),6.74(t,3H),2.51-2.39(m,12H),2.32-2.10(m,15H),2.08-1.91(m,9H),1.84-1.55(m,9H),1.50-1.35(m,15H),1.32-1.12(m,36H),0.92-0.83(m,18H).
<实施例5>金属络合物M5的合成
Figure BDA0001246154200000851
化合物M5a由Synco Chemie公司购入。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L4(0.97g)和2-乙氧基乙醇(49.1g),加热至85℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(17.3g)的氯化铱(III)n水合物(0.25g)后,在105℃搅拌16小时30分钟。对所得到的反应液进行加热,蒸馏掉一部分的溶剂后,在130℃搅拌24.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇进行搅拌。将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体用甲醇进行洗涤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到橙色固体(0.84g)。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入上文中得到的橙色固体(0.20g)、三氟甲磺酸银(0.04g)、化合物M5a(0.03g)和二乙二醇二甲醚(2.0g),在65℃搅拌17.5小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇,冷却至0℃进行搅拌,将所得到的混合物进行过滤。使所得到的固体溶于甲苯后,将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤。对所得到的滤液进行减压浓缩,将所得到的固体用硅胶柱色谱(甲苯和己烷的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,在50℃进行减压干燥,由此得到作为橙色固体的金属络合物M5(0.05g)。所得到的金属络合物M5的HPLC面积百分率值显示99.5%。
LC-MS(APCI positive):m/z=1587[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.14-7.92(m,8H),7.86(s,1H),7.80-7.64(m,3H),7.56(s,1H),7.49-7.40(m,2H),7.39-6.94(m,15H),6.84(t,1H),2.64-2.42(m,8H),2.38-1.10(m,56H),1.04-0.81(m,12H).
<测定例4>金属络合物M4的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M4的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在575nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为34nm,PLQY为75%。金属络合物M4的发光谱示于图3。
<测定例5>金属络合物M5的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M5的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在571nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为68nm,PLQY为61%。金属络合物M5的发光谱示于图3。
<合成例5>化合物L6的合成
Figure BDA0001246154200000871
(化合物L6b的合成)
化合物L6a由Chemlin公司购入。
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6a(22.00g)、1,3-丙酮二羧酸二甲酯(20.94g)、28重量%甲醇钠甲醇溶液(40.32g)和甲醇(1049g),在65℃搅拌11小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入35重量%盐酸(22.8g),搅拌1.5小时。将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到作为褐色固体的化合物L6b(21.20g)。化合物L6b的HPLC面积百分率值显示95.5%。重复进行该操作,由此得到化合物L6b的所需量。
LC-MS(ESI positive):m/z=715[M+K]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=11.31(br,2H),7.82(s,2H),7.59(d,2H),7.41(d,2H),4.70(s,2H),4.04(s,6H),3.03(s,6H).
(化合物L6c的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6b(46.54g)、乙酸(375.7g)和离子交换水(46.6g),在98℃搅拌7小时。将所得到的反应液冷却至室温后,将所得到的混合物进行过滤。将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到作为褐色固体的化合物L6c(25.76g)。化合物L6c的HPLC面积百分率值显示93.6%。
LC-MS(APPI negative):m/z=443[M-H]-
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=8.00(d,2H),7.52(dd,2H),7.27(d,2H),2.89(d,4H),2.64(d,4H).
(化合物L6d的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6c(25.00g)、肼一水合物(11.29g)、氢氧化钠(13.39g)和乙二醇(779g),在130℃搅拌9.5小时。将所得到的反应液冷却至室温,加入甲苯后,用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。对所得到的固体使用甲苯和乙腈的混合溶剂进行析晶,在50℃进行减压干燥,由此得到作为白色固体的L6d(17.20g)。化合物L6d的HPLC面积百分率值显示99.2%。
LC-MS(APPI positive):m/z=416[M]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.93(d,2H),7.42(dd,2H),7.24(d,2H),2.20-2.08(m,4H),2.00-1.86(m,4H),1.72-1.55(m,2H),1.51-1.36(m,2H).
(化合物L6e的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6d(7.04g)和四氢呋喃(脱水品、78mL),一边搅拌一边冷却至-68℃。之后,向其中滴加仲丁基锂、正己烷与环己烷的溶液(1.04mol/L、16.5mL),在-68℃搅拌1.5小时。之后,向其中滴加1-碘己烷(14.29g),一边进行搅拌一边用时一夜升温至室温。之后,向其中滴加离子交换水,接下来加入庚烷后,将所得到的混合物用离子交换水进行洗涤,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到作为无色液体(6.96g)的化合物L6e。化合物L6e的HPLC面积百分率值显示82.9%。重复进行该操作,由此得到化合物L6e的所需量。
LC-MS(ESI positive):m/z=422[M]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.05(d,1H),7.65(d,1H),7.38(dd,1H),7.34-7.23(m,2H),7.15(dd,1H),2.71-2.58(m,2H),2.23-2.09(m,4H),2.01-1.86(m,4H),1.74-1.56(m,4H),1.50-1.27(m,8H),0.97-0.85(m,3H).
(化合物L6f的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6e(8.49g)和环戊基甲醚(脱水品、100mL),一边搅拌一边冷却至-68℃。之后,向其中滴加仲丁基锂、正己烷与环己烷的溶液(1.04mol/L、27.0mL),在-68℃搅拌2.5小时。之后,向其中滴加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(5.62g),一边进行搅拌一边用时一夜升温至室温。将所得到的混合物用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到作为无色液体(9.79g)的化合物L6f。化合物L6f的HPLC面积百分率值显示83.9%。
LC-MS(APPI positive):m/z=470[M]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.31(br,1H),7.82(d,1H),7.66(dd,1H),7.40(d,1H),7.30(d,1H),7.13(dd,1H),2.71-2.62(m,2H),2.24-2.09(m,4H),2.03-1.88(m,4H),1.74-1.56(m,4H),1.50-1.29(m,20H),0.97-0.85(m,3H).
(化合物L6的合成)
2-溴吡啶由和光纯药公司购入。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6f(9.79g)、2-溴吡啶(4.93g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.24g)、甲苯(171g)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(61.4g),在80℃搅拌7小时。将所得到的反应液冷却至室温,用离子交换水进行洗涤后,利用无水硫酸钠进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到液体。将所得到的液体利用硅胶柱色谱(己烷和氯仿的混合溶剂)进行纯化,将溶剂在减压下除去,由此得到液体。将所得到的液体通过日本分析工业制循环分离装置LC908(GPC柱JAIGEL-2.5H)进行纯化,将溶剂在减压下除去。将所得到的液体在50℃进行减压干燥,由此得到作为无色液体的化合物L6(4.55g)。化合物L6的HPLC面积百分率值显示99.9%。
LC-MS(APCI positive):m/z=422[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.75-8.68(m,1H),8.61(d,1H),7.93-7.75(m,4H),7.50(d,1H),7.33(d,1H),7.29-7.23(m,1H),7.16(dd,1H),2.73-2.63(m,2H),2.27-2.12(m,4H)2.09-1.92(m,4H),1.77-1.59(m,4H),1.53-1.26(m,8H),0.97-0.85(m,3H).
<实施例6>金属络合物M6的合成
Figure BDA0001246154200000901
(金属络合物M6的合成)
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物L6(2.69g)和2-乙氧基乙醇(200g),加热至85℃。之后,向其中滴加溶于离子交换水(50g)的氯化铱(III)n水合物(1.00g)后,在105℃搅拌12.5小时。对所得到的反应液进行加热,蒸馏掉一部分的溶剂后,在130℃搅拌19小时。将所得到的反应液冷却至室温后,加入甲醇进行搅拌。将所得到的混合物进行过滤,将所得到的固体在50℃进行减压干燥,由此得到黄色固体(2.45g)。
将遮光的反应容器内设为氮气气氛后,加入上文中得到的黄色固体(1.80g)、三氟甲磺酸银(0.59g)、化合物L6(0.89g)、2,6-二甲基吡啶(0.28g)和二乙二醇二甲醚(18.0g),在150℃搅拌5小时。将所得到的反应液冷却至室温,加入甲醇并在室温搅拌,将所得到的混合物进行过滤。使所得到的固体溶于二氯甲烷后,将所得到的混合物用敷设硅胶的过滤器进行过滤。对所得到的滤液进行减压浓缩,对所得到的固体使用二氯甲烷和乙腈的混合溶剂进行析晶,在50℃进行减压干燥,由此得到作为黄色固体的金属络合物M6(1.84g)。金属络合物M6的HPLC面积百分率值显示99.6%。
LC-MS(APCI positive):m/z=1455[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.29(s,3H),8.16(d,3H),7.87(s,3H)7.84-7.70(m,6H),7.28(d,3H),7.16-6.98(m,9H),2.79-2.62(m,6H),2.22-1.14(m,60H),0.97(t,9H).
<测定例6>金属络合物M6的PLQY和发光谱的测定
使用金属络合物M6的二甲苯溶液(0.0008重量%),进行PLQY和发光谱的测定。观测到在518nm具有发光谱的最大峰的发光,该发光谱的FWHM为57nm,PLQY为75%。金属络合物M6的发光谱示于图4。
<合成例6>高分子化合物IP1的合成
高分子化合物IP1是使用依据日本特开2011-174062号公报中记载的方法合成的单体PM1、依据国际公报第2005/049546号中记载的方法合成的单体PM2、依据国际公报第2002/045184号中记载的方法合成的单体PM3、和依据日本特开2008-106241号公报中记载的方法合成的单体PM4,利用日本特开2012-144722号公报中记载的方法进行合成。
Figure BDA0001246154200000911
以由投入原料的量求出的理论值计,高分子化合物IP1是由单体PM1衍生的结构单元、由单体PM2衍生的结构单元、由单体PM3衍生的结构单元、和由单体PM4衍生的结构单元以50∶30∶12.5∶7.5的摩尔比构成而成的共聚物。
<合成例7>化合物PM5的合成
Figure BDA0001246154200000921
化合物PM5a依据国际公报第2012/086671号中记载的方法进行合成。
(步骤1:化合物PM5b的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入4-溴正辛基苯(250g)和四氢呋喃(脱水品、2.5L),冷却至-70℃以下。之后,向其中滴加2.5mol/L浓度的正丁基锂己烷溶液(355mL),在-70℃以下搅拌3小时。之后,向其中滴加使化合物PM5a(148g)溶于四氢呋喃(脱水品、400mL)的溶液后,升温至室温,在室温搅拌一夜。将所得到的反应混合物冷却至0℃后,加入水(150mL)进行搅拌。对所得到的反应混合物进行减压浓缩,除去有机溶剂。在所得到的反应混合物中加入己烷(1L)和水(200mL),通过分液操作除去水层。将所得到的有机层用饱和食盐水进行洗涤后,加入硫酸镁进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到作为黄色油状物的化合物PM5b(330g)。
(步骤2:化合物PM5c的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物PM5b(330g)和二氯甲烷(900mL),冷却至5℃以下。之后,向其中滴加2.0mol/L浓度的三氟化硼二乙醚络合物(245mL)。之后,升温至室温,在室温搅拌一夜。将所得到的反应混合物加入装有冰水(2L)的容器,进行30分钟搅拌后,除去水层。将所得到的有机层用10重量%浓度的磷酸钾水溶液(1L)洗涤1次,用水(1L)洗涤2次后,用硫酸镁进行干燥。将所得到的混合物进行过滤,对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到油状物。使所得到的油状物溶于甲苯(200mL)后,向敷设硅胶的过滤器中进行通液,由此得到甲苯溶液1。得到甲苯溶液1后,向敷设硅胶的过滤器中进一步通入甲苯(约3L),由此得到甲苯溶液2。将甲苯溶液1与甲苯溶液2合并后,进行减压浓缩,由此得到油状物。在所得到的油状物中加入甲醇(500mL),进行搅拌。对所得到的反应混合物进行过滤,由此得到固体。在所得到的固体中加入乙酸丁酯和甲醇的混合溶剂,重复进行重结晶,由此得到作为白色固体的化合物PM5c(151g)。所得到的化合物PM5c的HPLC面积百分率值显示99.0%以上。
1H-NMR(400MHz/CDCl3):δ(ppm)=7.56(d,2H),7.49(d,2H),7.46(dd,2H),7.06~7.01(m,8H),2.55(t,4H),1.61~1.54(m,4H),1.30~1.26(m,20H),0.87(t,6H).
(步骤3:化合物PM5的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物PM5c(100g)和四氢呋喃(脱水品、1000mL),冷却至-70℃以下。之后,向其中滴加2.5mol/L浓度的正丁基锂己烷溶液(126mL),在-70℃以下搅拌5小时。之后,向其中滴加2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(81mL)。之后,升温至室温,在室温搅拌一夜。将所得到的反应混合物冷却至-30℃,滴加2.0mol/L的盐酸-二乙醚溶液(143mL)。之后,升温至室温,进行减压浓缩由此得到固体。向所得到的固体中加入甲苯(1.2L),在室温搅拌1小时后,向敷设硅胶的过滤器中进行通液,由此得到滤液。对所得到的滤液进行减压浓缩,由此得到固体。向所得到的固体中加入甲醇进行搅拌后,进行过滤由此得到固体。对于所得到的固体,反复进行使用异丙醇的重结晶,由此进行纯化后,在50℃减压干燥一夜,由此得到作为白色固体的化合物PM5(72g)。所得到的化合物PM5的HPLC面积百分率值显示99.0%以上。
1H-NMR(400MHz/CDCl3):δ(ppm)=7.82(d,2H),7.81(s,2H),7.76(d,2H),7.11(d,4H)、7.00(d,4H),2.52(t,4H),1.59~1.54(m,4H),1.36~1.26(m,20H),1.31(s,24H),0.87(t,6H).
<合成例8>高分子化合物P1的合成
(步骤1)
将反应容器内设为惰性气体气氛后,加入单体PM5(4.77g)(与化合物PM5相同)、依据国际公报第2012/086671号中记载的方法合成的单体PM6(0.773g)、单体PM3(1.97g)、依据国际公报第2009/131255号中记载的方法合成的单体PM7(0.331g)、依据日本特开2004-143419号公报中记载的方法合成的单体PM8(0.443g)和甲苯(67mL),一边加热至105℃一边进行搅拌。
Figure BDA0001246154200000941
(步骤2)
之后,向其中加入双三苯基膦二氯化钯(4.2mg),接下来,滴加20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(20mL)后,在回流下搅拌3小时。
(步骤3)
之后,向其中加入苯硼酸(0.077g)、双三苯基膦二氯化钯(4.2mg)、甲苯(60mL)和20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(20mL),在回流下搅拌24小时。
(步骤4)
将有机层与水层分离后,在所得到的有机层中加入N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(3.33g)和离子交换水(67mL),在85℃搅拌2小时。将有机层与水层分离后,将所得到的有机层依次用离子交换水(78mL)洗涤2次、用3重量%乙酸水溶液(78mL)洗涤2次、用离子交换水(78mL)洗涤2次。将有机层与水层分离后,将所得到的有机层滴加至甲醇中,由此使固体沉淀,滤取,进行干燥,由此得到固体。使所得到的固体溶于甲苯,通入事先通入过甲苯的硅胶柱和氧化铝柱。将所得到的溶液滴加进甲醇中,由此使固体沉淀,进行滤取、干燥,由此得到高分子化合物P1(4.95g)。高分子化合物P1的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)为Mn=1.4×105、Mw=4.1×105
以由投入原料的量求出的理论值计,高分子化合物P1为由单体PM5衍生的结构单元、由单体PM6衍生的结构单元、由单体PM3衍生的结构单元、由单体PM7衍生的结构单元和由单体PM8衍生的结构单元以50∶10∶30∶5∶5的摩尔比构成而成的共聚物。
<合成例9>高分子化合物P2的合成
高分子化合物P2是使用依据日本特开2010-189630号公报记载的方法合成的单体PM9、单体PM6、依据日本特开2012-036388号公报中记载的方法合成的单体PM10,依据日本特开2012-036388号公报中记载的“高分子化合物B”的方法进行合成的。高分子化合物P2的Mn为9.6×104,Mw为2.2×105
Figure BDA0001246154200000951
以由投入原料的量求出的理论值计,高分子化合物P2是由单体PM9衍生的结构单元、由单体PM6衍生的结构单元与由单体PM10衍生的结构单元以50∶40∶10的摩尔比构成而成的共聚物。
<实施例D1>发光元件D1的制作和评价
(发光元件D1的制作)
(阳极和空穴注入层的形成)
在玻璃基板上通过溅射法以45nm的厚度赋予ITO膜由此形成阳极。在该阳极上通过旋涂法以65nm的厚度成膜作为聚噻吩·磺酸系的空穴注入剂的AQ-1200(Plextronics公司制),在大气气氛下,在加热板上进行170℃、15分钟的加热由此形成空穴注入层。
(空穴传输层的形成)
使高分子化合物IP1以0.70重量%的浓度溶于二甲苯。使用所得到的二甲苯溶液,在空穴注入层上通过旋涂法以20nm的厚度进行成膜,在氮气气氛下,在加热板上进行180℃、60分钟的加热由此形成空穴传输层。
(发光层的形成)
在二甲苯中以1.7重量%的浓度溶解高分子化合物P1和金属络合物M1(高分子化合物P1/金属络合物M1=92.5重量%/7.5重量%)。使用所得到的二甲苯溶液,在空穴传输层上通过旋涂法以90nm的厚度进行成膜,在氮气气氛下,进行150℃、10分钟的加热由此形成发光层。
(阴极的形成)
将形成有发光层的基板在蒸镀机内减压至1.0×10-4pa以下后,作为阴极,在发光层上蒸镀氟化钠约4nm,接下来在氟化钠层上蒸镀铝约80nm。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,由此制作发光元件D1。
(发光元件D1的评价)
对发光元件D1施加电压,由此观测到在635nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.683,0.314)。该发光谱的FWHM为48nm。在使发光元件D1与图5所示的滤色器A合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为12.2%。这些结果示于下述表2。
<实施例D2>发光元件D2的制作和评价
在实施例D1中,使用高分子化合物P1和金属络合物M2代替高分子化合物P1和金属络合物M1,除此以外与实施例D1同样地进行,制作了发光元件D2。
对发光元件D2施加电压,由此观测到在635nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.685,0.312)。该发光谱的FWHM为48nm。在将发光元件D2与图5所示的滤色器A合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为13.4%。这些结果示于下述表2。
<比较例CD1>发光元件CD1的制作和评价
在实施例D1中,使用高分子化合物P1和金属络合物CM1代替高分子化合物P1和金属络合物M1,除此以外与实施例D1同样地进行,制作了发光元件CD1。
对发光元件CD1施加电压,由此观测到在615nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.645,0.352)。该发光谱的FWHM为81nm。在将发光元件CD1与图5所示的滤色器A合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为10.8%。这些结果示于下述表2。
表2
Figure BDA0001246154200000971
由这些结果可知,在将使用本发明的金属络合物M1和M2得到的发光元件与滤色器合用的情况下,相比于将使用金属络合物CM1得到的发光元件与滤色器合用的情况,外部量子效率优异。
<实施例D3>发光元件D3的制作和评价
在实施例D1中,使用高分子化合物P1和金属络合物M3代替高分子化合物P1和金属络合物M1,除此以外与实施例D1同样地进行,制作了发光元件D3。
对发光元件D3施加电压,由此观测到在650nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.689,0.298)。该发光谱的FWHM为54nm。在将发光元件D3与图5所示的滤色器A合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为7.30%。这些结果示于下述表3。
表3
Figure BDA0001246154200000972
由这些结果可知,在将使用本发明的金属络合物M3得到的发光元件与滤色器合用的情况下,相比于将使用金属络合物CM2和金属络合物CM3得到的发光元件与滤色器合用的情况,外部量子效率优异。
<实施例D4>发光元件D4的制作和评价
(发光元件D4的制作)
(阳极和空穴注入层的形成)
在玻璃基板上通过溅射法以45nm的厚度赋予ITO膜由此形成阳极。在该阳极上通过旋涂法以65nm的厚度成膜作为聚噻吩·磺酸系的空穴注入剂的AQ-1200(Plextronics公司制),在大气气氛下,在加热板上进行170℃、15分钟的加热由此形成空穴注入层。
(空穴传输层的形成)
在二甲苯中以0.70重量%的浓度溶解高分子化合物IP1。使用所得到的二甲苯溶液在空穴注入层上通过旋涂法以20nm的厚度进行成膜,在氮气气氛下,在加热板上进行180℃、60分钟的加热,由此形成空穴传输层。
(发光层的形成)
在氯苯中以1.6重量%的浓度溶解高分子化合物P2和金属络合物M4(高分子化合物P2/金属络合物M4=70重量%/30重量%)。使用所得到的氯苯溶液在空穴传输层上通过旋涂法以80nm的厚度进行成膜,在氮气气氛下,进行150℃、10分钟的加热由此形成发光层。
(阴极的形成)
将形成有发光层的基板在蒸镀机内减压至1.0×10-4pa以下后,作为阴极,在发光层上蒸镀氟化钠约4nm,接下来在氟化钠层上蒸镀铝约80nm。蒸镀后,使用玻璃基板进行密封,由此制作发光元件D4。
(发光元件D4的评价)
对发光元件D4施加电压,由此观测到在580nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.543,0.455)。该发光谱的FWHM为37nm。在将发光元件D4与图5所示的滤色器B合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为18.1%。这些结果示于下述表4。
<实施例D5>发光元件D5的制作和评价
在实施例D4中,使用高分子化合物P2和金属络合物M5代替高分子化合物P2和金属络合物M4,除此以外与实施例D4同样地进行,制作了发光元件D5。
对发光元件D5施加电压,由此观测到在575nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.530,0.467)。该发光谱的FWHM为43nm。在将发光元件D5与图5所示的滤色器B合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为12.2%。这些结果示于下述表4。
表4
Figure BDA0001246154200000991
<实施例D6>发光元件D6的制作和评价
在实施例D4中,使用高分子化合物P2和金属络合物M6代替高分子化合物P2和金属络合物M4,除此以外与实施例D4同样地进行,制作了发光元件D6。
对发光元件D6施加电压,由此观测到在520nm具有发光谱的最大峰的发光,CIE色度坐标(x,y)=(0.314,0.640)。该发光谱的FWHM为60nm。在将发光元件D6与图5所示的滤色器C合用的情况下,1000cd/m2时的外部量子效率为9.33%。这些结果示于下述表5。
表5
Figure BDA0001246154200001001
产业上的利用可能性
根据本发明,可以提供量子产率优异且发光谱的半峰宽优异的金属络合物。另外,根据本发明,可以提供含有该金属络合物的组合物和使用该金属络合物得到的发光元件。本发明的金属络合物由于量子产率优异,因此使用该金属络合物得到的发光元件的外部量子效率优异。另外,本发明的金属络合物由于发光谱的半峰宽优异,因此如果将使用该金属络合物得到的发光元件与滤色器合用,则在使用该金属络合物得到的发光元件的腔室经过调整的情况下,其外部量子效率会更优异。

Claims (16)

1.下述式(1-1)或(1-2)所示的金属络合物,
Figure FDA0002731096070000011
式中,
M表示铱原子或铂原子,
n1表示1、2或3,n2表示0、1或2,在M为铱原子的情况下,n1+n2为3,在M为铂原子的情况下,n1+n2为2,
X1、X4、X5、X6、X7和X8为碳原子,
R1、R4、R5、R6、R7和R8为氢原子或烷基,
R11、R12、R13和R14各自独立地为具有或不具有取代基的烷基,且R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,且R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,
环A为具有或不具有取代基的吡啶环、具有或不具有取代基的喹啉环或具有或不具有取代基的异喹啉环,所述环A具有烷基、环烷基、芳基或一价杂环基作为取代基,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000012
在存在多个A1-G1-A2的情况下,它们相同或不同,其中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位,RL1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基,存在的多个RL1可以相同也可以不同。
2.如权利要求1所述的金属络合物,式(1-1)或(1-2)中,
n2表示0或1,
R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000021
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
3.如权利要求1所述的金属络合物,其由下述式(1-1)或(1-2)表示,
Figure FDA0002731096070000022
式中,
M表示铱原子或铂原子,
n1表示1、2或3,n2表示0、1或2,在M为铱原子的情况下,n1+n2为3,在M为铂原子的情况下,n1+n2为2,
X1、X4、X5、X6、X7和X8为碳原子,
R1、R4、R5、R6、R7和R8为氢原子或烷基,
R11、R12、R13和R14各自独立地为具有或不具有取代基的烷基,且R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,且R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,
环A为具有或不具有取代基的吡啶环或具有或不具有取代基的异喹啉环,所述环A具有烷基、环烷基、芳基或一价杂环基作为取代基,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000031
在存在多个A1-G1-A2的情况下,它们相同或不同,其中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位,RL1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基,存在的多个RL1可以相同也可以不同。
4.如权利要求3所述的金属络合物,式(1-1)或(1-2)中,
n2表示0或1,
R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000032
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
5.如权利要求1所述的金属络合物,其由下述式(1-3)或(1-4)表示,
Figure FDA0002731096070000033
式中,
M、n1、n2、X1、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R4、R5、R6、R7、R8、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义,
m1和m2各自独立地表示1~5的整数,在存在多个m1和m2的情况下,它们各自相同或不同,
R15、R16、R17和R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团具有或不具有取代基,在存在多个R15、R16、R17和R18的情况下,它们各自相同或不同。
6.如权利要求3所述的金属络合物,其由下述式(1-3)或(1-4)表示,
Figure FDA0002731096070000041
式中,
M、n1、n2、X1、X4、X5、X6、X7、X8、R1、R4、R5、R6、R7、R8、环A和A1-G1-A2表示与上文相同的含义,
m1和m2各自独立地表示1~5的整数,在存在多个m1和m2的情况下,它们各自相同或不同,
R15、R16、R17和R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤原子,这些基团具有或不具有取代基,在存在多个R15、R16、R17和R18的情况下,它们各自相同或不同。
7.如权利要求5所述的金属络合物,其中,所述m1和m2为3或4。
8.如权利要求6所述的金属络合物,其中,所述m1和m2为3或4。
9.如权利要求1~8中任一项所述的金属络合物,其中,所述环A具有下述式(D-A)或(D-B)所示的基团作为取代基,
Figure FDA0002731096070000042
式中,
mDA1、mDA2和mDA3各自独立地表示0以上的整数,
GDA表示芳香族烃基或杂环基,这些基团具有或不具有取代基,
ArDA1、ArDA2和ArDA3各自独立地表示亚芳基或二价杂环基,这些基团具有或不具有取代基,在存在多个ArDA1、ArDA2和ArDA3的情况下,它们各自相同或不同,
TDA表示芳基或一价杂环基,这些基团具有或不具有取代基,存在的多个TDA相同或不同,
Figure FDA0002731096070000051
式中,
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6和mDA7各自独立地表示0以上的整数,
GDA表示芳香族烃基或杂环基,这些基团具有或不具有取代基,存在的多个GDA相同或不同,
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6和ArDA7各自独立地表示亚芳基或二价杂环基,这些基团具有或不具有取代基,在存在多个ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6和ArDA7的情况下,它们各自相同或不同,
TDA表示芳基或一价杂环基,这些基团具有或不具有取代基,存在的多个TDA相同或不同。
10.如权利要求9所述的金属络合物,其中,所述式(D-A)所示的基团为下述式(D-A1)、(D-A2)或(D-A3)所示的基团,
Figure FDA0002731096070000061
式中,
Rp1、Rp2和Rp3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤原子,在存在多个Rp1和Rp2的情况下,它们各自相同或不同,
np1表示0~5的整数,np2表示0~3的整数,np3表示0或1,存在的多个np1相同或不同。
11.如权利要求1~8中任一项所述的金属络合物,其中,所述M为铱原子,所述n1为3,所述n2为0。
12.下述式(1-1)或(1-2)所示的金属络合物,
Figure FDA0002731096070000062
式中,
M表示铱原子或铂原子,
n1表示1、2或3,n2表示0、1或2,在M为铱原子的情况下,n1+n2为3,在M为铂原子的情况下,n1+n2为2,
X1、X4、X5、X6、X7和X8为碳原子,
R1、R4、R5、R6、R7和R8为氢原子或烷基,
R11、R12、R13和R14各自独立地为具有或不具有取代基的烷基,且R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,且R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成3~7元环,
环A为具有或不具有取代基的吡啶环,所述环A具有烷基、环烷基、芳基或一价杂环基作为取代基,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000071
在存在多个A1-G1-A2的情况下,它们相同或不同,其中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位,RL1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基或卤原子,这些基团可具有取代基,存在的多个RL1可以相同也可以不同。
13.如权利要求12所述的金属络合物,式(1-1)或(1-2)中,
n2表示0或1,
R11与R13发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,R12与R14发生键合并与各自所键合的原子一起形成5元或6元环,
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体
Figure FDA0002731096070000072
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
14.一种组合物,其含有:
权利要求1~13中任一项所述的金属络合物、和
包含下述式(Y)所示的结构单元的高分子化合物,
Figure FDA0002731096070000073
式中,ArY1为亚芳基、二价杂环基、或者至少一种的亚芳基与至少一种的二价杂环基直接键合的二价基团,这些基团具有或不具有取代基。
15.一种组合物,其含有:
权利要求1~13中任一项所述的金属络合物、和
选自空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料、发光材料、抗氧化剂和溶剂中的至少一种的材料。
16.一种发光元件,其是使用权利要求1~13中任一项所述的金属络合物得到的。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10870668B2 (en) 2017-05-05 2020-12-22 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
JP6934967B2 (ja) * 2019-03-29 2021-09-15 住友化学株式会社 発光素子及び発光素子用組成物
JP6941711B2 (ja) * 2019-07-26 2021-09-29 住友化学株式会社 金属錯体及びそれを含有する発光素子
JP6956287B2 (ja) * 2020-04-21 2021-11-02 住友化学株式会社 金属錯体、組成物及び発光素子
KR20230018028A (ko) 2021-07-29 2023-02-07 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN116082404A (zh) * 2021-11-01 2023-05-09 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 铂配合物发光材料及其应用
CN116102597A (zh) * 2021-11-10 2023-05-12 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 高色纯度的二价铂配合物
CN116102598A (zh) * 2021-11-10 2023-05-12 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 高效二价铂配合物磷光OLEDs材料及其应用
CN116199720A (zh) * 2021-11-29 2023-06-02 广东阿格蕾雅光电材料有限公司 Nncn四齿配体的铂配合物发光材料及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101146814A (zh) * 2005-03-01 2008-03-19 新加坡科技研究局 经溶液加工的有机金属配合物及其在电致发光器件中的用途
CN101679856A (zh) * 2007-04-04 2010-03-24 巴斯夫欧洲公司 铱-苯并菲配合物及其在oled中的用途
CN103936791A (zh) * 2013-12-12 2014-07-23 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一系列有机电致磷光材料
WO2014112657A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-24 Canon Kabushiki Kaisha Organometallic complex and organic light-emitting element using the complex

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE337121T1 (de) * 2003-06-13 2006-09-15 Kuenkel Wagner Sls Swisspour A Giessroboter mit einer wägezelle
TWI316081B (en) * 2004-10-19 2009-10-21 Ind Tech Res Inst Phenanthrene derivatives and organic light-emitting diodes containing said phenanthrene derivative
JP5273910B2 (ja) 2006-03-31 2013-08-28 キヤノン株式会社 発光素子用有機化合物、発光素子および画像表示装置
JP5262104B2 (ja) 2006-12-27 2013-08-14 住友化学株式会社 金属錯体、高分子化合物及びこれらを含む素子
JP5742160B2 (ja) * 2009-10-19 2015-07-01 住友化学株式会社 金属錯体、高分子化合物及びそれを用いた素子
KR102326217B1 (ko) 2014-01-08 2021-11-15 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 금속 착체 및 그것을 사용한 발광 소자
JP6740643B2 (ja) * 2016-03-04 2020-08-19 住友化学株式会社 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
US10870668B2 (en) * 2017-05-05 2020-12-22 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101146814A (zh) * 2005-03-01 2008-03-19 新加坡科技研究局 经溶液加工的有机金属配合物及其在电致发光器件中的用途
CN101679856A (zh) * 2007-04-04 2010-03-24 巴斯夫欧洲公司 铱-苯并菲配合物及其在oled中的用途
WO2014112657A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-24 Canon Kabushiki Kaisha Organometallic complex and organic light-emitting element using the complex
CN103936791A (zh) * 2013-12-12 2014-07-23 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一系列有机电致磷光材料

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