DE112016001149T5

DE112016001149T5 - Heteroleptischer Iridiumkomplex, lichtemittierendes Material und organisches lichtemittierendes Element unter Verwendung eines Stoffes

Info

Publication number: DE112016001149T5
Application number: DE112016001149.0T
Authority: DE
Inventors: Hideo Konno; Yoshiro Sugita; Takashi Ito
Original assignee: Furuya Metal Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Furuya Metal Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-12-21
Also published as: CN107406473A; WO2016143770A1; US20180066001A1; KR20170105574A; US10400001B2; CN107406473B; KR102032713B1; TW201641509A; JPWO2016143770A1; JP6732190B2

Abstract

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen neuartigen Iridiumkomplex bereitzustellen, der in einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, in einer organischen elektrochemischen lichtemittierenden Vorrichtung oder Ähnlichem verwendet werden kann und der thermisch stabil ist und hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist. Ein Iridiumkomplex ist durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert (In der allgemeinen Formel (1) stellen R1 bis R11 und R13, R14 und R18 jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; R12, R15 bis R17 und R19 stellen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; die Alkylgruppe kann mit einer Arylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden; die Arylgruppe kann mit einer Alkylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden, benachbarte R12 bis R19 können aneinander binden und so einen kondensierten Ring bilden; m ist eine Ganzzahl von 1 oder 2, n ist eine Ganzzahl von 1 oder 2 und m + n ist 3).

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen neuartigen Iridiumkomplex, der nützlich ist als ein lichtemittierendes Material einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung (organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung, organische elektrochemische lichtemittierende Vorrichtung oder Ähnliches) und zusätzlich auf eine organische lichtemittierende Vorrichtung unter Verwendung des Stoffes.
Stand der Technik
In den letzten Jahren haben organische lichtemittierende Vorrichtungen, repräsentiert durch eine organische lichtemittierende elektrolumineszente Vorrichtung, als Display und Beleuchtungstechnik Beachtung gefunden und Studien für deren praktischen Einsatz werden aktiv weiterverfolgt. Insbesondere ist die Verbesserung der Effizienz der Lichtemission ein wichtiges Studienobjekt und im Moment ziehen phosphoreszente Materialien, die Lichtemission aus einem angeregten Triplett-Status verwenden, Aufmerksamkeit als lichtemittierendes Material auf sich.
Wenn Lichtemission aus einem angeregten Singulett-Zustand verwendet wird, dann wird von einer Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von lichtemittierenden Excitonen von 25% ausgegangen, da die Singulett-Excitonen und die Triplett-Excitonen mit einem Verhältnis von 1:3 erzeugt werden. Zudem wird, da die Effizienz der Lichtextraktion etwa 20% beträgt, die Grenze der Quanteneffizienz der externen Extraktion bei 5% angenommen.
Auf der anderen Seite, wenn auch ein angeregter Triplett-Status verwendet wird, ist die obere Grenze der internen Quanteneffizienz bei 100% und daher wird die Effizienz der Lichtemission im Prinzip viermal so groß wie die im Falle eines angeregten Singulett-Status. Vor diesem Hintergrund wird intensiv an der Entwicklung eines phosphoreszenten Materials für organische lichtemittierende Vorrichtungen geforscht. Zum Beispiel wird als ein phosphoreszentes Material ein Iridiumkomplex offenbart, der einen 2-Phenylpyrimidin-Liganden aufweist (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Zudem wird ein auf 2-Phenylpyrimidin basierender Iridiumkomplex offenbart, der hervorragende Löslichkeit aufweist und für einen Beschichtungsprozess geeignet ist (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2009-40728 A
Patentliteratur 2: WO 2011/024737 A
Patentliteratur 3: WO 2012/172482 A
Patentliteratur 4: JP 2004-189673 A
Patentliteratur 5: JP 2009-108041 A
Patentliteratur 6: JP 2014-101307 A
Patentliteratur 7: WO 2012/166608 A
Patentliteratur 8: WO 2010/056669 A
Patentliteratur 9: WO 2010/111755 A
Patentliteratur 10: WO 2012/158851 A
Patentliteratur 11: WO 2010/028151 A

Nichtpatentliteratur

Nichtpatentliteratur 1: Tamayo A. B. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 7377

Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäßes Problem
Was phosphoreszente Materialien betrifft, die für Gasphasenabscheidung im Vakuum geeignet sind, sind solche Materialien vorzuziehen, die im Allgemeinen eine exzellente thermische Stabilität besitzen und insbesondere günstige Sublimationseigenschaften aufweisen. Wenn ein phosphoreszentes Material nämlich hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist, wird es möglich die Stoffreinheit durch Sublimationsreinigung weiter zu verbessern; zudem kann eine organische lichtemittierende Vorrichtung mittels Gasphasenabscheidung im Vakuum zuverlässig produziert werden. Für praktische Anwendungen einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung ist es erwünscht, ein phosphoreszentes Material zu entwickeln, das exzellente thermische Stabilität sowie hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen neuartigen Iridiumkomplex bereitzustellen, der in einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, einer organischen elektrochemischen lichtemittierenden Vorrichtung oder in Ähnlichem verwendet werden kann und der thermisch stabil ist und hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist.
Erfindungsgemäße Lösung
Als Ergebnis von intensiven Forschungsarbeiten unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass ein Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, eine starke Lichtemission im Bereich des sichtbaren Lichts bei Raumtemperatur zeigt, thermisch stabil ist und hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist. Zudem haben die Erfinder gezeigt, dass eine organische lichtemittierende Vorrichtung, die eine hohe Effizienz der Lichtemission aufweist, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes hergestellt werden kann, wodurch die vorliegende Erfindung entsprechend vollendet wird.
Insbesondere werden gemäß der vorliegenden Anmeldung die folgenden Erfindungen bereitgestellt.
Ein erfindungsgemäßer Iridiumkomplex wird durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt. (Chem. 1)
(In der allgemeinen Formel (1) stellt N ein Stickstoffatom und Ir ein Iridiumatom dar; R¹ bis R¹¹, R¹³, R¹⁴, und R¹⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; R¹², R¹⁵ bis R¹⁷ und R¹⁹ stellen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; die Alkylgruppe kann mit einer Arylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden; die Arylgruppe kann mit einer Alkylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden, benachbarte R¹² bis R¹⁹ können aneinander binden und so einen kondensierten Ring bilden; m ist eine Ganzzahl von 1 oder 2, n ist eine Ganzzahl von 1 oder 2 und m + n ist 3).
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex sind R¹² bis R¹⁹ vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist R¹³ vorzugsweise eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist R¹⁴ vorzugsweise eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist R¹⁸ vorzugsweise eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex binden R¹⁵ und R¹⁶ vorzugsweise aneinander und bilden einen kondensierten Ring.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex binden R¹² und R¹³ vorzugsweise aneinander und bilden einen kondensierten Ring.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist mindestens eins aus R¹² bis R¹⁹ vorzugsweise ein Halogenatom.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex sind alle aus R⁴, R⁵, R⁹, und R¹⁰ vorzugsweise ein Wasserstoffatom.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist m vorzugsweise 2 und n ist vorzugsweise 1.
In dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex ist m vorzugsweise 1 und n ist vorzugsweise 2.
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex ist vorzugsweise ein faciales Isomer.
Ein erfindungsgemäßes lichtemittierendes Material umfasst den erfindungsgemäßen Iridiumkomplex.
Eine erfindungsgemäße organische lichtemittierende Vorrichtung umfasst das erfindungsgemäße lichtemittierende Material.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen neuartigen Iridiumkomplex bereitzustellen, der in einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, einer organischen elektrochemischen lichtemittierenden Vorrichtung oder in Ähnlichem verwendet werden kann und der thermisch stabil ist und hervorragende Sublimationseigenschaften aufweist.
Da der neuartige Iridiumkomplex der vorliegenden Offenbarung eine starke Lichtemission im Bereich des sichtbaren Lichts bei Raumtemperatur aufweist und eine hervorragende thermische Stabilität sowie hervorragende Sublimationseigenschaften besitzt, kann er als ein Material für eine lichtemittierende Vorrichtung für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Da die organische lichtemittierende Vorrichtung, die diesen Stoff verwendet, eine Lichtemission mit einer hohen Leuchtdichte im Bereich des sichtbaren Lichts aufweist, ist sie für Displayvorrichtungen, Displays, Hintergrundbeleuchtungen, Lichtquellen für Beleuchtung und Ähnlichem besonders gut geeignet.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt ein Lichtemissionsspektrum des erfindungsgemäßen Stoffes (K-51) als faciales Isomer in THF in Argonatmosphäre.
2 ist ein Lichtemissionsspektrum eines durch Co-Gasphasenabscheidung produzierten Films des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) als faciales Isomer und CBP (5:95 (Massenprozentverhältnis)).
3 ist ein EL-Spektrum einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) als faciales Isomer hergestellt wurde.
4 ist eine Zeichnung, die den Zusammenhang von Spannung und Leuchtdichte einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung zeigt, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) hergestellt wurde, der ein faciales Isomer ist.
5 ist eine Zeichnung, die den Zusammenhang zwischen Stromdichte und externer Quanteneffizienz einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung zeigt, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) als faciales Isomer hergestellt wurde.
6 ist ein EL-Spektrum einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) als faciales Isomer hergestellt wurde.
7 ist eine Zeichnung, die den Zusammenhang von Spannung und Leuchtdichte einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung zeigt, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) als faciales Isomer hergestellt wurde.
8 ist eine Zeichnung, die den Zusammenhang zwischen Stromdichte und externer Quanteneffizienz einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung zeigt, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) als faciales Isomer hergestellt wurde.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsformen im Detail erläutert, die jedoch nicht als limitierend für die vorliegende Erfindung zu verstehen sind. Solange der erfindungsgemäße Effekt erreicht werden kann, können die Ausführungsformen verschiedene Veränderungen aufweisen.
In den Erklärungen der erfindungsgemäßen allgemeinen Formeln umfassen die Wasserstoffatome auch Isotope (zum Beispiel Deuterium oder Ähnliches) und die Atome die eine Substituentengruppe bilden, können ebenfalls ein Isotop umfassen.
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex wird repräsentiert durch die allgemeine Formel (1); durch das Einbetten des Iridiumkomplexes in einer lichtemittierenden Schicht oder einer Vielzahl von organischen Stoffschichten einschließlich einer lichtemittierenden Schicht einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung durch Gasphasenabscheidung im Vakuum oder Ähnlichem wird eine organische lichtemittierende Vorrichtung mit einer hervorragenden Lichtemission im Bereich des sichtbaren Lichts erzeugt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail erläutert.
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, ist insbesondere ein heteroleptischer Iridiumkomplex, mit einer spezifischen Struktur, die einen von 2-Phenylpyrimidin abgeleiteten Liganden aufweist, der durch die allgemeine Formel (2) repräsentiert wird, sowie einen von 2-Phenylpyridin abgeleiteten Liganden besitzt, der durch die allgemeine Formel (3) repräsentiert wird. (Chem. 2)
(Chem. 3)
R¹ bis R¹⁹ in den allgemeinen Formeln (2) und (3) haben dieselbe Bedeutung wie R¹ to R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1) und ein diesbezüglich bevorzugter Bereich ist ebenfalls derselbe. * stellt eine Bindungsstelle für das Binden an Iridium dar.
Ein 2-Phenylpyrimidin-basierter homoleptischer Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (4) repräsentiert ist, ist bekannt; soweit den Erfindern der vorliegenden Erfindung bekannt ist, hat dieser Iridiumkomplex jedoch unzureichende Sublimationseigenschaften; da bei der Gasphasenabscheidung im Vakuum ein Zerfall stattfindet, war die Verbesserung der Sublimationseigenschaften ein signifikantes Problem. (Chem. 4)
(In der allgemeinen Formel (4) repräsentiert N ein Stickstoffatom und Ir repräsentiert ein Iridiumatom; R¹ bis R¹¹ haben dieselbe Bedeutung wie R¹ bis R¹¹ in der allgemeinen Formel (1) und ein diesbezüglich bevorzugter Bereich ist ebenso derselbe).
Basierend auf dem oben beschriebenen technischen Hintergrund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung sich intensiv bemüht, ein phosphoreszentes Material zu entwickeln, das eine hervorragende thermische Stabilität und exzellente der Sublimationseigenschaften aufweist; im Ergebnis wurde ein heteroleptischer Iridiumkomplex mit einer neuartigen Struktur gefunden, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, der eine sehr starke Lichtemission im Bereich des sichtbaren Lichts bei Raumtemperatur zeigt und insbesondere hervorragende thermische Stabilität und exzellente Sublimationseigenschaften im Vergleich zu einem herkömmlich bekannten homoleptischen Iridiumkomplex aufweist, der durch die allgemeine Formel (4) repräsentiert wird. Zudem haben die Erfinder gezeigt, dass der Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, als ein phosphoreszentes Material einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung verwendet werden kann und haben die vorliegende Erfindung entsprechend entwickelt.
Der homoleptische Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (4) repräsentiert wird, ist dadurch charakterisiert, dass er drei identische cyclometallierte Liganden aufweist; es bestehen jedoch Probleme darin, dass durch die hohe Symmetrie die Kristallinität in der Festphase hoch ist und dementsprechend die zum Verbinden der Komplexe erforderliche Energie hoch ist, so dass die Sublimationstemperatur hoch ist. Der Stoff der vorliegenden Erfindung, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, ist hingegen ein heteroleptischer Iridiumkomplex, der einen cyclometallierten Liganden eines anderen Typs aufweist (zum Beispiel Liganden, die durch die allgemeine Formel (2) und die allgemeine Formel (3) dargestellt werden) und da er aufgrund niedriger Symmetrie eine niedrige Kristallinität in der Festphase aufweist, ist die zum Verbinden der Komplexe erforderliche Energie niedrig, so dass vorteilhafte Sublimationseigenschaften erreicht werden können.
Als eine intrinsische Eigenschaft eines auf 2-Phenylpyrimidin basierenden Liganden liegen zudem zwei Stickstoffatome im Pyrimidinring vor, woraus sich eine Vielzahl von Bindestellen für Iridium als zentrales Metallatom ergeben.
Den Erfindern der vorliegenden Erfindung ist bekannt, dass es möglich ist, dass die Ausbeute eines erwünschten Iridiumkomplexes durch die Produktion eines Multinucleus-Komplexes (Dimer oder Ähnliches) verringert wird, der durch die vorhandene, besagte Vielzahl von Bindestellen entsteht. Entsprechend ist die vorliegende Erfindung auch dadurch charakterisiert, dass durch die Verwendung eines auf 2-Phenylpyrimidin basierenden Liganden mit einer spezifischen Struktur, die in der allgemeinen Formel (2) dargestellt ist, das Binden an Iridium an der Stelle R⁴ aufgrund des sterischen Effekts der benachbarten Phenylgruppe verhindert wird, so dass die Erzeugung eines Multinucleus-Komplexes gehemmt wird.
Unter den erfindungsgemäßen Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt sind, sind die, die in Lösung oder im Dünnschicht-Zustand bei Raumtemperatur eine Quantenausbeute der Lichtemission von 0,1 oder höher haben, bevorzugt und solche, die eine Quantenausbeute der Lichtemission von 0,4 oder höher haben sind besonders bevorzugt und solche, die eine Quantenausbeute der Lichtemission von 0,6 oder höher haben, sind ganz besonders bevorzugt.
Die Messung der Quantenausbeute der Lichtemission in Lösung kann durchgeführt werden nachdem die Lösung, in der der Iridiumkomplex gelöst wurde, mit Argon oder Stickstoffgas durchspült wurde oder nachdem die Lösung, in der das lichtemittierende Material gelöst wurde, durch Gefrieren entlüftet wurde, um gelösten Sauerstoff zu entfernen. Entweder ein absolutes oder ein relatives Verfahren kann verwendet werden als Messverfahren der Quantenausbeute der Lichtemission. In dem relativen Verfahren kann die Quantenausbeute der Lichtemission gemessen werden im Vergleich zu dem Lichtemissionsspektrum einer Standardsubstanz (zum Beispiel Chininsulfat). In dem absoluten Verfahren kann die Quantenausbeute der Lichtemission in der Festphase oder in Lösung gemessen werden durch Verwendung eines kommerziell verfügbaren Instruments (zum Beispiel Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920-02), hergestellt durch Hamamatsu Photonics K. K.). Die Quantenausbeute der Lichtemission in Lösung kann durch die Verwendung verschiedener Lösungsmittel gemessen werden, der erfindungsgemäße Iridiumkomplex erfüllt die obige Quantenausbeute der Lichtemission vorzugsweise jedoch in jedem Lösungsmittel.
Die Messung der Quantenausbeute der Lichtemission im Dünnschicht-Zustand kann beispielsweise ausgeführt werden durch Gasphasenabscheidung im Vakuum des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes auf Quarzglas und Durchführen der Messung mit einem kommerziell verfügbaren Instrument (zum Beispiel Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920-02), hergestellt durch Hamamatsu Photonics K. K.). Die Quantenausbeute der Lichtemission in der Dünnschicht kann durch die Gasphasenabscheidung des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes allein oder durch Co-Gasphasenabscheidung mit verschiedenen Wirtsmaterialien gemessen werden; es ist jedoch wünschenswert, dass die obige Quantenausbeute der Lichtemission durch den Iridiumkomplex der vorliegenden Erfindung bei jeder Vorausssetzung erfüllt ist.
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex zeigt eine Lichtemission hauptsächlich im Bereich des sichtbaren Lichts (insbesondere im Bereich von grün bis rot); der Wellenlängenbereich hängt jedoch von der Art oder Struktur eines Liganden ab. Insbesondere liegt die Wellenlänge der maximalen Lichtemission eines Lichtemissionsspektrums bei Raumtemperatur in Lösung oder in einer Dünnschicht bevorzugt im Bereich von 300 nm bis 900 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 400 nm bis 800 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 400 nm bis 600 nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 500 nm bis 600 nm.
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex ist ein oktaedrischer sechszähniger Komplex und als geometrische Isomere existieren ein faciales Isomer und ein meridionales Isomer. In einem Fall wird eine Mischung eines facialen Isomers und eines meridionalen Isomers durch die Synthese des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes gewonnen. Diese geometrischen Isomere können beispielsweise durch Säulenchromatographie oder Sublimationsreinigung getrennt werden. Die Iridiumkomplexe, die durch die allgemeinen Formeln (5) und (6) dargestellt werden, und/oder die Iridiumkomplexe, die durch die allgemeinen Formeln (7) und (8) dargestellt werden, sind jeweils geometrische Isomere zueinander. Zudem entspricht der Iridiumkomplex, der durch die allgemeinen Formeln (5) und (7) dargestellt ist, einem facialen Isomer und der Iridiumkomplex, der durch die allgemeinen Formeln (6) und (8) dargestellt ist, entspricht einem meridionalen Isomer. (Chem. 5)
(Chem. 6)
(Chem. 7)
(Chem. 8)
(In den allgemeinen Formeln (5) bis (8) stellt N ein Stickstoffatom und Ir ein Iridiumatom dar; R¹ bis R¹⁹ haben dieselbe Bedeutung wie R¹ bis R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1) und ein diesbezüglich bevorzugter Bereich ist ebenfalls derselbe).
Bisher gab es unterschiedliche Berichte zur Lichtemissionscharakteristik eines facialen Isomers und eines meridionalen Isomers eines cyclometallierten Iridiumkomplexes; ein Fall ist bekannt, in dem das faciale Isomer eine höhere Quantenausbeute der Lichtemission besitzt (zum Beispiel Tamayo A. B. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 7377 (Nichtpatentliteratur 1)), darüber hinaus ist ebenfalls ein Fall bekannt, in dem ein meridionales Isomer eine höhere Quantenausbeute der Lichtemission besitzt (zum Beispiel WO 2012/172482 A (Patentliteratur 3)).
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben als Ergebnis einer detaillierten Bestimmung der Lichtemissionscharakteristiken der geometrischen Isomere des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, herausgefunden, dass das faciale Isomer eine signifikant höhere Quantenausbeute der Lichtemission im Vergleich zu dem meridionalen Isomer aufweist (s. Beispiele).
Der Iridiumkomplex der vorliegenden Erfindung, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, ist vorzugsweise ein faciales Isomer. Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex enthält vorzugsweise 50% oder mehr des facialen Isomers, besonders vorzugsweise 80% oder mehr des facialen Isomers, besonders vorzugsweise 90% oder mehr des facialen Isomers und ganz besonders vorzugsweise enthält er 99% oder mehr des facialen Isomers. Zudem kann das faciale Isomer oder das meridionale Isomer durch NMR, Massenanalyse, Röntgen-Kristallstrukturanalyse oder Ähnliches identifiziert werden. Darüber hinaus kann der Inhalt des Isomers quantifiziert werden durch NMR oder HPLC.
Das meridionale Isomer des Iridiumkomplexes der vorliegenden Erfindung, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, kann in ein faciales Isomer isomerisiert werden. Insbesondere ist eine Photoisomerisierung bevorzugt, wie in den Formeln (A) und (B) gezeigt ist. (Chem. 9)
(Chem. 10)
(In den allgemeinen Formeln (A) und (B) stellt N ein Stickstoffatom und Ir ein Iridiumatom dar; R¹ bis R¹⁹ haben dieselbe Bedeutung wie R¹ bis R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1) und ein diesbezüglich bevorzugter Bereich ist ebenfalls derselbe).
Die Photoisomerisierungsreaktion eines meridionalen Isomers kann entsprechend der Referenz JP 2004-189673 A (Patentliteratur 4), JP 2009-108041 A (Patentliteratur 5), JP 2014-101307 A (Patentliteratur 6) o. Ä. ausgeführt werden.
Die Photoisomerisierungsreaktion wird im Folgenden im Detail ausgeführt. Die Photoisomerisierungsreaktion ist dadurch charakterisiert, dass ein meridionales Isomer oder eine Lösung, die das meridionale Isomer enthält, mit Licht beleuchtet wird und die Isomerisierung des facialen Isomers erreicht wird.
Als Verfahren zum Beleuchten mit Licht ist es ausreichend, dass das Licht auf ein meridionales Isomer trifft, das Verfahren muss daher nicht näher beschrieben werden. Es ist ebenfalls akzeptabel, dass die Beleuchtung mit Licht an einer Reaktionslösung durchgeführt wird, die eine Mischung eines meridionalen Isomers und eines facialen Isomers enthält.
Die Photoisomerisierungsreaktion eines meridionalen Isomers wird vorzugsweise in einer Lösung ausgeführt. Was das Lösungsmittel betrifft, so ist ein Lösungsmittel zu bevorzugen, das in der Lage ist, das meridionale Isomer zu lösen; ein Lösungsmittel, das nicht mit dem Ausgangsmaterial und dem Produkt reagiert, wird verwendet. Spezifische Beispiele eines Lösungsmittels umfassen verschiedene organische Lösungsmittel wie gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan oder Tridecan, halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Dichlormethan, Chloroform oder Dichlorethan, Ketone, wie zum Beispiel Aceton oder Methylethylketon, Amide, wie zum Beispiel N,N,-Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon, Ester, wie zum Beispiel Ethylacetat oder Butylacetat, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Benzol, Tuluol, halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Chlorbenzol, Dichlorbenzol, stickstoffhaltige aromatische Stoffe, wie zum Beispiel Pyridin oder Picolin, Ether, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran (THF), Dioxan oder Diethylether, Nitrile, wie zum Beispiel Acetonitril, Propionitril oder Benzonitril, Alkohole, wie zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol oder Ethylenglykol und Dimethylsulfoxid. Unter diesen sind halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Ether oder Dimethylsulfoxid bevorzugt. Spezifische Beispiele eines bevorzugten Lösungsmittels umfassen Dichlormethan, Chloroform, Tetrahydrofuran und Dimethylsulfoxid; besonders bevorzugt sind Dichlormethan, Tetrahydrofuran und Dimethylsulfoxid; das Lösungsmittel Tetrahydrofuran ist besonders bevorzugt.
Die Photoisomerisierungsreaktion eines meridionalen Isomers ist nicht beschränkt in Bezug auf eine Konzentration, solange die Beleuchtung mit Licht homogen ausgeführt wird; sie wird jedoch im Allgemeinen bei einer Konzentration von 1 mol/l oder weniger ausgeführt, vorzugsweise bei einer Konzentration von 0,01 mol/l oder weniger. Die untere Grenze der Konzentration ist, ohne einzuschränken, bevorzugt 0,0001 mol/l oder mehr.
Das Reaktionsgefäß, das verwendet wird zur Durchführung der Beleuchtung mit Licht, kann jedes Gefäß sein, das die Beleuchtung mit Licht gestattet, jedoch sind Glasgefäße besonders bevorzugt, beispielsweise ein Reaktionsgefäß aus Pyrex (eingetragene Marke) oder ein Reaktionsgefäß aus Quarz, das eine hohe Permeabilität für UV hat.
Die Temperaturbedingungen für die Beleuchtung mit Licht sind nicht besonders beschränkt, sind jedoch im Allgemeinen zwischen der Erstarrungstemperatur eines zu verwendenden Lösungsmittels und dem Siedepunkt dieses Lösungsmittels, bevorzugt zwischen –75°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittel und besonders bevorzugt zwischen –5°C und 50°C.
Die Beleuchtung mit Licht und auch die darauffolgende Nachbehandlung kann bei Atmosphärendruck ausgeführt werden, in einer Inertgasatmosphäre, wie zum Beispiel unter Stickstoff oder Argon, oder in einem Zustand des reduzierten Drucks oder im Vakuum; bevorzugt ist es jedoch, die Beleuchtung mit Licht in einer Inertgasatmosphäre wie Stickstoff oder Argon auszuführen.
Die Druckbedingungen sind nicht besonders beschränkt, jedoch wird die Reaktion im Allgemeinen unter Normaldruck durchgeführt.
Die Wellenlänge des Lichts, das für die Beleuchtung mit Licht verwendet wird, kann eine Wellenlänge sein, bei der das meridionale Isomer Licht absorbiert und Licht im Bereich von ultraviolett bis einschließlich des Bereichs sichtbaren Lichts ist bevorzugt. Insbesondere ist Licht mit einer Wellenlänge von 200 bis 800 nm bevorzugt, Licht mit einer Wellenlänge von 200 bis 600 nm ist besonders bevorzugt, Licht mit einer Wellenlänge von 300 bis 500 nm ist besonders bevorzugt und Licht mit einer Wellenlänge von 300 bis 450 nm ist ganz besonders bevorzugt.
Was das Verfahren der Beleuchtung mit Licht betrifft, so soll hier beispielsweise Bezug genommen werden auf das Verfahren beschrieben in ”Photochemistry I” (Autor: Haruo INOUE, et. al., Verlag: Maruzen) und jedes externe Beleuchtungsverfahren, durch das Beleuchtung von außerhalb des Reaktionsgefäßes stattfindet und jedes interne Beleuchtungsverfahren, durch das Beleuchtung im Inneren des Reaktionsgefäßes stattfindet, kann verwendet werden.
Was die Zeit der Beleuchtung mit Licht betrifft, die für die Reaktion benötigt wird, hängt diese insbesondere von der Art des Iridiumkomplexes oder den Reaktionsbedingungen ab, daher kann eine geeignete Zeitdauer festgelegt werden, wenn die Reaktion durch Bestimmen eines Absorptionsspektrums, eines Lichtemissionsspektrums oder einer Massenanalyse überwacht wird. Insbesondere ist die Zeit bevorzugt 1 Minute bis 5 Tage, besonders bevorzugt 1 Minute bis 72 Stunden, besonders bevorzugt 1 Stunde bis 48 Stunden und ganz besonders bevorzugt 1 Stunde bis 24 Stunden.
Die Art der Lampe zur Beleuchtung mit Licht ist nicht besonders beschränkt und Beispiele dafür umfassen eine Quecksilberhochdrucklampe, eine Quecksilberniederdrucklampe, eine Quecksilberultrahochdrucklampe, eine Halogenlampe, eine Xenonlampe, einen Laser, Sonnenlicht, eine Glühlampe, eine Deuteriumlampe oder eine UV-Lampe.
Symbole, die in der allgemeinen Formel (1) verwendet werden, (das heißt m, n und R¹ bis R¹⁹) werden im Folgenden erläutert.
In der allgemeinen Formel (1) ist m eine Ganzzahl von 1 oder 2, n ist eine Ganzzahl von 1 oder 2 und m + n ist 3. Insbesondere ist, wenn m 1 ist, n gleich 2 und wenn m 2 ist, dann ist n gleich 1.
R¹ bis R¹¹, R¹³, R¹⁴ und R¹⁸ repräsentieren jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe.
R¹², R¹⁵ bis R¹⁷ und R¹⁹ repräsentieren jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe.
Zudem können benachbarte R¹² bis R¹⁹ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden.
Die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen hat bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt hat sie 1 bis 15 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt hat sie 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome.
Die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen umfasst vorzugsweise eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine s-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine n-Hexylgruppe, eine n-Heptylgruppe, eine n-Octylgruppe, eine n-Nonylgruppe, eine n-Decylgruppe, eine n-Undecylgruppe, eine n-Dodecylgruppe, eine n-Tridecylgruppe, eine n-Tetradecylgruppe, eine n-Pentadecylgruppe, eine n-Hexadecylgruppe, eine n-Heptadecylgruppe, eine n-Octadecylgruppe, eine Neopentylgruppe, eine 1-Methylpentylgruppe, eine 1-Pentylhexylgruppe, eine 1-Butylpentylgruppe, eine 1-Heptyloctylgruppe, eine Cyclohexylgruppe, eine Cyclooctylgruppe oder eine 3,5-Tetramethylcyclohexylgruppe. Besonders bevorzugt ist es eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine s-Butylgruppe, eine Isobutylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine n-Pentylgruppe, eine Neopentylgruppe oder eine 1-Methylpentylgruppe. Ganz besonders bevorzugt ist es eine Methylgruppe. Die Alkylgruppe kann zudem substituiert werden mit einer Arylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe. Die Alkylgruppe kann substituiert sein mit Fluor, was bevorzugt ist, da so die Sublimationseigenschaften des Iridiumkomplexes verbessert werden können.
Die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen besitzt vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen umfasst vorzugsweise eine Phenylgruppe, eine Biphenyl-2-ylgruppe, eine Biphenyl-3-ylgruppe, eine Biphenyl-4-ylgruppe, eine p-Terphenyl-4-ylgruppe, eine p-Terphenyl-3-ylgruppe, eine p-Terphenyl-2-ylgruppe, eine m-Terphenyl-4-ylgruppe, eine m-Terphenyl-3-ylgruppe, eine m-Terphenyl-2-ylgruppe, an o-Tolylgruppe, eine m-Tolylgruppe, eine p-Tolylgruppe, eine p-t-Butylphenylgruppe, eine p-(2-Phenylpropyl)phenylgruppe, eine 4'-Methylbiphenylylgruppe, eine 4''-t-Butyl-p-terphenyl-4-ylgruppe, eine o-Cumenylgruppe, eine m-Cumenylgruppe, eine p-Cumenylgruppe, eine 2,3-Xylylgruppe, eine 2,4-Xylylgruppe, eine 2,5-Xylylgruppe, eine 2,6-Xylylgruppe, eine 3,4-Xylylgruppe, eine 3,5-Xylylgruppe, eine Mesitylgruppe, eine m-Quaterphenylgruppe, eine 1-Naphthylgruppe oder eine 2-Naphthylgruppe. Besonders bevorzugt umfasst sie eine Phenylgruppe, eine o-Tolylgruppe, eine m-Tolylgruppe, eine p-Tolylgruppe, eine 2,3-Xylylgruppe, eine 2,4-Xylylgruppe, eine 2,5-Xylylgruppe, eine 2,6-Xylylgruppe, eine 3,4-Xylylgruppe, eine 3,5-Xylylgruppe oder eine Mesitylgruppe. Besonders bevorzugt umfasst sie eine Phenylgruppe. Die Arylgruppe kann zudem substituiert sein mit einer Alkylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe; eine Phenylgruppe, die mit einer Alkylgruppe substituiert ist, ist besonders bevorzugt, da die Sublimationseigenschaften des Iridiumkomplexes verbessert sein können.
Das Halogenatom ist bevorzugt ein Chloratom, ein Bromatom oder ein Fluoratom. Besonders bevorzugt ist es ein Bromatom oder ein Fluoratom. Ganz besonders bevorzugt ist es ein Fluoratom.
R¹ bis R¹⁹ werden im Folgenden detailliert erläutert.
Was R¹ betrifft, so sind ein Wasserstoffatom und eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt unter den oben Beschriebenen, eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom ist speziell bevorzugt, und ein Wasserstoffatom ist ganz besonders bevorzugt. Der bevorzugte Bereich der genannten Substituentengruppen ist wie oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome.
Was R² betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen; speziell bevorzugt ist ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe und ganz besonders bevorzugt ist eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist wie oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Zudem besitzt die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Was R³ betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen; speziell bevorzugt ist ein Wasserstoffatom. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist wie oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Zudem besitzt die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Was R⁴, R⁵, R⁹, R¹⁰ oder R¹¹ betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom und eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist eine Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom; speziell bevorzugt ist ein Wasserstoffatom. Ganz besonders bevorzugt ist, dass R⁴, R⁵, R⁹ und R¹⁰ alle ein Wasserstoffatom sind. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Das Bilden einer Ringstruktur (das heißt, eines gesättigten oder ungesättigten Rings), bei der R⁴ und R⁵ oder R⁹ und R¹⁰ aneinander binden, ist im Hinblick auf die Synthese nicht bevorzugt.
Was R⁶ bis R⁸ betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen; speziell bevorzugt ist ein Wasserstoffatom oder Methylgruppe. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Zudem besitzt die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Was R¹², R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷ oder R¹⁹ betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe; speziell bevorzugt ist ein Wasserstoffatom. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome.
Was R¹³, R¹⁴ oder R¹⁸ betrifft, so ist unter den oben Beschriebenen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen. Der bevorzugte Wertebereich der genannten Substituentengruppen ist oben beschrieben. Insbesondere besitzt die Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 1 bis 15 Kohlenstoffatome, speziell bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Zudem besitzt die Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen vorzugsweise 6 bis 20 Kohlenstoffatome, besonders vorzugsweise 6 bis 15 Kohlenstoffatome und ganz besonders vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome.
Nebeneinanderliegende R¹² bis R¹⁹ können aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden. Insbesondere können R¹² und R¹³, R¹³ und R¹⁴, R¹⁴ und R¹⁵, R¹⁵ und R¹⁶, R¹⁶ und R¹⁷, R¹⁷ und R¹⁸, R¹⁸ und R¹⁹ aneinander binden, um eine Ringstruktur zu bilden; es ist jedoch bevorzugt, wenn ein beliebiges aus R¹² und R¹³, R¹³ und R¹⁴, R¹⁴ und R¹⁵ und R¹⁵ und R¹⁶ aneinander binden, um eine Ringstruktur zu bilden und es ist besonders bevorzugt, dass R¹² und R¹³ oder R¹⁵ und R¹⁶ aneinander binden, um eine Ringstruktur zu bilden.
Durch das Bilden einer Ringstruktur, wie oben beschrieben, kann die Stabilität des Iridiumkomplexes verbessert werden und die Wellenlänger der Lichtemission kann länger sein. Wenn ein beliebiges aus R¹² und R¹³, und R¹⁴ und R¹⁵ einen Ring bildet, so zeigt der erfindungsgemäße Iridiumkomplex eine Lichtemission im roten Lichtbereich (zum Beispiel 600 bis 650 nm) und wenn ein beliebiges aus R¹³ und R¹⁴, und R¹⁵ und R¹⁶ einen kondensierten Ring bildet, dann zeigt der erfindungsgemäße Iridiumkomplex eine Lichtemission im gelben Lichtbereich (zum Beispiel von 540 bis 590 nm). Unter den kondensierten Ringen, die oben beschrieben sind, ist es bevorzugt, dass ein sechsgliedriger Ring gebildet wird und es ist speziell bevorzugt, wenn ein Benzolring gebildet wird.
Wenn benachbarte R¹² bis R¹⁹ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden, ist es bevorzugt, eine beliebige der folgenden Strukturen (L-1) bis (L-4) zu haben. (Chem. 11)
R¹ bis R¹⁹ in den Strukturformeln (L-1) bis (L-4) haben dieselbe Bedeutung wie R¹ bis R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1) und ein diesbezüglich bevorzugter Wertebereich ist ebenfalls derselbe. R^a bis R^d repräsentieren jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe. R^a bis R^d umfassen vorzugsweise ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und besonders vorzugsweise sind sie ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.
Zudem kann nach einem Verfahren zum Einführen einer Substituentengruppe an R¹ bis R¹⁹ des Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) der vorliegenden Erfindung repräsentiert wird, die Wellenlänge der Lichtemission des Iridiumkomplexes kontrolliert werden. Beispielsweise verschiebt sich die Lichtemission zu einer kürzeren Wellenlänge, wenn ein Fluoratom in R¹⁶ oder R¹⁸ eingefügt wird. Zudem verschiebt sich die Lichtemission zu einer kürzeren Wellenlänge, wenn eine Trifluormethylgruppe oder eine Zyanogruppe in R¹⁷ eingefügt wird.
Zudem kann eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung durch eine Suzuki-Kupplungsreaktion gebildet werden, wenn ein Halogenatom (vorzugsweise ein Bromatom oder ein Iodatom) in R¹ bis R¹⁹ eingefügt wird, die eine allgemein verfügbare Boronsäureverbindung verwendet, wie durch Formel (C) repräsentiert wird, und verschiedene Substituentengruppen (zum Beispiel Alkylgruppen, Arylgruppen oder Ähnliches) können einfach angefügt werden, sodass dies nützlich als Vorstufe für die Synthese eines neuen Iridiumkomplex ist. (Chem. 12)
Unter den Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, ist ein Fall, in dem R¹³ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, und insbesondere ein Iridiumkomplex mit der allgemeinen Formel (9) bevorzugt. (Chem. 13)
Unter den Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, ist ein Fall, in dem R¹⁴ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, und insbesondere ein Iridiumkomplex mit der allgemeinen Formel (10) bevorzugt. (Chem. 14)
Unter den Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, ist ein Fall, in dem R¹⁸ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, und insbesondere ein Iridiumkomplex mit der allgemeinen Formel (11) bevorzugt. (Chem. 15)
Unter den Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, ist ein Fall, in dem R¹⁵ und R¹⁶ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden, insbesondere ein Iridiumkomplex mit der allgemeinen Formel (12) bevorzugt. (Chem. 16)
Unter den Iridiumkomplexen, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, ist ein Fall, in dem R¹² und R¹³ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden, insbesondere ein Iridiumkomplex mit der allgemeinen Formel (13) bevorzugt. (Chem. 36)
Symbole, die in den allgemeinen Formeln (9) bis (13) verwendet werden (das heißt R¹ bis R³⁰), werden im Folgenden erläutert.
R¹ bis R¹⁹ haben dieselbe Bedeutung wie R¹ bis R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1) und die diesbezüglichen bevorzugten Wertebereiche sind ebenfalls dieselben.
R²⁰ bis R³⁰ repräsentieren jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe. Die Definitionen und die bevorzugten Wertebereiche der besagten Substituentengruppen sind dieselben wie bei R¹ bis R¹⁹ in der allgemeinen Formel (1). R²⁰ bis R³⁰ sind bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und ganz besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom.
Zum Produzieren des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeinen Formel (1) repräsentiert ist, bestehen beispielsweise die Reaktionswege der folgenden Formel (D) oder Formel (E). (Chem. 17)
(Chem. 18)
Für den erfindungsgemäßen Iridiumkomplex, der in der allgemeinen Formel (1) dargestellt ist, kann die Synthese zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verfahren auch entsprechend den Dokumenten WO 2012/166608 A (Patentliteratur 7), WO 2010/056669 A (Patentliteratur 8), WO 2010/111755 A (Patentliteratur 9) oder WO 2012/158851 A (Patentliteratur 10) oder Ähnlichen durchgeführt werden.
Im Allgemeinen kann sich ein Ligandenaustausch zu dem Zeitpunkt, an dem ein anderer cyclometallierter Ligand für die Synthese eines heteroleptischen Iridiumkomplexes eingeführt wird, einfach ereignen; die Polarität bei den erzeugten Verunreinigungen ist ähnlich; hiermit soll offenbart werden, dass die Trennung und Aufreinigung sehr schwierig zu erreichen sind (siehe zum Beispiel WO 2010/028151 A (Patentliteratur 1)). Spezifische Reaktionsbeispiele werden in den Formeln (F) und (G) gezeigt. (Chem. 19)
(Chem. 20)
Es wurde unerwarteterweise gefunden, dass bezüglich des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, ein Ligandenaustausch während der Synthese kaum vorkommt. Es wurde zudem herausgefunden, dass, selbst wenn der Ligandenaustausch während der Synthese stattfindet, Nebenprodukte einfach abgetrennt werden können, beispielsweise durch Silikagel-Säulenchromatographie.
In Bezug auf den erfindungsgemäßen Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, wird von den Erfindern der vorliegenden Erfindung angenommen, dass, da es zwei Liganden gibt, die durch die allgemeinen Formeln (2) und (3) repräsentiert werden (nämlich ein Ligand als Derivat von 2-Phenylpyridin und ein Ligand als Derivat von 2-Phenylpyrimidin) und da die Polarität der beiden Liganden stark unterschiedlich ist, Nebenprodukte, die durch Ligandenaustausch entstehen, einfach abgetrennt und gereinigt werden können.
Es wurde zudem gefunden, dass in einem Fall, in dem eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Atomen an R12 bis R19 eines 2-Phenylpyridin-Derivat-Liganden, der durch die allgemeine Formel (3) repräsentiert wird, eingeführt wird, sich die Häufigkeit des Auftretens des Ligandenaustauschs während der Synthese des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, ändert. Konkret wurde gefunden, dass sich durch das Anfügen der Arylgruppe an den Pyridinring eines 2-Phenylpyridin-Derivat-Liganden (zum Beispiel R¹³ oder R¹⁴) weniger Ligandenaustausch ereignet als wenn das Anfügen an der Phenylgruppe geschieht (zum Beispiel R¹⁸).
Insbesondere ist unter den Iridiumkomplexen der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, im Hinblick auf die Synthese bevorzugt: ein Iridiumkomplex, in dem R¹² bis R¹⁹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen sind; ein Iridiumkomplex, in dem R¹³ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist (bevorzugt ein Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (9) repräsentiert ist); ein Iridiumkomplex, in dem R¹⁴ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist (bevorzugt ein Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (10) dargestellt ist) und ein Iridiumkomplex, in dem R¹⁵ und R¹⁶ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden (bevorzugt ein Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (12) repräsentiert wird).
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex kann, nach einer üblichen Nachbehandlung einer synthetischen Reaktion, wenn nötig aufgereinigt werden oder ohne Aufreinigung bereitgestellt werden. Was die Nachbehandlung betrifft, so können beispielsweise eins oder mehrere der folgenden Verfahren ausgeführt werden: Extraktion, Kühlen, Kristallisierung durch Hinzufügen von Wasser oder von einem organischen Lösungsmittel oder Abdestillieren eines Lösungsmittels aus einem Reaktionsgemisch oder Ähnliches. Als Aufreinigungsverfahren kommen eins oder mehrere der folgenden Verfahren in Frage: Rekristallisation, Destillation, Sublimation, Säulenchromatographie oder Ähnliches.
Im Folgenden werden repräsentative Beispiele des Iridiumkomplexes der vorliegenden Erfindung, der in der allgemeinen Formel (1) dargestellt ist, in den Tabellen 1A bis 13 aufgeführt, die vorliegende Erfindung ist jedoch auf diese nicht beschränkt. (Tabelle 1A)
(Tabelle 1B)
(Tabelle 2A)
(Tabelle 2B)
(Tabelle 3A)
(Tabelle 3B)
(Tabelle 4A)
(Tabelle 4B)
(Tabelle 5A)
(Tabelle 5B)
(Tabelle 6A)
(Tabelle 6B)
(Tabelle 7A)
(Tabelle 7B)
(Tabelle 8A)
(Tabelle 8B)
(Tabelle 9A)
(Tabelle 9B)
(Tabelle 10A)
(Tabelle 10B)
(Tabelle 11A)
(Tabelle 11B)
(Tabelle 12A)
(Tabelle 12B)
(Tabelle 13)
Wie oben beschrieben kann zudem der erfindungsgemäße Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, phosphoreszierende Lichtemission bei Raumtemperatur zeigen und kann somit als lichtemittierendes Material oder lichtemittierende Substanz einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung verwendet werden. Zudem kann durch Verwendung des lichtemittierenden Materials, das aus dem erfindungsgemäßen Iridiumkomplex besteht, eine organische lichtemittierende Vorrichtung (vorzugsweise eine organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung) hergestellt werden.
Zudem kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, eine organische lichtemittierende Vorrichtung, ein lichtemittierendes Instrument oder ein Beleuchtungsinstrument mit einer hohen Effizienz der Lichtemission herzustellen. Es ist zudem möglich, eine organische lichtemittierende Vorrichtung, ein lichtemittierendes Instrument oder ein Beleuchtungsinstrument mit einem niedrigen Energiebedarf herzustellen.
Um den erfindungsgemäßen Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, zu verwenden, ist es bevorzugt, Schichten durch Gasphasenabscheiden im Vakuum zu erzeugen, da der Iridiumkomplex thermisch stabil ist und exzellente Sublimationseigenschaften aufweist.
Im Folgenden wird eine organisches elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung erläutert, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, hergestellt ist. Die organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung ist eine Vorrichtung in der eine Mehrzahl von Lagen eines organischen Stoffes zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode geschichtet sind und die vorzugsweise als lichtemittierendes Material einer lichtemittierenden Schicht den Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, enthält. Zudem besteht die lichtemittierende Schicht im Allgemeinen aus einem lichtemittierenden Material und einem Wirtsmaterial.
Eine repräsentative Zusammensetzung der organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst beispielsweise die folgenden Komponenten, wobei die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt ist:

(1) Positive Elektrode/lichtemittierende Schicht/negative Elektrode (2) Positive Elektrode/lichtemittierende Schicht/Elekronentransportschicht/negative Elektrode
(3) Positive Elektrode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/negative Elektrode
(4) Positive Elektrode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/negative Elektrode
(5) Positive Elektrode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Elektroneninjektionsschicht/negative Elektrode
(6) Positive Elektrode/Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/negative Elektrode
(7) Positive Elektrode/Lochinjektionsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Elektroneninjektionsschicht/negative Elektrode

Zudem kann zwischen der lichtemittierenden Schicht und der negativen Elektrode ein lochblockierende Schicht (auch Lochbarrierenschicht genannt) gebildet werden. Zudem kann zwischen der lichtemittierenden Schicht und der positiven Elektrode eine elektronenblockierende Schicht (auch Elektronenbarrierenschicht genannt) gebildet werden.
Im Folgenden wird jede Schicht, aus der die erfindungsgemäße organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung aufgebaut ist, erläutert.
<Lichtemittierende Schicht>
Die lichtemittierende Schicht ist eine Schicht, in der ein Elektron und ein Loch, injiziert von einer Elektrode, wieder aneinander binden, wodurch Lichtemission durch Excitonen entsteht; der Teil zur Erzeugung der Lichtemission kann sich innerhalb der lichtemittierenden Schicht oder an einem Interface zwischen der lichtemittierenden Schicht und einer benachbarten Schicht befinden.
Die Filmdicke der lichtemittierenden Schicht ist bevorzugt im Bereich von 2 nm bis 1000 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 200 nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 150 nm.
Der vorliegenden Erfindung entsprechend enthält die lichtemittierende Schicht vorzugsweise ein lichtemittierendes Material und ein Wirtsmaterial.
Was das lichtemittierende Material betrifft, so ist der erfindungsgemäße Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, entweder alleine und in Kombination mit zwei oder mehr Typen enthalten; es ist ebenso möglich, dass ein anderes lichtemittierendes Material darin enthalten ist. Unter den Stoffen, die in der lichtemittierenden Schicht enthalten sind, ist der Gesamtgehalt des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, als Massenverhältnis bevorzugt zwischen 1 und 50%, besonders bevorzugt zwischen 1 und 30% und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 und 20%.
Spezifische Beispiele anderer lichtemittierender Materialien umfassen ein Anthracenderivat, ein Pyrenderivat, ein Chrysenderivat, ein Fluoranthenderivat, ein Perylenderivat, ein Fluorenderivat, ein Arylacetylenderivat, ein Styrylarylenderivat, ein Styrylaminderivat, ein Arylaminderivat, einen Borkomplex, ein Squarainderivat, ein Oxobenzanthracenderivat, ein Fluoresceinderivat, ein Polythiophenderivat, einen Stoff der auf einem Komplex von seltenen Erden basiert, einen Iridiumkomplex und einen Platinkomplex.
Das Wirtsmaterial ist ein Stoff, der hauptsächlich für die Injektion und den Transport von Ladungen in einer lichtemittierenden Schicht verantwortlich ist. Ein Massenverhältnis des Wirtsmaterials in der lichtemittierenden Schicht von 20% oder mehr ist bevorzugt. Besonders bevorzugt ist 50% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 80% oder mehr Massenverhältnis des Wirtsmaterials in der lichtemittierenden Schicht. Die obere Grenze des Gehalts des Wirtsmaterials in der lichtemittierenden Schicht ist bevorzugt 99% oder weniger (als Massenverhältnis), besonders bevorzugt 95% oder weniger und ganz besonders bevorzugt 90% oder weniger.
Die Energie des angeregten Zustands (das heißt der T1-Level) eines Wirtsmaterials ist bevorzugt höher als die Energie des angeregten Zustands (das heißt der T1-Level) des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, der in derselben Schicht vorliegt.
Ein einzelnes Wirtsmaterial oder eine Vielzahl unterschiedlicher Wirtsmaterialien kann verwendet werden. Durch Verwendung einer Vielzahl von Wirtsmaterialien kann eine Einstellung des Ladungstransfers erreicht werden, so dass eine organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung mit hoher Effizienz erzeugt werden kann.
Das Wirtsmaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist nicht besonders beschränkt, und es kann ein Stoff mit niedriger Molekülmasse oder hoher Molekülmasse sein, der sich wiederholende Einheiten aufweist.
Spezifische Beispiele für Wirtsmaterialien umfassen ein Triarylaminderivat, ein Phenylenderivat, einen aromatischen Stoff mit kondensiertem Ring (zum Beispiel ein Naphthalin, ein Phenanthrenderivat, ein Fluorenderivat, ein Pyrenderivat, ein Tetracenderivat, ein Coronenderivat, ein Chrysenderivat, ein Perylenderivat, ein 9,10-Diphenylanthracenderivat, Rubren oder Ähnliches), ein Chinacridonderivat, ein Acridonderivat, ein Cumarinderivat, ein Pyranderivat, Nilrot, ein Pyrazinderivat, ein Benzimidazolderivat, ein Benzothiazolderivat, ein Benzoxazolderivat, ein Stilbenderivat, ein organometallischer Komplex (zum Beispiel ein Organaluminiumkomplex wie Aluminium-Tris(8-chinolin), ein Organoberylliumkomplex, ein Organoiridiumkomplex oder ein Organoplatinkomplex oder Ähnliches) oder ein Polymerderivat, wie zum Beispiel Poly(phenylenvinylen)-Derivat, ein Poly(fluoren)-Derivat, ein Poly(phenylen)-Derivat, ein Poly(Thienylenvinylen)-Derivat oder ein Poly(Acetylen)-Derivat.
<Elektronentransportschicht>
Die Elektronentransportschicht besteht aus einem Material, das die Funktion hat, Elektronen zu transportieren; sie muss lediglich die Fähigkeit besitzen, die Elektronen, die von der negativen Elektrode injiziert wurden, an die lichtemittierende Schicht zu liefern.
Die Filmdicke der Elektronentransportschicht ist nicht besonders beschränkt und ist allgemein im Bereich von 2 bis 5000 nm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 500 nm und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 200 nm.
Das Material, das für eine Elektronentransportschicht verwendet wird (im Folgenden als Elektronentransportmaterial bezeichnet) muss mindestens eines der folgenden Eigenschaften aufweisen: Elektroneninjektionseigenschaft, Elektronentransporteigenschaft und Lochbarriereneigenschaft; es kann aus einem beliebigen bekannten Stoff ausgewählt werden.
Spezifische Beispiele für das Elektronentransportmaterial umfassen ein Stickstoff enthaltendes aromatisches heterozyklisches Derivat (Carbazolderivat, ein Organoaluminiumkomplex wie Aluminium-Tris(8-chinolinolat), ein Azacarbazolderivat (1 oder mehr Kohlenstoffatome, die den Carbazolring bilden, sind durch ein Stickstoffatom substituiert), ein Pyridinderivat, ein Pyrimidinderivat, ein Triazinderivat, ein Chinolinderivat, ein Chinoxalinderivat, ein Phenanthrolinderivat, ein Oxazolderivat, ein Thiazolderivat, ein Oxadiazolderivat, ein Triazolderivat, ein Benzimidazolderivat, ein Benzoxazolderivat oder Ähnliches), ein Dibenzofuranderivat, ein Dibenzothiophenderivat oder ein Derivat mit einem organischen Hydrocarbonring (ein Naphthalinderivat, ein Anthracenderivat, Triphenylen oder Ähnliches).
<Lochblockierschicht>
Die Lochblockierschicht ist eine Schicht, die die Funktion einer Elektronentransportschicht im weiteren Sinne hat; sie besteht vorzugsweise aus einem Material, das die Funktion hat, Elektronen zu transportieren und nur geringe Fähigkeiten, Löcher zu transportieren; durch Blockieren von Löchern während des Transportierens von Elektronen kann sie die Wahrscheinlichkeit eines Rekombinierens von Elektronen und Löchern erhöhen.
Die Lochblockierschicht ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass sie benachbart zu der negativen Elektrodenseite einer lichtemittierenden Schicht ist.
Die Filmdicke der Lochblockierschicht ist bevorzugt im Bereich vom 3 bis 100 nm und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 nm.
Was das Material betrifft, das für die Elektronenblockierschicht verwendet wird, so können oben für die Elektronentransportschicht beschriebenen Materialien vorzugsweise verwendet werden; und die genannten Wirtsmaterialien werden vorzugsweise als Material einer Lochblockierschicht verwendet.
<Elektroneninjektionsschicht>
Die Elektroneninjektionsschicht (auch „negative Elektrodenpufferschicht” genannt) ist eine Schicht, die zwischen einer negativen Elektrode und einer lichtemittierenden Schicht angeordnet ist, um die Treiberspannung zu senken oder die Leuchtdichte zu verbessern.
Die Filmdicke der Elektroneninjektionsschicht ist bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5 nm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 nm.
Spezifische Beispiele des Materials, das vorzugsweise für die Elektroneninjektionsschicht verwendet wird, umfassen ein Metall (Strontium, Aluminium oder Ähnliches), eine Alkalimetallverbindung (Lithiumfluorid, Natriumfluorid oder Ähnliches), eine Erdalkaliverbindung (Magnesiumfluorid, Kalziumfluorid oder Ähnliches), ein Metalloxid (Aluminiumoxid oder Ähnliches) oder ein Metallkomplex (Lithium-8-Hydroxychinolat (Liq) oder Ähnliches). Zudem können auch die zuvor erwähnten Elektronentransportmaterialien verwendet werden. Weitere Beispiele für das Elektroneninjektionsmaterial umfassen einen Lithiumkomplex eines Phenanthrolinderivats (LiPB) oder einen Lithiumkomplex von Phenoxypyridin (LiPP).
<Lochtransportschicht>
Die Lochtransportschicht besteht aus einem Material, das die Funktion hat, Löcher zu transportieren; sie benötigt lediglich die Fähigkeit, von der positiven Elektrode injizierte Löcher an eine lichtemittierende Schicht zu liefern.
Die Filmdicke der Lochtransportschicht ist nicht besonders beschränkt; sie ist im allgemeinen im Bereich von 2 bis 5000 nm, bevorzugt im Bereich von 5 bis 500 nm und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 200 nm.
Das Material, das als Lochtransportschicht verwendet wird (im Folgenden als Lochtransportmaterial bezeichnet) benötigt nur eine der folgenden Eigenschaften: Lochinjektionseigenschaft, Lochtransporteigenschaft und Elektronenbarriereneigenschaft; aus herkömmlich bekannten Stoffen kann ein beliebiger ausgewählt werden.
Spezifische Beispiele für ein Lochtransportmaterial umfassen ein Porphyrinderivat, ein Phthalocyaninderivat, ein Oxazolderivat, ein Phenylendiaminderivat, ein Stilbenderivat, ein Triarylaminderivat, ein Carbazolderivat, ein Indolocarbazolderivat, ein Acenderivat wie zum Beispiel Anthracen oder Naphthalin, ein Fluorenderivat, ein Fluorenonderivat, ein Polymermaterial oder ein Oligomer mit einem Polyvinylcarbazol oder aromatischen Amin, das in der Hauptkette oder Seitenkette eingeführt wurde; Polysilan; ein leitfähiges Polymer oder ein leitfähiges Oligomer (zum Beispiel PEDOT:PSS, Anilincopolymer, Polyanilin, Polythiophen oder Ähnliches).
<Elektronenblockierschicht>
Die Elektronenblockierschicht ist eine Schicht, die die Funktion einer Lochtransportschicht im allgemeinen Sinn hat und vorzugsweise aus einem Material besteht, das die Fähigkeit hat, Löcher zu transportieren und nur eine gering ausgeprägte Fähigkeit hat, Elektronen zu transportieren; durch Transportieren von Löchern, während Elektronen blockiert werden, kann die Wahrscheinlichkeit der Rekombination zwischen Elektronen und Löchern gesteigert werden.
Die Filmdicke der Elektronenblockierschicht ist bevorzugt im Bereich von 3 bis 100 nm und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 nm.
Zudem kann die Zusammensetzung der genannten Lochtransportschicht auch für die Elektronenblockierschicht verwendet werden, falls dies nötig ist.
<Lochinjektionsschicht>
In der vorliegenden Erfindung ist die Lochinjektionsschicht (auch „positive Elektrodenpufferschicht” genannt) eine Schicht, die zwischen einer positiven Elektrode und einer lichtemittierenden Schicht angeordnet ist, um die Treiberspannung zu senken oder um die Leuchtdichte der Lichtemission zu verbessern.
Als Material, das für die Lochinjektionsschicht verwendet wird, ist ein Phthalocyaninderivat repräsentiert durch Kupfer-Phthalocyanin, ein Hexaazatriphenylenderivat, ein Metalloxid repräsentiert durch Vanadiumoxid, amorpher Kohlenstoff, ein leitfähiges Polymer, wie zum Beispiel Polyanilin (Emeraldin) oder Polythiophen, ein cyclometallierter Komplex repräsentiert durch Tris(2-phenylpyridin)-Iridiumkomplex, ein Triarylaminderivat oder Ähnliches bevorzugt.
Die organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auf einem Substrat getragen. Die Materialien eines Substrats sind nicht besonders beschränkt und Beispiele dafür umfassen Glas, wie zum Beispiel Alkaliglas, alkalifreies Glas oder Quarzglas und transparentes Plastik, die typischerweise für eine ähnliche organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung verwendet werden.
Spezifische Beispiele für das Material der positiven Elektrode umfassen einfache Metallmaterialien wie Gold, Platin, Silber, Kupfer, Nickel, Palladium, Kobalt, Selen, Vanadium oder Wolfram oder eine Legierung von diesem oder ein Metalloxid wie Zinnoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid. Zudem können auch leitfähige Polymere wie Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen oder Polyphenylensulfid verwendet werden. Diese Elektrodenmaterialien können entweder allein oder in Kombination von zwei oder mehr von dieser Materialien verwendet werden. Zudem kann die positive Elektrode aus einer einzigen Schicht oder mehreren Schichten aufgebaut sein.
Spezifische Beispiele für das Material der negativen Elektrode umfassen einfache Metallmaterialien wie Lithium, Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Aluminium, Indium, Ruthenium, Titan, Mangan, Yttrium, Silber, Blei, Zinn oder Chrom. Zudem ist auch die Verwendung einer Legierung durch Kombination dieser Materialien möglich. Zum Beispiel kann eine Legierung wie Lithium-Indium, Natrium-Kalium, Magnesium-Silber, Aluminium-Lithium, Aluminium-Magnesium oder Magnesium-Indium verwendet werden. Zudem kann ein Metalloxid wie Indiumzinnoxid (ITO) verwendet werden. Diese Elektrodenmaterialien können entweder allein oder in Kombination mit zwei oder mehr von diesen verwendet werden. Zudem kann die negative Elektrode aus einer einzigen Schicht oder mehreren Schichten aufgebaut sein.
Eine organische lichtemittierende Vorrichtung, die einen erfindungsgemäßen Iridiumkomplex umfasst, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, kann durch die Methode des Gasphasenabscheidens im Vakuum, der Lösungsbeschichtung, durch ein Transferverfahren unter Verwendung von Laser oder Ähnlichem oder durch ein Sprayverfahren hergestellt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die lichtemittierende Schicht, die den erfindungsgemäßen Iridiumkomplex enthält, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, durch ein Gasphasenabscheideverfahren im Vakuum hergestellt wird.
Wenn die jeweilige Schicht, wie die Lochtransportschicht, lichtemittierende Schicht oder die Elektronentransportschicht, durch ein Gasphasenabscheideverfahren im Vakuum hergestellt wird, sind die Bedingungen für die Gasabscheidung im Vakuum nicht besonders beschränkt; es ist jedoch bevorzugt, dass die Gasphasenabscheidung mit einer Gasabscheidungsrate von etwa 0,01 bis 50 nm/s in einem Vakuum von etwa 10^–4 bis 10^–5 Pa mit einer Schiffchentemperatur von etwa 50 bis 500°C und einer Substrattemperatur von etwa –50 bis 300°C durchgeführt wird. In einem Fall, in dem die jeweilige Schicht, wie die Lochtransportschicht, lichtemittierende Schicht oder Elektronentransportschicht aus einer Mehrzahl von Materialien hergestellt ist, ist es bevorzugt, die Co-Gasphasenabscheidung unter Kontrolle der Temperatur jedes Schiffchens, das jeweils mit seinem Material hinzugefügt wird, durchzuführen
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert durch Beispiele erläutert; die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht als beschränkt auf die Beispiele verstanden werden. Die Stoffe der Beispiele werden erläutert als „erfindungsgemäßer Stoff” und die Stoffe der Vergleichsbeispiele werden als „Vergleichsstoff” bezeichnet.
<Beispiel I-1>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3)
(Chem. 23)
IrCl₃·nH₂O (0,366 g) und 0,524 g (2,01 mmol) des Liganden (L-a) wurden in 20 ml DMF gelöst und nach dem Durchspülen der Lösung mit Argongas für 30 Minuten wurde die Lösung 30 Minuten lang mit Mikrowellen (2450 MHz) bestrahlt. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und durch Destillieren des Lösungsmittels auf etwa 5 ml unter reduziertem Druck und durch Hinzufügen von Wasser wurden die Feststoffe ausgefällt. Die Feststoffe wurden mit Dichlormethan und Hexan rekristallisiert und durch das nachfolgende Waschen mit Methanol und Hexan wurde das Zwischenprodukt (A) erzeugt. Die hergestellte Menge war 0,5658 g (Ausbeute: 75,7%). 0,6025 g (0,4 mmol) des Zwischenprodukts (A), das gemäß der obigen Methode synthetisiert wurde, wurde in einem Lösungsmittelgemisch gelöst, das 30 ml Dichlormethan und 10 ml Methanol enthielt und die resultierende Lösung wurde mit Argongas 30 Minuten lang durchspült. Danach wurde 0,2019 g (0,79 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure zu der Lösung hinzugefügt und 5 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde eine Filtration durch eine Schicht Celite durchgeführt und zu dem Zwischenprodukt (B), das durch das Entfernen von Filtrat durch Destillieren unter reduziertem Druck erlangt wurde, wurde 0,3524 g (2,44 mmol) 2-Phenylpyridin und 50 ml Ethanol zugesetzt und unter Hitze 3 Tage lang refluxkondensiert unter Argonatmosphäre. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren unter reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Dichlormethan und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-3) wurde erlangt. Die erzeugte Menge war 0,3536 g (Ausbeute 50,7%). Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) werden im Folgenden gezeigt. Das (K-3), das durch dieses Verfahren erzeugt wurde, war ein faciales Isomer.
¹H-NMR (400 MHz/acetone-d₆) δ: 8.70 (dd, 2H), 8.36 (dd, 2H), 8.13 (d, 1H), 8.01 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.77–7.83 (m, 3H), 7.65 (d, 4H), 7.39 (t, 4H), 7.25 (dd, 2H), 7.17 (dd, 2H), 7.10 (dd, 1H), 6.86–6.95 (m, 4H), 6.77(t, 1H), 2.49–2.57 (m, 4H), 1.09 (m, 6H)
ESI-MS: m/z = 865.9
Zudem wurde als Nebenprodukt der Reaktion eine extrem kleine Menge des erfindungsgemäßen Stoffes (K-147) erzeugt (Ausbeute 0,7%). Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-147) werden im Folgenden gezeigt. Das (K-147), das durch diese Verfahren erlangt wurde, war ein faciales Isomer.
¹H-NMR(400 MHz/acetone-d₆) δ: 8.68 (d, 1H), 8.34 (d, 1H), 8.08–8.12 (m, 2H), 7.85 (d, 1H), 7.72–7.80 (m, 5H), 7.68 (d, 1H), 7.63 (d, 2H), 7.37 (t, 2H), 7.23 (t, 1H), 7.13 (d, 1H), 7.05–7.09 (m, 2H), 6.82–6.90 (m, 5H), 6.70–6.75 (m, 2H), 2.52 (q, 2H), 1.07 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 760.6
Aus dem oben Dargestellten wurde geschlossen, dass sich während der Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) ein Ligandenaustausch kaum ereignet. Zudem wurde herausgefunden, dass die Trennung und Reinigung von (K-3) und (K-147) einfach ist.
<Beispiel I-2>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-51)
(Chem. 24)
0,4005 g (0,27 mmol) des Zwischenprodukts (A) wurde in einem Lösungsmittelgemisch gelöst, das 30 ml Dichlormethan und 10 ml Methanol enthielt, und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,1613 g (0,63 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 15 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Kühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Celite-Schicht gefiltert und zu dem Zwischenprodukt (B), das durch das Entfernen des Filtrats durch Destillieren unter reduziertem Druck erlangt wurde, wurden 0,2316 g (1,00 mmol) von 2,5-Diphenylpyridin und 30 ml Ethanol hinzugefügt und unter Erhitzen 3 Tage lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren unter reduziertem Druck entfernt. Der erlangte Feststoff wurde in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Ethylacetat und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-51) wurde erlangt. Die erzeugte Menge war 0,2913 g (Ausbeute 57,13%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-51) sind im Folgenden gezeigt. Das durch dieses Verfahren erzeugte (K-51) war ein faciales Isomer. Zudem trat kein Ligandenaustausch während der Synthese des vorliegenden erfindungsgemäßen Stoffes (K-51) auf.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.66 (dd, 2H), 8.35 (dd, 2H), 8.03 (d, 1H), 7.95 (dd, 1H), 7.89 (d, 1H), 7.75 (d, 1H), 7.72 (d, 2H), 7.62–7.65 (m, 5H), 7.31–7.41 (m, 9H), 7.20–7.28 (m, 4H), 6.87–6.99 (m, 5H), 2.48–2.56 (m, 4H), 1.10–1.19 (m, 6H)
ESI-MS: m/z = 941.7
<Beispiel I-3>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-59)
(Chem. 25)
0,4045 g (0,27 mmol) des Zwischenprodukts (A) wurde gelöst in einem Lösungsmittelgemisch enthaltend 15 ml Dichlormethan und 5 ml Methanol und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,1832 g (0,71 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 5 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (B) wurde durch Entfernen von Filtrat durch Destillieren bei reduziertem Druck gewonnen; diesem wurden 0,3321 g (1,35 mmol) 4-Methyl-2,5-Diphenylpyridin und 20 ml Ethanol hinzugefügt und unter Erhitzen 3 Tage lang in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren bei reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde eine Aufreinigung durch Säulenchromatographie mit Kieselgel durchgeführt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Dichlormethan und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-59) wurde gewonnen. Die erhaltene Menge war 0,2313 g (Ausbeute 44,5%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-59) sind im Folgenden gezeigt. Das durch dieses Verfahren erzeugte (K-59) war ein faciales Isomer.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.65 (s, 1H), 8.57 (s, 1H), 8.37 (s, 2H), 7.88 (s, 1H), 7.74 (d, 1H), 7.63–7.67 (m, 6H), 7.49 (s, 1H), 7.36–7.42 (m, 7H), 7.22–7.28 (m, 4H), 7.16 (d, 2H), 6.84–6.98 (m, 5H), 2.56 (q, 2H), 2.47 (q, 2H), 2.44 (s, 3H), 1.17 (t, 3H), 1.08 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 957.0
Zudem wurde als Nebenprodukt der Erfindung eine extrem kleine Menge des erfindungsgemäßen Stoffes (K-203) gewonnen (Ausbeute 0,8%). Die Trennung und Aufreinigung von (K-59) und (K203) als erfindungsgemäßen Stoff war einfach zu bewerkstelligen. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-203) sind unten aufgeführt. Das (K-203), das durch dieses Verfahren erzeugt wurde, war ein faciales Isomer.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.52 (d, 1H), 8.30 (d, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.80 (s, 1H), 7.70 (dd, 2H), 7.63 (dd, 3H), 7.49 (d, 2H), 7.31–7.41 (m, 8H), 7.25 (dd, 1H), 7.16–7.20 (m, 3H), 7.03–7.06 (m, 2H), 6.81–6.93 (m, 7H), 2.44–2.49 (m, 5H), 2.32 (s, 3H), 1.06 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 942.0
Aus dem oben Dargestellten wurde geschlossen, dass ein Ligandenaustausch bei der Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-59) kaum vorkommt. Es wurde zudem geschlossen, dass die Trennung und Aufreinigung von (K-59) und (K-203) einfach zu bewerkstelligen ist.
<Beispiel I-4>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99)
(Chem. 26)
0,2486 g (0,15 mmol) des Zwischenprodukts (A) wurde gelöst in einem Lösungsmittelgemisch enthaltend 30 ml Dichlormethan und 10 ml Methanol und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,0919 g (0,36 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 3 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (B) wurde durch Entfernen von Filtrat durch Destillieren bei reduziertem Druck gewonnen; diesem wurden 10 ml Methanol und 10 ml Ethanol hinzugefügt und für 30 Minuten mit Argongas durchspült. Die Temperatur der resultierenden Lösung wurde auf etwa 80°C erhöht und danach wurden 0,1163 g (0,50 mmol) 2,4-Diphenylpyridin hinzugefügt; 2 Tage lang wurde bei Erhitzen in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Dichlormethan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-99) wurde gewonnen. Die erzeugte Menge war 0,2129 g (Ausbeute 75,4%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) sind im Folgenden gezeigt. Das durch dieses Verfahren erzeugte (K-99) war ein faciales Isomer. Zudem entstand während der Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) kein Ligandenaustausch.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.65 (dd, 2H), 8.35 (dd, 2H), 8.19 (d, 1H), 7.82 (d, 1H), 7.71–7.74 (m, 3H), 7.64–7.69 (m, 6H), 7.47–7.55 (m, 3H), 7.39 (t, 4H), 7.24–7.28 (m, 3H), 7.18–7.22 (m, 2H), 6.92–6.99 (m, 2H), 6.86–6.88 (m, 3H), 2.56 (q, 2H), 2.52 (q, 2H), 1.18 (t, 3H), 1.14 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 942.7
<Beispiel I-5>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123)
(Chem. 27)
0,5004 g (0,33 mmol) des Zwischenprodukts (A) wurde gelöst in einem Lösungsmittelgemisch enthaltend 15 ml Dichlormethan und 5 ml Methanol und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,1816 g (0,71 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 5 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (B) wurde durch Entfernen von Filtrat durch Destillieren bei reduziertem Druck gewonnen; diesem wurden 0,1712 g (0,96 mmol) Benzo[h]chinolin und 20 ml Ethanol hinzugefügt und 3 Tage lang wurde bei Erhitzen in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren unter reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Ethylacetat und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-123) wurde gewonnen. Die erzeugte Menge des facialen Isomers war 0,1322 g (Ausbeute 22,5%) und die erzeugte Menge des meridionalen Isomers war 0,1536 g (Ausbeute 26,2%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt.
Die Analysedaten des facialen Isomers des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) sind im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.69 (d, 1H), 8.58 (d, 1H), 8.37 (d, 1H), 8.33 (d, 1H), 8.19 (dd, 1H), 7.98 (dd, 1H), 7.86 (d, 1H), 7.79 (d, 1H), 7.57–7.68 (m, 5H), 7.47 (d, 1H), 7.33–7.43 (m, 6H), 7.23–7.30 (m, 4H), 7.01–7.07 (m, 3H), 6.60 (d, 1H), 2.58 (q, 2H), 2.37 (q, 2H), 1.21 (t, 3H), 1.01 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 889.6
Die Analysedaten des meridionalen Isomers des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) sind im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.45 (dd, 2H), 8.38 (d, 1H), 8.30–8.32 (m, 2H), 8.20 (dd, 1H), 7.96 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.63–7.69 (m, 5H), 7.51–7.55 (m, 2H), 7.35–7.43 (m, 7H), 7.23–7.31 (m, 4H), 6.90 (d, 1H), 6.71 (d, 1H), 2.27–2.39 (m, 4H) 0.99 (t, 3H), 0.92 (q, 3H)
ESI-MS: m/z = 889.6
<Beispiel I-6>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-147)
(Chem. 28)
0,200 g (0,19 mmol) des Zwischenprodukts (C) wurde gelöst in einem Lösungsmittelgemisch enthaltend 10 ml Dichlormethan und 10 ml Methanol und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,1072 g (0,42 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 15 Stunden lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (D) wurde durch Entfernen von Filtrat durch Destillieren bei reduziertem Druck gewonnen; diesem wurden 0,1458 g (0,56 mmol) des Liganden (L-a) und 20 ml Ethanol hinzugefügt und für 15 Stunden wurde bei Erhitzen in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren unter reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Hexan rekristallisiert. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Ethylacetat und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-147) wurde gewonnen. Die erzeugte Menge war 0,0717 g (Ausbeute 24,8%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-147) sind im Folgenden gezeigt. Das durch dieses Verfahren erzeugte (K-147) war ein faciales Isomer. Zudem trat während der Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-147) kein Ligandenaustausch auf.
¹H-NMR (400 MHz/Aceton-d₆) δ: 8.68 (d, 1H), 8.34 (d, 1H), 8.08–8.12 (m, 2H), 7.85 (d, 1H), 7.72–7.80 (m, 5H), 7.68 (d, 1H), 7.63 (d, 2H), 7.37 (t, 2H), 7.23 (t, 1H), 7.13 (d, 1H), 7.05–7.09 (m, 2H), 6.82–6.90 (m, 5H), 6.70–6.75 (m, 2H), 2.52 (q, 2H), 1.07 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 760.6
<Beispiel I-7>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-295)
(Chem. 29)
0,2001 g (0,13 mmol) des Zwischenprodukts (A) wurde gelöst in einem Lösungsmittelgemisch enthaltend 15 ml Dichlormethan und 5 ml Methanol und die resultierende Lösung wurde 30 Minuten lang mit Argongas durchspült. Danach wurde 0,0713 g (0,28 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure der Lösung hinzugefügt und 15 Minuten lang bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (B) wurde durch Entfernen von Filtrat durch Destillieren bei reduziertem Druck gewonnen; diesem wurden 30 ml Ethanol hinzugefügt und für 30 Minuten mit Argongas durchspült. Die Temperatur der resultierenden Lösung wurde auf etwa 75°C erhöht und danach wurden 5 ml Ethanol mit 0,0711 g (0,37 mmol) 2,4-Diphenylpyridin tropfenweise hinzugefügt und für 3 Tage wurde bei Erhitzen in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden durch Säulenchromatographie mit Kieselgel aufgereinigt (Elutionslösung: Lösungsmittelgemisch aus Ethylacetat und Hexan) und der erfindungsgemäße Stoff (K-295) wurde gewonnen. Die erzeugte Menge war 0,0908 g (Ausbeute 38,8%). Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR und ESI-MS durchgeführt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-295) sind im Folgenden gezeigt. Das durch dieses Verfahren erzeugte (K-295) war ein faciales Isomer. Zudem entstand während der Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-295) kein Ligandenaustausch.
¹H-NMR (400 MHz/dichloromethane-d₂) δ: 8.55 (t, 2H), 8.35–8.38 (m, 2H), 8.29 (d, 1H), 8.13 (dd, 1H), 8.05 (d, 1H), 7.74 (td, 1H), 7.63–7.65 (m, 4H), 7.56 (d, 1H), 7.33–7.42 (m, 5H), 7.23–7.30 (m, 3H), 6.99–7.02 (m, 1H), 6.72 (d, 1H), 6.43–6.56 (m, 3H), 2.50 (m, 4H), 1.12 (m, 6H)
ESI-MS: m/z = 902.6
Im Folgenden werden Synthese- und Analysedaten weiterer erfindungsgemäßer Stoffe gezeigt
<Beispiel I-8>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-75)
Der erfindungsgemäße Stoff (K-75) wurde als faciales Isomer erzeugt, indem dieselbe Synthese wie in Beispiel I-1 durchgeführt wurde, mit dem Unterschied, dass 2-(Biphenyl-4-yl)pyridin verwendet wurde anstatt von 2-Phenylpyridin. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-75) als faciales Isomer werden im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.64 (dd, 2H), 8.35 (dd, 2H), 8.00 (d, 1H), 7.77 (d, 1H), 7.68–7.75 (m, 3H), 7.63–7.65 (m, 4H), 7.59 (d, 1H), 7.37–7.40 (m, 6H), 7.18–7.28 (m, 8H), 7.14 (d, 1H), 7.02 (dd, 1H), 6.98 (d, 1H), 6.94 (d, 1H) 2.49–2.58 (m, 4H), 1.12–1.20 (m, 6H)
ESI-MS: m/z = 942.7
Zudem wurde als Nebenprodukt der Reaktion der erfindungsgemäße Stoff (K-219) als faciales Isomer erzeugt. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-219) werden im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.51 (d, 2H), 8.35 (dd, 1H), 8.29 (d, 1H), 8.16 (d, 1H), 8.10 (dd, 1H), 8.03 (d, 1H), 7.88 (d, 1H), 7.74 (dd, 1H), 7.70 (d, 1H), 7.65 (d, 4H), 7.34–7.42 (m, 7H), 7.20–7.30 (m, 8H), 7.00 (t, 1H), 6.81 (d, 1H), 6.63 (d, 1H), 2.51 (q, 2H), 2.44 (q, 2H), 1.13 (t, 3H), 1.04 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 942.1
<Beispiel I-9>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99)
Der erfindungsgemäße Stoff (K-99) wurde als meridionales Isomer erzeugt, indem dieselbe Synthese wie in Beispiel I-4 durchgeführt wurde, mit dem Unterschied, dass der Arbeitsschritt, in dem 2,4-Diphenylpyridin nach dem Erhöhen der Temperatur der Reaktionslösung auf 80°C hinzugefügt wird, dahingehend abgeändert wird, dass das Hinzufügen bei Raumtemperatur ohne Temperaturerhöhung geschieht. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) als meridionales Isomer werden im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/Dichlormethan-d₂) δ: 8.51–8.52 (m, 2H), 8.36 (s, 1H), 8.30 (d, 1H), 8.22 (d, 1H), 8.09–8.11 (m, 2H), 7.91 (d, 1H), 7.77 (d, 1H), 7.73–7.02 (m, 21H), 6.82 (d, 1H), 6.61 (d, 1H), 2.51 (q, 2H), 2.45 (q, 2H), 1.13 (t, 3H), 1.06 (t, 3H)
ESI-MS: m/z = 942.7
<Beispiel I-10>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-2)
Schritt 1: Synthese des Liganden (L-b)
(Chem. 30)
In einen Dreihalskolben wurden 5,18 g (40,3 mmol) 2-Chlor-5-Methylpyrimidin, 9,26 g (46,8 mmol) 3-Biphenylboronsäure, 95 ml 2 M wässrige Lösung von Kaliumcarbonat und 70 ml 1,2-Dimethoxyethan hineingegeben und nach Durchspülen mit Argongas wurden 2,25 g (1,95 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) hinzugefügt und bei Erhitzen 24 Stunden lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, die organische Schicht wurde entnommen und das Lösungsmittel wurde durch Destillation bei reduziertem Druck entfernt; der Ligand (L-b) wurde durch Aufreinigen durch Säulenchromatographie mit Kieselgel (Elutionslösung: Dichlormethan) gewonnen. Die erhaltene Menge war 8,40 g (Ausbeute 84,7%). Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR durchgeführt. Die Analysedaten des Liganden (L-b) werden im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/CDCl₃) δ: 8.66–8.68 (m, 3H), 8.39 (d, 1H), 7.70–7.72 (m, 3H), 7.56 (t, 1H), 7.46 (t, 2H), 7.37 (t, 1H), 2.36 (s, 3H).
Schritt 2: Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-2)
(Chem. 31)
4,11 g (11,6 mmol) Iridiumtrichlorid-n-hydrat, 6,00 g (24,4 mmol) Ligand (L-b), 225 ml DMF und 25 ml gereinigtes Wasser wurden hinzugefügt und nach Durchspülen mit Argongas für 30 Minuten wurde mit Mikrowelle (2450 MHz) 30 Minuten lang bestrahlt. Nach Kühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel bis auf etwa 10 ml durch Destillation bei reduziertem Druck entfernt und durch Hinzufügen von Methanol und gereinigtem Wasser wurden die Feststoffe ausgefällt und so das Zwischenprodukt (E) erzeugt. Die erzeugte Menge war 8,00 g (Ausbeute 9,58%). 5,82 g (4,05 mmol) des Zwischenprodukts (E), das durch das obige Verfahren synthetisiert wurde, wurde in einem Lösungsmittelgemisch umfassend 500 ml Dichlormethan und 500 ml Methanol dispergiert und die Dispersion wurde mit Argongas 30 Minuten lang durchspült. Danach wurden 2,24 g (8,72 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure zu der Dispersion hinzugefügt und 16 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (F) wurde gewonnen durch Destillation bei reduziertem Druck. Die erzeugte Menge war 6,93 g (Ausbeute 95,5%). Zu 5,00 g (5,58 mmol) des Zwischenprodukts (F) wurden 1,94 g (12,50 mmol) von 2-Phenylpyridin, 75 ml Methanol und 175 ml Ethanol hinzugefügt und bei Erhitzen 14 Stunden lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren bei reduziertem Druck entfernt. Die erhaltenen Feststoffe wurden in Dichlormethan aufgelöst und durch Hinzufügen von Methanol rekristallisiert. Danach wurde noch einmal rekristallisiert mit Dichlormethan und Methanol, um den erfindungsgemäßen Stoff (K-2) zu erhalten. Die erzeugte Menge war 0,725 g (Ausbeute 15,5%). Identifikation des Stoffes wurde durchgeführt mit 1H-NMR. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-2) sind im Folgenden gezeigt. Das (K-2), das durch dieses Verfahren erzeugt wurde, war ein faciales Isomer.
¹H-NMR (400 MHz/DMSO-d₆) δ: 8.74 (dd, 2H), 8.23 (t, 2H), 8.19 (d, 1H), 7.96 (d, 1H), 7.86 (t, 1H), 7.82 (d, 1H), 7.76 (d, 1H), 7.59–7.64 (m, 5H), 7.40 (t, 4H), 7.26–7.29 (m, 2H), 7.13–7.21 (m, 3H), 6.87 (t, 1H), 6.70–6.77 (m, 3H), 6.65 (d, 1H), 2.21 (s, 3H), 2.16 (s, 3H).
<Beispiel I-11>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-301)
Schritt 1: Synthese des Liganden (L-c)
(Chem. 32)
In einen Dreihalskolben wurden 10,3 g (64,8 mmol) 2-Brompyrimidin, 14.0 g (69.7 mmol) 3-Bromphenylboronsäure, 150 ml 2 M wässrige Lösung von Kaliumcarbonat und 110 ml Tetrahydrofuran hinzugefügt und nach Durchspülen mit Argongas wurden 3,65 g (3,16 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) hinzugefügt und bei Erhitzen 16 Stunden lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und 13,5 g (75,8 mmol) 4-Tert-Butylphenylboronsäure und 1,82 g (1,57 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) hinzugefügt und dann erneut bei Erhitzen 16 Stunden lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und die organische Schicht wurde entnommen und das Lösungsmittel wurde durch Destillation bei reduziertem Druck entfernt; der Ligand (L-c) wurde durch Aufreinigen durch Säulenchromatographie mit Kieselgel (Elutionslösung: Dichlormethan) gewonnen. Die erhaltene Menge war 14,0 g (Ausbeute 74,9%). Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR durchgeführt. Die Analysedaten des Liganden (L-c) werden im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/CDCl₃) δ: 8.83 (d, 2H), 8.71 (s, 1H), 8.41 (d, 1H), 7.73 (d, 1H), 7.66 (d, 2H), 7.56 (t, 1H), 7.49 (d, 2H), 7.21 (t, 1H), 1.38 (s, 9H).
Schritt 2: Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-301)
(Chem. 33)
2,59 g (7,33 mmol) Iridiumtrichlorid-n-hydrat, 4,30 g (14,9 mmol) Ligand (L-c), 135 ml DMF und 15 ml gereinigtes Wasser wurden hinzugefügt und nach Durchspülen mit Argongas für 30 Minuten wurde mit Mikrowellen (2450 MHz) 30 Minuten lang bestrahlt. Nach Kühlen der Reaktionslösung auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel bis auf etwa 10 ml durch Destillation unter reduziertem Druck entfernt und durch Hinzufügen von Methanol wurden die Feststoffe ausgefällt und so das Zwischenprodukt (G) erzeugt. Die erzeugte Menge war 4,26 g (Ausbeute 72,4%). 3,02 g des Zwischenprodukts (G), das durch das obige Verfahren synthetisiert wurde, wurden in einem Lösungsmittelgemisch umfassend 125 ml Dichlormethan und 125 ml Methanol gelöst und die Lösung wurde mit Argongas 30 Minuten lang durchspült. Danach wurden 1,01 g (3,93 mmol) Silbertrifluormethansulfonsäure zu der Lösung hinzugefügt und 16 Stunden lang bei 50°C refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (H) wurde gewonnen durch Entfernen des Lösungsmittels durch Destillation bei reduziertem Druck. Die erzeugte Menge war 3,62 g (Ausbeute 98,1%). Zu 2,51 g (2,56 mmol) des Zwischenprodukts (H) wurden 0,89 g (5,73 mmol) von 2-Phenylpyridin, 30 ml Methanol und 70 ml Ethanol hinzugefügt und bei Erhitzen 2 Tage lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren bei reduziertem Druck entfernt; danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel (Elutionslösung: Dichlormethan) aufgereinigt, um den erfindungsgemäßen Stoff (K-301) zu gewinnen. Die erzeugte Menge war 0,162 g (Ausbeute 6,9%).
Identifikation des Stoffes wurde durchgeführt mit 1H-NMR. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-301) sind im Folgenden gezeigt. Das (K-301), das durch dieses Verfahren erzeugt wurde, war ein faciales Isomer.
¹H-NMR (400 MHz/DMSO-d₆) δ: 8.56 (m, 2H), 8.25 (dd, 2H), 8.21 (d, 1H), 8.09 (dd, 1H), 7.82–7.89 (m, 2H), 7.77 (dd, 1H), 7.74 (d, 1H), 7.54–7.57 (m, 4H), 7.41–7.44 (m, 4H), 7.28 (t, 2H), 7.15–7.21 (m, 3H), 6.88 (t, 1H), 6.75–6.79 (m, 3H), 6.70 (d, 1H), 1.30 (s, 9H), 1.30 (s, 9H).
<Beispiel I-12>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-302)
(Chem. 34)
Zu 0,841 g (0,939 mmol) des Zwischenprodukts (F) wurden 0,465 g (2,27 mmol) 2-Phenylchinolin und 50 ml Ethanol zugesetzt und unter Erhitzen 3 Tage lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillieren unter reduziertem Druck entfernt und nach dem Auflösen in 25 ml Dichlormethan, wurde mit einer UV-Lampe (Wellenlänge 365 nm) 3 Stunden lang bestrahlt und das Lösungsmittel wurde durch Destillation unter reduziertem Druck entfernt. Danach wurde durch Säulenchromatographie mit Kieselgel (Elutionslösung: Dichlormethan) aufgereinigt und so der erfindungsgemäße Stoff (K-302) gewonnen. Die erzeugte Menge war 0,0007 g (Ausbeute 0,08%).
Die Identifikation des Stoffes wurde durch 1H-NMR vorgenommen. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-302) sind im Folgenden dargestellt.
¹H-NMR (400 MHz/DMSO-d₆) δ: 8.75 (t, 2H), 8.44 (s, 2H), 8.27 (d, 1H), 8.21 (d, 1H), 8.14 (d, 1H), 8.07 (d, 1H), 7.96 (d, 1H), 7.74 (d, 1H), 7.64–7.66 (m, 3H), 7.57 (d, 2H), 7.34–7.46 (m, 5H), 7.22–7.30 (m, 3H), 7.17 (dd, 1H), 7.07 (dd, 1H), 6.95 (t, 1H), 6.76 (t, 1H), 6.61 (d, 1H), 6.50 (dd, 2H), 2.24 (s, 3H), 2.06 (s, 3H).
<Beispiel I-13>
Synthese des erfindungsgemäßen Stoffes (K-303)
(Chem. 35)
In einen Dreihalskolben wurden 3,00 g (8,23 mmol) Iridiumtrichlorid-n-hydrat, 3,74 g 2-Phenylchinolin, 80 ml 2-Ethoxyethanol und 20 ml gereinigtes Wasser hinzugefügt und 18 Stunden lang unter Erhitzen in Argonatmosphäre refluxkondensiert. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt, filtriert und mit Methanol und gereinigtem Wasser gewaschen, um so das Zwischenprodukt (I) zu gewinnen. Die erzeugte Mange war 3,63 g (Ausbeute 69,3%). 2,62 g (2,06 mmol) des Zwischenprodukts (I), 1,15 g Silbertrifluormethansulfonsäure, 140 ml Methanol und 220 ml Dichlormethan wurden einem Dreihalskolben hinzugefügt und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre gerührt. Die Reaktionslösung wurde durch eine Schicht Celite filtriert und das Zwischenprodukt (J) wurde durch Entfernen des Filtrats durch Destillation unter reduziertem Druck gewonnen. Die erzeugte Menge war 3,31 g (Ausbeute 98,8%). Zu 1,26 g (1,55 mmol) des Zwischenprodukts (J) wurden 0,920 g (3,74 mmol) des Liganden (L-b) und 80 ml Ethanol hinzugefügt und unter Erhitzen 2 Tage lang unter Argonatmosphäre refluxkondensiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Lösungsmittel durch Destillation unter reduziertem Druck entfernt und nach Auflösen in Dichlormethan wurde mit einer UV-Lampe (Wellenlänge 365 nm) 3 Stunden lang bestrahlt und das Lösungsmittel wurde durch Destillieren bei reduziertem Druck entfernt. Die gewonnenen Feststoffe wurden in Dichlormethan gelöst und durch Hinzufügen von Methanol rekristallisiert. Danach wurde durch erneutes Rekristallisieren mit Dichlormethan und Methanol der erfindungsgemäße Stoff (K-303) gewonnen. Die erzeugte Menge war 0,619 g (Ausbeute 47,2%). Die Identifikation des Stoffes wurde unter Verwendung von 1H-NMR vorgenommen. Die Analysedaten des erfindungsgemäßen Stoffes (K-303) sind im Folgenden gezeigt.
¹H-NMR (400 MHz/DMSO-d₆) δ: 8.69 (d, 1H), 8.52 (q, 2H), 8.41 (q, 2H), 8.10 (d, 1H), 8.03 (d, 1H), 8.01 (d, 1H), 7.89–7.95 (m, 3H), 7.72 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 7.54 (d, 2H), 7.39 (t, 1H), 7.34 (t, 2H), 7.29 (t, 1H), 7.22 (t, 1H), 7.15 (t, 1H), 7.06 (dd, 1H), 6.94 (t, 1H), 6.87 (t, 1H), 6.62–6.72 (m, 3H), 6.38–6.46 (m, 3H), 2.10 (s, 3H).
Als Nächstes wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines facialen Isomers durch eine Photoisomerisationsreaktion eines meridionalen Isomers beschrieben.
<Beispiel II-1>
Die Photoisomerisationsreaktion des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) als meridionales Isomer
0,5 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) als ein meridionales Isomer wurden in 0,75 ml Dichlormethan-d2 aufgelöst und in ein NMR-Röhrchen eingefüllt. Das Röhrchen wurde dann mit einer UV-Lampe (Wellenlänge 365 nm) 15 Stunden lang bestrahlt. Als Ergebnis der Analyse mit 1H-NMR wurde festgestellt, dass das meridionale Isomer verschwunden war und sich komplett zu dem facialen Isomer (K-99) photoisomerisiert hatte.
Als Nächstes wird die Lichtemissionscharakteristik des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes beschrieben.
<Beispiel III-1>
Lichtemissionscharakteristik von (K-3) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-3) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 530 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,61.
<Beispiel III-2>
Lichtemissionscharakteristik von (K-51) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-51) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 539 nm) wie in 1 gezeigt. Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,83.
<Beispiel III-3>
Lichtemissionscharakteristik von (K-59) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-59) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 531 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,61.
<Beispiel III-4>
Lichtemissionscharakteristik von (K-75) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-75) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 528 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,74.
<Beispiel III-5>
Lichtemissionscharakteristik von (K-75) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-75) als ein meridionales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 578 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,20.
<Beispiel III-6>
Lichtemissionscharakteristik von (K-99) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-99) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 565 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,74.
Beispiel III-7>
Lichtemissionscharakteristik von (K-123) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-123) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 550 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,72.
<Beispiel III-8>
Lichtemissionscharakteristik von (K-123) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-123) als ein meridionales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 578 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,26.
Beispiel III-9>
Lichtemissionscharakteristik von (K-2) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-2) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 541 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,70.
<Beispiel III-10>
Lichtemissionscharakteristik von (K-301) in THF
Der erfindungsgemäße Stoff (K-301) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 538 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,70.
<Beispiel III-11>
Lichtemissionscharakteristik von (K-303) in Chloroform
Der erfindungsgemäße Stoff (K-303) wurde in Chloroform aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 622 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,65.
<Vergleichsbeispiel III-1>
Lichtemissionscharakteristik des Vergleichsstoffes (1) in THF
Der Vergleichsstoffes (1) als ein faciales Isomer wurde in THF aufgelöst und nach Durchspülen mit Argongas wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 350 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 527 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,64.
(Chem. 21)
Aus dem Vorstehenden wurde geschlossen, dass der erfindungsgemäße Stoff eine sehr starke Lichtemission in THF oder Chloroform zeigt. Zudem wurde festgestellt, dass beim Vergleich von Lichtemissionscharakteristiken des facialen und des meridionalen Isomers die Quantenausbeute der Lichtemission des facialen Isomers wenigstens zweimal so hoch ist und dass das faciale Isomer somit ein besonders herausragendes lichtemittierendes Material darstellt.
Als Nächstes, um die thermische Stabilität und Sublimationseigenschaften des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert wird, zu bestätigen, wird ein Experiment zur Sublimationsreinigung erläutert.
<Beispiel IV-1>
Sublimationsreinigung von (K-3)
Nach dem Hinzufügen von 107 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis war (K-3) vollständig sublimiert. Es gab keinen Rückstand der Sublimation. Zudem wurde die Reinheit von (K-3) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt.
<Beispiel IV-2>
Sublimationsreinigung von (K-51)
Nach dem Hinzufügen von 166 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-51) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis verblieb ein geringer Sublimationsrückstand (2,8% der hinzugefügten Menge). Zudem wurde die Reinheit von (K-51) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt.
<Beispiel IV-3>
Sublimationsreinigung von (K-59)
Nach dem Hinzufügen von 124 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-59) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis war (K-59) vollständig sublimiert. Es gab keinen Rückstand der Sublimation. Zudem wurde die Reinheit von (K-59) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt.
<Beispiel IV-4>
Sublimationsreinigung von (K-99)
Nach dem Hinzufügen von 84 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis war (K-99) vollständig sublimiert. Es gab keinen Rückstand der Sublimation. Zudem wurde die Reinheit von (K-99) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt.
<Beispiel IV-5>
Sublimationsreinigung von (K-123)
Nach dem Hinzufügen von 146 mg des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis verblieb ein geringer Sublimationsrückstand (1,7% der hinzugefügten Menge). Zudem wurde die Reinheit von (K-123) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt.
<Vergleichsbeispiel IV-1>
Sublimationsreinigung des Vergleichsstoffes (1)
Nach dem Hinzufügen von 107 mg des Vergleichsstoffes (1) als faciales Isomer zu einem Sublimationsreinigungsgerät (P-200, hergestellt von ALS Technology), wurde eine Sublimationsreinigung über 18 Stunden bei Bedingungen ausgeführt, die ein Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa und eine Temperatur von 300 bis 335°C einschließen; im Ergebnis verblieb ein erheblicher Sublimationsrückstand (10,2% der hinzugefügten Menge). Zudem wurde die Reinheit von (K-51) analysiert durch HPLC vor und nach der Sublimationsreinigung und es wurde entsprechend bestätigt, dass eine positive thermische Stabilität vorliegt. Durch die Analyse des Sublimationsrückstands durch HPLC wurde eine Reinheit von 93,1% gefunden, was eine wesentliche Verringerung im Vergleich zu der Reinheit von 99,8% vor der Sublimationsreinigung darstellt. Es wurde dementsprechend festgestellt, dass der Vergleichsstoff im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Stoff eine sehr langsame Sublimationsrate aufweist und dass eine Zerfallsreaktion stattfindet, wenn der Vergleichsstoff bei denselben Bedingungen wie der erfindungsgemäße Stoff einer Sublimationsreinigung unterzogen wird.
Als Nächstes wird die Lichtemissionscharakteristik des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes in einem Dünnschicht-Zustand beschrieben.
<Beispiel V-1>
Lichtemissionscharakteristik von (K-3) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-3) als faciales Isomer und 4,4'-N,N'-Dicarbazolbiphenyl (im Folgenden als CBP bezeichnet) (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 535 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,88.
<Beispiel V-2>
Lichtemissionscharakteristik von (K-51) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-51) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 539 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,87.
<Beispiel V-3>
Lichtemissionscharakteristik von (K-59) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-59) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 535 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,86.
<Beispiel V-4>
Lichtemissionscharakteristik von (K-99) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-99) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 550 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,89.
<Beispiel V-5>
Lichtemissionscharakteristik von (K-123) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-123) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 544 nm) wie in 2 gezeigt. Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,85.
<Beispiel V-6>
Lichtemissionscharakteristik von (K-2) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-2) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 540 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,88.
<Beispiel V-7>
Lichtemissionscharakteristik von (K-303) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der erfindungsgemäße Iridiumkomplex (K-303) und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 600 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,88.
<Vergleichsbeispiel V-1>
Lichtemissionscharakteristik Vergleichsstoffes (1) in einem Film, der durch Co-Gasphasenabscheidung erzeugt wurde, mit CBP
Der Vergleichsstoff (1) als faciales Isomer und CBP (E-3) als bekanntes Wirtsmaterial wurden durch Co-Gasphasenabscheidung (30 nm) bei einem Massenkonzentrationsverhältnis von 5:95 auf einem Quarzsubstrat bei einem Vakuumniveau von 1 × 10^–4 Pa abgeschieden; danach wurde das Lichtemissionsspektrum (Anregungswellenlänge 340 nm) bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Absolute PL Quantum Yield Spectrometer (C9920) von Hamamatsu Photonics K. K. gemessen; im Ergebnis wurde eine starke Lichtemission gezeigt (Wellenlänge der maximalen Lichtemission 526 nm). Die Quantenausbeute der Lichtemission war 0,82.
Aus dem Voranstehenden wurde geschlossen, dass die Quantenausbeute der Lichtemission sehr hoch war, das heißt 0,85 oder mehr, in einem Film der durch Co-Gasphasenabscheidung abgeschieden wurde und der den erfindungsgemäßen Stoff und CBP umfasst; der erfindungsgemäße Stoff in einem Dünnschicht-Zustand ist gut geeignet als ein lichtemittierendes Material.
Als Nächstes werden die Eigenschaften einer organischen elektrolumineszenten Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Iridiumkomplexes, der durch die allgemeine Formel (1) repräsentiert ist, hergestellt ist, dargestellt.
<Beispiel VI-1>
Auswertung der Eigenschaften einer organischen elektrolumineszenten Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) hergestellt ist
Als positive Elektrode wurde ein alkalifreies Glassubstrat, auf dem ein Film durch Nachbilden einer kammähnlichen Struktur aus Indiumzinnoxid (ITO) mit einer Linienbreite von 2 mm und einer Filmdicke von 100 nm (hergestellt durch Atsugi Micro Co., Ltd) gebildet wird, als ein transparentes leitfähiges stützendes Substrat verwendet. Dieses wurde dann einer Ultraschallreinigung unterzogen in der Reihenfolge ultrareines Wasser, Aceton und Isopropylalkohol (IPA); daraufhin wurde dieses durch Kochen mit IPA und nachfolgendem Trocknen gereinigt. Daraufhin wurde das Substrat nach UV/Ozon-Reinigung als ein transparentes leitfähiges stützendes Substrat verwendet.
Auf dem genannten transparenten leitfähigen stützenden Substrat wurde die darauffolgenden organischen Schichten (das heißt die Lochinjektionsschicht, Lochtransportschicht, lichtemittierende Schicht, lochblockierende Schicht und Elektronentransportschicht) sequentiell durch Gasphasenabscheidung im Vakuum gebildet durch Widerstandsheizen in einer Vakuumkammer bei 1 × 10^–4 Pa; daraufhin wurde durch Maskenaustausch sequentiell eine Elektrodenschicht mit einer Linienbreite von 2 mm (das heißt eine Elektroneninjektionsschicht und eine Metallelektrodenschicht) erzeugt, um so eine organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung (Form der Vorrichtung; quadratische Form mit 2 mm × 2 mm, Fläche der Vorrichtung 0,04 cm²) herzustellen. Daraufhin wurde ein Versiegelungsschritt ausgeführt in einem Handschuhkasten unter Stickstoffatmosphäre, so dass die Vorrichtung nicht der atmosphärischen Luft ausgesetzt ist. In der Peripherie eines Versiegelungsglases, in das Vertiefungen von 1,5 mm im zentralen Anteil einer Glasplatte mit einer Dicke von 3 mm erzeugt wurden (hergestellt von Senyo Shoji Co., Ltd.), wurde ein UV-härtendes Epoxidharz Denatite R (hergestellt von Nagase ChemteX Corporation) appliziert; nachdem die Vorrichtung mit vollendeter Gasphasenabscheidung mit dem Versiegelungsglas bedeckt und gekrimpt war, wurde das Maskieren des Vorrichtungsteils durch Bedecken mit einer Aluminiumplatte durchgeführt. Dann wurde das Versiegeln durch fünfmaliges Wiederholen eines Zyklus durchgeführt umfassend eine einminütige Bestrahlung mit einem UV-Strahler mit einem Verschluss und ein einminütiges Blockieren.
Lochinjektionsschicht (10 nm): Stoff (E-1)
Lochtransportschicht (40 nm): Stoff (E-2)
lichtemittierende Schicht (20 nm): Co-Gasphasenabscheidung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) (Massenkonzentration von 15%) und des Stoffes (E-3) (Massenkonzentration von 85%)
Lochblockierschicht (10 nm): Stoff (E-4)
Elektronentransportschicht (30 nm): Stoff (E-5)
Elektroneninjektionsschicht (0,5 nm): Stoff (E-6)
Metallelektrodenschicht (150 nm): Al
Strukturformeln der Stoffe (E-1) bis (E-6) werden im Folgenden gezeigt. (Chem. 22)
Die erzeugte organische elektrolumineszente lichtemittierende Vorrichtung wurde in einen Probenhalter der Integrating Sphere Unit A10094 zum Messen der EL externen Quantenausbeute, hergestellt von Hamamatsu Photonics K. K., eingesetzt und mit einem Source Meter 2400, hergestellt von Keithley, wurde eine DC Konstantspannung angelegt, um Licht zu erzeugen, und die Leuchtdichte, Wellenlänge der Lichtemission und CIE Chromatizitätskoordinaten wurden durch das Multikanal-Spektrophotometer PMA-12 gemessen, hergestellt von Hamamatsu Photonics K. K. Resultierend war die CIE-Chromatizität wie folgt: (x, y) = (0,360, 0,607), grüne Lichtemission mit einer Spitzenwellenlänge der Lichtemission von 531 nm wurde erzeugt, wie in 3 gezeigt, die maximale Leuchtdichte war 134000 cd/m², wie in 4 gezeigt und die maximale externe Quantenausbeute war 13,4%, wie in 5 gezeigt, was das Erreichen sehr vorteilhafter Lichtcharakteristiken zeigt.
<Beispiel VI-2>
Auswertung der Eigenschaften einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) hergestellt ist
Die Auswertung der Eigenschaften wurde durchgeführt durch ein entsprechendes Herstellen einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass anstatt des erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) aus Beispiel VI-1 der erfindungsgemäße Stoff (K-123) verwendet wurde und dass die Massenkonzentration des erfindungsgemäßen Stoffes (K-123) und des Stoffes (E-3) auf 10% beziehungsweise 90% geändert wurde. Resultierend ergab sich eine CIE-Chromatizität wie folgt: (x, y) = (0,399, 0,578), gelblich grüne Lichtemission mit einer Spitzenwellenlänge der Lichtemission von 545 nm wurde erzeugt, wie in 6 dargestellt, die maximale Leuchtdichte war 103000 cd/m², wie in 7 gezeigt und die maximale externe Quanteneffizienz war 13,0%, wie in 8 gezeigt, was das Erreichen von sehr vorteilhaften Lichtemissionseigenschaften zeigt.
<Beispiel VI-3>
Auswertung der Eigenschaften einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-51) hergestellt wurde
Die Auswertung der Eigenschaften wurde durchgeführt durch entsprechendes Herstellen einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass anstatt des in Beispiel VI-1 verwendeten erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) der erfindungsgemäße Stoff (K-51) verwendet wurde. Resultierend ergibt sich die CIE-Chromatizität wie folgt: (x, y) = (0,408, 0,574), gelblich grüne Lichtemission mit einer Spitzenwellenlänge der Lichtemission von 538 nm wurde erzeugt, die maximale Leuchtdichte war 115400 cd/m² und die maximale externe Quanteneffizienz war 13,1%, was das Erreichen von sehr vorteilhaften Lichtemissionseigenschaften zeigt.
<Beispiel VI-4>
Auswertung der Eigenschaften einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffes (K-99) hergestellt wurde.
Die Auswertung der Eigenschaften wurde durchgeführt durch entsprechendes Herstellen einer organischen elektrolumineszenten lichtemittierenden Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass anstatt des in Beispiel VI-1 verwendeten erfindungsgemäßen Stoffes (K-3) der erfindungsgemäße Stoff (K-99) (faciales Isomer) verwendet wurde. Resultierend ergibt sich die CIE-Chromatizität wie folgt: (x, y) = (0,425, 0,554), gelblich grüne Lichtemission mit einer Spitzenwellenlänge der Lichtemission von 551 nm wurde erzeugt, die maximale Leuchtdichte war 95000 cd/m² und die maximale externe Quanteneffizienz war 13,5%, was das Erreichen von sehr vorteilhaften Lichtemissionseigenschaften zeigt.
Wie oben beschrieben ist der erfindungsgemäße Iridiumkomplex, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, ein neuartiger Stoff mit hervorragender thermischer Stabilität und exzellenten Sublimationseigenschaften, der eine hohe Quantenausbeute der Lichtemission zeigt; wenn er für eine organische lichtemittierende Vorrichtung verwendet wird, kann eine organische lichtemittierende Vorrichtung mit vorteilhaften Lichtemissionseigenschaften hergestellt werden. Da die organische lichtemittierende Vorrichtung, die den Stoff verwendet, eine Lichtemission mit hoher Leuchtdichte im Bereich des sichtbaren Lichts zeigt, ist sie sehr gut geeignet im Bereich der Anzeigegeräte, Displays, Hintergrundbeleuchtungen, Lichtquellen für Beleuchtung und Ähnliches.

Claims

Iridiumkomplex repräsentiert durch die folgende allgemeine Formel (1); (Chem. 1)
(In der allgemeinen Formel (1) stellt N ein Stickstoffatom und Ir ein Iridiumatom dar; R¹ bis R¹¹ und R¹³, R¹⁴ und R¹⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; R¹², R¹⁵ bis R¹⁷ und R¹⁹ stellen jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Zyanogruppe dar; die Alkylgruppe kann mit einer Arylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden; die Arylgruppe kann mit einer Alkylgruppe, einem Halogenatom oder einer Zyanogruppe substituiert werden, benachbarte R¹² bis R¹⁹ können aneinander binden und so einen kondensierten Ring bilden; m ist eine Ganzzahl von 1 oder 2, n ist eine Ganzzahl von 1 oder 2 und m + n ist 3).
Der Iridiumkomplex nach Anspruch 1, wobei R¹² bis R¹⁹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen sind.
Der Iridiumkomplex nach Anspruch 1, wobei R¹³ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
Der Iridiumkomplex nach Anspruch 1, wobei R¹⁴ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
Der Iridiumkomplex nach Anspruch 1, wobei R¹⁸ eine Arylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei R¹⁵ und R¹⁶ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei R¹² und R¹³ aneinander binden, um einen kondensierten Ring zu bilden.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens eines aus R¹² bis R¹⁹ ein Halogenatom ist.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sowohl R⁴, R⁵, R⁹ als auch R¹⁰ jeweils ein Wasserstoffatom sind.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei gilt: m ist 2 und n ist 1.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei gilt: m ist 1 und n ist 2.
Der Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Iridiumkomplex ein faciales Isomer ist.
Lichtemittierendes Material umfassend den Iridiumkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Organische lichtemittierende Vorrichtung umfassend das lichtemittierende Material nach Anspruch 13.