DE60204612T2

DE60204612T2 - Metallkoordinationsverbindung, Lumineszente Vorrichtung und Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60204612T2
Application number: DE60204612T
Authority: DE
Inventors: Takao Takiguchi; Shinjiro Okada; Akira Tsuboyama; Seishi Miura; Takashi Moriyama; Jun Kamatani; Manabu Furugori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: KR100488869B1; JP2002332291A; EP1238981B1; EP1238981A2; JP4307000B2; DE60204612D1; US20030068535A1; KR20020072215A; EP1238981A3; US6921915B2; CN1374315A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine organische Lumineszenzvorrichtung (auch eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung oder organische EL-Vorrichtung genannt) zur Verwendung in einer planaren Lichtquelle, einer planaren Anzeigetafel bzw. Display, etc. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine neue Metallkoordinationsverbindung und eine Lumineszenzvorrichtung, die eine hohe Lumineszenzeffizienz aufweist und wenig Änderung mit der Zeit verursacht, indem eine Metallkoordinationsverbindung, die durch Formel (1), die nachstehend erscheint, verwendet wird.
Ein altes Beispiel für eine organische Lumineszenzvorrichtung ist z.B. eine, die durch eine, die Lumineszenz eines vakuumabgeschiedenen Anthracenfilms verwendet (Thin Solid Films, 94 (1982) 171). In den letzten Jahren sind jedoch angesichts der Vorteile, wie etwa der Leichtigkeit des Bereitstellens einer großflächigen Vorrichtung, verglichen mit einer anorganischen Lumineszenzvorrichtung, und der Möglichkeit des Verwirklichens der gewünschten Lumineszenzfarben durch die Verwendung von verschiedenen neuen Materialien und der Antreibbarkeit bei niedrigen Spannungen, eine ausführliche Untersuchung in Bezug auf die Vorrichtungsausbildung als eine Lumineszenzausrichtung mit Hochgeschwindigkeits-Reaktionsvermögen und hoher Effizienz ausgeführt worden.
Wie genau in Macromol. Symp. 125, 1 – 48 (1997) z.B. beschrieben wurde, besitzt eine organische EL-Vorrichtung im allgemeinen einen Aufbau, der ein Paar aus oberen und unteren Elektroden, die auf einem transparenten Substrat ausgebildet sind, und organische Materialschichten, die eine Lumineszenzschicht beinhalten, die zwischen den Elektroden angeordnet sind, umfasst.
In der Lumineszenzschicht werden Aluminium-Chinolinol-Komplexe (einschließlich von Alq3, das nachstehend als ein repräsentives Beispiel gezeigt wird) mit einer Elektronen transportierenden Eigenschaft und einer Lumineszenzeigenschaft z.B. verwendet. In einer Loch transportierenden Schicht wird z.B. ein Material mit einer Elektronen-Donor-Fähigkeit, wie etwa ein Triphenyldiaminderivat (einschließlich von α-NPD, das nachstehend als ein repräsentatives Beispiel gezeigt wird) verwendet.
Eine derartige Vorrichtung zeigt eine stromrektifizierende Eigenschaft, so dass, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden angelegt wird, Löcher aus der Anode eingespritzt werden und Elektronen aus der Kathode eingespritzt werden.
Die eingespritzten Löcher und Elektronen werden in der Lumineszenzschicht rekombiniert, um Excitonen auszubilden, welche Lumineszenz aussenden, wenn sie in den Grundzustand übergeführt werden.
In diesem Verfahren beinhalten die angeregten Zustände einen Singletzustand und einen Triplettzustand und einen Übergang von dem ersteren zu dem Grundzustand wird Fluoreszenz genannt und ein Übergang von dem letzteren wird Phosphoreszenz genannt. Materialien in diesen Zuständen werden Singletexcitonen und Triplettexcitonen jeweils genannt.
In den meisten der organischen Lumineszenzvorrichtungen, die bisher untersucht worden sind, ist Fluoreszenz, das durch den Übergang eines Singletexcitons zu dem Grundzustand verursacht wurde, verwendet worden. Andererseits sind in den letzten Jahren Vorrichtungen, die Phosphoreszenz über Triplettexcitone verwenden, untersucht worden.
Repräsentative veröffentlichte Literatur kann beinhalten:
Artikel 1: Verbesserter Energietransfer in Elektrophosphoreszenzvorrichtung (D.F. O'Brien, et al., Applied Physics Letters, Band 74, Nr. 3, Seite 422 (1999)); und
Artikel 2: Sehr hocheffizient Grünlicht aussendende organische Vorrichtungen, basierend auf Elektrophosphoreszenz (M. A. Baldo, et al., Applied Physics Letters, Band 75, Nr. 1, Seite 4 (1999)).
In diesen Artikeln wird eine Struktur verwendet, die organische Schichten beinhaltet, die zwischen den Elektroden eingeführt sind und die darin verwendeten Materialien beinhalten Träger transportierende Materialien und Phosphoreszenzmaterialien, von welchen die Namen und Strukturen nachstehend zusammen mit deren Abkürzungen gezeigt werden.

Alq3:: Aluminiumchinolin-Komplex
α-NPD:: N4,N4'-Di-naphthalin-1-yl-N4,N4'-diphenyl-biphenyl-4,4'-diamin
CBP:: 4,4'-N,N'-Dicarbazol-biphenyl
BCP:: 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin
PtOEP:: Platin-octaethylporphyrin-Komplex
Ir(ppy)₃:: Iridium-phenylpyridin-Komplex

Die vorstehend erwähnten Artikel 1 und 2 haben beide über einen Aufbau berichtet, der eine hohe Effizienz zeigt, der beinhaltet: eine Loch-transportierende Schicht, die α-NPD umfasst, eine Elektronen transportierende Schicht, die Alq3 umfasst, eine Exciton-Diffusionsverbindungsschicht, die BCP umfasst, und eine Lumineszenzschicht, die CBP als ein Wirt und ca. 6 % PtOEP oder Ir(ppy)3 als ein Phosphoreszenzmaterial, das in der Mischung dispergiert ist, umfasst.
Ein derartiges Phosphoreszenzmaterial wird gegenwärtig insbesondere bemerkt, da dieses eine hohe Lumineszenzeffizienz im Prinzip aus den folgenden Gründen bereitstellen soll. Im Einzelnen umfassen Excitonen, die durch Trägerrekombination gebildet werden, Singletexcitonen und Tripletttexcitonen in einem Wahrscheinlichkeitsverhältnis von 1:3. Herkömmliche organische EL-Vorrichtungen haben Fluoreszenz verwendet, von welcher die Lumineszenzeffizienz auf höchstens 25 begrenzt ist. Wenn andererseits Phosphoreszenz, die von Tripletttexcitonen erzeugt wird, verwendet wird, wird eine Effizienz von wenigstens dem dreifachen erwartet, und sogar eine Effizienz von 100 %, d.h. das Vierfache, kann im Prinzip erwartet werden, wenn ein Übergang aufgrund Intersystemcrossing von einem Singletzustand mit einer höheren Energie zu einem Triplettzustand berücksichtigt wird.
Jedoch muss, wie bei einer Vorrichtung vom Fluoreszenztyp, eine derartige organische Lumineszenzvorrichtung, die Phosphoreszenz verwendet, weiter angesichts der Verschlechterung der Lumineszenzeffizienz und Vorrichtungsstabilität verbessert werden.
Der Grund für die Verschlechterung ist nicht voll verstanden worden, aber die Erfinder nehmen den folgenden Mechanismus der Phosphoreszenz an.
In dem Fall, wo die Lumineszenzschicht ein Wirtsmaterial mit einer Träger transportierenden Funktion und einem Phosphoreszenz-Gastmaterial umfasst, kann ein Verfahren der Phosphoreszenz über Triplettexcitonen-Einheitsverfahren wie folgt beinhalten:

1. Transport von Elektronen und Löchern innerhalb einer Lumineszenzschicht,
2. Bildung von Wirt-Excitonen,
3. Anregungsenergietransfer zwischen Wirtsmolekülen,
4. Anregungsenergietransfer von dem Wirt zu dem Gast,
5. Bildung von Gast-Triplettexcitonen, und
6. Übergang der Gast-Triplettexcitonen zu dem Grundzustand und Phosphoreszenz.

Der erwünschte Energietransfer in jedem Einheitsverfahren und Lumineszenz werden im Wettbewerb zu verschiedenen Energie-Deaktivierungsverfahren verursacht.
Es muss nicht besonders betont werden, dass eine Lumineszenzeffizienz einer organischen Lumineszenzvorrichtung erhöht wird, indem die Lumineszenz-Quantenausbeute eines Lumineszenzmittelmaterials erhöht wird.
Insbesondere kann in einem Phosphoreszenzmaterial dies der Lebensdauer der Triplettexcitonen zuschreibbar sein, welche um das Drei- oder Mehrfache der Lebensdauer eines Singletexcitons beträgt. Im Einzelnen ist es wahrscheinlich, da dieses in einem Hochenergie-angeregten Zustand für eine längere Zeitdauer gehalten wird, dass dieses mit umgebenden Materialien reagiert und Polymerbildung unter den Excitonen verursacht und so eine höhere Wahrscheinlichkeit eines Deaktivierungsverfahrens verursacht, was zu einer Materialänderung oder Lebensdauerverschlechterung führt.
Es ist erwünscht, dass eine Lumineszenzvorrichtung eine hoch effiziente Lumineszenz und eine hohe Stabilität zeigt. Insbesondere ist es sehr erwünscht, eine Lumineszenzmaterialverbindung bereitzustellen, welche eine weniger starke Tendenz besitzt, Energiedeaktivierung in einer langen Lebensdauer eines angeregten Energiezustandes zu verursachen und auch chemisch stabil ist, wobei so eine längere Lebensdauer gewährleistet wird.
Baldo M. A. et al., Applied Physics Letters, Band 75, Nr. 1, 1999, Seiten 4-6 ist auf Licht emittierende Vorrichtungen gerichtet, die auf Elektrophosphoreszenz basieren, wobei die Verbindung Ir(ppy)₃ offenbart wird.
Polymer Preprints 2000, 41 (1), 770-771 beschreibt die Verwendung von Ir(III)-cyclometallierten Komplexen, wie Phosphoreszenzemittern in Polymermischungs-LEDs. Im Einzelnen wird eine Mischung aus Poly-(N-vinylcarbazol) (PVK) und 2-(4-Biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (PBD) mit FIrrpy beschrieben, wobei eine Gewichtskonzentration von 2 bis 3,5 5 von FIrppy zu einer guten Quanteneffizienz führt.
Demgemäß sind die Hauptaufgaben der vorliegenden Erfindung, ein Lumineszenzmaterial bereitzustellen, welches eine hohe Lumineszenzeffizienz zeigt und eine hohe Leuchtkraft für eine lange Zeitdauer beibehält, und zudem eine Lumineszenzvorrichtung und ein Displaygerät, das diese verwendet, bereitzustellen.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Metallkomplex als ein Lumineszenzmaterial verwendet, insbesondere eine neue Lumineszenzmetallkomplexverbindung, die Iridium als ein Zentralmetall und eine aromatische Gruppe der Formel (5), die nachstehend erscheint, als ein Teil eines Liganden oder als ein Substituent eines Liganden umfasst.
Im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung als ein Lumineszenzmaterial eine Metallkoordinierungsverbindung, die durch nachstehende Formel (1) dargestellt wird, bereit: MLmL'n (1).worin M ein Metallatom von Ir, Pt, Rh oder Pd ist; L und L' wechselseitig unterschiedliche Bidentatliganden sind; m 1, 2 oder 3 ist und n 0, 1 oder 2 ist, unter der Voraussetzung, dass m+n 2 oder 3 ist; eine Teilstruktur MLm durch Formel (2) dargestellt wird, die nachstehend gezeigt wird und eine Teilstruktur ML'_n durch die Formeln (3) oder (4), die nachstehend gezeigt werden, dargestellt wird:
worin CyN1 und CyN2 jeweils cyclische Gruppen sind, die einen Substituenten haben können, die ein Stickstoffatom einschließen und an das Metallatom M über das Stickstoffatom gebunden sind; CyC1 und CyC2 sind jeweils eine cyclische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, die ein Kohlenstoffatom einschließt und an das Metallatom M über das Kohlenstoffatom gebunden ist, unter der Voraussetzung, dass die cyclische Gruppe CyN1 und die cyclische Gruppe CyC1 aneinander über eine kovalente Gruppe gebunden sind und die cyclische Gruppe CyN2 und die cyclische Gruppe CyC2 aneinander über eine kovalente Bindung gebunden sind;
der optionale Substituent der cyclischen Gruppen aus einem Halogenatom, einer Cyanogruppe, einer Nitrogruppe, einer Trialkylsilylgruppe, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welcher die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden kann, und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanatom, eine Nitroatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welcher die Alkylgruppe ein oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die ersetzt werden können durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- und die Alkylgruppe kann ein Wasserstoffatom beinhalten, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann);
E und G unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanoatom, ein Nitroatom, eine Trialkylsilylgruppe, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welcher die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CHoder -C≡C- ersetzt werden kann und die Alkylgruppe kann ein Wasserstoffatom beinhalten, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; und
wenigstens eines der Substituent(en) der cyclischen Gruppen, und die cyclischen Gruppen CyC1 und CyC2 eine aromatische Gruppe beinhalten, die einen Substituenten aufweisen kann, der durch die folgende Formel (5) dargestellt wird:
worin die aromatische Gruppe der Formel (5) an CyN1, CyN2, CyC1 oder CyC2 über eine Einzelbindung gebunden ist, wenn die aromatische Gruppe der Substituent (die Substituenten) der cyclischen Gruppen ist, und die aromatische Gruppe der Formel (5) an CyN1 oder CyN2 über eine Einzelbindung gebunden ist und an das Metallatom M über eine Einzelbindung gebunden ist, wenn die aromatische Gruppe CyC1 oder CyC2 ist;
Y C=O, CRR', C=C(CN)₂, O oder S bezeichnet, worin R und R' unabhängig ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanatom, ein Nitroatom, eine Trialkylsilylgruppe, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann); und
der Substituent der aromatischen Gruppe der Formel (5) aus einem Halogenatom, Cyanogruppe, Nitrogruppe, einer Trialkylsilylgruppe ausgewählt ist, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welcher die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppe kann ein Wasserstoffatom beinhalten, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, eine Cyanatom, ein Nitroatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppen ein Wasserstoffatom beinhalten, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann), unter der Voraussetzung, dass ein benachbartes Paar von Substituenten gebunden werden kann, um eine cyclische Struktur auszubilden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten die folgenden:
Eine Metallkoordinationsverbindung mit einer Teilstruktur ML'_n, die durch die Formel (3) in der Formel (1) dargestellt wird.
Eine Metallkoordinationsverbindung mit einer Teilstruktur ML'_n, die durch die Formel (4) in der Formel (1) dargestellt wird.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin n in der Formel (1) 0 ist.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin die Gruppe Y in der Formel (5) C=O oder CRR' ist.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin die cyclischen Gruppen CyC1 in der Formel (1) und CyC2 in der Formel (3) unabhängig ausgewählt sind aus: Phenylgruppe, Thienylgruppe, Thianaphthylgruppe, Naphthylgruppe, Pyrenylgruppe, 9-Fluorenonylgruppe, Fluorenylgruppe, Dibenzofurylgruppe, Dibenzothienylgruppe oder Carbazolylgruppe, als eine aromatische cyclische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, unter der Voraussetzung, dass die aromatische cyclische Gruppe ein oder zwei CH-Gruppen beinhalten kann, die durch ein Stickstoffatom ersetzt werden können, das insbesondere aus Phenylgruppe oder 2-Fluorenylgruppe ausgewählt ist.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin die cyclischen Gruppen CyN1 in der Formel (2) und CyN2 in der Formel (3) unabhängig aus Pyridylgruppe, Pyridazinylgruppe und Pyrimidinylgruppe, insbesondere Pyridylgruppe, als eine aromatische cyclische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, ausgewählt sind.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin die cyclischen Gruppen CyN1, CyN2, CyC1 und CyC2 unabhängig nicht-substituiert sind, oder einen Substituenten aufweisen, der aus einem Halogenatom ausgewählt ist und eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen {von welcher die Alkylgruppe ein oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die ersetzt werden können durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine divalente aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen (an welche die Alkylgruppe ein oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die ersetzt werden können durch -O- und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann)) und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann}.
Eine Metallkoordinationsverbindung, worin M in der Formel (1) Iridium ist.
Eine Metallkoordinationsverbindung, die durch die folgende Formel (6) dargestellt wird:
worin X bezeichnet CRR', O oder S, wo R und R' unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit folgender Formel sind: C_nH_2n+1- in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten können, die durch -O- ersetzt werden können und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten können, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann;
R₂ bezeichnet ein Wasserstoffatom; ein Fluoratom; eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe der Formel: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, Die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden können, und zudem ein Wasserstoff beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; eine Phenylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; eine 9,9-Dialkylfluorenylgruppe (von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit folgender Formel sind: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden kann und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann); eine Dibenzofuranylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; und eine Dibenzothienylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; der optionale Substituent der Phenylgruppe, 9,9-Dialkylfluorenylgruppe, Dibenzofuranylgruppe und Dibenzothienylgruppe ist ein Fluoratom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe der Formel: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden kann und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem eine Elektrolumineszenzvorrichtung bereit, die umfasst: ein Paar von Elektroden, die auf einem Substrat angeordnet sind, und eine Lumineszenzeinheit, die wenigstens eine organische Verbindung umfasst, die zwischen den Elektroden angeordnet ist, wobei die organische Verbindung eine Metallkoordinationsverbindung umfasst, die durch die Formel (1) dargestellt wird, die vorstehend beschrieben wurde.
In der Lumineszenzvorrichtung wird eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt, um Licht zu emittieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolumineszenzvorrichtung wird eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt, um Phosphoreszenz zu emittieren bzw. auszusenden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Bildanzeigegerät bereit, das eine vorstehend beschriebene Elektrolumineszenzvorrichtung und eine Einrichtung zum Zuführen von elektrischen Signalen zu der Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengenommen und mit den beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A, 1B und 1C veranschaulichen Ausführungsformen für die Lumineszenzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht schematisch eine Tafelstruktur einschließlich einer EL-Vorrichtung und Antriebseinrichtung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Basis-Strukturen der organischen Lumineszenz (EL) -Vorrichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurden, werden in 1A, 1B und 1C veranschaulicht.
Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst eine organische Lumineszenzvorrichtung im allgemeinen auf einem transparenten Substrat 15 eine 50 bis 200 nm dicke transparente Elektrode 14, eine Mehrzahl von organischen Filmschichten und eine Metallelektrode 11, die derart ausgebildet ist, dass sie die organischen Schichten bedeckt.
1A zeigt eine Ausführungsform, wobei die organische Lumineszenzvorrichtung eine Lumineszenzschicht 12 und ein Loch transportierende Schicht 13 umfasst. Die transparente Elektrode 14 kann ITO etc. mit einer großen Arbeitsfunktion umfassen, um so die Locheinspritzung aus der transparenten Elektrode 14 in die Loch transportierende Schicht 13 zu erleichtern. Die Metallelektrode 11 umfasst ein Metallmaterial mit einer kleinen Arbeitsfunktion, wie etwa Aluminium, Magnesium oder Legierungen aus diesen Elementen, um so die Elektroneneinspritzung in die organische Lumineszenzvorrichtung zu erleichtern.
Die Lumineszenzschicht 12 umfasst eine Verbindung (Metallkoordinationsverbindung) gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Loch transportierende Schicht 13 kann z.B. ein Triphenyldiaminderivat, wie durch α-NPD, das vorstehend erwähnt wurde, und zudem ein Material mit einer Elektronendonorfähigkeit, sofern erwünscht, umfassen.
Eine vorstehend organisierte Vorrichtung zeigt eine stromrektifizierende Eigenschaft und wenn ein elektrisches Feld zwischen der Metallelektrode 11 als eine Kathode und der transparenten Elektrode 14 als eine Anode angelegt wird, werden Elektronen ais der Metallelektrode 11 in die Lumineszenzschicht 12 eingespritzt und Löcher werden aus der transparenten Elektrode 15 eingespritzt. Die eingespritzten Löcher und Elektronen werden in der Lumineszenzschicht 12 rekombiniert, um Excitonen mit hohem Energiepotenzial auszubilden, welche Lumineszenz während des Übergangs in den Grundzustand verursachen. In diesem Fall funktioniert die Loch transportierende Schicht 13 als eine Elektronen blockierende Schicht, um die Rekombinationseffizienz an der Grenze zwischen der Lumineszenzschicht 12 und der Loch transportierenden Schicht 13 zu erhöhen, wodurch eine verstärkte Lumineszenzeffizienz gewährleistet wird.
Ferner wird in der Struktur von 1B eine Elektronen transportierende Schicht 16 zwischen der Metallelektrode 11 und der Lumineszenzschicht 12 in 1A angeordnet. Folglich wird die Lumineszenzfunktion von den Funktionen des Elektronentransports und Lochtransports separiert, um eine Struktur bereitzustellen, die ein effektiveres Carrierblockieren zeigt, wobei so die Lumineszenzeffizienz erhöht wird. Die Elektronen transportierende Schicht 16 kann z.B. ein Oxadiazolderivat umfassen.
1C zeigt eine andere erwünschte Form einer Vierschichtstruktur, einschließlich einer Loch transportierenden Schicht 13, einer Lumineszenzschicht 12, einer Excitondiffusionsverhinderungsschicht 17 und einer Elektronen transportierenden Schicht 16, aufeinanderfolgend von der Seite der transportierenden Elektrode 14 als die Anode.
Die Lumineszenzmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind am meisten geeignete Metallkoordinationsverbindungen, die durch die vorstehend erwähnten Formeln (1) bis (5) dargestellt werden, welche sich als hoch effizient bei der Erzeugung von Lumineszenz herausstellten, hohe Leuchtkraft für eine lange Zeitdauer beibehielten und geringe Verschlechterung durch Stromdurchtritt zeigen.
Die Metallkoordinationsverbindung der vorliegenden Erfindung emittiert Phosphoreszenz und es wird angenommen, dass dessen niedrigster angeregter Zustand ein MLCT* (Metall-zu-Ligand-Ladungstransfer) angeregter Zustand oder π–π* angeregter Zustand in einem Triplettzustand ist, und Phosphoreszenz zur Zeit des Übergangs von einem derartigen Zustand in den Grundzustand verursacht wird.
Nachstehend werden Verfahren zur Messung von einigen Eigenschaften und physikalischen Werten, die hierin zum Charakterisieren des Lumineszenzmaterials der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, beschrieben.
(1) Unterscheidung zwischen Phosphoreszenz und Fluoreszenz
Die Identifizierung der Phosphoreszenz wurde abhängig davon bewerkstelligt, ob Deaktivierung mit Sauerstoff verursacht wurde oder nicht. Eine Lösung einer Metallverbindung in Chloroform nach Belüftung mit Sauerstoff oder mit Stickstoff wird der Fotoelumination unterzogen, um Foto-Lumineszenz zu verursachen. Die Lumineszenz wird als Phosphoreszenz bewertet, wenn fast keine der Verbindung zuschreibbare Lumineszenz im Hinblick auf die Lösung beobachtet wird, die mit Sauerstoff belüftet wird, aber Foto-Lumineszenz im Hinblick auf die Lösung, die mit Stickstoff belüftet wurde, bestätigt wird. Die Phosphoreszenz von allen Verbindungen der vorliegenden Erfindung ist durch dieses Verfahren bestätigt worden, wenn nicht anders im Einzelnen angegeben.
(2) Phosphoreszenzausbeute (eine relative Quantenausbeute, d.h. ein Verhältnis einer Objektproben-Quantenausbeute Φ (Probe) zu einer Standardproben-Quantenausbeute Φ (st)) wird gemäß der folgenden Formel bestimmt: Φ (Probe)/Φ (st) = [Sem(Probe)/Iabs(Probe)]/[Sem(st)/Iabs(st)],worin bezeichnet: Iabs(st) einen Absorptionskoeffizienten bei einer Anregungswellenlänge der Standardprobe; Sem(st) eine Lumineszenzspektral-Flächenintensität, wenn bei der gleichen Wellenlänge angeregt; Iabs(Probe) einen Absorptionskoeffizienten bei einer Anregungswellenlänge einer Objektverbindung; und Sem(Probe) eine Lumineszenz spektrale Flächenintensität, wenn bei der gleichen Wellenlänge angeregt.
Phosphoreszenzausbeutenwerte, die hierin beschrieben werden, sind relative Werte im Hinblick auf eine Phosphoreszenzausbeute Φ = 1 von Ir(ppy)₃ als eine Standardprobe.
Ein Verfahren zur Messung der Phosphoreszenz-Lebensdauer ist wie folgt.
Eine Probenverbindung wird in Chloroform aufgelöst und auf einem Quarzsubstrat in einer Dicke von ca. 0,1 μm spinnbeschichtet und wird einem gepulsten Stickstofflaserlicht bei einer Anregungswellenlänge von 337 nm bei Raumtemperatur ausgesetzt, in den ein Lumineszenz-Lebensdauermessgerät (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) verwendet wird. Nach Vervollständigung der Anregungspulse wird die Zerfallscharakteristik der Lumineszenzintensität gemessen.
Wenn eine anfängliche Lumineszenzintensität mit I₀ bezeichnet wird, wird eine Lumineszenzintensität nach t(sek) gemäß der folgenden Formel im Hinblick auf eine Lumineszenz-Lebensdauer τ (sek) ausgedrückt: I = I0·exp(–t/τ).
Das Lumineszenzmaterial (Metallkoordinationsverbindung) der vorliegenden Erfindung zeigte hohe Phosphoreszenz-Quantenausbeuten von 0,11 bis 0,9 und kurze Phosphoreszenz-Lebensdauern von 0,1 bis 40 μsek. Eine kurze Phosphoreszenz-Lebensdauer wird eine Bedingung zum Verursachen einer geringen Energiedeaktivierung und zum Zeigen einer verstärkten Lumineszenzeffizienz. Im Einzelnen, wenn die Phosphoreszenz-Lebensdauer lang ist, wird die Anzahl der Triplett-Zustandsmoleküle, die zur Lumineszenz beibehalten werden, erhöht, und es ist wahrscheinlich, dass das Deaktivierungsverfahren auftritt, was so zu einer niedrigeren Lumineszenzeffizienz insbesondere zur Zeit der Hochstromdichte führt. Das Material der vorliegenden Erfindung besitzt eine relativ kurze Phosphoreszenz-Lebensdauer, wobei so eine hohe Phosphoreszenz-Quantenausbeute gezeigt wird und ist daher als ein Lumineszenzmaterial für eine EL-Vorrichtung geeignet.
Als Ergebnis von unseren verschiedenen Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass eine organische EL-Vorrichtung, die eine Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) als ein Haupt-Lumineszenzmaterial verwendet, Hoch-Effizienz-Lumineszenz verursacht, hohe Leuchtkraft für eine lange Zeitdauer beibehält und eine geringe Verschlechterung durch Stromdurchtritt zeigt.
In der Formel (1), die die Metallkoordinationsverbindung der vorliegenden Erfindung darstellt, kann n vorzugsweise 0 oder 1 sein, weiter bevorzugt 0. Ferner umfasst die Teilstruktur ML'n die aromatische Gruppe, die durch die vorstehend erwähnte (5) dargestellt wird. In der Formel (5) kann Y vorzugsweise C=O oder CRR' umfassen. Wenn Y CRR' ist, wo R und R' CH₃ sind, kann die Metallkoordinationsverbindung der Formel (I) vorzugsweise keinen Substituenten aufweisen. Insbesondere, wenn CyC1 FL2 ist (das nachstehend erscheint), wo R und R' CH₃ sind und CyN1 Pi ist, R¹ bis R⁴ (als Substituenten für Pi und FL2) vorzugsweise ein Wasserstoffatom gleichzeitig sein können.
In der vorliegenden Erfindung wird es, indem die aromatische Gruppe der Formel (5) in die Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) eingebaut wird, möglich, eine Emissionswellenlänge zu steuern (insbesondere, um eine lange Emissionswellenlänge bereitzustellen). Das Vorhandensein der aromatischen Gruppe der Formel (5) ist beim Verstärken einer Löslichkeit der Metallkoordinationsverbindung der vorliegenden Erfindung in einem organischen Lösungsmittel effektiv, was dessen Reinigung durch Umkristallisieren oder Säulenchromatographie erleichtert. Folglich ist die Metallkoordinationsverbindung der vorliegenden Erfindung als ein Lumineszenzmaterial für die organische EL-Vorrichtung geeignet.
Ferner ist, wie in den Beispielen, die nachstehend erscheinen, substantiiert worden, dass die Metallkoordinationsverbindung der vorliegenden Erfindung eine herausragende Stabilität in einem kontinuierlichen Stromdurchtrittstest zeigte. Dies kann dem Einbau der aromatischen Gruppe der Formel (5) in die molekulare Struktur der Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) gemäß der vorliegenden Erfindung zuschreibbar sein. Im Einzelnen ermöglicht eine Änderung der intermolekularen Wechselwirkung aufgrund der Einführung der aromatischen Gruppe der Formel (5) eine intermolekulare Wechselwirkung der Metallkoordinationsverbindung mit z.B. einem Wirtsmaterial, um die Bildung von Excitonassoziaten zu unterdrücken, die eine thermische Deaktivierung verursachen, was ein Quenchverfahren bzw. Auslöschverfahren reduziert, wodurch die Phosphoreszenzausbeute und Vorrichtungseigenschaften verbessert werden.
Die Lumineszenzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Elektrolumineszenzvorrichtung derart sein, in der eine Schicht der Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) zwischen gegenüberliegenden zwei Elektroden angeordnet ist und eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, um Lumineszenz zu verursachen, wie in 1A, 1B und 1C gezeigt.
Für die Anwendung auf ein Display kann ein Antriebssystem unter Verwendung einer Dünnfilmtransistor (TFT) -Antriebsschaltung gemäß einem aktiven Matrixschema verwendet werden. Nachstehend wird eine Ausführungsform, die eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem aktiven Matrixsubstrat verwendet, kurz anhand von 2 beschrieben werden.
2 veranschaulicht eine Ausführungsform mit einer Tafelstruktur, die eine EL-Vorrichtung und Antriebsvorrichtung umfasst. Die Tafel ist mit einer Abtastsignal-Antriebsvorrichtung, einer Datensignal-Antriebsvorrichtung und einer Stromzuführungsquelle ausgestattet, welche jeweils mit Gateauswahllinien, Datensignallinien und Stromzuführungslinien verbunden sind. Bei jeder Kreuzung der Gateauswahllinien und der Datensignallinien ist eine Display-Pixel-Elektrode angeordnet. Die Abtastsignal-Antriebsvorrichtung wählt aufeinanderfolgend die Gateauswahllinien G1, G2, G3 ... Gn aus, und synchron damit werden Bildsignale aus der Datensignal-Antriebsvorrichtung zugeführt, um ein Bild (Bild) anzuzeigen.
Indem eine Displaytafel einschließlich einer Lumineszenzschicht, die ein Lumineszenzmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst, angetrieben wird, wird es möglich, ein Display bereitzustellen, welches eine gute Bildqualität zeigt und sogar für ein Display mit langer Lebensdauer stabil ist.
Einige Synthesewege zum Bereitstellen einer Metallkoordinationsverbindung, die durch die vorstehend erwähnte Formel (1) dargestellt wird, werden nachstehend anhand einer Iridium-Kombinationsverbindung (m+n = 3) zum Beispiel veranschaulicht:
Eine andere Metallkoordinationsverbindung (M = Pt, Rh und Pd) kann auch auf eine ähnliche Weise synthetisiert werden.
Einige spezifische Strukturbeispiele für Metallkoordinationsverbindungen in der vorliegenden Erfindung werden in Tabelle 1 bis Tabelle 42, die nachstehend erscheinen, gezeigt, welche jedoch nur repräsentative Beispiele und nicht erschöpfend sind. Pi bis Cz für CyN1, CyN2, CyC1 und CyC2, die in Tabellen 1 bis 42 gezeigt werden, stellen Teilstrukturen dar, die nachstehend gezeigt werden.
Ferner stellen aromatische Gruppen Ph2 bis DBT3 als Substituenten für CyN1, CyN2, CyC1 und CyC2, die in Tabellen 1 bis 42 gezeigt werden, Teilstrukturen dar, die nachstehend gezeigt werden, unter der Voraussetzung, dass Substituenten R5 bis R8 der aromatischen Gruppen Wasserstoffatome darstellen, wenn sie nicht ein Einzelnen angegeben werden.
Tabelle 1

* Referenzverbindung (außerhalb des Umfangs der Erfindung)

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

* Referenzverbindung

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen genauer beschrieben.
Beispiel 1 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 23)
In einen 30 l Dreihalskolben wurden 307,3 g (960 mM) 2-Iod-9,9-dimethylfluoren und 10 l trockenes THF (Tetrahydrofuran) gefüllt und auf -72 bis 70°C unter Rühren in einer Argongasstromatmosphäre abgekühlt. Zu der Mischung wurde eine 1,6 M Lösung n-Butyllithium in Hexan in 1 Stunde tropfenweise zugegeben, gefolgt von weiterem Rühren für 2 Stunden bei der Temperatur. Danach wurde unter Rühren bei -73 bis -71°C zu dem System eine Lösung von 209,5 g (2016 mM) Trimethylborat in 1,3 l trockenem THF tropfenweise in 2 Stunden zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht auf einem Eiswasserbad stehengelassen. Zu der Mischung wurden 1,6 l 4N-Salzsäure in 0,5 Stunden bei 0 bis 7°C zugegeben, gefolgt von Rühren für 1 Stunde bei Raumtemperatur und Extraktion mit Toluol. Die organische Schicht wurde mit gesättigtem salinen Wasser gewaschen, gefolgt von Abdestillieren des Lösungsmittels unter einem verringerten Druck, um einen Rückstand zu erhalten. Zu dem Rückstand wurde Hexan zugegeben und unter Rühren erhitzt, gefolgt von Abkühlen, um einen Kristall auszufällen. Der Kristall wurde durch Filtration wiedergewonnen und durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol/Ethylacetat = 1/1) gereinigt, gefolgt von anschließender Rekristallisation aus: einem gemischten Lösungsmittel aus Chloroform und Hexan; Toluol; einem gemischten Lösungsmittel aus Ethylacetat-Toluol-THF; und Toluol, um 32,0 g 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure (farbloses Kristall) zu erhalten (Ausbeute: 14,0 %).
In einen 300 ml Dreihalskolben wurden 8,5 g (53,8 mM) 2-Brompyridin, 12,8 g (53,8 mM) 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure, 55 ml Toluol, 27 ml Ethanol und 55 ml 2 M wässrige Natriumcarbonatlösung gefüllt und bei Raumtemperatur unter Stickstoffstrom gerührt, und 1,97 g (1,70 mM) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) wurde hierzu gegeben. Danach wurde Rückfluss unter Rühren für 5,5 Stunden unter Stickstoffstrom durchgeführt. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung abgekühlt und durch Zugabe von kaltem Wasser und Toluol extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen, und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt, um einen Rückstand zu erhalten. Der Rückstand wurde aufeinanderfolgend durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol/THF = 10/1) und dasjenige
Elutionsmittel: Hexan/Ethylacetat = 8/1) gereinigt, um 12,2 g 2-{2-(9,9-Dimethylfluorenyl)}pyridin (schwach braune viskose Flüssigkeit) zu erhalten (Ausbeute: 83,6 %).
In einen 100 ml Vierhalskolben wurden 50 ml Glycerol gefüllt und bei 130 bis 140°C unter Rühren und Bläschenbilden mit Stickstoff für 2 Stunden erhitzt. Dann wurde das Glycerol durch Stehenlassen auf 100°C heruntergekühlt und 1,69 g (6,23 mM) 2-{2-(9,9-Dimethylfluorenyl)}pyridin und 0,50 g (1,02 mM) Iridium -III)-acetylacetonat wurden zugegeben, gefolgt vom Erhitzen für 5 Stunden bei 176 bis 219°C unter Rühren von und Stickstoffstrom. Das Reaktionsprodukt wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und in 300 ml 1 N Salzsäure eingespritzt, um ein Präzipitat auszubilden, welches ausgefiltert und mit Wasser gewaschen wurde, gefolgt vom Trocknen für 5 Stunden bei 100°C unter vermindertem Druck. Das Präzipitat wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie mit Chloroform als das Elutionsmittel gereinigt, um 0,17 g (Ausbeute = 21,3 %) organges pulverförmiges Tris[2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)pyridin-C³,N]iridium (III) zu erhalten. Gemäß MALDITOF MS (matrix-assisted laser desorption ionization-time of fight mass spectroscopy), zeigte die Verbindung M⁺ (Massenzahl des entsprechenden Kations, das durch Entfernung von 1 Elektron gebildet wurde) 1.003,4.
Eine Toluollösung der Verbindung zeigte ein Fotolumineszenzspektrum, das λmax (maximale Emissionswellenlänge) = 545 nm und eine Quantenausbeute von 0,23 zeigte.
Die Verbindung (Beispielverbindung Nr. 23) zeigte eine bessere Syntheseausbeute und Quantenausbeute, dass so das am meisten geeignete Lumineszenzmaterial in der vorliegenden Erfindung war.
Beispiel 2 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 43)
In einen 100 ml Dreihalskolben wurden 1,18 g (4,98 mM) 2,5-Dibrompyridin, 3,57 g (15,0 mM) 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure, die in Beispiel 1 hergestellt wurde, 10 ml Toluol, 5 ml Ethanol und 10 ml 2 M wässrige Natriumcarbonatlösung gefüllt und bei Raumtemperatur unter Stickstoffstrom gerührt, und 0,35 g (0,30 mM) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (0) wurden hinzugegeben. Danach wurde Rückfluss unter Rühren 12 Stunden unter Stickstoffstrom durchgeführt. Nach Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsprodukt auf einem Eisbad abgekühlt, um einen Kristall auszufällen, welcher dann ausgefiltert und in Wasser gewaschen wurde. Zu dem Kristall wurden 100 ml Methanol gegeben und bei Raumtemperatur unter Rühren gewaschen, und dann durch Filtration wiedergewonnen. Der resultierende Kristall wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Chloroform) gereinigt, um 2,10 g (Ausbeute = 91,0 %) 2,5-Bis{2-(9,9-dimethylfluorenyl)}pyridin (farbloser Kristall) zu erhalten.
In einen 100 ml Vierhalskolben wurde 50 ml Glycerol gefüllt und bei 130 bis 140°C unter Rühren unter Bläschenbilden mit Stickstoff für 2 Stunden erhitzt. Dann wurde das Glycerol durch Stehenlassen auf 100°C heruntergekühlt und 1,85 g (3,99 mM) 2,5-Bis{2-(9,9-dimethylfluorenyl)}pyridin und 0,40 g (0,82 mM) Iridium-(III)-acetylacetonat wurden zugegeben, gefolgt von 5 Stunden Rückfluss bei 180 bis 235°C unter Rühren und Stickstoffstrom. Das Reaktionsprodukt wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und in 300 ml 1 N Salzsäure eingespritzt, um ein Präzipitat auszubilden, welches ausgefiltert und mit Wasser gewaschen wurde, gefolgt von Trocknen für 5 Stunden bei 100°C unter verringertem Druck. Das Präzipitat wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie mit Chloroform als das Elutionsmittel gereinigt und aus einem gemischten Lösungsmittel aus Chloroform und Methanol umkristallisiert, um 0,10 g (Ausbeute = 7,7 %) rotes pulverförmiges Tris[2,5-bis(9,9-dimethylfluoren-2-yl)pyridin-C³,N]iridium (III) zu erhalten. Gemäß MALDITOF MS zeigte die Verbindung M⁺ 1.589,6.
Eine Toluollösung der Verbindung zeigte ein Fotolumineszenzspektrum, das λmax = 591 nm und eine Quantenausbeute von 0,12.
Beispiele 3 bis 11
Jede der Lumineszenzvorrichtungen mit einer Schichtstruktur, die in 1B gezeigt wird, wurde auf die folgende Weise hergestellt.
Auf ein 1,1 mm dickes Glassubstrat (transparentes Substrat 15) wurde ein 100 nm dicker Film (transparente Elektrode 14) von ITO (Indiumzinnoxid) durch Sputtern gebildet, gefolgt von Musterbildung, um eine Streifenelektrode einschließlich 100 Linien auszubilden, wobei jede eine Breite von 100 nm und einen Abstand mit einer benachbarten Linie von 10 nm (d.h. einen Elektrodenpitch von 110 nm) besaß.
Auf dem ITO-ausgebildeten Substrat wurden drei organische Schichten und zwei Metallelektrodenschichten, wie nachstehend gezeigt werden, aufeinanderfolgend durch Vakuum (Dampf) -abscheidung unter Verwendung von Widerstandserhitzen in einer Vakuumkammer (10^–4 Pa) ausgebildet.
Organische Schicht 1 (Lochtransportschicht 13) (40 nm): α-NPD
Organische Schicht 2 (Lumineszenzschicht 12) (30 nm): coabgeschiedene Schicht aus CBP:Metallkomplex (Metallkoordinationsverbindung, die in Table 45 gezeigt wird) (95:5 bezogen auf das Gewicht)
Organische Schicht 3 (Elektronentransportschicht 16) (30 nm): Alq3
Metallelektrodenschicht 1 (Metallelektrode 11) (15 nm):Al-Li-Legierung (Li = 1,8 Gew.%)
Metallelektrodenschicht 2 (Metallelektrode 11) (100 nm):Al
Die vorstehend abgeschiedenen Metallelektrodenschichten 1 und 2 (Al-Li-Schicht und Al-Schicht) besaßen ein Streifenelektrodenmuster einschließlich 100 Linien, die jeweils eine Breite von 100 nm und einen Abstand von 10 nm (Elektrodenpitch = 110 nm) besaßen und derart angeordnet waren, dass das Streifenelektrodenmuster mit demjenigen der ITO-Elektrode bei rechtem Winkelschnitt, um eine Matrix von Pixeln mit jeweils einer effektiven Elektrodenfläche von 3 mm² auszubilden, die 20 ITO-Linien, die bei einem Hinausführungsteil zusammengebündelt waren, und 15 Al- (Al-Li) -Linien, die bei einem Hinausführungsteil zusammengebündelt waren, umfasste.
Jede der so hergestellten Lumineszenzvorrichtungen wurde aus der Vakuumkammer herausgenommen und wurde einem kontinuierlichen Energisierung (Stromdurchtritt) -test in einer Atmosphäre von trockenem Stickstoffgasstrom unterzogen, um so die Vorrichtung beeinträchtigende Faktoren, wie etwa Sauerstoff und Feuchtigkeit (Wassergehalt) zu entfernen.
Der kontinuierliche Energisierungstest wurde durchgeführt, indem kontinuierlich eine Spannung bei einer konstanten Stromdichte von 70 mA/cm² auf die Lumineszenzvorrichtung mit der ITO (transparenten) -Elektrode (als eine Anode) und die Al (Metall) -Elektrode (als eine Kathode) anzulegen, gefolgt vom Messen von Emissionsleuchtkraft (Helligkeit) mit der Zeit, um so eine Zeit (Lumineszenz-Halbwertsdauer) zu bestimmen, die zum Verringern einer anfänglichen Leuchtkraft (60 bis 220 cd/m²) auf die Hälfte davon benötigt wurde.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 45, die nachstehend erscheint, gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Vergleichs-Lumineszenzvorrichtung wurde hergestellt und auf die gleiche Weise wie in Beispielen 3 bis 11 bewertet, bis darauf, dass die Ir-Komplexe (Metallkoordinationsverbindungen, die in Tabelle 45 gezeigt werden) in Ir-Phenylpyrimidin-Komplex (Ir(ppy)₃), die nachstehend gezeigt wird, geändert wurden.
Die Ergebnisse werden auch in der nachstehenden Tabelle 45 gezeigt.

* Referenzbeispiel (außerhalb des Umfangs der Erfindung

Wie aus Tabelle 45 ersichtlich ist, gewährleisten, verglichen mit den herkömmlichen Lumineszenzvorrichtungen unter Verwendung von Ir(ppy)₃, die Lumineszenzvorrichtungen unter Verwendung der Metallkoordinationsverbindungen von Formel (1) gemäß der vorliegenden Erfindung längere Leuchtkraft-Halbwertlebensdauern, was so zu einer EL-Vorrichtung mit einer hohen Haltbarkeit (Leuchtkraftstabilität), basierend auf einer guten Stabilität der Metallkoordinationsverbindung von Formel (1) der vorliegenden Erfindung führt.
Beispiel 12
Ein organisches EL-Farbdisplaygerät, das in 2 gezeigt wird, wurde auf die folgende Weise hergestellt.
Ein aktives Matrixsubstrat besaß eine planare Struktur, die im wesentlichen einer in US-Patent Nr. 6,114,715 beschriebenen Struktur ähnlich war.
Im Einzelnen wurden auf einem 1,1 mm dicken Glassubstrat TFTs aus polykristallinem Silizium vom Obergatetyp auf eine gewöhnliche Weise ausgebildet und darauf wurde ein abgeflachter Film mit Kontaktlöchern für die elektrische Verbindung mit einer Pixelelektrode (Anode) bei jeweiligen Quellenbereichen ausgebildet, wobei so ein Aktiv-Matrixsubstrat mit einer TFT-Schaltung hergestellt wurde.
Auf dem Aktiv-Matrixsubstrat wurde eine 700 nm dicke Pixelelektrode (Anode) aus ITO mit einer großen Arbeitsfunktion in einem vorgeschriebenen Muster ausgebildet. Auf der ITO-Elektrode wurden beschriebene organische Schichten und eine 100 nm dicke Al-Elektrode (Kathode) aufeinanderfolgend durch Vakuumabscheidung mit einer Hartmaske ausgebildet, gefolgt von Musterbildung, um eine Matrix aus Colourpixeln (128×128 Pixel) auszubilden.
Die jeweiligen organischen Schichten, die den Dreifarbpixeln (rot (R) grün (G) und blau (B)) entsprachen, bestanden aus den folgenden Schichten.
R-Pixelbereich

α-NPD (40 nm)/CBP: Beispielverbindung Nr. 487 (93:7 bezogen auf das Gewicht) (30 nm)/BCP (20 nm)/Alq 3 (40 nm)

G-Pixelbereich

α-NPD (50 nm)/Alq 3 (50 nm)

B-Pixelbereich

α-NPD (50 nm)/BCP (20 nm)/Alq 3 (50 nm)

Wenn das so hergestellte organische EL-Farbdisplaygerät angetrieben wurde, können gewünschte Farbbilddaten stabil mit guten Bildqualitäten angezeigt werden.
Beispiel 13 (Synthese von Beispielverbindung 24)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-Chlor-5-trifluormethylpyridin (hergestellt von Tokyo Kasei Kogyo K.K.) anstelle von 2-Brompyridin in Beispiel 1.
Tris[2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-5-trifluormethylpyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 14 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 25)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-Chlor-4,5-bis(trifluormethyl)pyridin (hergestellt von Oakwood Products Inc.) anstelle von 2-Brompyridin in Beispiel 1.
Tris(2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-4,5-bis(trifluormethyl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 15 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 26)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-Chlor-5-methylpyridin (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von 2-Brompyridin in Beispiel 1.
Tris[2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-5-methylpyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 16 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 28)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu synthetisieren, bis darauf, dass 2-Brom-9,9-diethylfluoren aus 2-Bromfluoren und Iodethan auf die gleiche Weise wie das Verfahren synthetisiert, das in Beispiel 1 bei Seite 32 der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung (Tokuhyo Hei) 11-510535 (entsprechend US-Patent Nr. 5,708,130) beschrieben ist und in 2-(9,9-Diethylfluorenyl)borat auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 (der vorliegenden Anmeldung) modifiziert wurde, gefolgt von Reaktion mit 2-Brompyridin, um 2-{2-(9,9-Diethylfluorenyl)pyridin zu synthetisieren und dann mit Iridium-(III)-acetylacetonat auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 umzusetzen.
Tris[2-(9,9-Diethylfluoren-2-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 17 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 29)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodpropan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-propyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 18 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 30)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodbutan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-butyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 19 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 31)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodpentan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-pentyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 20 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 32)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodhexan (hergestellt von Aldrich Co.) anstellt von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-hexyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 21 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 33)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodheptan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-heptyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 22 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 34)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Iodoctan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-octyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 23 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 35)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Ioddecan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan und die Verwendung von 2-Chlor-5-trifluormethyl-pyridin (hergestellt von Tokyo Kasei Kogyo K.K.) anstelle von 2-Bromopyridin in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-decyl)fluoren-2-yl]-5-trifluormethylpyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 24 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 37)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 1-Bromeicosan (hergestellt von Aldrich Co.) anstelle von Iodethan in Beispiel 16.
Tris{2-[9,9-di(1-eicosyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 25 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 44)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-(9,9-Diethylfluorenyl)borsäure anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure in Beispiel 2.
Tris[2,5-bis(9,9-diethylfluoren-2-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 26 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 45)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-[9,9-Di(1-pentyl)fluorenyl]borsäure anstellt von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure in Beispiel 2.
Tris{2,5-bis[9,9-di(1-pentyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 27 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 47)
Es ist leicht, die folgende Verbindung wie in Beispiel 2 zu synthetisieren, bis auf die Verwendung von 2-[9,9-Di(1-pentadecyl)fluorenyl]borsäure anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure in Beispiel 2.
Tris{2,5-bis[9,9-di(1-pentadecyl)fluoren-2-yl]pyridin-C³,N}iridium (III).
Beispiel 28 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 146)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bis auf die Verwendung von Dibenzofuran-4-borsäure (hergestellt von Frontier Scientific Inc.) anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)-borsäure in Beispiel 1 zu synthetisieren.
Tris[2-(dibenzofuran)-4-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 29 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 147)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, bis auf die Verwendung von Dibenzothiophen-4-borsäure (hergestellt von Frontier Scientific Inc.) anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)borsäure in Beispiel 1 zu synthetisieren.
Tris[2-(benzothiophen)-4-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 30 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 149)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2, bis auf die Verwendung von Dibenzofuran-4-borsäure (hergestellt von Frontier Scientific Inc.) anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)-borsäure in Beispiel 1 zu synthetisieren.
Tris[2,5-bis(dibenzofuran)-4-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 31 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 150)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2, bis auf die Verwendung von Dibenzothiophen-4-borsäure (hergestellt von Frontier Scientific Inc.) anstelle von 2-(9,9-Dimethylfluorenyl)-borsäure in Beispiel 2 zu synthetisieren.
Tris[2,5-bis(benzothiophen)-4-yl)pyridin-C³,N]iridium (III).
Beispiel 32
Eine organische EL-Vorrichtung, die in 1C gezeigt wird, wurde auf die folgende Weise hergestellt.
Auf einer 100 nm dicken gemusterten ITO-Elektrode (Anode), die auf einem 1,1 mm dicken Nicht-Alkali-Glassubstrat gebildet war, wurde eine 40 nm dicke Ladungstransportschicht aus α-NPD durch Vakuumabscheidung (10^–4 Pa) bei einer Abscheidungsrate von 0,1 nm/sek ausgebildet. Auf der Ladungstransportschicht wurde eine 40 nm dicke Lumineszenzschicht (co-abgeschiedener Film) aus CBP: Iridiumkomplex von Beispielverbindung Nr. 23 (93:7 bezogen auf das Gewicht) durch co-Vakuumabscheidung bei einer Abscheidungsrate von 0,1 nm/sek (für CBP) und 0,09 nm/sek (für den Iridiumkomplex) ausgebildet, indem die Aufheizbedingungen für den Abscheidungsbehälter gesteuert wurden. Auf der Lumineszenz aus BCP (Bathocuproin) durch Vakuumabscheidung bei einer Abscheidungsrate von 0,1 nm/sek ausgebildet und/oder die Exciton-Diffusions-Verhinderungsschicht, eine 20 nm dicke Elektronen-Transportschicht, aus Alq 3 wurde durch Vakuumabscheidung bei einer Abscheidungsrate von 0,1 nm/sek ausgebildet. Danach wurde die Elektronen-Transportschicht, eine 150 nm dicke Aluminiumelektrode (Kathode) durch Vakuumabscheidung bei einer Abscheidungsrate von 1 nm/sek ausgebildet.
Die so hergestellte organische EL-Vorrichtung zeigte ein EL-Spektrum, das λmax = 545 nm und Lumineszenz-Effizienten von 12,4 lm/W bei einer Leuchtkraft von 100 cd/m² und 13,6 lm/W bei einer Leuchtkraft von 600 cd/m² zeigte.
Beispiel 33
Eine organische EL-Vorrichtung wurde hergestellt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 32 bewertet, bis auf die Verwendung von Tris[2,5-bis(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-pyridin-C³,N]iridium (III) (Beispielverbindung Nr. 43) anstelle von Tris[2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)pyridin-C³,N]iridium (III) (Beispielverbindung Nr. 23), die in Beispiel 1 synthetisiert wurde.
Die so hergestellte organische EL-Vorrichtung zeigte ein EL-Spektrum, das λmax = 590 nm und Lumineszenzeffizienten von 2,4 lm/W bei einer Leuchtstärke von 100 cd/m² und 1,9 lm/W bei einer Leuchtstärke von 300 cd/m^z zeigte.
Beispiel 34 (Synthese von Beispielverbindung Nr. 54)
Es ist leicht, die folgende Verbindung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bis auf die Verwendung von 4-Phenyl-1-brompyridin (hergestellt von General Intermediates of Canada) anstelle von 2-Brompyridin in Beispiel 1 zu synthetisieren.
Tris[2-(9,9-dimethylfluoren-2-yl)-4-phenylpyridin-C³,N]iridium (III).
Wie vorstehend beschrieben, ist die Metallkoordinationsverbindung der Formel (1), die durch die aromatische Gruppe der Formel (5) als eine Teilstruktur gekennzeichnet ist, ein herausragendes Material, welches eine hohe Emissions-Quanteneffizienz zeigt. Die Elektrolumineszenzvorrichtung (Lumineszenzvorrichtung) der vorliegenden Erfindung, die als ein Lumineszenz-Zentralmaterial die Metallkoordinationsverbindung der Formel (1) verwendet, ist eine herausragende Vorrichtung, welche nicht nur Hoch-Effizienz-Lumineszenz erlaubt, sondern auch eine hohe Leuchtkraft für eine lange Zeitdauer beibehält und wenig Verschlechterung durch Stromdurchtritt zeigt. Ferner zeigt das Displaygerät unter Verwendung der Elektrolumineszenzvorrichtung der vorliegenden Erfindung herausragende Displayleistungen.
Eine Elektrolumineszenzvorrichtung mit einer Schicht, die die spezifische Metall-Koordinationsverbindung enthält, wird bereitgestellt. Die Metallkoordinationsverbindung wird durch nachstehende Formel (1) dargestellt: MLmL'n (1)worin M ein Metallatom aus Ir, Pt, Rh oder Pd ist; L und L' wechselseitig unterschiedliche bidentate Liganden sind; m 1, 2 oder 3 ist und n 0, 1 oder 2 ist, unter der Voraussetzung, dass m+n 2 oder 3 ist; eine Teilstruktur MLm durch nachstehend gezeigte Formel (2) dargestellt wird und eine Teilstruktur ML'_n durch nachstehend gezeigte Formel (3) oder (4) dargestellt wird:
wenigstens einer der optionalen Substituent(en) der cyclischen Gruppen, und die cyclischen Gruppen CyC1 und CyC2 eine aromatische Gruppe beinhalten, die einen Substituenten aufweisen kann, durch die folgende Formel (5) dargestellt wird:
Die Metallkoordinationsverbindung mit der aromatischen Gruppe ist beim Bereitstellen von Hoch-Effizienz-Lumineszenz und Laufzeitdauer-Hochleuchtstärke effektiv.

Claims

Metallkoordinationsverbindung, die durch nachstehende Formel (1) dargestellt wird: MLmL'n (1)worin M ein Metallatom aus Ir, Pt, Rh oder Pd ist; L und L' wechselseitig unterschiedliche bidentate Liganden sind; m 1, 2 oder 3 ist und n 0, 1 oder 2 ist, unter der Voraussetzung, dass m+n 2 oder 3 ist; eine Teilstruktur MLm durch nachstehend gezeigte Formel (2) dargestellt wird und einer Teilstruktur ML'_n durch nachstehend gezeigte Formel (3) oder (4) dargestellt wird:
worin CyN1 und CyN2 jeweils eine cyclische Gruppen sind, die einen Substituenten aufweisen können, die ein Stickstoffatom einschließen und an das Metallatom M über das Stickstoffatom gebunden sind; CyC1 und CyC2 jeweils eine cyclische Gruppe sind, die einen Substituenten aufweisen kann, die ein Kohlenstoffatom einschließt und an das Metallatom M über das Kohlenstoffatom gebunden ist, unter der Voraussetzung, dass die cyclische Gruppe CyN1 und die cyclische Gruppe CyC1 aneinander über eine kovalente Bindung gebunden sind und die cyclische Gruppe CyN2 und die cyclische Gruppe CyC2 aneinander über eine kovalente Bindung gebunden sind; der Substituent der cyclischen Gruppen aus einem Halogenatom, einer Cyanogruppe, einer Nitrogruppe, einer Trialkylsilylgruppe ausgewählt ist, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welcher die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CHoder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppe kann ein Wasserstoffatom beinhalten, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanogruppe, ein Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann); E und G sind unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welchen die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanogruppe, ein Nitrogruppe, eine Trialkylsilylgruppe, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welcher die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; und wenigstens einer der Substituent(en) der cyclischen Gruppen, und die cyclischen Gruppen CyN1 und CyN2 eine aromatische Gruppe beinhalten, die einen Substituenten aufweisen kann, der durch die folgende Formel (5) dargestellt wird:
worin die aromatische Gruppe der Formel (5) an CyN1, CyN2, CyC1 und CyC2 über eine Einzelbindung gebunden ist, wenn die aromatische Gruppe die Substituent(en) der cyclischen Gruppen ist, und die aromatische Gruppe der Formel (5) an CyN1 oder CyN2 über eine Einzelbindung gebunden ist und an das Metallatom M über eine Einzelbindung gebunden ist, wenn die aromatische Gruppe CyC1 oder CyC2 ist; Y bezeichnet C=O, CRR', C=C(CN)₂, O oder S, worin R und R' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C-, und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanogruppe, ein Nitrogruppe, eine Trialkylsilylgruppe, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann); und der optionale Substituent der aromatischen Gruppe der Formel (5) aus einem Halogenatom, einer Cyanogruppe, einer Nitrogruppe, einer Trialkylsilylgruppe ausgewählt ist, von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann, oder eine aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom, ein Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt werden können, und die Alkylgruppen ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann), unter der Voraussetzung, dass ein benachbartes Paar von Substituenten gebunden werden kann, um eine cyclische Struktur auszubilden.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, die eine Teilstruktur ML'_n beinhaltet, die durch die Formel (3) in der Formel (1) dargestellt wird.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, die eine Teilstruktur ML'_n beinhaltet, die durch die Formel (4) in der Formel (1) dargestellt wird.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, worin n in der Formel (1) 0 beträgt.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, worin die Gruppe Y in der Formel (5) C=O oder CRR' beträgt.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, wobei die cyclischen Gruppen CyC1 und CyC2 unabhängig ausgewählt sind aus Phenylgruppe, Thienylgruppe, Thianaphthylgruppe, Naphthylgruppe, Pyrenylgruppe, 9-Fluorenonylgruppe, Fluorenylgruppe, Dibenzofurylgruppe, Dibenzothienylgruppe oder Carbazolylgruppe, als eine aromatische cyclische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, unter der Voraussetzung, dass die aromatische cyclische Gruppe ein oder zwei CH-Gruppen beinhalten kann, die durch ein Stickstoffatom ersetzt werden können.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 6, wobei die cyclischen Gruppen CyC1 und Cy2 unabhängig voneinander Phenylgruppe oder 2-Fluorenylgruppe sind.
Metallkoordinatsverbindung gemäß Anspruch 1, wobei die cyclischen Gruppen CyN1 und CyN2 unabhängig voneinander aus Pyridylgruppe, Pyridazinylgruppe und Pyrimidinylgruppe als eine aromatische cyclische Gruppe ausgewählt sind, die einen Substituenten aufweisen kann.
Metallkoordinationsverbindung gemäß Anspruch 8, wobei die aromatische cyclische Gruppe eine Pyridylgruppe ist.
Metallkoordinationsverbindung gemäß Anspruch 1, wobei die cyclischen Gruppen CyN1, CyN2, CyC1 und CyC2 unabhängig nicht substituiert sind, oder einen Substituenten besitzen, der aus einem Halogenatom und einer linearen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist {von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die ersetzt werden können durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine zweiwertige aromatische Gruppe, die einen Substituenten aufweisen kann (d.h. ein Halogenatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen (von welchen die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die ersetzt werden können durch -O- und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann)), und die Alkylgruppe ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann}.
Metallkoordinationsverbindung gemäß Anspruch 1, wobei M in der Formel (1) Iridium ist.
Metallkoordinationsverbindung gemäß Anspruch 1, welche dargestellt wird durch die folgende Formel (6):
worin X bezeichnet CRR', O oder S, wo R und R' unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit folgender Formel sind: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten können, die durch -O- ersetzt werden können und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten können, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; R2 bezeichnet: ein Wasserstoffatom; ein Fluoratom; eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe der Formel: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden können und zudem ein Wasserstoff beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann; eine Phenylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; eine 9,9-Dialkylfluorenylgruppe (von welcher die Alkylgruppen unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit der Formel sind: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht benachbarte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden kann und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann); eine Dibenzofuranylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; und eine Dibenzothienylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; der optionale Substituent der Phenylgruppe, 9,9-Dialkylfluorenylgruppe, Dibenzofuranylgruppe und Dibenzothienylgruppe ist ein Fluoratom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe der Formel: C_nH_2n+1-, in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, die Alkylgruppe eine oder nicht verzweigte zwei oder mehrere Methylengruppen beinhalten kann, die durch -O- ersetzt werden können und zudem ein Wasserstoffatom beinhalten kann, das optional durch ein Fluoratom ersetzt werden kann.
Elektrolumineszenzvorrichtung, die umfasst: ein Paar von Elektroden, die auf einem Substrat angeordnet sind, und eine Lumineszenzeinheit, die wenigstens eine organische Verbindung umfasst, die zwischen den Elektroden angeordnet ist, wobei die organische Verbindung eine Metallkoordinationsverbindung umfasst, die durch die Formel (1) in Anspruch 1 dargestellt wird.
Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, um Licht zu emittieren.
Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, um Phosphoreszenz zu emittieren.
Bildanzeigegerät, das eine Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß Anspruch 13 und eine Einrichtung zum Zuführen von elektrischen Signalen zu der Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst.